LED

ርዕሰ ጉዳዮች፡-

መግቢያ
የ LED አሠራር
የ LED ቀለም ጋር በተያያዘ conduction ቮልቴጅ
የመቆጣጠሪያ ዘዴዎች
ባለብዙ ቀለም LEDs

ማስገቢያ፡
ኤልኢዲ ብርሃን ለማመንጨት በብዛት ጥቅም ላይ የሚውል ሴሚኮንዳክተር አካል ነው። ኤልኢዲ የሚወክለው፡ ብርሃን አመንጪ ዳዮድ ሲሆን ማለት ደግሞ፡ ብርሃን አመንጪ diode ማለት ነው። እ.ኤ.አ. በ 1962 ከተፈለሰፈ በኋላ ኤልኢዱ በዋናነት እንደ አመላካች መብራት እና ለምልክት ማስተላለፊያነት ጥቅም ላይ ውሏል ። ከ 90 ዎቹ መገባደጃ ጀምሮ የቴክኖሎጂ እድገቶች ለዕለት ተዕለት አገልግሎት እንደ ብርሃን ምንጭ ሆነው የሚያገለግሉ LEDs ለማምረት አስችለዋል. በአውቶሞቲቭ ቴክኖሎጂ ውስጥ ኤልኢዲዎች በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ የሚውሉት እንደ መሳሪያ ማብራት (ዳሽቦርድ)፣ የውጪ መብራት (የኋላ መብራቶች) ወይም ዋና መብራቶች (በፊት መብራቶች ውስጥ) ከብርሃን መብራቶች እና ከ halogen አምፖሎች ጋር ሲነፃፀሩ በሚከተሉት ጥቅሞች ምክንያት ነው።

ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ፡- ከሌሎች የመብራት ዓይነቶች ጋር ሲነጻጸር በተመሳሳይ የብርሃን መጠን፣ ኤልኢዲ በጣም ያነሰ ኃይል ይጠቀማል። LED እስከ 80% ድረስ በጣም ከፍተኛ ቅልጥፍና አለው;
ደኅንነት፡- የሚቃጠሉ መብራቶች ገመዱን ለማሞቅ እና ብርሃን ለማመንጨት በግምት 200 ሚሴ ያስፈልጋቸዋል። አንድ ኤልኢዲ የማሞቅ ደረጃን አይፈልግም, ይህ ማለት አንድ ኤልኢዲ የብርሃን ጥንካሬውን በፍጥነት ይደርሳል (ከ 1 ሚሊሰከንድ ያነሰ). ኤልኢዲ እንደ ብሬክ መብራት ጥቅም ላይ ሲውል ብሬኪንግ ቀደም ብሎ ይታያል እና በማቆሚያው ጊዜ ላይ አዎንታዊ ተጽእኖ ይኖረዋል;
ዝቅተኛ የሙቀት ልማት: LEDs እምብዛም ስለማይሞቁ, የመብራት ቤቶች አነስተኛ ሊደረጉ ይችላሉ እና የሙቀት ጭንቀትን የመቋቋም አቅም የሌላቸው ርካሽ ቁሳቁሶች ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ.
ከፍተኛ የህይወት ዘመን፡ አንድ ኤልኢዲ ለአንድ ሙሉ የመኪና ህይወት ይቆያል። የ LEDs ጉድለት እንዳለ ከታወቀ መንስኤው ብዙውን ጊዜ በሌላ ቦታ ሊገኝ ይችላል, ለምሳሌ በህትመት መንገዱ ላይ መቋረጥ ወይም የተሳሳተ ቁጥጥር. የ LED ብሩህነት በተወሰኑ የማቃጠያ ሰዓቶች ሊቀንስ ይችላል.

ከታች ያለው ምስል የዲዲዮውን ምልክት ያሳያል, ከ "አኖድ" እና "ካቶድ" ጎኖች በላይ ተጨማሪ ጽሑፍ. የኤልኢዲ ምልክት ከዲያዮድ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ነገር ግን የብርሃን ጨረሩን የሚያመለክቱ ሁለት ወደ ላይ የሚያመለክቱ ቀስቶች ተጨምረዋል። የአሁኑ አቅጣጫ ልክ እንደ ዳዮድ, ወደ ቀስት አቅጣጫ ነው. ቀጥ ያለ ግርፋት የተገላቢጦሽ አቅጣጫ ነው. አሁኑኑ በ LED በኩል ወደ ቀስቱ አቅጣጫ የሚፈስ ከሆነ, ያበራል. በተቃራኒው, ታግዷል እና ስለዚህ አይበራም.

የ LED አሠራር;
ልክ እንደ “የተለመደ” diode፣ ኤልኢዲው ሁለት ሴሚኮንዳክተር ንብርብሮችን ያቀፈ ነው።

አሉታዊው ንብርብር (n-layer) ከመጠን በላይ ኤሌክትሮኖችን ይይዛል;
አወንታዊው ንብርብር (p layer) የኤሌክትሮኖች እጥረት አለበት.

በፒ-ንብርብር ውስጥ ያለው የኤሌክትሮኖች እጥረት እንደ ብዙ ተጨማሪ አዎንታዊ ቀዳዳዎች ሊታይ ይችላል. በ p-n መስቀለኛ መንገድ (የመጥፋት ንብርብር), በ n-layer ውስጥ ያለው የኤሌክትሮኖች ትርፍ በ p-layer ውስጥ ያለውን ክፍተት ይሞላል. ምንም የአሁኑ ፍሰት የለም፣ ስለዚህ በ np መስቀለኛ መንገድ ውስጥ ያለው ክፍያ ገለልተኛ ነው።

አሁኑኑ በዲዲዮው ውስጥ እንዲፈስ, የመቀነስ ዞን ውስጣዊ ቮልቴጅ በመጀመሪያ ማሸነፍ አለበት. ይህ የዲዲዮው ስርጭት ቮልቴጅ ወይም ደፍ ቮልቴጅ ተብሎ የሚጠራው ነው. የቮልቴጅ መጠን ሲጨምር የኤሌክትሮን ጅረት ከ n-layer ወደ p-layer ሊፈስ ይችላል. ነገር ግን, በመዳከም ንብርብር ውስጥ, ከእነዚህ ኤሌክትሮኖች መካከል አንዳንዶቹ በቀዳዳዎች ይያዛሉ. እነዚህ ኤሌክትሮኖች ጉልበታቸውን በከፊል በብርሃን ብልጭታ ይለቃሉ. የተፈጠረው ብርሃን በቀጭኑ ፕ-ንብርብር ሊወጣ ይችላል። የብርሃን ጥንካሬ የሚወሰነው በአሁኑ ጊዜ ነው: የአሁኑ ጥንካሬ, ብርሃኑ የበለጠ ኃይለኛ ነው.

የቫሌንስ ኤሌክትሮኖች ከአሉታዊው ወደ አወንታዊው ሽፋን መዝለል ዲዮዲዮው የሚያመነጨውን ብርሃን ያቀርባል.

ከ LED ቀለም ጋር በተዛመደ የኮንዳክተር ቮልቴጅ:
አንድ ኤልኢዲ በሶስት ቀለሞች ይመጣል: ቀይ, አረንጓዴ እና ሰማያዊ. በእነዚህ ሶስት መሰረታዊ ቀለሞች ሌሎች ቀለሞችን በማቀላቀል ማግኘት ይቻላል. በ n እና p ንብርብሮች ውስጥ ያሉ የቁሳቁሶች ስብስብ በኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች ውስጥ ያለውን የኃይል መጠን ይወስናል.

አነስተኛ ኃይል ያላቸው ኤሌክትሮኖች ከከፍተኛ ኃይል ኤሌክትሮን ያነሰ ኃይልን ወደ ብርሃን ጨረር ይለውጣሉ;
ቀይ ብርሃን ከሰማያዊ ብርሃን ያነሰ ኃይል አለው;
ቀይ ዝቅተኛ ኃይል ባላቸው ኤሌክትሮኖች እና ሰማያዊ በከፍተኛ ኃይል ኤሌክትሮኖች የተፈጠረ ነው.

ነጭ LEDs ሊፈጠሩ አይችሉም. ተጨማሪ የፍሎረሰንት ንብርብር ወደ ሰማያዊ LED በማከል የሰማያዊው ብርሃን ክፍል ወደ ቢጫ ብርሃን ይለወጣል። የሰማያዊ እና ቢጫ ብርሃን ቅልቅል በሰው ዓይን እንደ ነጭ ብርሃን ይገነዘባል. በዚህ ቢጫ እና ሰማያዊ ብርሃን መካከል ያለውን ድብልቅ ጥምርታ በማስተካከል ሞቃት ወይም ቀዝቃዛ ነጭ ብርሃን ማብራት ይችላሉ።

በባህሪው ውስጥ በመጥፋቱ ዞን ውስጥ የሚፈጠረውን ቮልቴጅ እናያለን እና ስለዚህ ተዛማጅ ቀለም LED conduction ቮልቴጅ ነው. ጅረት በ LED በኩል ሲላክ የማያቋርጥ የቮልቴጅ ጠብታ አለ።

የመቆጣጠሪያ ዘዴዎች:
በአውቶሞቲቭ ቴክኖሎጂ ኤልኢዲዎችን ከኤ ጋር መጠቀም እንችላለን ተከታታይ resistor ወይም በተከታታይ ወረዳዎች, ተፈላጊውን የመቆጣጠሪያ ቮልቴጅ እናሳካለን.

LED ከተከታታይ resistor ጋር;
ኤልኢዲን ከባትሪው ፕላስ እና ተቀንሶ ጋር በቀጥታ ካገናኘን ኤልኢዲው ወዲያው አይሳካም። ሁልጊዜ አንድ መሆን አለበት ተከታታይ resistor ከ LED ጋር በተከታታይ ይቀመጡ.

የተከታታይ ተከላካይ ዋጋ በሁለት ምክንያቶች ይወሰናል-የአሁኑ እና የአቅርቦት ቮልቴጅ. የ 1,5 ቮልት ኦፕሬቲንግ ቮልቴጅ እንደደረሰ እና በግምት 20 mA ሲፈስ አንድ ቀይ LED ያበራል.

የቀረበው የአቅርቦት ቮልቴጅ በመተግበሪያው ላይ የተመሰረተ ነው. በአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ ይህ 5, ግን ደግሞ 12 ወይም 24 ቮልት ሊሆን ይችላል. የኦም ህግን በመጠቀም አስፈላጊውን ተቃውሞ መወሰን ይቻላል. የሥራውን ቮልቴጅ ከአቅርቦት ቮልቴጅ ይቀንሱ እና አሁን ባለው ይከፋፍሉት.

በ 5 ቮልት የቮልቴጅ ቮልቴጅ, ለቀይ LED ተከታታይ ተከላካይ (5 - 1,5) / 0,02 = 175 ohm ያስፈልጋል.
የአቅርቦት ቮልቴጅ 12 ቮልት እና ቀይ ኤልኢዲ: (12 - 1,5) / 0,02 = 525 ohm (የአንድ ደረጃ መቋቋም).

በዋነኛነት ኤልኢዲዎችን በተከታታይ ተቃዋሚዎች (retrofited LED lighting) ውስጥ ያጋጥሙናል። የማብራት እና የማጥፋት ጊዜዎች እና የ LED ብሩህነት መብራቶችን በ LEDs ለመተካት ምክንያት ሊሆኑ ይችላሉ። ለኃይል ቆጣቢነት ማድረግ የለብዎትም ፣ ምክንያቱም ተከታታይ ተከላካይ እንዲሁ የኃይል መጥፋት ያስከትላል ፣ ይህም በአንዳንድ ሁኔታዎች እንደ ዋናው መብራት ኃይል መበታተን ያህል ነው።

LEDs በተከታታይ በማገናኘት ላይ፡-
የ LED ዎችን በተከታታይ በማገናኘት, ምንም ተከታታይ ተከላካይ ወይም ዝቅተኛ የመከላከያ እሴት ያለው ተከታታይ ተከላካይ አያስፈልግም. የ LEDs ውስጣዊ ተቃውሞ እራሳቸው የአቅርቦት ቮልቴጅ በተከታታይ ዑደት ውስጥ በ LEDs መካከል መሰራጨቱን ያረጋግጣል. ብዙ ኤልኢዲዎች በተከታታይ ሲቀመጡ, አነስተኛ ተከታታይ ተከላካይ ሊሠራ ይችላል. በሥዕሉ ላይ ስድስት LEDs በተከታታይ ተያይዘዋል እና ሁለት ረድፎች በትይዩ ተያይዘዋል.

በተከታታይ የተገናኙት ኤልኢዲዎች በኋለኛ ብርሃን አሃዶች ወይም በሶስተኛ ብሬክ ብርሃን አሃዶች ውስጥ ይገኛሉ። ይህ በአውቶሞቲቭ ቴክኖሎጂ ውስጥ በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ የሚውል የመቆጣጠሪያ ዘዴ ነው።

የብርሃን ጥንካሬን ያስተካክሉ;
በማይክሮ መቆጣጠሪያ አማካኝነት የ LED መቆጣጠሪያን በ pulse መቆጣጠር እንችላለን. ይህንን እንጠራዋለን፡- የልብ ምት ስፋት መለዋወጥ (PWM).
የግዴታ ዑደት LED የሚሠራበትን ጊዜ ይወስናል. በ 3,3 እና 0 ቮልት መካከል የላይ-ጠፍተውን ፍጥነቶች በከፍተኛ ፍጥነት በመቀያየር, ኤልኢዲው በትንሹ ብሩህነት ይበራል.

ይህ የቁጥጥር ዘዴ በብርሃን አምፑል ላይ ብዙ ተግባራትን ያከናውናል, ለምሳሌ:

50% ብሩህነት ከብርሃን መብራቶች ጋር;
100% ብሩህ ብርሃን በብሬክ መብራት።

ከአርዱዪኖ ጋር በተግባራዊ ማዋቀር በ PWM ቁጥጥር በ Arduino ወይም በውጭ የተገናኙ LEDs (በተከታታይ ተቃዋሚዎች የተገጠመ) ላይ መሞከር ይችላሉ.

ባለብዙ ቀለም LEDs;
ሁሉም ቀለሞች በሶስት መሰረታዊ ቀለሞች ቀይ, አረንጓዴ እና ሰማያዊ ሊሆኑ ይችላሉ. ይህ ሁለት ወይም ሶስት ኤልኢዲዎችን በማጣመር በጥሩ ሁኔታ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. ከዚህ በታች የሚታዩት በኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ ብዙ ቀለሞችን ለማግኘት ሶስት መርሆች ናቸው.

ባለ ሁለት ቀለም LED;
ስዕሉ በተቃራኒው እና ወደፊት አቅጣጫዎች ጋር በትይዩ የተገናኙ ሁለት LEDs ያሳያል. የአሁኑ አቅጣጫ የትኛው LED መብራት እንደሚበራ ይወስናል፡ አረንጓዴ (ከላይ) ወይም ቀይ (ታች)።

ባለሶስት ቀለም LED:
ይህ ሥዕላዊ መግለጫም በትይዩ የተገናኙ ሁለት ኤልኢዲዎችን ያሳያል። በወረዳው ውስጥ የአቅርቦት ቮልቴጅ ከሁለቱ ኤልኢዲዎች (አረንጓዴ ወይም ቀይ) በአንዱ ላይ ሊተገበር ይችላል, ወይም ሁለቱንም በተመሳሳይ ጊዜ. በዚህ ሁኔታ, የቀለም ድብልቅ ይከሰታል እና ቀይ እና አረንጓዴ ኤልኢዲ ወደ ቢጫነት ይለወጣሉ.

RGB LED:
በ RGB LEDs እያንዳንዳቸው የራሳቸው ቀለም ያላቸው ሶስት ኤልኢዲዎች በአንድ ቤት ውስጥ ተቀምጠዋል። ቀለሞቹ በተናጥል ሊቆጣጠሩት ይችላሉ. የ RGB LEDን ለመቆጣጠር በእያንዳንዱ የኃይል ፒን ላይ የሚስተካከለው የማብራት / ማጥፊያ ጥምርታ የሚያመነጩ ሶስት PWM መቆጣጠሪያዎች ያስፈልጋሉ። ከተለያዩ ቀለሞች በተጨማሪ የብርሃን ብርሀን ማስተካከልም ይቻላል.

በሚቀጥለው ምስል ሶስት LEDs እናያለን, እያንዳንዳቸው የራሳቸው የአኖድ ግንኙነት (A1 እስከ A3) እና የተለመደ ካቶድ.

ተዛማጅ ገጾች፡