Yang Anda Perlu Tahu Mengenai LED: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Diod Pemancar Cahaya adalah peranti elektronik yang memancarkan cahaya ketika arus dilaluinya. LED adalah komponen elektronik yang kecil, sangat cekap, terang, murah. Orang berpendapat bahawa LED hanyalah komponen pemancar cahaya biasa & cenderung mengabaikan Fakta & Ciri LED yang Menarik. Dalam arahan ini saya akan mengajar anda 'Semua yang Anda Perlu Tahu Mengenai LED' yang merangkumi Penarafan Bekerja, Arus dan Kuasa, Binaan, Jenis, Kalkulator Perintang untuk LED, Kegunaan, Pengujian & litar LED Mudah.

Inilah Pautan ke aplikasi android percuma 'LED Resistor Calculator': LED Resistor Calculator. Aplikasi ini membantu anda mengira nilai perintang yang diperlukan untuk LED.

Sejarah LED

Kapten Henry Joseph Round adalah salah satu perintis awal radio dan mendapat 117 paten. Dia adalah yang pertama melaporkan pemerhatian elektroluminesen dari dioda, yang membawa kepada penemuan diod pemancar cahaya. Vladimirovich Losev memerhatikan pelepasan cahaya dari persimpangan titik kontak carborundum. Semasa bekerja sebagai juruteknik radio, dia melihat bahawa dioda kristal yang digunakan dalam penerima radio memancarkan cahaya ketika arus dilaluinya. Pada tahun 1927, Losev menerbitkan perincian dalam jurnal Rusia mengenai karyanya mengenai diod pemancar cahaya. Beberapa tahun kemudian Nick Holonyak, Jr mencipta LED spektrum tampak (merah) pertama pada tahun 1962 ketika bekerja sebagai saintis perunding di makmal General Electric Company di Syracuse, New York.

Senarai Bahagian:

• LED Warna Pelbagai - AliExpress
• LED RGB - AliExpress
• LED IR - AliExpress

Langkah 1: Komposisi & Kerja

IMEJ:

1. Menyusun LED.
2. Paparan atas Elektrod LED. (katod lebih besar, anod lebih kecil).
3. Penutupan Anode dan Kod LED. (LED dihiris separuh).
4. Anod dan katod LED dikeluarkan dari tempurung plastik.

Komposisi

LED yang paling umum terdiri daripada Gallium (Ga), Arsenik (As), dan Fosfor (P). LED moden bukan hanya jenis GaAsP - pembuatan semikonduktor lain banyak! Semikonduktor ini juga digunakan dalam pelbagai komponen Elektronik yang lain.

Bekerja

LED adalah dioda P-N Junction yang memancarkan Cahaya. Apabila LED berada di hadapan bias, ia memancarkan cahaya dan bukannya haba yang dihasilkan oleh dioda normal. Apabila persimpangan P-N berada di bias ke hadapan, sekiranya LED beberapa lubang bergabung dengan elektron N-Region dan sebahagian elektron dari N bergabung dengan lubang dari wilayah P-. Setiap penggabungan memancarkan cahaya atau Foton.

LED mempunyai kekutuban dan oleh itu tidak berfungsi jika disambungkan dalam Reverse bias. Kaedah paling mudah untuk memeriksa kekutuban LED biasa adalah dengan menahan LED dekat dengan mata anda. Anda akan melihat bahawa terdapat dua elektrod. Yang lebih tebal ialah Cathode (-). Cahaya dipancarkan dari katod. Elektrod yang lebih nipis adalah Anode (+). [Walaupun kaedah ini untuk memeriksa kekutuban tidak akan berfungsi untuk beberapa LED seperti LED kecekapan tinggi, dan lain-lain jika berlaku sebaliknya]. Umumnya LED dihasilkan supaya panjang plumbum katod dan Anod berbeza. Oleh kerana LED ini dihasilkan dengan plumbum Anode (+) lebih lama daripada plumbum Cathode (-). Ini juga menjadikannya lebih mudah untuk menentukan kekutuban. Catatan: Sebilangan pengeluar memastikan kedua-dua elektrod mempunyai panjang yang sama. Untuk menguji kekutuban, anda perlu menggunakan Multimeter.

Langkah 2: Penilaian Semasa & Kuasa, Haitz's Law

GAMBAR: Simbol LED

LED IR biasa boleh berfungsi hingga ~ 1.5V tetapi keperluan LED Merah biasa ~ 1.8V, keperluan LED Hijau Biasa ~ 2V & LED biru & putih biasa (yang tentunya berwarna biru dengan lapisan fosfor) memerlukan 3V yang baik.

LED tidak mempunyai "rating voltan"; mereka didorong oleh arus. Kecerahan kira-kira berkadar dengan arus, dan tidak berkadar langsung dengan voltan. Pada arus tertentu, mereka akan mempunyai voltan hadapan, tetapi itu adalah sekunder daripada arus, yang merupakan faktor utama yang mesti dikawal.

Peringkat Semasa

Penilaian semasa LED serupa juga dengan Penilaian Voltan. LED umumnya mempunyai penilaian semasa standard. Sebilangan besar LED memerlukan sekitar 5-25 mA. Arus yang diperlukan oleh LED kadang-kadang bergantung pada Warna LED. Sekiranya anda membekalkan lebihan arus, LED akan menyala dan rosak. Sebaliknya jika anda membekalkan arus yang sangat rendah, LED tidak akan menghasilkan output maksimumnya. LED merah / hijau ultrabright moden dapat memberikan output yang dapat diterima (untuk penggunaan status dan lain-lain) hanya pada 1mA

Peringkat Kuasa

LED boleh mempunyai pelbagai peringkat daya bergantung pada Jenis, Binaan dan Peringkat Semasa, dll. LED juga terdapat dalam pakej 'High Power LED'. Lampu LED kurang berkesan daripada mentol lampu konvensional seperti lampu CFL dan lampu pijar.

Hukum Haitz

Ia menyatakan bahawa setiap dekad, kos per lumen (unit cahaya berguna yang dipancarkan) turun dengan faktor 10, dan jumlah cahaya yang dihasilkan per paket LED meningkat dengan faktor 20, untuk panjang gelombang tertentu (warna) cahaya. Ia dianggap sebagai rakan LED untuk undang-undang Moore, yang menyatakan bahawa bilangan transistor dalam litar bersepadu tertentu akan berlipat ganda setiap 18 hingga 24 bulan. Kedua undang-undang tersebut bergantung pada proses pengoptimuman pengeluaran peranti semikonduktor.

Langkah 3: Bina

IMEJ:

1. LED asas.
2. LED kubah.
3. LED SMD (Besar).
4. LED SMD (Kecil).
5. LED Paparan digunakan dalam Paparan 7-Segmen.

LED dihasilkan dalam pelbagai bentuk dan saiz. Warna kanta plastik selalunya sama dengan warna cahaya yang dipancarkan, tetapi tidak selalu. Contohnya, plastik ungu sering digunakan untuk LED inframerah, dan kebanyakan peranti biru mempunyai tempat yang tidak berwarna. LED berkuasa tinggi moden seperti yang digunakan untuk pencahayaan dan lampu latar umumnya terdapat dalam pakej peranti pemasangan permukaan (SMD). Beberapa LED mempunyai kanta plastik yang tersebar.

LED asas

LED asas adalah salah satu LED yang paling banyak digunakan. Oleh kerana popularitasnya, pisinya lebih murah berbanding dengan LED. Ia kelihatan sangat asas dan reka bentuknya sangat ringkas.

LED kubah

Ini adalah jenis LED yang berbentuk seperti 'Dome'. Bentuk ini dirancang terlalu meningkatkan kawasan tempat cahaya dihantar. Dengan kata lain Angle of Emission (Circumfernce) Cahaya dari LED lebih besar daripada LED Asas. Ini umumnya dikawal oleh sejauh mana mereka meletakkan pemancar cahaya dari kubah. Lembaran spesifikasi hampir selalu memberi anda "sudut daya separuh" (sudut luar paksi di mana anda hanya melihat separuh kecerahan). Sekiranya anda mahukan sudut pelepasan yang lebih luas, anda boleh memotong kubah dengan alat dremel. Sekiranya anda peduli, anda boleh memfailkan atau menggilapnya, tetapi tidak perlu. Semakin dekat anda memotongnya ke peranti pelepasan, sudut yang lebih luas akan anda dapat. Tetapi berhati-hatilah untuk tidak memotong terlalu dekat kerana ada wayar kecil di dalamnya yang biasanya tidak dapat dilihat oleh mata. Walaupun LED jenis ini sedikit lebih mahal daripada LED asas.

LED SMD

Jenis LED ini biasanya bersaiz sangat kecil. SMD bermaksud Surface Mounted Device. Dan seperti namanya, LED ini disolder ke permukaan PCB tidak seperti komponen 'melalui lubang' konvensional. LED ini umumnya disolder oleh Mesin (Robot Pematerian Tepat) dan sangat sukar untuk disolder dengan tangan (Walaupun tidak mustahil untuk Memateri LED SMD dengan Tangan). Untuk menyolder SMD LED dengan tangan, anda hanya memerlukan besi pemateri tip tipis, beberapa solder tipis, cahaya terang, dan mungkin pembesar dan beberapa kemahiran pematerian yang baik dan tepat.

LED Paparan

Jenis LED ini digunakan terutamanya pada paparan kerana bentuknya rata.

Langkah 4: Jenis

IMEJ:

1. LED Dome.
2. LED IR.
3. LED Segmen 7
4. LED warna tiga (LED berubah warna).

LED warna

LED Berwarna & Putih terutama digunakan dalam Indikator, Lampu, Peralatan Pencahayaan, dll. Mereka adalah salah satu LED yang paling biasa digunakan

LED Perubahan Warna (LED Warna Tri / Bi)

Dalam jenis LED ini, warna yang dipancarkan oleh LED berubah dalam jangka masa tertentu. Litar Integreated (IC) kecil dimasukkan ke dalam LED ini untuk mengawal kelewatan masa antara menukar pelbagai warna. LED tri / bicolor tidak berubah warna sebenarnya dua LED terpisah (selalunya merah dan hijau) dalam satu bungkusan. Anda mengubah satu atau yang lain untuk menghasilkan dua warna dan keduanya menjadi yang ketiga.

LED inframerah (IR)

Jenis LED ini memancarkan sinar cahaya inframerah. Sinar inframerah ini tidak dapat dilihat oleh Mata Manusia. Jenis LED ini biasanya berfungsi pada frekuensi transmisi 38KHz. Pereka memodelkan LED sebagai cara untuk penerima membezakannya dari sumber IR lain. LED juga dimodulasi pada frekuensi yang sangat rendah untuk hanya menunjukkan LED yang berkedip, dan sering dimodulasi pada frekuensi yang agak tinggi dengan putaran tugas yang berbeza-beza untuk mengawal kecerahannya dengan berkesan. Dan kemudian beberapa dimodulasi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi untuk menghantar data (seperti yang digunakan dalam gentian optik misalnya). Ia digunakan terutamanya pada alat Komunikasi Jarak Jauh dan Jarak Jauh Kecil. Anda boleh menguji LED IR dengan melihatnya di bawah Kamera sementara arus di seluruh LED. Dengan kata lain kamera dapat mengesan sinar IR yang dipancarkan dari LED. Kamera yang tidak mempunyai penapis blok IR umumnya dapat melihat dekat IR dengan cukup baik (dan cenderung menjadi kamera murah dan terutama kamera keselamatan). Tetapi harus disebutkan bahawa bahkan beberapa kamera telefon bimbit sama sekali tidak melihat LED IR kerana penapis blok IR mereka.

LED Segmen 7

LED paparan 7 segmen adalah LED yang terdiri daripada 7 LED paparan yang dihubungkan dalam bentuk 8. LED yang digunakan dalam kalkulator, paparan, dll. LED yang serupa dengan ini juga digunakan untuk memaparkan huruf.

LED UV

LED UV memancarkan sinar Ultra Violet. Sinar ini mempunyai pelbagai aplikasi seperti Pensterilan, Pembersihan air, dll.

Langkah 5: Kalkulator Perintang untuk LED

GAMBAR:

1. Pelbagai perintang dan LED.
2. Logo Aplikasi Kalkulator Rintangan LED.

Oleh itu, soalan yang paling biasa ditanya mengenai LED ialah perintang yang sesuai untuk digunakan bersama. Sebab perintang digunakan bersama dengan LED adalah untuk melindungi mereka dari arus berlebihan yang boleh membakar dan merosakkan LED. Tetapi memilih LED yang betul tidak semudah itu. Kenapa? Sekiranya anda memilih rintangan yang sangat tinggi, LED tidak akan memancarkan cahaya maksimumnya. Dan jika anda mempunyai rintangan rendah, kemungkinan LED mengalami kerosakan.

Oleh itu, formula mudah dicipta:

Rintangan = (Voltan Sumber - Voltan LED) / (Arus LED / 1000)

* Perlu diingat, Arus LED berada dalam miliamp (mA)

Untuk membuat pengiraan ini lebih mudah, anda boleh menggunakan Kalkulator Rintangan LED Aplikasi Android percuma ini. Ini adalah aplikasi yang direka khas untuk Instructable ini. Ciri-ciri lain dan lebih banyak fungsi dan kalkulator berkaitan elektronik akan ditambahkan ke aplikasi ini. Aplikasi ini dibangunkan oleh BluBot Technologies. Anda boleh melihat Instruksinya dan menghubungi dia melalui Orangeboard @Nathan Neal Dmello. Dia juga menjalankan pelbagai projek lain dalam membangunkan Aplikasi, Laman Web, Program Komputer, dll. Anda boleh menghubunginya melalui laman webnya.

Langkah 6: Kegunaan

IMEJ:

1. Jauh TV tanpa butang ditekan.
2. Alat kawalan jauh TV dengan butang ditekan dan lampu kilat LED IR dikesan.
3. Jalur LED Dome dari Lampu suluh Kecemasan.
4. Kilat LED Kamera Telefon Pintar.
5. Petunjuk kuasa LED komputer riba.

LED digunakan di mana sahaja. Dari flash telefon anda, ke sistem muzik kereta anda, ke lampu taman anda, hingga paparan TV anda. Pada dasarnya sifat dan keberkesanan penyesuaian mereka telah memberi mereka tempat di kebanyakan alat elektronik.

Beberapa kegunaan yang paling terkenal adalah:

1. Pencahayaan.
2. Memaparkan.
3. Petunjuk.
4. Lampu dan Objek Hiasan.
5. Alat kawalan jauh.
6. Pensterilan.
7. Penyucian Air.
8. Pergigian & aplikasi Perubatan lain.

Langkah 7: Ujian & Litar

IMEJ:

1. Multimeter digunakan untuk menguji LED.
2. Litar sederhana menggunakan LED.

Ujian

Penguji pantas klasik untuk warna, kecerahan & kekutuban hanyalah sel duit syiling lithium 3V (mis. CR2032). Cukup sentuh LED voltan rendah sebentar ini, atau mungkin terlalu panas!

Beberapa LED boleh diuji secara inorder untuk memeriksa sama ada ia berfungsi dengan betul menggunakan multimeter & dengan mengikuti langkah-langkahnya:

1. Tetapkan dail multimeter ke fungsi 'Continiuity'.
2. Sekarang sambungkan Anode (+) LED ke probe RED / Positive / (+) multimeter & sambungkan Cathode (-) LED ke probe BLACK / Negative / (-) multimeter.
3. Sekiranya LED berfungsi, Multimeter akan mula mengeluarkan bunyi 'Beep'. Dan nilai akan dipaparkan di layar multimeter. Selain itu LED mesti menyala.

* Menguji LED menggunakan fungsi kesinambungan multimeter biasanya tidak akan berfungsi kerana kebanyakan multimeter hanya menggunakan voltan rendah, kurang dari 1V, untuk ujian rintangan dan kesinambungan. Sekiranya berlaku, multimeter tidak akan membuat bip berterusan; ia mungkin menghasilkan satu bip pendek. Banyak multimeter mempunyai fungsi pengujian dioda, ditunjukkan oleh simbol diod, yang berlaku hingga 2V di seluruh dioda. Ini dengan pasti akan memberitahu anda kekutuban banyak LED tetapi tidak semestinya LED biru dan putih dengan voltan ke hadapan yang tinggi.

Anda juga boleh Menguji LED dan komponen lain dengan bantuan litar ini: - Penguji Komponen Sensor Elektronik

Litar

Ini adalah salah satu litar paling asas dan serba boleh yang anda dapati yang menggunakan LED di dalamnya. Alasan untuk memulakannya adalah kerana ia juga dapat memeriksa cara kerja komponen Elektronik atau Sensor Elektronik yang lain. Anda juga boleh melihat tutorial terperinci yang akan membantu anda membuat litar ini: Penguji Komponen Sensor Elektronik

Naib Johan dalam Peraduan Teknikal

Hadiah Kedua dalam Ajarnya! Peraduan Ditaja oleh Dremel