Принцип работы и схемы подключения двухцветных светодиодов

Область использования

Характерности спектра излучения не мешают светоизлучающим диодам с двойным свечением найти область использования. Светодиодные индикаторы на основе двухцветных диодов применяются:

• в рекламе;
• в системах сигнализации (светофорах, мигалках, указателях, электронных табло);
• в электрических двигателях (для определения стороны вращения);
• при декоре помещений;
• в телефонах, планшетах, фотоаппаратах;
• в зарядках самых разных аккумуляторов;
• для тюнинга автомобилей.

В бытовых условиях из двухцветных светоизлучающих диодов можно создать гирлянду.

Одни цвет горит во время позитивного полупериода, второй – во время негативного.

Принцип работы.

Кристалл состоит из полупроводниковых материалов, которые расположены слоями. Свечение появляется после протекания электричества между границами их соприкосновения. В одном полупроводнике (n) преобладают электроны (отрицательные частицы), а в другом (p) –  ионы – дырки (положительные частицы). Полупроводниковые соединения способны пропускать электричество только  от p -слоя к n -слою, т.е. в одну сторону.

Схема появления излучения.

Под воздействием электричества электроны из n-слоя и дырки из р-слоя начинают двигаться к р-n-переходу. Происходит рекомбинация дырки и электрона — между р-n-границей протекает ток. Электроны переходят на низший энергетический уровень, с высоких орбиталей на более низкие. Освобождается энергия, которая  излучается в виде фотонов.

Описанный процесс протекает во всех полупроводниковых диодах. Но длина волны фотона не всегда находится в заметном человеческому глазу спектре. Для появления видимости необходимо движение элементарных частиц в определенном интервале: от 400 до 700 нм. Это достигается подбором определенных химических веществ. У каждого есть особая длина волны и цвет излучения.

Самые удачные материалы получаются из соединений типа AIIIBV и AIIBVI где II, III, V и VI – валентности элементов. Например, уже упоминавшийся арсенид галлия, фосфат индия или селенид цинка  и теллурид кадмия. Подобные соединения называют прямозонными. Возможно получение разнообразных  по свечению светодиодов: от ультрафиолетовых до инфракрасных.

К другой группе относятся непрямозонные полупроводники. Это карбид кремния, сам кремний, германий и другие. Диоды из них свет светят очень неярко. Впрочем, научные работы по использованию таких веществ продолжаются. Основные поиски решения ведутся в области технологий квантовых точек и фотонных кристаллов.

Кроме света при p-n-переходе освобождается еще и тепло. Для его отвода необходим теплоотвод (часто в этой роли выступает корпус изделия) или радиатор.

Назначение диода, анод диода, катод диода, как проверить диод мультиметром

Назначение диода – проводить электрический ток только в одном направлении. Когда-то давно применялись ламповые диоды. Но сейчас используются в основном полупроводниковые диоды. В отличие от ламповых они значительно меньше по размеру, не требуют цепей накала и их очень просто соединять различным образом.

На рисунке показано условное обозначение диода на схеме. Буквами А и К соответственно обозначены анод диода и катод диода. Анод диода – это вывод, который подключается к положительному выводу источника питания, непосредственно или через элементы схемы. Катод диода – это вывод из которого выходит ток положительного потенциала и далее через элементы схемы попадает на отрицательный электрод источника тока. Т.е. ток через диод идёт от анода к катоду. А в обратном направлении диод ток не пропускает. Если каким-то из своих выводов диод подключается к источнику переменного напряжения, то на другом его выводе получается постоянное напряжение с полярностью, зависящей от того, как диод подключен. Если он подключен анодом к переменному напряжению, то с катода мы получим положительное напряжение. Если он подключен катодом, то с анода будет получено соответственно отрицательное напряжение.

Как проверить диод мультиметром

Как проверить диод мультиметром или тестером – такой вопрос встаёт тогда, когда есть подозрение, что диод неисправен. Но, ответ на этот вопрос даёт ещё один ответ, где у диода анод, а где катод. Т.е. если мы изначально не знаем цоколёвку диода, то просто ставим мультиметр или тестер на прозвонку диодов (или на измерение сопротивления) и по очереди прозваниваем диод в обоих направлениях. Если диод исправен, наш прибор будет показывать прохождение тока только в одном из вариантов. Если диод пропускает ток в обоих вариантах – диод пробит. Если он не пропускает ни в каком варианте, диод перегорел и также неисправен. В случае исправного диода, когда он проводит ток, смотрим на клеммы прибора, тот вывод диода, что подключен к положительному выводу тестера, является анодом диода, а тот, что к отрицательному – катодом диода. Проверка диодов очень похожа на проверку транзисторов.

Схемыподключения двухцветных светодиодов

Чтобы сделать электроприбор своими руками, необходимо знать, как подключить двухсветный светодиод. Самый простой (но не совсем правильный) вариант – подключаем питания к ножкам через резистор и определяем циклов включения/выключения.

Чтобы добавить к схеме резистор, необходимо рассчитать значения его сопротивления и мощности.

С 2015 года ГОСТом 29433-2014 определены новые параметры напряжения электросети:

• номинальное230 В;
• минимальное207 В, под нагрузкой 198 В;
• максимальное253 В.

Сопротивление резистора должно иметьтакое значение, чтобы через него мог протекать ток, необходимый для нормальногофункционирования двухцветного светодиода, но элемент при этом не перегревался. Поэтомузначение номинального тока 20 мА для расчетов заменяется другим значениеем – 7мА = 0,007 А, позволяющим диоду нормально светиться.

Сопротивление:

Купить нужно элемент на 33 кОм.

Мощность резистора:

Купить нужно элемент на 2 Вт.

Для проверки рассчитывается ток при максимальном напряжении:

Мощность:

Это значит, что резистор на 2 Вт неперегреется даже при максимальном значении напряжения сети.

Натаймере 555

Таймером 555 называют интегральное устройство, генерирующее импульсы через определенные промежутки времени. Доступны модели в пластиковом и металлическом DIP и SMD корпусе на 4,5 – 16 В. Основная сфера применения в быту – управление трехцветными лентами и лампами. Таймер 555 включает цвета поочередно. Стандартное напряжение питания 5 В, перевести на 12 В можно, если поменять сопротивление резисторов.

Похожую схему с таймером 555 можносоздать для управления двухцветным светодиодом. Нужно запитать схему от сети220 В через понижающий трансформатор. Напряжение стабилизирует регулятор 7805.У трансформатора может быть одна или несколько обмоток. При втором вариантетребуется дополнительный вывод от обмотки на 12 В.

Если светодиод многоцветный, в схему включается столько таймеров, сколько цветов. Цветные элементы подключаются к выводам 555 через резисторы. В процессе изменения сопротивления интенсивность свечения меняется от минимального до максимального значения.

До1а

Чтобы управлять двухцветнымисветодиодами, работающими на токе до 1 А, используется схема TA7291P,оснащенная двумя входами и выходами. Двухцветный светодиод подключается квыходу. Если логика диодов, транзисторов и реле одинаковая, а выходыотличаются, чип не светится.

При одинаковых логических уровнях схемаработает иначе. Если на входах уровни различаются, один из выходов присоединяетсяс общей проводкой, что приводит к присоединению с ней катода двухцветного диодаи резистора. Напряжение на втором выходе меняется одновременно с напряжением навходе. Это дает возможность регулировать интенсивность свечения.

Напряжение на втором выходе подается измикроконтроллера, выдающего импульсы. Кроме яркости свечения микроконтроллер контролируетвходы, поэтому возможно регулирование алгоритма управления и оттенков свечения.

Виды и характеристики светодиодов.

Светоизлучающие диоды различают по конструкции корпуса:

1. DIP – маломощные индикаторные цилиндрические элементы. Востребованы для подсветок экранов, индикации, световых гирлянд.
2. «Пиранья» — четырехконтактный DIP. Они крепче держатся на своем месте и меньше греются. Востребованы в автомобильной промышленности для подсветок.
3. SMD – внешне выглядит, как параллелепипед. За счет своей надежности и универсальности востребованы во многих отраслях светотехнической промышленности.
4. PCB Star светодиоды. Разновидность SMD.
5. СОВ – плоский SMD. Новейший тип.

Независимо от исполнения корпуса выделяют светодиоды:

1. Двухцветные. Они излучают одновременно два цвета. Обладают тремя контактами, один из которых общий.
2. Полноцветные RGB (красный-зеленый-синий). Изготавливаются из трех полупроводниковых кристаллов под общей линзой, обладают четырьмя электродами. По одному выводу для каждого полупроводникового элемента и один общий вывод. В SMD у прибора будет шесть выводов.

Пропорциональное смешение цветов дает всевозможные оттенки света. Например, при включении на 100% красного и зеленого получится желтый.

1. Адресные светодиоды − разновидность полноцветных. Отличаются от обычных RGB тем, что включаются по собственному индивидуальному коду. Востребован в лентах, где на адресном светодиоде можно задать неповторяющийся цветовой оттенок. При этом led-диод обладает собственным адресом, на который поступают команды от специального управляющего драйвера. Управление цветами происходит через микрочипы, которые встраиваются рядом с адресными светодиодами.
2. Сверхмощные (сверхяркие) светодиоды – элементы мощностью выше 1 Вт с силой тока от 300 мА. (Мощность обычных светодиодов измеряется чаще всего в милливаттах). Такие устройства светят очень ярким светом. Используются в фонариках, фарах, прожекторах и т.п.

Также led-элементы подразделяются на:

1. Индикаторные — маломощные.
2. Осветительные — приборы большой мощности.
3. Инфракрасные – излучают невидимый человеческому глазу инфракрасный спектр.

Инфракрасные диоды. Благодаря специально подобранным материалам проводников они испускают невидимые глазу инфракрасные лучи. Они безвредны для живых существ, но заметны для электронных систем регистрации. Востребованы во многих технических устройствах  и станках во всевозможных отраслях промышленности.

Индикаторные led-диоды. Выступают в роли индикаторов для техники,  подсветок дисплеев и т.п. Их делят по типу используемых полупроводников на:

• двойные – светят зеленым и оранжевым;
• тройные – светят желтым и оранжевым;
• тройные – светят красным и желто-зеленым.

Независимо от вида светодиоды характеризуются некоторыми параметрами.

Цвет излучения. Обусловлен химическим составом полупроводников. Некоторые вещества и соответствующие им цвета обозначены в таблице.

Яркость. Она пропорциональна силе тока, текущей сквозь элемент. Среди led-диоды, которые светят белым светом, выделяют яркие (20-25 милликандел) и сверхяркие (свыше 20 тысяч милликандел).

Сила тока. Светодиоды весьма чувствительны к силе тока. При превышении ее значения выше номинального led может перегореть. Поэтому не рекомендуется превышать максимальный прямой ток элемента. Точные значения для конкретного светодиода приводятся в техническом описании.

Падение напряжения. Характеризует допустимую разницу между величинами входного и выходящего напряжения. У значения напряжения для светодиодов есть максимальное значение, превышение которого приведет к поломке led. Значения указываются в техническом описании.

Полярность. Поскольку ток в светодиоде течет только от p -слоя к n -слою, для предотвращения поломок стоит полярность. Обычно ее определяют по внешнему виду, маркировке или особым пометкам на корпусе. (Подробнее смотрите в статье «определение полярности»). Также узнать полярность можно из технической документации.

Угол рассеивания света. Определяется формой линзы, конструкцией кристалла и от используемых для изготовления кристалла веществ. Может меняться от 15 до 180 градусов.

Немного теории

Для нормальной работы светодиода требуется постоянное напряжение или ток. Они должны быть:

1. Постоянными по направлению. Т. е. ток в цепи светодиода при приложении напряжения должен течь от «+» источника напряжения к его «–».
2. Стабильными, т. е. постоянными по величине, в течение времени работы диода.

3. Не пульсирующими – после выпрямления и стабилизации величины постоянных напряжения или тока не должны периодически изменяться.

Для светодиодов вначале использовали имевшиеся источники напряжения – 5, 9, 12 В. А рабочее напряжение p-n перехода от 1,9-2,4 до 3,7-4,4 В. Поэтому включение диода напрямую – это почти всегда его физическое сгорание от перегрева большим током. Ток нужно ограничивать токоограничивающим резистором, тратя энергию на его нагрев.

Светодиоды можно включать последовательно по несколько штук. Тогда, собрав из них цепочку, можно по сумме их прямых напряжений дойти почти до напряжения источника питания. А оставшуюся разницу «погасить», рассеяв ее в виде тепла на резисторе.

Включение светодиодов от блока питания

Речь пойдёт о блоках питания (БП), работающих от сети переменного тока 220 В. Но даже они могут сильно отличаться друг от друга выходными параметрами. Это могут быть:

• источники переменного напряжения, внутри которых есть только понижающий трансформатор;
• нестабилизированные источники постоянного напряжения (ИПН);
• стабилизированные ИПН;
• стабилизированные источники постоянного тока (светодиодные драйверы).

Подключить светодиод можно к любому из них, дополнив схему нужными радиоэлементами. Чаще всего в качестве блока питания применяют стабилизированные ИПН на 5 В или 12 В. Данный тип БП подразумевает, что при возможных колебаниях напряжения сети, а также при изменении тока нагрузки в заданном диапазоне напряжение на выходе изменяться не будет. Это преимущество позволяет подключать к БП светодиоды, используя только резисторы. И именно такой принцип подключения реализован в схемах с индикаторными светодиодами.

светодиодных матриц

• I_{драйвера} – ток драйвера по паспорту, А;
• I_LED – номинальный ток светодиода, А.

В качестве источника питания можно использовать даже одну пальчиковую батарейку на 1,5 В. Но для этого придётся собрать небольшую электрическую схему, которая позволит повысить напряжение питания до нужного уровня. О том, как это сделать, можно узнать из статьи «Как подключить светодиод от батарейки на 1,5 В».

Рабочий принцип двухцветных светоизлучающих диодов

Рабочий принцип компонентов с 2-мя выводами простой. Цвет свечения меняется параллельно с изменением полярности подсоединения.

Это означает, что цвет всецело во власти от того, в какому пути проходит ток. При подаче плюса на один из выводов один кристалл начинает светиться, второй запирается.

После смены полярности закрытый начинает светиться, светящийся запирается. Такая схема применяется в индикаторах, работающих от переменного напряжения. Двухцветные диоды соединяются параллельно и встречно, ток уменьшает один резистор.

Эти элементы часто устанавливаются в кнопочные выключатели, с помощью которых меняется цвет свечения.

Так как цвет свечения светоизлучающих диодов ненасыщенный и тусклый, при совмещении образуется оттенок, который человеку тяжело определить. Еще одна характерность – изменение оттенка при взгляде на источник освещения с самых разных ракурсов.

Ситуация меняется, если идет речь о двухцветном светодиоде с тремя выводами в комбинировании с микроконтроллером. Эта схема позволяет включать каждый цвет отдельно и в тоже время оба.

При подключении к схеме ШИМ регулятора возникает возможность менять яркость свечения каждого кристалла, чтобы добавить дополнительные оттенки.

Вольт-амперная характеристика светодиода.

Она имеет нелинейный характер. Led начинает пропускать ток с определенного значения напряжения. Оно называется пороговым. Пороговый вольтаж определяется химическими соединениями полупроводников.

Вольт-амперная зависимость.

Синяя кривая описывает протекание электричества при прямом включении. Красная кривая — при обратном включении.

U_MAXи U_MAXОБР – предельно допустимые значения напряжений. При их превышении элемент сгорает.

U_MIN – минимальное величина напряжения. Начинается свечение.

Интервал между минимальным и максимальным — рабочая зона. Именно в ней диод светоизлучается.

I_MAX – предельное допустимое значение тока. При превышении светодиод перегорает.

Мигающие светодиоды (Blinking LEDs)

Технологии электроники

Мигающий светодиод (МСД) представляет собой светодиод со встроенным интегральным генератором импульсов с частотой вспышек 1,5 – 3 Гц. Многие, наверное, видели такие светодиоды на прилавках магазинов радиодеталей.

Есть мнение, что с практической точки зрения, мигающие светодиоды бесполезны и могут быть заменены более дешёвой альтернативой – обычными индикаторными светодиодами, которые стоят дешевле.

Возможно, такой взгляд на мигающие светодиоды имеет право на жизнь, но хотелось бы сказать несколько слов в защиту мигающего светодиода.

Мигающий светодиод, по сути, представляет завершенное функциональное устройство, которое выполняет функцию световой сигнализации (привлечения внимания). Отметим то, что мигающий светодиод по размерам не отличается от рядовых индикаторных светодиодов.

Несмотря на компактность в мигающий светодиод входит полупроводниковый чип-генератора и некоторые дополнительные элементы. Если выполнить генератор импульсов на стандартных элементах с использованием обычного индикаторного светодиода, то конструктивно такое устройство имело бы куда большие размеры. Также стоит отметить то, что мигающий светодиод довольно универсален – напряжение питания такого светодиода может лежать в пределах от 3 до 14 вольт – для высоковольтных, и от 1,8 до 5 вольт для низковольтных экземпляров.

Перечислим отличительные качества мигающих светодиодов

• Малые размеры.
• Компактное устройство световой сигнализации
• Широкий диапазон питающего напряжения (вплоть до 14 вольт)
• Различный цвет излучения. В некоторых вариантах мигающих светодиодов могут быть встроены несколько (обычно – 3) разноцветных светодиода с разной периодичностью вспышек.

Применение мигающих светодиодов оправдано в компактных устройствах, где предъявляются высокие требования к габаритам радиоэлементов и электропитанию – мигающие светодиоды очень экономичны, т.к электронная схема МСД выполнена на МОП структурах. Мигающий светодиод может с лёгкостью заменить целый функциональный узел.

Условное графическое обозначение мигающего светодиода на принципиальных схемах ничем не отличается от обозначения обычного светодиода за исключением того, что линии стрелок – пунктирные и символизируют мигающие свойства светодиода.

Разберёмся подробнее в конструкции мигающего светодиода

Если взглянуть сквозь прозрачный корпус мигающего светодиода, то можно заметить, что конструктивно он состоит из двух частей. На основании катодного (отрицательного вывода) размещён кристалл светоизлучающего диода.

Чип генератора размещён на основании анодного вывода.

Посредством трёх золотых проволочных перемычек соединяются все части данного комбинированного устройства.

Чип генератора состоит из высокочастотного задающего генератора – он работает постоянно — частота его по разным оценкам колеблется около 100 кГц. Совместно с ВЧ-генератором работает делитель на логических элементах, который делит высокую частоту до значения 1,5 – 3 Гц. Применение высокочастотного генератора совместно с делителем частоты связано с тем, что для реализации низкочастотного генератора требуется использование конденсатора с большой ёмкостью для времязадающей цепи.

В микроэлектронике для создания конденсатора ёмкостью несколько микрофарад потребовалось бы использование большей площади полупроводника для создания обкладок конденсатора, что с экономической стороны нецелесообразно.

Чтобы не расходовать площадь подложки полупроводника на создание конденсатора большой ёмкости инженеры пошли на хитрость. Высокочастотный генератор требует небольшой ёмкости конденсатора во времязадающей цепи, поэтому и площадь обкладок минимальна.

Двухцветные и трехцветные светодиоды

Каждый светодиод имеет свой цвет свечения. Он зависит от материала полупроводника и не меняется в процессе работы прибора. Чтобы сделать многоцветные светодиоды, необходимо собрать вместе несколько кристаллов, излучающих разные цвета.

Как работает двухцветный светодиод?

Название двухцветный светодиод появилось не от того, что прибор как-то по-особенному окрашен, а потому что он может светиться двумя цветами. Включаются они отдельно. Например, если речь идет о красно-зеленом светильнике, вначале горит только красный, затем красный гаснет и загорается зеленый. Такая особенность связана с устройством прибора.

Все двухцветные светодиоды сделаны с двумя выводами. Цвет меняется в зависимости от того, в какую сторону через лампу течет ток. Схема такого прибора вполне понятна. В ней присутствует резистор и два включенные друг навстречу другу диода. Диоды соединяются параллельно. Когда ток протекает в прямом направлении, то один диод оказывается запертым и не светится. При обратном направлении тока все повторяется с точностью наоборот.

Набор чистых цветов у светодиодов ограничен. С большими усилиями ученым удалось создать кристаллы, генерирующие цвета, подобные цветам радуги. Там есть:

• красный;
• оранжевый (янтарный);
• желтый;
• зеленый;
• синий

И еще насколько оттенков. Белый, как и миллионы других тонов, получается в результате их сочетания.

Принцип работы трехцветного светодиода

Для трехцветных светодиодов предусмотрена несколько другая схема. Она отличается общим катодом и двумя анодными выводами. В ней можно включать сразу два светодиода. В этом случае одновременно смогут гореть красный и зеленый свет, а мы будет видеть их результат совместной работы – желтый.

С помощью импульсного модулятора (специальный прибор) меняют интенсивность свечения, и от этого меняется тон цвета у светодиода. Для предотвращения перегрузок на каждый диод устанавливается свой резистор.

Трехцветная схема более востребована, чем двухцветная, и это понятно. При наличии одного и того же набора источников возникает значительно больше возможностей. Такая схема позволяет собрать недорогие светильники, меняющие свет в широком спектре.

Еще больше тонов, и в том числе белый свет, получают при собрке схемы с тремя разноцветным светодиодами. Это известная RGB-схема с общим анодом. Внешне трехцветная лампа сразу узнается по наличию четырех выводов, к тому же на ней обязательно проставляется соответствующая маркировка.

Теоретически можно объединять в одном корпусе или на одной плате множество кристаллов и получать разноцветные яркие светодиоды. Но на практике используется одна из перечисленных выше трехцветных схем.

Применение

Несмотря на свой не слишком широкий спектр излучения, двухцветные светодиоды находят собственную нишу в приборостроении. Их используют для световой сигнализации, в декорировании помещений, в рекламе. Двухцветные светодиоды являются индикаторами вращения двигателя, работающего от постоянного тока. Они показывает, в какую сторону происходит вращение.

Аналогичное применение находят трехцветные светодиоды, работающие на двух кристаллах. Их преимущество перед трехкристаллическими светильниками заключается в сравнительно низкой стоимосте. В тоже время возможности приборов достаточно широкие.

Работу такого светодиода хорошо иллюстрирует индикаторная лампочка зарядного устройства наших фотоаппаратов, телефонов, планшетов и многих других приборов. При разрядке аккумулятора она светится красным, а при полной зарядке – зеленым.

le-diod.ru

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

На представленной схеме мы подсоединили общий отрицательный вывод трехцветного светодиода к выводу питания платы Arduino при помощи резистора 1 кОм.

Отрицательные выводы (1, 3, 4) трехцветного светодиода подсоединены к контактам 2, 3 и 4 Arduino. Здесь трехцветный светодиод подсоединен в обратной логике, то есть если мы подадим на отрицательные выводы светодиода высокий уровень, то он выключится. То есть чтобы светодиод оставался в выключенном состоянии необходимо поддерживать на его отрицательных выводах высокий уровень. А если мы подадим на них низкий уровень, то светодиод зажгется.

То есть мы имеем, что контакт 2 светодиода – это его общий анод, а контакты 1, 3 и 4 – отрицательные выводы для красного, синего и зеленого цветов соответственно.

В представленном далее коде программы вы можете увидеть как мы последовательно мигаем всеми тремя цветами в трехцветном светодиоде последовательно подавая на соответствующие отрицательные выводы светодиода высокий и низкий уровень.

Двухцветный светодиод с двумя выводами ⋆ diodov.net

При изготовлении различных электронных конструкций часто применяют светодиод, например в узлах индикации или сигнализации работы аппаратуры. С обычными индикаторными светодиодами работали наверняка все, а от двухцветный светодиод с двумя выводами применяют далеко не все, потому что о нем мало кто знает из начинающих электронщиков. Поэтому я немного расскажу о нем и естественно мы подключим двухцветный светодиод в сеть переменного напряжения 220 В, поскольку эта тема по неизвестной мне причине имеет повышенный интерес.

И так, мы знаем, что «обычный» светодиод пропускает ток только в одном направлении: когда на анод подан плюс, а на катод – минус источника питания. Если изменить полярность источника напряжения, то ток протекать не будет.

Двухцветный светодиод с двумя выводами состоит из двух встречно-параллельно соединенных диодов, размещенных в общем корпусе. Причем корпус или, точнее говоря, линза имеет стандартные размеры и также всего два вывода.

Особенностью является то, что каждый вывод светодиода служит анодом одного светодиода и катодом второго.

Если на один вывод подать плюс, а второй минус источника питания, то один светодиод будет заперт, а второй засветится, например зеленым цветом.

При смене полярности источника питания – зеленый светодиод окажется запертым, а красный – засветится.

Двухцветные светодиоды выпускаются в таких цветовых комбинациях:

— красный – зеленый;

— синий – желтый;

— зеленый – янтарный;

— красный – желтый.

Как подключить двухцветный светодиод с двумя выводами к сети 220 В

Такой светодиод удобно применять на переменном токе, поскольку пропадает необходимость в применении обратного диода. Поэтому, чтобы подключить двухцветный светодиод к 220 В переменного напряжения достаточно добавить лишь токоограничивающий резистор.

Следует здесь сразу же сделать поправку, что номинальное напряжение в сети, оно же и в розетке, начиная с октября 2015 года, уже не привычные нам 220 В, а 230 В. Эти и другие данные отражены в ГОСТ 29433-2014. В этом же стандарте приводятся допустимые отклонения от номинального значения напряжения 230 В:

— номинальное значение 230 В;

— максимальное 253 В (+10 %);

— минимальное 207 В (-10 %);

— минимальное под нагрузкой 198 В (-14 %).

Исходя из этих допущений, необходимо рассчитать сопротивление токоограничивающего резистора из таких соображений, чтобы он не перегревался и через светодиод протекал достаточный ток для его нормального свечения при максимально допустимых колебания напряжения в сети.

Расчет токоограничивающего резистора

Поэтому, хотя номинальная величина тока 20 мА, мы примем за расчетное значение тока двухцветного светодиода 7 мА = 0,007 А. При этом значении он нормально светит, так как яркость светодиода не прямопропорциональна, протекающему через него току.

Определим сопротивление токоограничивающего резистора при номинальном напряжении в розетке 230 В:

R = U/I = 230 В / 0,007 А = 32857 Ом.

Из стандартного ряда номиналов резисторов выбираем 33 кОм.

Теперь рассчитаем мощность рассеивания резистора:

P = I2R = 0,0072∙33000 = 1,62 Вт.

Принимаем 2-х ваттный резистор.

Выполним пересчет для случая максимально допустимого напряжения при заданном значении сопротивления резистора:

I = U/R = 253 / 33000 = 0,0077 А = 7,7 мА.

P = I2R = 0,00772∙33000 = 1,96 Вт.

Как видно, при увеличении напряжения на допустимые 10 %, ток также вырастит на 10 %, однако мощность рассеивания резистора не превысит 2 Вт, поэтому он не будет перегреваться.

При снижении напряжения на допустимую величину, ток также снизится. При этом рассеиваемая мощность резистора тоже снизится.

Отсюда вывод: в качестве индикатора наличия сетевого напряжения 230 В достаточно лишь применить двухцветный светодиод с двумя выводами и токоограничивающий резистор сопротивлением 33 кОм с мощностью рассеивания 2 Вт.

Если посмотреть на такой полупроводниковый прибор при протекании через него переменного тока, то будет видно, что оба светодиода светятся одновременно.

На самом деле они поочередно мерцают с частотой 50 Гц, но наши глаза не успевают отслеживать столь быстрые мерцания и выдают нам непрерывное изображение.

diodov.net

Основные выводы

Радиолюбители используют двухцветные светодиоды в различных самодельных осветительных приборах:

• «Электронном сердце» с таймером 555 и генератором для украшения помещений при поведении различных торжеств;
• моделях железнодорожного переезда;
• регуляторах яркости изделий из светодиодов;
• регуляторах мигания;
• «Рулетке» (вращающемся круге) на основе таймера 555;
• 3 D куба на основе микросхемы 4020;
• поворотниках для мотоциклов, укрепляемых на шлеме;
• линейных светильниках для подсветки растений.

В домашних условиях любое устройство следует конструировать так, чтобы постоянно светился один базовый цвет. Чаще всего это зеленый, сигнализирующий о подключении к питанию. Другой вариант – установка каждого диода на отдельное место и ввод режима, включающего суммарное свечение.

Если делать лампы из двухцветных диодов, то необходимо знать, что самостоятельный монтаж может привести к неожиданному спектру свечения. Если источник света перегорит, придется переделывать всю систему.

Быстренько пробежимся по двухцветным светодиодам. Строение, применение и примеры подключения, управления двухцветными светоидодами

Само название — двухцветный светодиод основано на том, что чип способен светиться двумя цветами. Ярким примером такого типа диодов — зарядка мобильного телефона, зарядка аккумуляторных батарей, где индикатор во время зарядки светится красным цветом, по мере наполнения зарядом аккумулятора цвет меняется на зеленый.

Двухцветные светодиоды подразделяются на несколько типов. Наиболее распространенные — трехвыводные светодиоды. В одном корпусе интегрированы два светодиода зеленого и красного свечения.

Двухцветный светодиод с двумя выводами

Двухцветные светодиоды имеют два вывода. Изменение цвета происходит в зависимости от того, в какую сторону течет ток. схема управления двухцветными светодиодами представлена ниже.

Правильное соединение двухцветного светодиода

Диоды соединены параллельно.При протекании тока в одном направлении второй диод запирается и не светится. В случае обратного протекания тока свечение происходит наоборот. При использовании ШИМ контроллера можно зажигать сразу оба светодиода, в результате смешения цветов получится желтый, либо несколько других оттенков.

Не смотря на то, что на данной схеме мы видим всего два диода, в некоторых инструкциях его принято называть трехцветным. Такие диоды имеют три вывода

Такое деление — условное, поэтому заострять на этом внимание не следует