LED untuk Pemula

Pengajaran ini menunjukkan bagaimana menghidupkan satu atau lebih LED dalam cara yang asas dan jelas. Tidak pernah melakukan apa-apa kerja sebelum dengan LED dan tidak tahu bagaimana untuk menggunakannya? Baiklah, saya juga tidak.

*** Jika anda telah memasang LED sebelum ini, penjelasan ini mungkin kelihatan terlalu ringkas. Pertimbangkan diri anda diberi amaran. ***

Langkah 1: Dapatkan Beberapa LED

Jadi saya tidak jujur ​​sepenuhnya - Saya telah menggunakan LED sekali atau dua kali sebelum ini untuk aplikasi mudah, tetapi saya tidak pernah tahu apa yang saya lakukan, dan kerana begitu banyak projek pengajar menggunakan LED, saya fikir saya juga boleh mengajar diri saya dan menghantar juga tentangnya.

Saya tahu bahawa terdapat banyak projek yang telah diposkan yang mengandungi maklumat tentang bagaimana untuk mengendalikan LED untuk projek mudah - LED Throwies, LED Beginner Project: Bahagian 2 dan 9v LED lampu suluh - teh yang terbaik !, tetapi saya berfikir bahawa masih terdapat beberapa kegunaan untuk penjelasan langkah demi langkah terperinci tentang asas-asas LED untuk sesiapa sahaja yang boleh menggunakannya.

Langkah pertama ialah membeli beberapa bekalan dan mengetahui apa yang saya perlu percubaan. Untuk projek ini saya akhirnya pergi ke Radioshack kerana dekat dan banyak orang yang mempunyai akses kepadanya - tetapi diberi amaran harga mereka benar-benar tinggi untuk barang-barang semacam ini dan terdapat semua jenis tempat kos rendah untuk membeli LED dalam talian.

Untuk menyalakan lampu LED yang anda perlukan paling minimum LED itu sendiri dan bekalan kuasa. Dari apa yang saya baca dari instructables LED yang lain pendawaian dalam perintang hampir selalu idea yang baik.

Jika anda ingin mengetahui tentang apa bahan-bahan ini menyemak entri-entri wikipedia ini:
LED
Bekalan kuasa
Resistor

Bahan:

LED - Pada dasarnya saya hanya masuk ke dalam laci di Radioshack dan mengeluarkan apa-apa yang tidak melebihi $ 1 atau $ 2 setiap LED. Saya dapat:

2760307 5mm Merah LED 1.7 V
2760351 5MM Yellow LED 2.1 V
2760036 Flasher Red LED 5 V
2760041 2 Pek Merah LED 2.6 V
2760086 Jumbo Red LED 2.4V

Bekalan Kuasa - Saya benar-benar tidak tahu apa yang perlu saya kuasai sehingga saya membeli beberapa bateri 9V dan beberapa 1.5V AA. Saya fikir ia akan membolehkan saya untuk mencampur dan mencocokkan dan membuat gabungan voltan yang mencukupi untuk membuat sesuatu yang menyala - atau sekurang-kurangnya membakar penyedut-penyedut itu keluar dalam asap rokok berbau busuk.

Resistors - Sekali lagi, saya tidak pasti apa yang saya perlukan dari segi perintang di sini sama ada. Oleh kerana saya mendapat pelbagai LED yang berbeza dengan pelbagai voltan saya tahu bahawa saya memerlukan beberapa jenis perintang yang berbeza, jadi saya hanya membeli pek pelbagai 1/2 Watt Carbon Film Resistor (2710306).

Saya mengumpul pistol pematerian, solder, tang hidung jarum, tang elektrik, beberapa wayar utama dan pita elektrik juga kerana saya fikir mereka mungkin berguna.

Langkah 2: LED

LED datang dalam pelbagai saiz, kecerahan, tegangan, warna dan corak rasuk, tetapi pemilihan di Radioshack cukup kecil dan jadi saya hanya mengambil beberapa LED yang berbeza dari apa yang mereka ada dalam beberapa kecerahan dan tegasan yang berbeza. Saya terus mengesan apa yang LED adalah apa voltan kerana saya tidak mahu sengaja menghantar terlalu banyak semasa melalui salah satu LED voltan rendah.

Perkara pertama yang saya lakukan dengan LED adalah mengetahui wayar mana yang dikenali sebagai elektrod positif dan negatif. Secara umumnya, wayar yang lebih panjang adalah elektrod positif dan dawai yang lebih pendek adalah elektrod negatif.

Anda juga boleh melihat di dalam LED sendiri dan melihat apa yang berlaku. Lebih kecil kepingan logam di dalam LED menyambung ke elektrod positif dan yang lebih besar ialah elektrod negatif (lihat gambar di bawah). Tetapi peringatkan - dalam LED saya mengambil saya tidak selalu mendapati ini menjadi benar dan beberapa LED mempunyai elektrod lagi pada negatif apabila ia harus positif. Pergi angka - OK walaupun, jika ia tidak menyala saya hanya membalikkannya.

Sebaik sahaja saya tahu apa yang positif dan apa yang negatif saya hanya perlu ingat apa voltan setiap LED itu.

Semua LED saya mencadangkan 20mA semasa. 20mA adalah standard untuk kebanyakan LED.

Langkah 3: Bekalan Kuasa

Untuk membuat bekalan kuasa saya hanya menyolder beberapa dawai ke hujung bateri yang saya beli supaya saya dapat dengan mudah melampirkan LED kepada mereka. Bateri 9V berkhidmat sebagai bekalan kuasa 9V saya, satu bateri AA menghasilkan bekalan kuasa 1.5V dan tiga bateri AA yang disatukan menjadikan bekalan kuasa 4.5V (1.5V + 1.5V + 1.5V = 4.5V). Saya tidak menggunakan klip buaya pada hujung dawai, tetapi mereka akan membantu di sini.

Langkah 4: Resistor

Saya membuka pek pelbagai untuk mencari bahawa perintang tidak dilabel dengan apa nilai mereka. Pek itu mengatakan ia mengandungi sejumlah besar resistor yang berbeza dari 100 ohms hingga 1 Meg ohm jadi saya berangkat untuk melihat apa yang ada. Apabila saya mencubit dalam talian saya mendapati bahawa semua perintang mempunyai sistem pengekodan pada mereka yang memberitahu anda apa nilai mereka.

Berikut adalah dua halaman yang menerangkan secara mendalam tentang cara mengira nilai resistor.

Buat sendiri
atau
Adakah ia dilakukan untuk anda

Saya akan menerangkan contoh-contoh bagaimana saya mengira nilai-nilai saya sendiri dalam beberapa langkah seterusnya apabila saya mula menghidupkan LED saya.

Buat masa ini saya hanya mengagumi jalur berwarna kecil mereka dan bergerak ke arah untuk mendapatkan hanya satu LED untuk menyala.

Langkah 5: Satu LED, Tiada Perintang

Saya fikir saya akan bermula semudah yang saya mungkin boleh - hanya satu LED tanpa perintang. Mula-mula saya terpaksa memutuskan apa sumber kuasa yang digunakan dan yang mana menjadi LED. Ini mungkin kelihatan jelas, tetapi ini adalah kali pertama saya melalui supaya saya juga boleh menjadi seperti yang jelas ...

LED memerlukan voltan yang mencukupi untuk menyalakannya. Kadang-kadang jika anda memberi mereka terlalu sedikit voltan mereka tidak akan menyala sama sekali, kali lain mereka hanya akan bersinar redup dengan voltan rendah. Terlalu banyak voltan buruk dan boleh membakar LED secara serta merta.

Oleh itu idealnya anda ingin voltan LED untuk menyesuaikan voltan bekalan kuasa anda, atau bahkan sedikit kurang. Untuk melakukan ini, anda boleh melakukan beberapa perkara: menukar voltan bekalan kuasa anda, menukar penggunaan LED anda, atau anda boleh menggunakan perintang yang membolehkan anda menggunakan bekalan kuasa voltan yang lebih tinggi dengan LED voltan yang lebih rendah.

Buat masa ini saya hanya mahu mendapatkan satu dinyalakan sehingga saya memilih bekalan kuasa saya yang mempunyai voltan paling rendah - satu bateri AA yang menghasilkan 1.5V.

Saya memilih untuk menyalakan lampu 1.7V merah sejak output bateri 1.5V dan saya tahu saya tidak akan membunuh LED dengan terlalu banyak kuasa.

Saya membalut wayar positif saya dari bateri ke elektrod positif LED dan membungkus dawai negatif dari bateri ke elektrod negatif saya dan presto - biarkan ada lampu LED!

Percubaan pertama ini cukup mudah dilakukan - hanya beberapa wayar berpusing dan pengetahuan yang cukup untuk mengetahui bahawa bekalan kuasa 1.5V akan menyalakan 1.7V LED tanpa memerlukan perintang.

Langkah 6: Satu LED Dengan Resistor

Ia hanya satu kebetulan bahawa saya membeli LED yang 1.7V dan ia akhirnya berfungsi dapat dikuasakan oleh bekalan kuasa 1.5V saya tanpa menggunakan perintang. Untuk persediaan kedua ini, saya memutuskan untuk menggunakan LED yang sama, tetapi sehingga bekalan kuasa saya ke tiga bateri AA yang dipasang bersama-sama yang mengeluarkan 4.5V - kuasa yang cukup untuk membakar 1.7V LED saya, jadi saya perlu menggunakan perintang.

Untuk mengetahui perintang yang digunakan saya menggunakan formula:
R = (V1 - V2) / I

di mana:
V1 = voltan bekalan kuasa
V2 = voltan LED
I = arus LED (biasanya 20mA iaitu .02A)

Sekarang terdapat banyak kalkulator dalam talian yang akan melakukan ini untuk anda - dan banyak instructables lain rujukan ini sebagai yang baik, bagaimanapun, matematik benar-benar tidak terlalu keras dan jadi saya ingin melalui pengiraan saya sendiri dan memahami apa yang berlaku .

Sekali lagi, LED saya adalah 1.7V, ia memerlukan 20mA (iaitu .02 A) semasa dan bekalan saya adalah 4.5V. Jadi matematik adalah ...

R = (4.5V - 1.7V) / .02 A
R = 140 ohm

Sebaik sahaja saya tahu bahawa saya memerlukan resistor sebanyak 140 ohm untuk mendapatkan voltan yang betul untuk LED saya melihat ke dalam pakej pelbagai saya resistor untuk melihat sama ada saya boleh mencari yang betul.

Mengetahui nilai resistor memerlukan membaca kod dari jalur warna pada perintang itu sendiri. Pakej itu tidak datang dengan perintang 140 ohm tetapi ia datang dengan 150 ohm. Ia sentiasa lebih baik untuk menggunakan perintang nilai terdekat yang lebih besar daripada yang dikira. Menggunakan nilai yang lebih rendah boleh membakar LED anda.

Untuk mengetahui kod warna anda pada dasarnya memecahkan dua digit pertama nilai perintang, gunakan digit ketiga untuk mendarabkan dua yang pertama dan kemudian berikan digit keempat sebagai penunjuk toleransi. Yang terdengar lebih sukar daripada yang sebenarnya.

Menggunakan warna ke laman web rahsia decoder yang terdapat di sini, perintang 150ohm harus mempunyai kod warna berikut ...

Brown kerana angka pertama dalam perintang nilai yang saya perlukan ialah 1
Hijau kerana angka kelima adalah 5
Brown kerana dalam usaha untuk mencapai 150, anda perlu menambah satu 0 hingga 15 untuk mencapai 150.
Emas - perintang saya mendapat semua mempunyai toleransi 5% dan 5% diwakili oleh emas

Lihat pautan halaman penyahkod di atas jika ini tidak masuk akal.

Saya melihat melalui semua perintang, mendapati yang berwarna coklat, hijau, coklat, emas, dan kabelnya sejajar dengan elektrod positif LED. (Setiap kali menggunakan perintang pada LED ia perlu diletakkan sebelum LED pada elektrod positif).

Rendah dan lihatlah, LED menyala sekali lagi. Perintang 150 ohm berhenti cukup bekalan kuasa 4.5V daripada mencapai 1.7V LED yang menyala dengan selamat dan menyimpannya daripada terbakar.

Ini hanyalah proses yang saya jalankan untuk mengetahui apa perintang yang akan digunakan dengan LED khusus saya dengan bekalan kuasa tertentu saya. Anda boleh dengan mudah menggunakan formula di atas untuk mengetahui apa nilai perintang yang digunakan dengan apa pun sumber LED dan kuasa yang anda gunakan.

Langkah 7: Menghidupkan LED Multiple dalam Siri

Sekarang saya tahu bagaimana untuk menghidupkan satu LED dengan pelbagai kombinasi voltan LED dan bekalan kuasa, sudah tiba masanya untuk meneroka cara menyalakan pelbagai LED. Apabila ia datang kepada pendawaian lebih daripada satu LED ke bekalan kuasa terdapat dua pilihan. Pilihan pertama ialah menghidupkan mereka dalam siri dan yang kedua ialah mengarahkan mereka secara selari.

Untuk melihat penjelasan yang mendalam tentang perbezaan antara siri dan selari menyemak halaman ini. Saya akan menutup pendawaian LED terlebih dahulu.

LED berwayar siri disambungkan ke hujung (elektrod negatif dari LED pertama menyambung ke elektrod positif dari LED kedua dan elektrod negatif dari LED kedua menyambung ke elektrod positif LED ketiga dan sebagainya dan sebagainya. ..). Kelebihan utama perkara pendawaian dalam siri adalah bahawa ia mengedarkan voltan jumlah sumber kuasa antara semua LED. Maksudnya ialah jika saya mempunyai bateri kereta 12V, saya dapat kuasa 4, 3V LED (melampirkan perintang kepada masing-masing). Hypothetically ini juga boleh bekerja untuk kuasa 12, 1V LED; 6, 2V LED; atau bahkan 1 12V LED jika ada benda sedemikian.

Ok, mari kita cuba pendawaian 2, 2.6V LED secara bersiri dengan bekalan kuasa 9V dan jalankan melalui matematik.

R = (9V - 5.2V) / .02A
R = 190 Ohms
Nilai rintangan seterusnya - 200 Ohms

Sekarang pakej pelbagai resistor tidak datang dengan perintang 190 atau 200 Ohm, tetapi ia datang dengan perintang lain yang boleh saya gunakan untuk membuat perintang 200 Ohm. Sama seperti LED, perintang boleh digabungkan bersama sama ada siri atau selari (lihat langkah seterusnya untuk penjelasan mengenai perkara-perkara pendawaian bersama secara selari).

Apabila resistor nilai yang sama disambung bersama secara siri anda menambah daya tahannya. Apabila resistor nilai yang sama disambung bersama secara selari, anda membahagikan nilai perintang dengan bilangan perintang yang dipasang bersama-sama.

Oleh itu, dalam erti yang paling ringkas, dua 100 ohm resistor yang dipasang bersama-sama dalam siri akan sama dengan 1 200 Ohm perintang (100 + 100 = 200). Dua perintang 100 Ohm yang bersambung bersama selari akan sama dengan satu perintang 50 Ohm (100/2 = 50).

Malangnya, saya mengetahui perkara penting ini selepas saya melancarkan perintang saya untuk percubaan. Saya pada asalnya ingin mengendalikan dua 100 ohm resistor bersama-sama untuk menyamakan 200 Ohms rintangan yang saya perlukan untuk melindungi LED saya. Daripada mengendalikan mereka dalam siri, seperti yang sepatutnya, saya mengendalikan perintang saya secara selari (adakah saya menyebut saya pemula dengan perintang?) Jadi perintang saya hanya menyediakan 50 Ohms rintangan - yang nampaknya bekerja OK pada LED saya tempoh percubaan pendek. Memiliki kuasa terlalu banyak untuk LED mungkin akan membakarnya dalam jangka panjang. (Terima kasih beanwaur dan shark500 untuk menunjuk ini.)

Saya mengambil resistor saya dan meletakkannya di hadapan memimpin positif LED pertama yang berwayar dalam siri dan menyambung mereka ke bateri dan sekali lagi, terdapat cahaya LED!

Dengan tiga kombinasi LED dan bekalan kuasa bateri yang berlainan dan tiada asap plastik, namun perkara-perkara yang kelihatan baik - selain dari kekeliruan kecil saya antara perintang pendawaian dan siri selari.

Langkah 8: Menghidupkan LED LED Berbilang Selari

Tidak seperti LED yang berwayar dalam siri, LED berwayar selari menggunakan satu dawai untuk menyambung semua elektrod positif LED yang anda gunakan untuk wayar positif bekalan kuasa dan menggunakan wayar lain untuk menyambungkan semua elektrod negatif LED yang anda gunakan untuk wayar negatif bekalan kuasa. Perkara-perkara pendawaian secara selari mempunyai beberapa kelebihan yang berbeza mengenai perkara-perkara pendawaian dalam siri.

Sekiranya anda menyambung sekelompok LED secara keseluruhan dan bukan membahagikan kuasa yang dibekalkan kepada mereka di antara mereka, mereka semua berkongsi. Oleh itu, bateri 12V berwayar kepada empat LED 3V dalam siri akan mengedarkan 3V kepada setiap LED. Tetapi bateri 12V yang sama berwayar kepada empat LED 3V selari akan menyampaikan 12V penuh kepada setiap LED - cukup untuk membakar LED pasti!

LED pendawaian selari membolehkan banyak LED untuk berkongsi hanya satu bekalan kuasa voltan rendah. Kita boleh mengambil empat LED 3V yang sama dan kawat mereka selari dengan bekalan kuasa yang lebih kecil, katakan dua bateri AA meletakkan sejumlah 3V dan setiap LED akan mendapat 3V yang mereka perlukan.

Ringkasnya, pendawaian dalam siri membahagikan jumlah bekalan kuasa antara LED. Pendawaian mereka secara selari bermakna setiap LED akan menerima jumlah voltan yang bekalan kuasa dikeluarkan.

Dan akhirnya, hanya beberapa amaran ... pendawaian selari mengalirkan bekalan kuasa anda lebih cepat daripada pendawaian perkara secara siri kerana mereka akhirnya menarik lebih banyak arus dari bekalan kuasa. Ia juga hanya berfungsi jika semua LED yang anda gunakan mempunyai spesifikasi kuasa yang sama. TIDAK bercampur dan padan jenis / warna LED yang berbeza apabila pendawaian selari.

OK, kini ke dalam sebenarnya melakukan perkara itu.

Saya membuat keputusan untuk membuat dua persediaan selari yang berlainan.

Yang pertama saya cuba adalah semudah ia boleh - hanya dua 1.7V LED berwayar selari dengan bateri tunggal 1.5V AA. Saya menyambung dua elektrod positif pada LED ke dawai positif yang datang dari bateri dan menyambung dua elektrod negatif pada LED ke dawai negatif yang datang dari bateri. LED 1.7V tidak memerlukan perintang kerana 1.5V yang datang dari bateri sudah cukup untuk menyalakan LED, tetapi tidak lebih daripada voltan LED - jadi tidak ada risiko membakarnya. (Penubuhan ini tidak digambarkan)

Kedua-dua LED 1.7V disalurkan oleh bekalan kuasa 1.5V, tetapi ingat, ia telah menarik lebih banyak lagi dari bateri dan dengan itu menjadikan saliran bateri lebih cepat. Jika terdapat lebih banyak LED yang disambungkan ke bateri, mereka akan menarik lebih banyak arus dari bateri dan mengalirkannya lebih cepat.

Untuk persediaan yang kedua, saya memutuskan untuk meletakkan semua yang saya pelajari bersama dan menghidupkan kedua-dua LED secara selari dengan bekalan kuasa 9V saya - pastinya terlalu banyak jus untuk LED sahaja jadi saya perlu menggunakan perintang pasti.

Untuk mencari nilai apa yang harus saya gunakan, saya kembali kepada formula yang dipercayai - tetapi kerana mereka telah disambung secara beransur-ansur ada sedikit perubahan kepada rumus ketika datang ke semasa - I.

R = (V1 - V2) / I

di mana:
V1 = bekalan voltan
V2 = voltan LED
I = arus LED (kita telah menggunakan 20 mA dalam pengiraan kita yang lain tetapi kerana pendawaian LED selari menarik lebih banyak lagi saya terpaksa membiak arus yang satu LED menarik oleh jumlah LED yang saya gunakan 20 mA x 2 = 40 mA, atau .04A.

Dan nilai saya untuk formula kali ini ialah:

R = (9V - 1.7V) / .04A
R = 182.5 Ohms

Sekali lagi, kerana pek pelbagai itu tidak datang dengan perintang nilai yang tepat, saya cuba menggunakan dua 100 Ohm resistor yang digabungkan bersama dalam siri untuk membuat 200 Ohms rintangan. Saya akhirnya hanya mengulangi kesilapan yang saya buat pada langkah terakhir sekali lagi, dan kabelnya bersama-sama selari dengan kesilapan dan jadi dua 100 Ohm resistor hanya berakhir menyediakan 50 Ohms perlawanan. Sekali lagi, LED ini sangat memaafkan kesilapan saya - dan sekarang saya telah mempelajari pengajaran berharga mengenai penghawa pendawaian secara siri dan selari.

Satu nota terakhir mengenai LED pendawaian selari - sementara saya meletakkan perintang saya di hadapan kedua-dua LED, disyorkan supaya anda meletakkan perintang di hadapan setiap LED. Ini adalah cara yang lebih selamat untuk wayar LED selari dengan perintang - dan juga memastikan bahawa anda tidak membuat kesilapan yang saya lakukan secara tidak sengaja.

LED 1.7V yang disambungkan ke bateri 9V menyala - dan pengembaraan kecil saya ke tanah LED telah selesai.

Langkah 9: Ekstrapolasi

Walaupun saya tidak semestinya membuat apa-apa selain beberapa LED yang menyala, maklumat ini boleh digunakan untuk membuat semua jenis perkara yang sejuk!

Konsep yang diambil adalah diharapkan:
- Kuasa sebilangan besar LED nilai yang berbeza menggunakan pengetua asas yang sama.

- Mengetahui apa elektrod positif dan apakah elektrod negatif dari LED dengan melihatnya dan mengujinya.

- Gunakan perintang, atau gabungan perintang berwayar bersama secara siri atau selari untuk membekalkan kuasa yang betul kepada LED.

- Buat pengiraan untuk menentukan apa perintang diperlukan dengan menggunakan formula, atau menggunakan laman web yang melakukannya untuk anda.

- Wayar LED secara siri atau selari bergantung kepada aplikasi.

- Buat LED menyala!

Ini adalah cara yang paling asas berjalan untuk LED mungkin - dan saya belajar banyak di sepanjang jalan. Arahan LED dan skema pendawaian boleh menjadi lebih rumit - tetapi untuk sebahagian besar, LED cukup mudah untuk bekerja dengan, dan dengan pengetahuan yang sedikit saya dapat menyalakannya - semuanya jika saya menghantar sedikit jus melalui mereka ke arah akhir percubaan. Saya tidak takut lampu LED sekarang. Mereka adalah kawan-kawan saya.