Как проверить двухцветный светодиод с двумя выводами?

Как проверить двухцветный светодиод с двумя выводами?

Проверка светодиодов мультиметром.

Автор: Кулибин
Опубликовано 01.09.2010

Сейчас стало много техники, где применяются светодиоды и область их применения очень широка: от простого фонарика до автомобиля и даже прожектора.

Из достоинств светодиодов отметим, что в светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение практически без потерь, светодиод излучает в узкой части спектра и его цвет чист, а ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, как правило, отсутствуют. Так-же он механически прочнее ламп и весьма надежен, его срок службы может быть в сотни раз больше, чем у лампочки накаливания. А одним из немногих его недостатков является цена. Но в ближайшие пару лет этот показатель будет снижен до приемлемых цен.

Всё чаще приходится нам сталкиваться с ремонтом всевозможных приборов на светодиодах. Вот тут и возникает проблема. Как проверить светодиод? Вопрос может показаться странным! Казалось бы, ответ очевиден: мультиметром.

Те кто имеют обычный мультиметр знают, что им можно проверить любой диод, просто переведя переключатель диапазона на звуковой сигнал или просто на проверку диодов.

Но данное правило подходит для обычных диодов и очень маломощных красных и зеленых светодиодов (при проверке вы увидите их слабое свечение, если светодиод исправен).

Но такой вариант не подойдет для проверки белых, синих, а иногда и желтых светодиодов, так как их рабочее напряжение находится в пределах 3,3В.Конечно можно проверить светодиод с помощью двух последовательно включенных батареек на 1,5В, но это неоправданное усложнение. Сейчас речь идет именно о мультиметре. Практически у всех современных цифровых мультиметров есть режим измерения параметра транзисторов — hFE (h21Э). Для этого в мультиметре предусмотрена специальная колодка, куда подключаются маломощные транзисторы. Вот она то нам и нужна.

Если взять светодиод и его анодный вывод подключить к колодке PHP (транзисторы PHP структуры) — в разъём E (эмиттер), а вывод катода в разъём С (коллектор) той же PHP колодки, то если мультиметр включен — светодиод засветится.

Он будет светиться при любом положении переключателя режимов измерения и потухнет только тогда, когда мультиметр будет выключен. Данную особенность цифровых мультиметров и будем использовать при проверке светодиодов. Узнать какой из выводов у светодиода анод, а какой катод очень просто: анодный вывод более длинный, чем у катода.

После некоторых испытаний выяснился один недостаток. Чтобы проверить светодиод его приходилось выпаивать, что бывает не всегда оправдано. Было решено дополнить мультиметор модифицированными дополнительными щупами для проверки светодиодов сразу в плате.
Для изготовления этого приспособления нам понадобятся:
1 — Стандартные щупы мультиметра с обрезанными штекерами.
2 — Двусторонний текстолит.
3 — Две скрепки (в идеале еще бы хорошо иметь SMD светодиод, можно и обычный светодиод маленький как индикатор, но в наличии его не оказалось).
Из текстолита вырезаем маленький прямоугольник и припаиваем к нему с двух сторон скрепки, что бы получилась вилка, провода щупов и в идеале SMD светодиод как индикатор.(Можно припаять и обычный светодиод) Никаких дополнительных резисторов не надо.(на светодиоде при проверке будет около 2,8В но не более 3В) Вот что мы имеем в итоге:

Скрепки очень крепкие, хорошо пружинят и в итоге надежно стоят в колодке транзисторов мультиметра. Толщина текстолита как раз соответствует расстоянию между отверстий транзисторной колодки мультиметра. На фото видно, что выводы скрепок стоят не по середине. Это сделано специально, теперь текстолит еще будет выполнять роль стрелки при подсоединении вилки в разъем транзисторов, чтоб на щупах сохранялась правильная полярность.

Теперь мы можем проверять любые светодиоды, не выпаивая их из платы и не применяя дополнительных пробников или источников питания.
P/S. Было проверено немало светодиодов, ни один при проверке не сгорел.

Принцип работы и схемы подключения двухцветных светодиодов

Словосочетание двухцветный светодиод свидетельствует о свечении такого чипа двумя цветами. У этого вида источников света 2 разноцветных кристалла и 2 или 3 вывода. Конструкция похожа на RGB, но принцип работы другой – один кристалл горит, если ток проходит одном направлении, второй – при изменении полярности. Это особенность используется в индикаторах и системах сигнализации различного электрооборудования.

Характеристика двухцветных диодов с двумя и тремя выходами

В двухцветный диод установлены 2 кристалла,соединенные встречно-параллельно. Корпус имеет стандартные размеры DIP И SMD с двумя или тремя выводами. При первом варианте каждый вывод служит анодом одного кристалла и катодом другого. Такой источник излучает 2 или 3 цвета. Третий получается при одновременном свечении обеих кристаллов.

Возможные комбинации цветов:

  • красный и синий;
  • красный и зеленый;
  • красный и желтый или желто-зеленый;
  • синий и желтый;
  • зеленый и желтый.

Падение напряжения зависит от цвета кристалла:

  • красный 1,6 В;
  • зеленый 1,8 В;
  • синий 3,5 В;
  • желтый 1,7 В.

Важно! Двухцветный светодиод всегда можно заменить двумя чипами разного цвета, соединенными по соответствующей схеме.

Если у двухцветного светодиода 2 вывода, кристаллы соединены встречно-параллельно. В конструкции с общим анодом или катодом установлено 2 светодиода разного цвета.

В чипах с двумя выводами общий контакт чаще всего расположен посередине корпуса, но бывают исключения. Определить полярность можно при помощи омметра.

Цвета кристаллов подбираются в соответствии с правилами эргономики. Зеленый цвет чаще всего указывает на нормальную работу оборудования, красный – на аварийную ситуацию. Для определения режима ждущего режима используется желтый цвет. Синие кристаллы используются для подсветки поверхностей темных оттенков.

Принцип работы двухцветных светодиодов

Принцип работы элементов с двумя выводами простой. Цвет свечения меняется одновременно с изменением полярности подключения. Это значит, что цвет полностью зависит от того, в какому пути проходит ток. При подаче плюса на один из выводов один кристалл начинает светиться, второй запирается. После смены полярности запертый начинает светиться, светящийся запирается.

Такая схема используется в индикаторах, работающих от переменного напряжения. Двухцветные диоды соединяются параллельно и встречно, ток ограничивает один резистор. Такие элементы часто монтируются в кнопочные выключатели, при помощи которых меняется цвет свечения.

Так как цвет свечения светодиодов ненасыщенный и тусклый, при смешении образуется оттенок, который человеку сложно определить. Еще одна особенность – изменение оттенка при взгляде на источник света с различных ракурсов.

Ситуация меняется, если речь идет о двухцветном светодиоде с тремя выводами в сочетании с микроконтроллером. Эта схема дает возможность включать каждый цвет по отдельности и одновременно оба. При подключении к схеме ШИМ регулятора появляется возможность менять яркость свечения каждого кристалла, чтобы добавить дополнительные оттенки.

Сфера применения

Особенности спектра излучения не мешают светодиодам с двойным свечением найти сферу применения.

Светодиодные индикаторы на основе двухцветных диодов используются:

  • в рекламе;
  • в системах сигнализации (светофорах, мигалках, указателях, электронных табло);
  • в электродвигателях (для определения стороны вращения);
  • при декорировании помещений;
  • в телефонах, планшетах, фотоаппаратах;
  • в зарядках различных аккумуляторов;
  • для тюнинга автомобилей.

Внимание! Двухцветная лампа с цоколем H7 устанавливается в фары автомобилей ближнего (белая) и дальнего (желтая) света, с цоколем PY21W или P21W – в поворотники (красная) и габариты (желтая).

В быту из двухцветных светодиодов можно сделать гирлянду. Одни цвет горит во время положительного полупериода, второй – во время отрицательного.

Схемы подключения двухцветных светодиодов

Чтобы сделать электроприбор своими руками, необходимо знать, как подключить двухсветный светодиод. Самый простой (но не совсем правильный) вариант – подключаем питания к ножкам через резистор и определяем циклов включения/выключения.

Чтобы добавить к схеме резистор, необходимо рассчитать значения его сопротивления и мощности.

С 2015 года ГОСТом 29433-2014 определены новые параметры напряжения электросети:

  • номинальное 230 В;
  • минимальное 207 В, под нагрузкой 198 В;
  • максимальное 253 В.

Сопротивление резистора должно иметь такое значение, чтобы через него мог протекать ток, необходимый для нормального функционирования двухцветного светодиода, но элемент при этом не перегревался. Поэтому значение номинального тока 20 мА для расчетов заменяется другим значениеем – 7 мА = 0,007 А, позволяющим диоду нормально светиться.

Купить нужно элемент на 33 кОм.

Купить нужно элемент на 2 Вт.

Для проверки рассчитывается ток при максимальном напряжении:

Это значит, что резистор на 2 Вт не перегреется даже при максимальном значении напряжения сети.

Внимание! Если двухцветный светодиод имеет 2 вывода, он подключается при помощи одного резистора. При наличии трех выводов требуются 2 резистора, сопротивление вычисляется отдельно для каждого (ток у кристаллов с различным цветом отличается).

На таймере 555

Таймером 555 называют интегральное устройство, генерирующее импульсы через определенные промежутки времени. Доступны модели в пластиковом и металлическом DIP и SMD корпусе на 4,5 – 16 В. Основная сфера применения в быту – управление трехцветными лентами и лампами. Таймер 555 включает цвета поочередно. Стандартное напряжение питания 5 В, перевести на 12 В можно, если поменять сопротивление резисторов.

Похожую схему с таймером 555 можно создать для управления двухцветным светодиодом. Нужно запитать схему от сети 220 В через понижающий трансформатор. Напряжение стабилизирует регулятор 7805. У трансформатора может быть одна или несколько обмоток. При втором варианте требуется дополнительный вывод от обмотки на 12 В.

Если светодиод многоцветный, в схему включается столько таймеров, сколько цветов. Цветные элементы подключаются к выводам 555 через резисторы. В процессе изменения сопротивления интенсивность свечения меняется от минимального до максимального значения.

До 1а

Чтобы управлять двухцветными светодиодами, работающими на токе до 1 А, используется схема TA7291P, оснащенная двумя входами и выходами. Двухцветный светодиод подключается к выходу. Если логика диодов, транзисторов и реле одинаковая, а выходы отличаются, чип не светится.

При одинаковых логических уровнях схема работает иначе. Если на входах уровни различаются, один из выходов присоединяется с общей проводкой, что приводит к присоединению с ней катода двухцветного диода и резистора. Напряжение на втором выходе меняется одновременно с напряжением на входе. Это дает возможность регулировать интенсивность свечения.

Читайте также  Разное соединение выпрямительных диодов

Напряжение на втором выходе подается из микроконтроллера, выдающего импульсы. Кроме яркости свечения микроконтроллер контролирует входы, поэтому возможно регулирование алгоритма управления и оттенков свечения.

Важно! Параметры резистора рассчитываются, базируясь на предельно допустимый ток двухцветного светодиода.

Основные выводы

Радиолюбители используют двухцветные светодиоды в различных самодельных осветительных приборах:

  • «Электронном сердце» с таймером 555 и генератором для украшения помещений при поведении различных торжеств;
  • моделях железнодорожного переезда;
  • регуляторах яркости изделий из светодиодов;
  • регуляторах мигания;
  • «Рулетке» (вращающемся круге) на основе таймера 555;
  • 3 D куба на основе микросхемы 4020;
  • поворотниках для мотоциклов, укрепляемых на шлеме;
  • линейных светильниках для подсветки растений.

В домашних условиях любое устройство следует конструировать так, чтобы постоянно светился один базовый цвет. Чаще всего это зеленый, сигнализирующий о подключении к питанию. Другой вариант – установка каждого диода на отдельное место и ввод режима, включающего суммарное свечение.

Если делать лампы из двухцветных диодов, то необходимо знать, что самостоятельный монтаж может привести к неожиданному спектру свечения. Если источник света перегорит, придется переделывать всю систему.

Как просто проверить светодиод мультиметром

Светодиоды, пришедшие на смену лампам накаливания, позволили сделать осветительные приборы более экономичными, безопасными и надежными. Многие начинающие радиолюбители сталкиваются с проблемой, как проверить светодиод мультиметром. В сегодняшней статье будет дано полное описание конструкции, разновидностям и способам проверки светодиодов.

Конструкция

Светодиод — это полупроводниковый элемент, по конструкции схожий с диодом. При прохождение через светодиод тока создается видимое глазу оптическое излучение. Данная деталь состоит из:

  1. Анода, через который подается положительный заряд.
  2. Катода, через который подается отрицательный заряд.
  3. Отражателя световых потоков.
  4. Излучающего полупроводникового чипа или кристалла.
  5. Рассеивателя свечения.

Для ламп любых форм эта стандартная конструкция. Для достижения яркости, производители только увеличивают число слоев или количество кристаллов. Эти значения прямо влияют на мощность.

Разновидности

Светодиоды используются в различной технике. На данный момент существует 2 основных типа этих деталей:

  1. Индикаторные или DIP. Относятся к маломощным светодиодам. Работают при переменном напряжении до 3.5 вольт, с мощностью до 0.06 Вт. Используются в качестве световых индикаторов для различной электронной техники. Эти элементы используют для поверхностного монтажа для осветительных лент.
  2. Осветительные или мощные, работают при напряжении до 12 вольт, с мощностью в 2.6–3 Ватт. Используются для ламп и прожекторов освещения.

Технологии не стоят на месте. К лампам обычной конструкции, прибавились различные разновидности, отличающиеся только химическим составом кристалла.

  1. Филоментные. Лампы, позволяющие получить белое свечения, за счет покрытия люминофорным составом. Мощность этого типа светодиодов увеличена за счет использования 28 параллельно соединенных кристаллов.
  2. COB. Разработано за счет соединения кристаллов на алюминиевой подставке. Яркость свечения увеличивается за счет фокусировки покрытием из люминофора.
  3. OLED. Схожи с более ранними типами светодиодов. Яркость и угол свечения увеличены за счет использования полимерных материалов для изготовления светового излучателя.
  4. Волоконные. Полностью синтетическая конструкция с добавлением люминофора и полимеров.

Принцип действия этих световых элементов остался прежним. Изменилось только потребляемое напряжение, повысилась мощность и надежность.

Принцип работы

Принцип работы любого типа ламп очень прост. Его можно описать как переход положительно заряженных частиц от одного полупроводникового материала к другому. В корпусе второго полупроводника есть «дыры», которые заполняясь заряженными частицами, выделяют световые фотоны. При переходе тока от одного полупроводника к другому, создается разница входящего и выходящего напряжения. Именно эта разница и создает световой поток светодиода. Увеличивается яркость за счет отражателя, который принимает сфокусированный свет и увеличивает его яркость.

Определение мощности

Значение рабочей мощности светодиода необходима для его правильного подключения в рабочую схему любого прибора. Многие сталкиваются с проблемой, как узнать мощность светодиода без маркировки на корпусе или упаковки. Есть 2 способа определения этого параметра.

Визуально

Светодиоды производятся различных размеров и цветов. По цвету и размеру можно узнать мощность этой детали:

  1. Маленькие инфракрасные работают от напряжения в 20 мА, при мощности менее 2 Ватт.
  2. Красные обладают рабочим напряжением до 15 мА при мощности до 1.7 Вт.
  3. Маленькие желтые обладают мощностью до 2.2 Вт.
  4. Зеленые от 1.9 до 3.6 Вт.
  5. Голубые от 2.5 до 3.6 Вт.
  6. Фиолетовые от 2.5 до 4 Вт.
  7. Большие желтые работают от напряжения до 300 мА, обладают мощностью 2.2 Ватт, при радиаторном охлаждении.
  8. Большие белые или розовые потребляют напряжение до 20 мА, при мощности до 3.6 Ватт.

Определить размер светодиода можно обычным штангенциркулем. Маленькими считаются детали от 3 до 10 мм.

Мультиметром

Определить мощность светодиода мультиметром не составит труда, если подключить все компоненты согласно схеме. Далее потребуется:

  1. Найти катод светодиода и подсоединить к нему один конец резистора 500 Ом.
  2. К аноду подключить «+» выход с блока питания.
  3. «Минус» от блока питания подключить ко второму концу резистора.

Для этой схемы потребуется блок питания с регулятором подачи напряжения. Далее:

  1. При помощи регулятора поднять напряжение и замерить его до и после проверяемого элемента. Оно должно быть одинаковым.
  2. Снова поднять и замерить напряжение.
  3. Повторять регулировку и замер напряжения до момента появления разницы.
  4. На этом моменте необходимо запомнить последнее значения в вольтах.
  5. Сменить резистор 500 Ом на схожий элемент с сопротивлением в 10 Ом.
  6. Поднять напряжение до рассчитанного значения.
  7. Переключить мультиметр в режим амперметра.
  8. Замерить мощность.

Данный способ не требует выпаивания из схемы, если светодиод уже подключен в цепь. Главное правильно определить полярность подключения.

Определение напряжения

Напряжение, при котором светодиод работает в обычном режиме, также является важным параметром. Определить на сколько вольт рассчитана деталь очень просто. Для этого нужно сначала определить полярность выводов детали. Новые элементы имеют более длинную «+» ножку. Если выводы одинаковой длинны, к обеим ножкам нужно подключить мультиметр в режиме прозвонки. Если соблюдена правильная полярность, светодиод должен засветиться слабым светом. Смена полярности не приведет к свечению. Далее идет описание как определить рабочее напряжение:

  1. К «+» ножке детали присоединить резистор до 510 Ом.
  2. К выходу резистора подключить «-» клемму блока питания на 12 вольт.
  3. «-» блока питания подключить ко второй ножке светодиода.
  4. Поднять напряжение блока питания до определенной точки яркого свечения. Регулировку подачи тока осуществлять постепенно, без резких скачков.
  5. Все это время замерять напряжение вольтметром.

Напряжение будет нарастать до момента открытия перехода внутри элемента. Открывшийся переход перестанет пропускать лишний ток. Это значение необходимо зафиксировать. Оно является рабочим напряжением светодиода. Если продолжить наращивать напряжение, PN переход может не выдержать и сгореть. При несоблюдении полярности, катод не станет пропускать электрический ток, что станет причиной потери работоспособности.

Причина неисправности

Светодиоды работают от определенного напряжения. На выходе, напряжение этой детали значительно меньше. Причина неисправности этих элементов заключается в скачках напряжения. В определенный момент, на кристалл подается напряжение, превосходящее порог открытия перехода, при этом увеличивается порог выходного напряжения. Светодиод прогорает. Определить неисправный элемент визуально можно по темной точке в центре. Если визуально определить неисправный элемент невозможно, в этом случае необходимо прозвонить деталь. Далее будет описан процесс прозвонки светодиода мультиметром.

Проверка светодиодов

Вариант 1

Проверка исправности светодиода мультиметром достаточно проста. Это можно сделать прямо на плате мультиметром, не выпаивая сам светоид. Для проверки понадобится только мультиметр, включенный в режим проверки диодов. Перед проверкой необходимо найти анод детали. Если соблюдена правильная полярность, деталь должна засветиться. Тест на работоспособность можно считать пройденным. Также на определение работоспособности влияет яркость свечения. Тусклый свет не показатель испорченной детали. Причиной может стать нехватка напряжения.

Вариант 2

Еще один простой способ проверить светодиоды возможен, если мультиметр оснащен гнездом для прозвонки транзисторов. В этом случае, чтобы проверить исправность светодиода мультиметром, его прозванивают в такой последовательности:

  1. Перевести мультиметр в режим прозвонки — hFE.
  2. В гнездо вставить светодиод, анод в отверстие «С», катод в отверстие «Е» (секция NPN).
  3. Яркое свечение детали укажет на ее исправность.

Часто после прозвонки, светодиоды не работают в схеме. Причина этому разница в силе тока мультиметра и рабочего напряжения. Для того чтобы точно определить пригодность детали необходимо выполнить прозвонку проверяемого светодиода мультиметром без выпаивания.

Вариант 3

Это способ проверки светодиодов, подключенных параллельно в осветительных лампах или лентах. Перед началом проверки необходимо посмотреть схему подключения и определить «+» вход. Сама проверка светодиода в этом случае будет выглядеть следующим образом:

  1. Установить тестер в режим замера постоянного тока.
  2. Включить прибор с неисправной деталью.
  3. Щуп «минус» подключит к «минусу» на плате.
  4. Щуп «+» подключить к вводному контакту, проверяемого элемента.
  5. Замерить напряжение.
  6. После замера, подключит «+» щуп к выходу детали.
  7. Если напряжение отсутствует, это показатель неисправности детали.

Подобный способ является опасным, так как проверка проводится с подключением в электрическую сеть. Часто причиной неисправности в лампах, работающих от постоянного напряжения, становится пробой диодного моста.

Вариант 4

Проверить сразу несколько светодиодов в цепи можно не выпаивая их из схемы. Напряжения 9 вольт, от которого работает мультиметр, вполне хватает для прозвонки сразу всех светодиодов.

  1. Тестер перевести в режим замера сопротивления.
  2. Определить полярность схемы подключения всех деталей.
  3. Согласно полярности, подключить один щуп к вводу первого светодиода.
  4. Второй щуп подключить к выходу последнего элемента.
  5. При отсутствии сопротивления, поочередно подключать щуп к выходу каждого следующего светодиода.

Появление показаний сопротивления, укажет на последний исправный светодиод в цепи. После него, необходимо осуществить поочередную прозвонку всех деталей, для выявления прогоревшего элемента. Если лампа собрана по двойной схеме, светодиоды во второй цепи могут быть запаяны наоборот. После проверки одной схемы, необходимо сменить полярность подключения тестера.

Заключение

Светодиоды очень чувствительны к перепадам напряжения. Любое увеличение может стать причиной неисправности. Перед подключением новой детали, необходимо четко знать потребляемое напряжение и мощность. Любое отклонение может нарушить целостность элемента и всей схемы. Светодиоды работают по схеме диодов, поэтому самой простой проверкой является прозвонкой в режиме диагностики целостности диодов.

Читайте также  Светильники дневного света двухламповые

Видео по теме

Двухцветный светодиод с двумя выводами

При изготовлении различных электронных конструкций часто применяют светодиод, например в узлах индикации или сигнализации работы аппаратуры. С обычными индикаторными светодиодами работали наверняка все, а от двухцветный светодиод с двумя выводами применяют далеко не все, потому что о нем мало кто знает из начинающих электронщиков. Поэтому я немного расскажу о нем и естественно мы подключим двухцветный светодиод в сеть переменного напряжения 220 В, поскольку эта тема по неизвестной мне причине имеет повышенный интерес.

И так, мы знаем, что «обычный» светодиод пропускает ток только в одном направлении: когда на анод подан плюс, а на катод – минус источника питания. Если изменить полярность источника напряжения, то ток протекать не будет.

Двухцветный светодиод с двумя выводами состоит из двух встречно-параллельно соединенных диодов, размещенных в общем корпусе. Причем корпус или, точнее говоря, линза имеет стандартные размеры и также всего два вывода.

Особенностью является то, что каждый вывод светодиода служит анодом одного светодиода и катодом второго.

Если на один вывод подать плюс, а второй минус источника питания, то один светодиод будет заперт, а второй засветится, например зеленым цветом.

При смене полярности источника питания – зеленый светодиод окажется запертым, а красный – засветится.

Двухцветные светодиоды выпускаются в таких цветовых комбинациях:

Как подключить двухцветный светодиод с двумя выводами к сети 220 В

Такой светодиод удобно применять на переменном токе, поскольку пропадает необходимость в применении обратного диода. Поэтому, чтобы подключить двухцветный светодиод к 220 В переменного напряжения достаточно добавить лишь токоограничивающий резистор.

Следует здесь сразу же сделать поправку, что номинальное напряжение в сети, оно же и в розетке, начиная с октября 2015 года, уже не привычные нам 220 В, а 230 В. Эти и другие данные отражены в ГОСТ 29433-2014. В этом же стандарте приводятся допустимые отклонения от номинального значения напряжения 230 В:

– номинальное значение 230 В;

– максимальное 253 В (+10 %);

– минимальное 207 В (-10 %);

– минимальное под нагрузкой 198 В (-14 %).

Исходя из этих допущений, необходимо рассчитать сопротивление токоограничивающего резистора из таких соображений, чтобы он не перегревался и через светодиод протекал достаточный ток для его нормального свечения при максимально допустимых колебания напряжения в сети.

Расчет токоограничивающего резистора

Поэтому, хотя номинальная величина тока 20 мА, мы примем за расчетное значение тока двухцветного светодиода 7 мА = 0,007 А. При этом значении он нормально светит, так как яркость светодиода не прямопропорциональна, протекающему через него току.

Определим сопротивление токоограничивающего резистора при номинальном напряжении в розетке 230 В:

R = U/I = 230 В / 0,007 А = 32857 Ом.

Из стандартного ряда номиналов резисторов выбираем 33 кОм.

Теперь рассчитаем мощность рассеивания резистора:

P = I 2 R = 0,007 2 ∙33000 = 1,62 Вт.

Принимаем 2-х ваттный резистор.

Выполним пересчет для случая максимально допустимого напряжения при заданном значении сопротивления резистора:

I = U/R = 253 / 33000 = 0,0077 А = 7,7 мА.

P = I 2 R = 0,0077 2 ∙33000 = 1,96 Вт.

Как видно, при увеличении напряжения на допустимые 10 %, ток также вырастит на 10 %, однако мощность рассеивания резистора не превысит 2 Вт, поэтому он не будет перегреваться.

При снижении напряжения на допустимую величину, ток также снизится. При этом рассеиваемая мощность резистора тоже снизится.

Отсюда вывод: в качестве индикатора наличия сетевого напряжения 230 В достаточно лишь применить двухцветный светодиод с двумя выводами и токоограничивающий резистор сопротивлением 33 кОм с мощностью рассеивания 2 Вт.

Если посмотреть на такой полупроводниковый прибор при протекании через него переменного тока, то будет видно, что оба светодиода светятся одновременно.

На самом деле они поочередно мерцают с частотой 50 Гц, но наши глаза не успевают отслеживать столь быстрые мерцания и выдают нам непрерывное изображение.

Двухцветные светодиоды на микроконтроллере

Двухцветные светодиоды содержат на одном кристалле два отдельных светзлучателя, которые изготавливаются из разных полупроводниковых сплавов. Такой индикатор может светиться как минимум двумя разными цветами. Почему «как минимум»? Потому что за счёт общего корпуса, выполненного из светорассеивающей пластмассы, при одновременном включении обоих излучателей можно получить суммарный третий цвет.

В Табл. 2.5 перечислены встречающиеся сочетания оттенков в двухцветных светодиодах. Надо чётко представлять, что не все цветовые смеси хорошо различаются визуально. Например, сочетание «жёлтый — зелёный» в смеси лучше не использовать, поскольку теряется однозначность, ведь суммарный «зелёно-жёлтый» оттенок сложно без навыка отличить от зелёного и от жёлтого цвета.

Таблица 2,5, Цветовые сочетания в двухцветных светодиодах

Восприятие цвета человеком весьма субъективно. В колориметрии (науке о цвете) различают более тысячи образцов цветовых эталонов, стандартизованных в специальных книгах-атласах. Некоторые люди обладают даром «абсолютного цвета», но это столь же редко, как и «абсолютный слух» у музыкантов. На практике пользователь хорошо различает оттенки, но только при одновременном предъявлении ему нескольких образцов для сравнения.

Светодиоды формируют достаточно тусклые по насыщенности цвета. Если взять смесь красного с зелёным, то в сумме должен получиться жёлтый цвет. Однако в светодиодном исполнении образуется оттенок, который одни воспринимают как «оранжево-жёлтый», другие как «жёлто-зелёный». Более того, если смотреть на светодиод перпендикулярно прямо, то виден жёлтый цвет, но если смотреть с правой стороны, то оттенок «краснеет», а с левой — «зеленеет» или наоборот.

Вывод — конструировать устройство необходимо так, чтобы на панели постоянно светился хотя бы один образцовый индикатор базового цвета, по которому можно устойчиво идентифицировать остальные оттенки. Им обычно служит зелёный светодиод наличия питания. Другой вариант — каждому индикатору назначить своё посадочное место, примерно как в светофоре — «красный-жёлто зелёный» или ввести режим мигания для суммарного цвета.

Прямое падение напряжения у двухцветных светодиодов такое же, как у обычных светодиодов того же оттенка. Ориентироваться можно по условной точке начального подъёма ВАХ: 1.6 В (красный), 1.7 В (жёлтый/оранжевый), 1.8 В (зелёный), 3.5 В (белый/синий). Любой двухцветный светодиод можно заменить двумя обычными, рядом расположенными или накрытыми общим корпусом, если провести электрические соединения между ними согласно внутренней схеме.

Цветовая гамма наружных индикаторов должна подбираться по правилам эргономики. Например, красным цветом обозначают состояние «Авария», «Брак», зелёным — «Норма», «Готовность», «Работа». Смена режимов «Ждущий/Активный» можно индицировать жёлтым/зелёным цветом. «Синие» светодиоды хорошо смотрятся в полумраке или применяются для декоративной подсветки тёмных поверхностей. И ещё. Считается, что зелёный и красный — это нарядные рождественские цвета, а чёрный и оранжевый — предупреждающие цвета Хэллоуина.

Двухцветные светодиоды бывают двух трёх выводные. Первые из них имеют встречно-параллельное соединение (Рис. 2.15, а…ж), а вторые — два отдельных излучателя с общим анодом/катодом (Рис. 2.16, а…к). На всех последующих cxeмах для простоты будет принято, что светодиоды являются «красно-зелёными».

Важный нюанс. Обычно в трёхвыводных светодиодах общий контакт конструктивно располагается по центру корпуса, но иногда встречаются модели, например, BL-Bxx204-A (фирма Bright LED Electronics), у которых общий вывод находится с краю. Определить «что есть что» можно прозвонкой выводов омметром.

а) на двух линиях MK формируются противофазные уровни ВЫСОКИЙ-НИЗКИЙ или НИЗКИЙ-ВЫСОКИЙ. Соответственно, светодиод HL1 светится то красным, то зелёным цветом. Для полного гашения светодиода надо установить на выходах MK одинаковые уровни: НИЗКИЙ-НИЗКИЙ или ВЫСОКИЙ-ВЫСОКИЙ;

б) управление светодиодом HL1 от одной линии MK: ВЫСОКИЙ уровень — красный цвет, НИЗКИЙ — зелёный, вход с Z-состоянием — полное гашение. Недостатком схемы является лишний расход мощности на делителе R1, R2, что оправдано, если опорный уровень со средней точки используется для других узлов устройства;

в) аналогично Рис. 2.15, б, но с меньшими потерями мощности, поскольку через стабилитроны VD1, VD2 не протекает лишний ток. Резистором R1 регулируется общая яркость;

г) аналогично Рис. 2.15, в, но с возможностью раздельного регулирования яркости красного и зелёного светоизлучателей резисторами R1, R2;

д) аналогично Рис. 2.15, в, но с пониженным питанием и заменой двух стабилитронов транзисторными ключами F77, VT2. Резистором &2регулируется общая яркость; О

О Рис. 2.15. Схемы подключения двухцветных светодиодов с двумя выводами (окончание):

е) коммутация полярности включения яркого светодиода HL1 через мостовую схему. Сигналы на выходах MK должны быть строго противофазными. Резистор R5 защищает пары транзисторов VT3, VT4 и VT5, VT6 от перегрузки по току при их одновременном включении из-за ошибок в программе, а также при переходных процессах. Резистор R6 задаёт яркость свечения;

ж) управление тремя двухцветными светодиодами HL1…HL3 от трёх линий MK. Возможны одноцветные и разноцветные комбинации свечения в любом порядке.

Рис. 2.16. Схемы подключения двухцветных светодиодов с тремя выводами (начало):

а) при ВЫСОКОМ уровне на одном из выходов МК светодиод HL1 загорается красным или зелёным цветом. При двух ВЫСОКИХ уровнях должен получаться цвет, близкий к жёлтому. Его реальный оттенок зависит от типа светодиода и соотношения сопротивлений резисторов R1, R2. При обоих НИЗКИХ уровнях на выходах MK светодиод полностью погашен;

б) аналогично Рис. 2.16, а, но для светодиода HL1 с общим анодом и с активными НИЗКИМИ уровнями;

в) при НИЗКОМ уровне на выходе MK индикатор HL1 светится зелёным цветом, при ВЫСОКОМ — красным, поскольку «зелёный» излучатель (1.8 В) шунтируется «красным» (1.6 В). Диод VD1 устраняет небольшую подсветку «зелёного» излучателя при светящемся «красном»; О

г) аналогично Рис. 2.16, в, но для светодиода HL1 с общим анодом и с активным НИЗКИМ уровнем. Диод VD1 может отсутствовать (проверяется экспериментально). Если поменять местами выводы «R» и «G» индикатора HL1, то наличие диода VD1 обязательно;

д) один общий резистор на два излучателя светодиода HL /, что может привести к некоторому различию в яркости их свечения. Для получения промежуточных цветовых оттенков используют два противофазных сигнала ШИМ с изменяющейся скважностью;

е) аналогично Рис. 2.16, д, но для светодиода HL1 с общим анодом;

Читайте также  Формулы для расчета трансформаторов

ж) выбор одного из двух излучателей производится механическим переключателем SA 1

з) аналогично Рис. 2.16, в, но с полевым транзистором VT1 Схема эффективна при повышенном токе через светодиод HL1 (задаётся резистором R1).

и) плавное получение всей гаммы цветовых оттенков в спектре от красного до зелёного при помощи переменного резистора R2

к) джампер, установленный между контактами 1-2 соединителя *S7, определяет красный, а между контактами 2-3 — зелёный цвет свечения всех индикаторов HL1…HLn одновременно.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Двухцветный светодиод: хаpaктеристики диодов с двумя и тремя выводами, схема подключения

Характеристика двухцветных диодов с двумя и тремя выходами

В двухцветный диод установлены 2 кристалла,соединенные встречно-параллельно. Корпус имеет стандартные размеры DIP И SMD с двумя или тремя выводами. При первом варианте каждый вывод служит анодом одного кристалла и катодом другого. Такой источник излучает 2 или 3 цвета. Третий получается при одновременном свечении обеих кристаллов.

Возможные комбинации цветов:

  • красный и синий;
  • красный и зеленый;
  • красный и желтый или желто-зеленый;
  • синий и желтый;
  • зеленый и желтый.

Падение напряжения зависит от цвета кристалла:

  • красный 1,6 В;
  • зеленый 1,8 В;
  • синий 3,5 В;
  • желтый 1,7 В.

Важно! Двухцветный светодиод всегда можно заменить двумя чипами разного цвета, соединенными по соответствующей схеме.

Если у двухцветного светодиода 2 вывода, кристаллы соединены встречно-параллельно. В конструкции с общим анодом или катодом установлено 2 светодиода разного цвета.

В чипах с двумя выводами общий контакт чаще всего расположен посередине корпуса, но бывают исключения. Определить полярность можно при помощи омметра.

Цвета кристаллов подбираются в соответствии с правилами эргономики. Зеленый цвет чаще всего указывает на нормальную работу оборудования, красный – на аварийную ситуацию. Для определения режима ждущего режима используется желтый цвет. Синие кристаллы используются для подсветки поверхностей темных оттенков.

Принцип работы трехцветного светодиода

Для трехцветных светодиодов предусмотрена несколько другая схема. Она отличается общим катодом и двумя анодными выводами.

В ней можно включать сразу два светодиода. В этом случае одновременно смогут гореть красный и зеленый свет, а мы будет видеть их результат совместной работы – желтый.

С помощью импульсного модулятора (специальный прибор) меняют интенсивность свечения, и от этого меняется тон цвета у светодиода. Для предотвращения перегрузок на каждый диод устанавливается свой резистор.

Трехцветная схема более востребована, чем двухцветная, и это понятно. При наличии одного и того же набора источников возникает значительно больше возможностей. Такая схема позволяет собрать недорогие светильники, меняющие свет в широком спектре.

Еще больше тонов, и в том числе белый свет, получают при собрке схемы с тремя разноцветным светодиодами. Это известная
RGB-схема с общим анодом.
Внешне трехцветная лампа сразу узнается по наличию четырех выводов, к тому же на ней обязательно проставляется соответствующая маркировка.

Теоретически можно объединять в одном корпусе или на одной плате множество кристаллов и получать разноцветные яркие светодиоды. Но на практике используется одна из перечисленных выше трехцветных схем.

Принцип работы двухцветных светодиодов

Принцип работы элементов с двумя выводами простой. Цвет свечения меняется одновременно с изменением полярности подключения. Это значит, что цвет полностью зависит от того, в какому пути проходит ток. При подаче плюса на один из выводов один кристалл начинает светиться, второй запирается. После смены полярности запертый начинает светиться, светящийся запирается.

Такая схема используется в индикаторах, работающих от переменного напряжения. Двухцветные диоды соединяются параллельно и встречно, ток ограничивает один резистор. Такие элементы часто монтируются в кнопочные выключатели, при помощи которых меняется цвет свечения.

Так как цвет свечения светодиодов ненасыщенный и тусклый, при смешении образуется оттенок, который человеку сложно определить. Еще одна особенность – изменение оттенка при взгляде на источник света с различных ракурсов.

Основные выводы

Радиолюбители используют двухцветные светодиоды в различных самодельных осветительных приборах:

  • «Электронном сердце» с таймером 555 и генератором для украшения помещений при поведении различных торжеств;
  • моделях железнодорожного переезда;
  • регуляторах яркости изделий из светодиодов;
  • регуляторах мигания;
  • «Рулетке» (вращающемся круге) на основе таймера 555;
  • 3 D куба на основе микросхемы 4020;
  • поворотниках для мотоциклов, укрепляемых на шлеме;
  • линейных светильниках для подсветки растений.

В домашних условиях любое устройство следует конструировать так, чтобы постоянно светился один базовый цвет. Чаще всего это зеленый, сигнализирующий о подключении к питанию. Другой вариант – установка каждого диода на отдельное место и ввод режима, включающего суммарное свечение.

Если делать лампы из двухцветных диодов, то необходимо знать, что самостоятельный монтаж может привести к неожиданному спектру свечения. Если источник света перегорит, придется переделывать всю систему.

Двухцветные светодиоды вы можете купить по выгодным ценам в нашем интернет-магазине в Москве. Наши менеджеры могут проконсультировать вас по всем характеристикам и помочь с подбором правильного товара под ваши задачи. Для подбора и консультации вы можете написать нам на почту или позвонить по телефону.

Сфера применения

Особенности спектра излучения не мешают светодиодам с двойным свечением найти сферу применения.

Светодиодные индикаторы на основе двухцветных диодов используются:

  • в рекламе;
  • в системах сигнализации (светофорах, мигалках, указателях, электронных табло);
  • в электродвигателях (для определения стороны вращения);
  • при декорировании помещений;
  • в телефонах, планшетах, фотоаппаратах;
  • в зарядках различных аккумуляторов;
  • для тюнинга автомобилей.

Внимание! Двухцветная лампа с цоколем H7 устанавливается в фары автомобилей ближнего (белая) и дальнего (желтая) света, с цоколем PY21W или P21W – в поворотники (красная) и габариты (желтая).

В быту из двухцветных светодиодов можно сделать гирлянду. Одни цвет горит во время положительного полупериода, второй – во время отрицательного.

Мигающий светодиод

Кроме светодиодов постоянного свечения, существуют и мигающие. Одноцветный мигающий светодиод это почти то же, что обычный одноцветный, но в нем есть электронный прерыватель тока, который периодически выключает светодиод. Поэтому он мигает. Существуют двух, трех и многоцветные мигающие светодиоды.

Внутри такого светодиода есть несколько разноцветных светодиодов, и схема электронного переключателя, которая их поочередно переключает.

Выглядит одно- или многоцветный мигающий светодиод как обычный, — прозрачный корпус и два вывода. Подключать его тоже нужно через токоограничительный резистор.

Любопытно то, что во время мигания, в промежутках когда мигающий светодиод гаснет ток через него резко снижается. Поэтому мигающие светодиоды иногда используют как генераторы импульсов. На одних схемах мигающий светодиод обозначают как обычный, на других в его обозначение вводят символ выключателя (рис. 6).

Рис. 6. Обозначение на схемах и подключение мигающего светодиода.

Мигающий светодиод может служить не только индикатором, но и ключом для прерывания тока. Например, для того чтобы мигала гирлянда из нескольких светодиодов.

Если гирлянда состоит из нескольких последовательно включенных светодиодов, то чтобы она замигала достаточно чтобы один из этих светодиодов был мигающим. На рисунке 7 показана схема оригинального сигнального устройства для легкового автомобиля.

Рис. 7. Схема сигнального устройства на светодиодах для легкового автомобиля.

Это стояночное сигнальное устройство, оно потребляет незначительный ток от автомобильного аккумулятора. Состоит гирлянда из четыех светодиодов, которые нужно установить в фары автомобиля. Свечение светодиодов ночью очень заметно, особенно если они мигают.

Поэтому автомобиль, припаркованный в темном дворе перестает быть «невидимкой» для других машин или прохожих. И риск случайного повреждения машины снижается.

В схеме на рисунке 7 мигающий светодиод один — HL2. Остальные обычные. Так как включены последовательно мигают все. Светодиоды НL1, HL3, HL4 — любое индикаторные, красные, HL2 — любой мигающий красный.

Схемы подключения двухцветных светодиодов

Чтобы сделать электроприбор своими руками, необходимо знать, как подключить двухсветный светодиод. Самый простой (но не совсем правильный) вариант – подключаем питания к ножкам через резистор и определяем циклов включения/выключения.

Чтобы добавить к схеме резистор, необходимо рассчитать значения его сопротивления и мощности.

С 2015 года ГОСТом 29433-2014 определены новые параметры напряжения электросети:

  • номинальное 230 В;
  • минимальное 207 В, под нагрузкой 198 В;
  • максимальное 253 В.

Сопротивление резистора должно иметь такое значение, чтобы через него мог протекать ток, необходимый для нормального функционирования двухцветного светодиода, но элемент при этом не перегревался. Поэтому значение номинального тока 20 мА для расчетов заменяется другим значениеем – 7 мА = 0,007 А, позволяющим диоду нормально светиться.

Купить нужно элемент на 33 кОм.

Купить нужно элемент на 2 Вт.

Для проверки рассчитывается ток при максимальном напряжении:

Это значит, что резистор на 2 Вт не перегреется даже при максимальном значении напряжения сети.

Внимание! Если двухцветный светодиод имеет 2 вывода, он подключается при помощи одного резистора. При наличии трех выводов требуются 2 резистора, сопротивление вычисляется отдельно для каждого (ток у кристаллов с различным цветом отличается).

На таймере 555

Таймером 555 называют интегральное устройство, генерирующее импульсы через определенные промежутки времени. Доступны модели в пластиковом и металлическом DIP и SMD корпусе на 4,5 – 16 В. Основная сфера применения в быту – управление трехцветными лентами и лампами. Таймер 555 включает цвета поочередно. Стандартное напряжение питания 5 В, перевести на 12 В можно, если поменять сопротивление резисторов.

Личный блог Wan-Derer

Двухцветный трёхногий светодиод имеет некоторую особенность, которая поначалу может сбить с толку, но которую можно пустить на пользу.

Соберём макетик по заглавной картинке и исследуем его. Зелёный проводок относится к зелёному кристаллу, оранжевый — к красному.

Подключим батарейку и пощёлкаем тумблером.

Тумблер выключен, светодиод зелёный

Тумблер включен, светодиод красный (правда, красный, на фото плохо получилось)

При разомкнутой цепи светодиод светит зелёным, при замкнутой… красным. Ой, что-то не то! Ведь зелёный кристалл подключен напрямую к батарейке и должен светить всегда! Т.е. при замыкании тумблера мы должны получить свечение обоих кристаллов и как бы жёлтый цвет! Но если присмотреться, видно что при включении красного зелёный гаснет! Прям коммутатор какой-то.