Освой Arduino играючи

Сайт Александра Климова

Шкодим

/* Моя кошка замечательно разбирается в программировании. Стоит мне объяснить проблему ей - и все становится ясно. */
John Robbins, Debugging Applications, Microsoft Press, 2000

Светодиод

Светодиод
Внешний вид
Светодиод
Fritzing
Светодиод
Условное обозначение на схеме

На английском языке слово светодиод переводится как LED, что является сокращением от Light Emitting Diode. Из самого названия видно, что данный полупроводниковый прибор даёт свет. Слово диод широко используется в радиотехнике и означает радиодеталь, которая проводит ток в одном направлении. Следовательно, необходимо всегда правильно устанавливать светодиод в своих схемах, иначе получите неподвижного робота или нелетающего вертолёта. Как правильно определять плюс и минус у внешних светодиодов?

Если вы возьмёте светодиоды в руки и посмотрите внимательно на них, то увидите, что ножки у них разной длины. Это не заводской брак, как можно было подумать. На самом деле длинная ножка светодиода является плюсом, а короткая - минусом (катод). Чтобы вам было легче запомнить, представьте себе, что знак + состоит из двух палочек, а знак - только из одной, следовательно, две палочки образуют более длинную ножку. Логично? А чтобы запомнить, что катод является отрицательным, то запомните по мнемотехнике - слова "катод" и "короткий" начинаются на одну букву. Теперь по цепочке: короткий-значит минус-значит катод, вы быстро сообразите. Не благодарите.

Есть и другие способы опознания выводов.

LED

В светодиодах короткую ножку («минус») светодиода нужно соединять с землёй (GND). Светодиод не рассчитан на большой ток. Чтобы не повредить светодиод, используйте с ним резистор. Он позволяет уменьшить силу тока. В противном случае светодиод прослужит недолго или просто сгорит. Впрочем, если у вас есть лишний светодиод, то почему бы не принести его в жертву науке? Взрыва не будет, максимум - запах сгоревшей электроники. В наших примерах мы рассматриваем плату с небольшой силой тока, при других условиях можно и без глаза остаться.

Светодиоды бывают разных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий и белый. Цвет светодиодов зависит от типа полупроводникового материала, из которого он сделан, а не от цвета пластикового корпуса. Поэтому узнать цвет у светодиодов с прозрачным корпусом можно только включив его. Для удобства можно использовать цветные корпуса.

Существуют также многоцветные светодиоды. Как правило это красный и зелёный светодиоды, объединённые в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.

Рекомендуется подключать светодиоды последовательно, а не параллельно.

Подбор резистора

У светодиодов прямое напряжение падения (forward voltage) находится в пределах 2-3.2 вольт (стандартные 5мм). Максимальный ток для нормальной работы равен 20-30 миллиамперам. Чтобы рассчитать сопротивление для светодиода, следует применить закон Ома с учётом всех данных.

Питание через USB обеспечивает напряжение 5 В, из которых 2 В необходимо светодиоду. Поэтому резистор должен понижать напряжение на 3 В. А что насчёт силы тока? Сила тока в простой цепи одинакова в любой её точке. Поэтому сила тока через резистор будет такой же, как сила тока через светодиод. Ваша цель — 30 мА, но закон Ома требует приведения всех единиц к соответствию. Если вы работаете с вольтами и омами, вы должны выразить силу тока в амперах. 20 мА составляют 30/1000 ампер, что равно 0,03 ампера. Теперь вы можете записать то, что вам известно:


R = (Vsupply - Vforward) / I = (5V - 2V) / 0.03A = 100Ohm

Получается, что резистор на 100 Ом является минимальный безопасным значением. Но рекомендуют использовать резисторы с небольшим запасом. Яркость от этого уменьшится, но человеческий глаз практически не увидит разницы. Поэтому используйте 220 Ом.

Если вы используете другие источники питания, то резисторы следует подбирать под них. Например, в схемах, где питание от батареек 12, вам следует выбрать резистор на 560 Ом.

Если подключать последовательно несколько светодиодов, то они будут светиться слабее, поэтому уменьшаем сопротивление резистора.

В российских магазинах можно без проблем купить любые светодиоды. Если предпочитаете покупать на AliExpress, то можете приобретать у многих продавцов, например, у CHANZON Official Store.

Быстро определить цвет прозрачного светодиода можно с помощью батарейки-таблетки CR2032 или их аналогов. Размещаем таблетку между ножками и сразу видим свет. Удобно.

CR2032

Дополнительные материалы

Работаем с светодиодами без микроконтроллера

Реклама