Полупроводниковый диод, его виды и обозначения на схемах. Распиновка светодиода
Как правильно подключить светодиод
Светодиод — это обычный диод, в кристалл которого добавлены вещества, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. При подаче положительного напряжения на анод и отрицательного на катод происходит свечение. Наиболее частая причина выхода из строя – превышение номинала питающего напряжения.
Распиновка светодиода
На принципиальных схемах распиновка наглядна. На катод мы всегда подаём «минус», поэтому и обозначается он прямой линией у вершины треугольника. Обычно катод – контакт, на котором располагается светоизлучающий кристалл. Он шире анода.
В сверхъярких LED полярность обычно маркируют на контактах либо корпусе. Если на ножках контактов маркировки нет, ножка с более широким основанием – катод.
Схема подключения светодиода
В классической схеме рекомендуют производить подключение через токоограничительный резистор. Действительно, правильно подобрав резисторное или индуктивное сопротивление, можно подключить диод, рассчитанный на напряжение питания 3В, даже к сети переменного тока.
Главное требование к параметрам питания – ограничение тока цепи.
Поскольку сила тока – параметр, отображающий плотность потока электронов по проводнику, при превышении этого параметра диод просто взорвется из-за мгновенного и значительного выделения тепла на полупроводниковом кристалле.
Как рассчитать ограничительный резистор
| Расчет сопротивления резистора | Расчет мощности резистора |
- R — сопротивление ограничительного резистора в омах;
- Uпит — напряжение источника питания в вольтах;
- Uпад — напряжение питания светодиода;
- I — номинальный ток светодиода в амперах.
Если мощность резистора будет значительно меньше требуемой, он просто перегорит вследствие перегрева.
Включение светодиода через блок питания без резистора
У меня уже несколько лет работает модернизированная под LED настольная лампа. В качестве источника света используется шесть ярких светодиодов, а в качестве источника питания – старое зарядное устройство от мобильного телефона Nokia. Вот моя схема включения светодиода:
Номинальное напряжение диодов – 3,5В, ток – 140мА, мощность — 1Вт.
При выборе внешнего источника питания необходимо ограничение по току. Подключение этих светодиодов к современным зарядным устройствам с напряжением питания 5В 1-2А потребует ограничивающий резистор.
Что бы адаптировать эту схему к зарядному устройству, рассчитанному на 5В, используйте резистор на 10-20Ом мощностью 0,3А.
Если у вас другой источник питания, убедитесь, что в нем есть схема стабилизации тока.
Схема зарядного устройства от мобильного телефона | Блок питания большинства низковольтных бытовых приборов |
Как правильно подключать светодиоды
Параллельное подключение
Вообще параллельное соединение не рекомендуется. Даже у одинаковых диодов параметры номинального тока могут различаться на 10-20%. В такой цепи диод с меньшим номинальным током будет перегреваться, что сократит срок его службы.
Проще всего определить совместимость диодов при помощи низковольтного либо регулируемого источника питания. Ориентироваться можно по «напряжению розжига», когда кристалл начинает лишь чуть светиться. При разбросе «стартового» напряжения в 0,3-0,5 В параллельное соединение без токоограничивающего резистора недопустимо.
Последовательное подключение
Расчёт сопротивления для цепи из нескольких диодов: R = (Uпит — N * Uсд) / I * 0.75
Максимальное количество последовательных диодов: N = (Uпит * 0,75) / Uсд
При включении нескольких последовательных цепочек LED, для каждой цепи желательно рассчитать свой резистор.
Как включить светодиод в сеть переменного тока
Если при подключении LED к источнику постоянного тока электроны движутся лишь в одну сторону и достаточно ограничить ток с помощью резистора, в сети переменного напряжения направление движения электронов постоянно меняется.
RGB светодиод
Появление многоцветных RGB–светодиодов связано с технологическими достижениями в области микроминиатюризации светодиодных кристаллов и серьезным запросом рекламного рынка. Название RGB связано с первыми буквами трех цветов в английском алфавите: R – красный, G – зеленый, B – синий.
Главной особенностью RGB–светодиодов выступает оптический принцип формирования любого известного цвета с помощью трех базовых цветов. Адресное управление каждым цветом дает возможность получать разнообразные цветовые картины, а программный способ управления свечением светодиодных кристаллов облегчает автоматизацию световых решений.
Устройство и сферы применения
Конструктивно RGB–светодиоды представляют собой три светодиодных кристалла с одной оптической линзой, расположенные в одном корпусе. Управление цветом происходит с помощью подачи электрических сигналов на выводы каждого светодиодного кристалла, а сочетание излучений всех трех светодиодов позволяет регулировать итоговый цвет. Для примера, ниже представлен самый популярный RGB–светодиод SMD 5050.
Разновидности
Разнообразие сфер применения многоцветных светодиодных источников света определяет основные виды внешнего оформления RGB–светодиодов:
- изделия небольшой мощности выпускаются в стандартных круглых корпусах со сферической линзой и выводами под обычную пайку;
- маломощные RGB–светодиоды в SMD-корпусах поверхностного монтажа широко применяются в светодиодных лентах или полноцветных светодиодных экранах большой площади;
- в корпусах типа Emitter выпускают мощные RGB–источники света с независимым управление каждым светодиодным кристаллом;
- сверх яркие светодиоды в корпусах Пиранья не требуют теплоотвода и легко монтируются на печатные платы.
Для упрощения систем управления светом в корпуса некоторых серий многоцветных LED–источников света вмонтированы управляющие микросхемы.
Схемы расположения выводов (распиновка)
Несколько стандартных схем управления определяют структуру внешних выводов RGB–светодиодов и их соединение внутри корпуса. Существует три основных схемы распиновки, которые соблюдаются на большинстве выпускаемых изделий:
- В схеме с общим катодом для управления используется три независимых вывода анода, а катодные выводы LED-кристаллов соединены между собой;
- Распиновка с общим анодом управляется отрицательными импульсами на катодные выводы, а вместе соединены уже анодные электроды светодиодных кристаллов;
- Независимая схема соединения имеет шесть выводов по числу LED кристаллов, соединений внутри корпуса не производится.
Единого стандарта на распиновку не существует, конкретный тип расположения внешних выводов применяют в зависимости от поставленных задач.
При отсутствии документов на светодиодное изделие тип внешних выводов легко определить с помощью мультиметра. В режиме прозвонки светодиод будет светиться (мощные светодиоды очень слабо), а мультиметр издавать звук соединения, если красный щуп мультиметра подсоединен к аноду светодиодного кристалла, а черный к его катоду. В случае обратного подключения никаких видимых и слышимых эффектов просто не будет.
Подключение
Простейший способ подключения и управления режимами работы RGB–светодиодов реализуется с помощью стандартных микроконтроллеров Arduino. Общий вывод подключается к единой шине микроконтроллера, а управляющие сигналы подаются на выводы LED–кристаллов через ограничительные резисторы. 
Также для управления работой многоцветных светодиодов используют специализированные драйверы (например CAT4101) или уже готовые RGB–контролеры.
Читайте так жеArduino — работаем с RGB светодиодами и лентами
RGB светодиод или лента – очень крутая штука, ведь используя даже 8-ми битный ШИМ (0-255) мы можем получить 16.7 миллионов цветов и оттенков! Рассмотрим подключение светодиодов и лент к Arduino.
Светодиоды
Светодиоды можно питать от пинов Arduino, естественно через токоограничивающий резистор на 150-300 Ом (больше – меньше яркость). Для плавного управления яркостью каждого канала подключать нужно к ШИМ пинам (D3, D5, D6, D9, D10, D11 на Arduino Nano/UNO/Pro Mini). Светодиод с общим катодом подключается общей ногой на
Светодиодные ленты через драйвер
RGB светодиодные ленты обычно имеют общий анод, т.е. общий канал 12 Вольт.
Для управления цветом можно использовать так называемый LED amplifier (бывает RGB и RGBW). Купить на Aliexpress
Светодиодные ленты через транзисторы
Вместо драйвера можно использовать полевые транзисторы, схема вот такая:
Какие транзисторы? Вот мой список транзисторов в корпусах to220: IRF3704ZPBF, IRLB8743PBF, IRL2203NPBF, IRLB8748PBF, IRL8113PBF, IRL3803PBF, IRLB3813PBF, IRL3502PBF, IRL2505PBF, IRF3711PBF, IRL3713PBF, IRF3709ZPBF, AUIRL3705N, IRLB3034PBF, IRF3711ZPBF
В корпусах D-PAK: IRLR024NPBF, IRLR024NPBF, IRLR8726PBF, IRFR1205PBF, IRFR4105PBF, IRLR7807ZPBF, IRFR024NPBF, IRLR7821TRPBF, STD60N3LH5, IRLR3103TRPBF, IRLR8113TRPBF, IRLR8256PBF, IRLR2905ZPBF, IRLR2905PBF
Также можно распаять платку
типы, распиновка, подключение. RGB-лента :: SYL.ru
В вопросе потолочной или настенной подсветки на сегодняшний день наиболее популярным является применение LED-лент. При помощи подобных изделий можно удачно разделить помещения на отдельные зоны. При этом монтаж их довольно прост. Однако этого уже обычного сегодня зонирования часто бывает недостаточно, ведь всегда хочется чего-то нового, а постоянно менять ленты никто не будет. В этом случае лучше воспользоваться LED-полосой на RGB-светодиодах. С ее помощью можно создать атмосферу, наиболее подходящую тому или иному моменту. Этому посвящена сегодняшняя статья.
Принцип работы цветного светодиода
Известно, что при смешивании одних цветов можно получить другие. На этом принципе и построена система работы RGB-светодиода. В основе LED-элемента лежат три цвета, по первым буквам которых он и получил свое название – red (красный), green (зеленый) и blue (синий). Если подать питание на все оттенки разом, можно получить ровное белое свечение. А если исключить из цепи синий, диод будет гореть желтым.
Такие LED-элементы могут конструктивно отличаться друг от друга. Существуют разновидности с отдельными выводами анодов, но общим катодом (СС), или, наоборот, (СА). Отдельно стоит отметить тип RGB светодиодов для LED-полосы – это SMD-элементы, имеющие 6 выводов – аноды и катоды каждого цвета отдельно.
Подключение многоцветных светодиодов
Монтаж подобных элементов достаточно прост, следует лишь вникнуть в суть и запомнить некоторые правила. Главное — понять распиновку RGB-светодиода. Отрицательный заряд (минусовой провод) всегда идет к катоду. Схема здесь будет следующей. Если используется LED-элемент типа «СА», то плюсовой заряд на него поступает постоянно, а управление осуществляется отрицательными импульсами. При использовании светодиода «СС» все происходит наоборот. Что же касается элемента на 6 выводов – здесь распределение положительных и отрицательных импульсов производится одновременно – эту работу выполняет специальный контроллер.
Если отсутствует маркировка типа и схема монтажа, перед подключением RGB-светодиода его следует «прозвонить». Сделать это можно при помощи мультиметра, выставив переключатель на короткое замыкание. При нахождении правильной пары анод/катод раздастся звуковой сигнал, а LED-элемент засветится. Если плюс с минусом перепутаны, ничего происходить не будет.
Полезно знать! Если в руках у мастера обычный трехцветный светодиод, то самый длинный из его выводов и будет являться общим. А катод это или анод, придется проверить мультиметром.
Светодиодная лента: особенности подключения
Для работы обычной однотонной LED-полосы необходим только индивидуальный блок питания. А вот для RGB-ленты придется приобрести еще и контроллер, который будет распределять подачу импульсов на тот или иной цвет, способствуя созданию различных оттенков. Такие устройства довольно разнообразны и могут отличаться количеством каналов или вариантами управления.
Наиболее популярными являются контроллеры с ПДУ на инфракрасном излучении. Стоимость таких устройств вполне приемлема. А вот оборудование, работающее по каналу Wi-Fi, стоит значительно дороже. Существуют и контроллеры с отдельным блоком управления, который монтируется на место штатного выключателя.
Алгоритм монтажа светодиодной полосы
Изначально лента идет с припаянными к контактам отрезками проводов 4-х цветов, где желтый предназначен для подачи общего положительного импульса. Остальные соединяются согласно оттенку – красный, синий и зеленый. Но часто бывает, что длина отрезка велика и ее необходимо укоротить. На RGB-ленте указаны места, предназначенные для деления. Контакты на них промаркированы (R, G, B и +V). После того как отрезана необходимая длина, к ним припаиваются провода для коммутации.
Сейчас в магазинах можно найти и специальные коннекторы, которые позволяют обойтись без пайки. Они могут быть простыми (без жесткой фиксации) либо профессиональными. Для зажима контактов таких коннекторов используется специальный инструмент – кримпер.
Соединение ленты с контроллером
После того как контакты ленты с RGB-светодиодами подготовлены, можно приступить к ее подключению. Здесь также никаких проблем не возникает – все контакты промаркированы. Если же по какой-то причине наклейка с обозначениями отсутствует, нужно снова брать в руки мультиметр. Алгоритм действий таков.
- На контроллер подается питание. Переключатель устанавливается на 20 В постоянного тока.
- Крайний правый контакт – «+». К нему присоединяется красный щуп мультиметра.
- При помощи пульта включается зеленый цвет, находится и маркируется контакт.
- Те же действия проводят с оставшимися двумя оттенками.
Подключение контроллера производится после того, как монтаж RGB-ленты завершен. А провода от нее протянуты до места установки устройства управления.
Лайфхак по подключению RGB-ленты без контроллера
Подобное подключение можно выполнить при наличии в доме трех ненужных блоков питания от старой, вышедшей из строя техники, с выходом на 12 В. Такие адаптеры часто идут к небольшим телевизорам. Их размещают над подвесным потолком или в другом скрытом от глаз месте, но рядом с распределительной коробкой выключателя. Все адаптеры требуется запитать, однако сделать это нужно по отдельности. Для этого используется трехклавишный выключатель. После произведенных работ останется лишь подключить к минусовым проводам цветные выводы. Плюс, идущий от ленты, разделяется на все блоки питания.
Получается, что при нажатии одной из клавиш RGB-светодиод будет загораться определенным цветом. При включении парами в различных вариациях можно добиться нужного оттенка. Конечно, ни о каком пульте или приглушении освещения здесь речи не идет.
В заключение
Распиновка и подключение многоцветных RGB-лент или отдельных светодиодов особого труда не составляет. Для производства подобных работ не требуется особых умений или опыта. Главное – четко соблюдать некоторые правила, о которых было сказано в сегодняшней статье. А наградой за правильно выполненную работу будет подсветка, которая радует глаз и изменяется с той периодичностью, какая требуется домашнему мастеру. Будут это мигающие огни для создания атмосферы дискотеки или романтический вариант – решает тот, у кого в руках пульт дистанционного управления контроллером.
Двухцветные светодиоды. Как правильно подключать управлять
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.
[contents]
Двухцветные светодиоды подразделяются на несколько типов. Наиболее распространенные — трехвыводные светодиоды. В одном корпусе интегрированы два светодиода зеленого и красного свечения.
Двухцветный светодиод с двумя выводамиДвухцветные 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 светодиодаДиоды 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.
Схема управления двухцветным светодиодом на таймере 555
остаточно простая и легкая схема управлением двухцветным светодиодом. В этом случае включается поочередно зеленый и красный цвет.
Управление двухцветным LEDs на микросхеме 555схема управления двухцветными светодиодами до 1А
Схема управления двухцветными светодиодами на контроллереСхема управления двухцветными светодиодами построена на микросхеме TA7291P с двумя выходами OUT и двумя входами IN. К выходу подключаем два диода или один двухцветный мощностью не менее 1А. Если логика на входах одинакова, то потенциалы выходов равные, соответственно светодиод не горит.
При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2.
В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов.
Самые простые схемы подключения двухцветных светодиодов
Как бы оно ни было, но знаю, что работы с микроконтроллерами многих пугают, поэтому приведу еще пару рабочих схем управления двухцветным светодиодом без каких-либо «наворотов».
Первая представляет собой схему для подключения двухцветного диода с двумя выводами:
Управление 2-х цветным светодиодомСледующая схема для 2х цветного светодиода на трех выводах:
Наиболее полная, но для многих покажется сложноватой, информация по двухцветным светодиодам — на этом сайте