Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 28: Diody LED w praktyce

Article Image
Elektronika współczesna półprzewodnikami stoi, a krzemowa rewolucja dała nam takie rzeczy, jak potężne komputery mieszczące się w dłoni. Jednakże pierwszym półprzewodnikiem, na który zwraca uwagę i chce wykorzystać każdy początkujący elektronik-amator nie jest tranzystor, wzmacniacz operacyjny czy mikrokontroler. Na tych cichych bohaterów przyjdzie czas później. Nic bowiem nie tak nie przyciąga wzroku, jak dioda LED.
Toc left icon Poprzednia część
Spis treści
Następna część Toc right icon
1. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 1: Od mikroprocesorów do mikrokontrolerów 2. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 2: Układy scalone 3. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 3: Tranzystory 4. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 4: Półprzewodniki mocy 5. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 5: Diody elektroluminescencyjne (Light Emitting Diodes) 6. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 6: Transoptory 7. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 7: Monochromatyczne wyświetlacze LCD 8. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 8: Mikrofony 9. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 9: Źródła prądowe 10. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 10: Wszystko o kondensatorach 11. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 11: Ujemne sprzężenie zwrotne i historia wzmacniaczy operacyjnych 12. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 12: Tranzystory MOSFET 13. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 13: Elementy o nieliniowej rezystancji 14. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 15: Obwody mostkowe 15. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 16: Wzmacniacze jedno- i dwutranzystorowe 16. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 17: Generatory sygnału na wzmacniaczach operacyjnych 17. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 18: Czujniki Halla 18. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 19: Czujniki ciśnienia 19. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 20: Oscylatory 20. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 21: Czujniki temperatury 21. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 22: Konwersja analogowo-cyfrowa 22. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 23: Filtry dolnoprzepustowe 23. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 25: Tranzystory IGBT 24. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 26: Rezonatory i generatory kwarcowe oraz inne sposoby na stabilną podstawę czasu i częstotliwości 25. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 27: Generatory wysokiego napięcia 26. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 28: Diody LED w praktyce
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści

Moja pierwsza wizyta w sklepie z komponentami elektronicznymi, we wczesnych latach 90tych zaczęła się i skończyła na wpatrywaniu się w tablicę demonstrującą wszystkie dostępne wtedy kolory i rozmiary diod LED. Pierwszym zaś samodzielnie wykonanym projektem było pudełko z przełącznikami i potencjometrami włączającymi i regulującymi jasność kilku diod LED w podstawowych kolorach: czerwonym, żółtym i zielonym. Niebieskie LEDy jeszcze nie były dostępne.

Pierwszym samodzielnie zlutowanym i od razu zepsutym kitem była elektroniczna ruletka – przegrzałem płytkę lutownicą transformatorową. Znajomy w tym czasie zbudował „mrygacz LED” na tranzystorach, używając płyty paździerzowej, w którą powtykał komponenty oraz kawałków grubszego przewodu by wykonać połączenia po drugiej jej stronie. 

Obecnie diody LED są najpowszechniej wykorzystywanymi źródłami światła na całym świecie. Wyparły niemal całkowicie zwykłą żarówkę, pokonały świetlówki kompaktowe, powoli też wypierają uliczne lampy sodowe. W elektronice konsumenckiej zastąpiły klasyczne miniaturowe żarówki i kontrolki neonowe czy wyświetlacze VFD jeszcze w latach 80. ubiegłego wieku. Niemal każdy projekt elektroniczny ma przynajmniej jedną diodę LED, zazwyczaj w roli sygnalizatora działania.

I choć diody LED otaczają nas ze wszystkich stron i cieszą się niesłabnącą popularnością, i tak co jakiś czas ktoś na forach się pyta, jak dobrać rezystor do LEDa.

Co to jest dioda LED?

Dioda elektroluminescencyjna (Light Emitting Diode – LED) to szczególny przypadek diody półprzewodnikowej, w której ubocznym skutkiem przepływu prądu przez złącze P-N jest emisja fotonów o określonej długości fali. Każde złącze półprzewodnikowe emituje światło, ale zwykle w bardzo znikomym stopniu. W przypadku diod LED poprzez dobranie odpowiednich materiałów półprzewodnikowych efekt ten jest zwielokrotniony. Warto też nadmienić, iż te same złącza półprzewodnikowe są również wrażliwe na światło. Ten efekt wykorzystuje się w fotodiodach, fototranzystorach i w ogniwach fotowoltaicznych.

Podstawowymi parametrami każdej diody LED są jej napięcie przewodzenia Uf i prąd przewodzenia If. Diody LED są elementami kontrolowanymi prądem, a nie napięciem. Napięcie przewodzenia jest istotne dla poprawnego dobrania rezystora ograniczającego prąd diody. W przypadku diod kolorowych jednym z parametrów jest też długość fali emitowanego światła. Diody białe mają podaną temperaturę barwową oraz wartość CRI, czyli współczynnik oddawania kolorów. Znajdziemy też inne parametry typowe dla wszelkiej maści diod, jak prąd wsteczny, napięcie przebicia czy moc strat.

Informacje o obudowie diody LED też są bardzo istotne. Wybór na rynku jest ogromny, od tradycyjnych, okrągłych diod o średnicy 3 i 5 mm, przez diody miniaturowe SMD w różnych rozmiarach po diody mocno specjalizowane. Do tych ostatnich można zaliczyć na przykład diodę SMD świecącą „do płytki”, przez dedykowany otwór w laminacie. Dzięki temu na płaskiej stronie płytki, gdzie występują tylko ścieżki można wykonać pola stykowe dla klawiatury membranowej, a diody LED będą przez nią przeświecały zapewniając informację dla użytkownika urządzenia. Takie rozwiązanie napotkałem na płytce od laktatora Philips Avent. W ten sposób realizuje się też podświetlenie w komputerowych klawiaturach mechanicznych, z tą jednak różnicą, iż nad diodą znajduje się przełącznik z otworem dla niej lub z przeźroczystym elementem, który dioda rozświetla od spodu. Niektóre diody mają też obudowę w kolorze emitowanego światła, aby poprawić jego barwę, część diod ma też obudowę mleczną by lepiej to światło rozproszyć. Diody wielokolorowe mogą też mieć obudowę bezbarwną lub bezbarwną mleczną by lepiej rozproszyć światło. Rysunek 1 przedstawia budowę typowej diody LED oraz oznaczenia polaryzacji, natomiast fotografia 1 diody w najróżniejszych rozmiarach i kolorach.

Rysunek 1. Budowa typowej diody LED 3 mm/5 mm. Czytelnik powinien zwrócić szczególną uwagę na sposób oznaczania polaryzacji
Rysunek 1. Budowa typowej diody LED 3 mm/5 mm. Czytelnik powinien zwrócić szczególną uwagę na sposób oznaczania polaryzacji

Diody LED występują też w formie gotowych modułów. Znajdziemy zatem słupki LED, wyświetlacze 7-, 9-, 14- i szesnastosegmentowe czy matryce LED 5×7 i 8×8.

Fotografia 1. Najpopularniejsze kształty i rozmiary diod LED do montażu przewlekanego
Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Toc left icon Poprzednia część
Spis treści
Następna część Toc right icon
1. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 1: Od mikroprocesorów do mikrokontrolerów 2. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 2: Układy scalone 3. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 3: Tranzystory 4. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 4: Półprzewodniki mocy 5. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 5: Diody elektroluminescencyjne (Light Emitting Diodes) 6. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 6: Transoptory 7. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 7: Monochromatyczne wyświetlacze LCD 8. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 8: Mikrofony 9. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 9: Źródła prądowe 10. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 10: Wszystko o kondensatorach 11. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 11: Ujemne sprzężenie zwrotne i historia wzmacniaczy operacyjnych 12. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 12: Tranzystory MOSFET 13. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 13: Elementy o nieliniowej rezystancji 14. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 15: Obwody mostkowe 15. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 16: Wzmacniacze jedno- i dwutranzystorowe 16. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 17: Generatory sygnału na wzmacniaczach operacyjnych 17. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 18: Czujniki Halla 18. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 19: Czujniki ciśnienia 19. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 20: Oscylatory 20. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 21: Czujniki temperatury 21. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 22: Konwersja analogowo-cyfrowa 22. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 23: Filtry dolnoprzepustowe 23. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 25: Tranzystory IGBT 24. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 26: Rezonatory i generatory kwarcowe oraz inne sposoby na stabilną podstawę czasu i częstotliwości 25. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 27: Generatory wysokiego napięcia 26. Edukacja w EdW dla szkół i uczelni - wykład 28: Diody LED w praktyce
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich luty 2025
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Generatory wysokiego napięcia
1/10 Dlaczego nie powinno się pracować z generatorami wysokiego napięcia w pobliżu sprzętu pomiarowego?
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"