Tất cả những gì bạn cần biết về đèn LED: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Diode phát quang là một thiết bị điện tử phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua nó. Đèn LED là linh kiện điện tử nhỏ, cực kỳ hiệu quả, sáng, rẻ. Mọi người nghĩ rằng đèn LED chỉ là thành phần phát ra ánh sáng thông thường và có xu hướng bỏ qua các Sự kiện & Tính năng thú vị của đèn LED. Trong tài liệu hướng dẫn này, tôi sẽ dạy cho bạn 'Tất cả những gì bạn cần biết về đèn LED' bao gồm Đánh giá công việc, dòng điện và công suất, Cấu tạo, Loại, Máy tính điện trở cho đèn LED, Sử dụng, Kiểm tra và một mạch LED đơn giản.

Đây là một liên kết đến ứng dụng Android miễn phí 'Máy tính điện trở LED': Máy tính điện trở LED. Ứng dụng này giúp bạn tính toán giá trị điện trở thích hợp cần thiết cho đèn LED.

Lịch sử của đèn LED

Thuyền trưởng Henry Joseph Round là một trong những người tiên phong đầu tiên của đài phát thanh và đã nhận được 117 bằng sáng chế. Ông là người đầu tiên báo cáo quan sát về sự phát quang điện từ một điốt, dẫn đến việc phát hiện ra điốt phát quang. Vladimirovich Losev đã quan sát thấy sự phát xạ ánh sáng từ các điểm tiếp xúc carborundum. Trong quá trình làm việc với tư cách là một kỹ thuật viên vô tuyến, ông nhận thấy rằng các điốt tinh thể được sử dụng trong máy thu thanh phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua chúng. Năm 1927, Losev công bố chi tiết trên một tạp chí của Nga về công trình nghiên cứu của ông về điốt phát quang. Vài năm sau, Nick Holonyak, Jr đã phát minh ra đèn LED quang phổ nhìn thấy (màu đỏ) đầu tiên vào năm 1962 khi đang là nhà khoa học tư vấn tại phòng thí nghiệm của General Electric Company ở Syracuse, New York.

Danh sách các bộ phận:

• Đèn LED màu các loại - AliExpress
• Đèn LED RGB - AliExpress
• Đèn LED hồng ngoại - AliExpress

Bước 1: Thành phần & Làm việc

HÌNH ẢNH:

1. Dremeling một đèn LED.
2. Mặt trên của các Electodes của đèn LED. (lớn hơn- cực âm, nhỏ hơn- cực dương).
3. Cận cảnh cực dương và cực âm của đèn LED. (Đèn LED cắt đôi).
4. Anode và Cathode của đèn LED được tháo ra khỏi vỏ nhựa.

Thành phần

Hầu hết các đèn LED thông thường được tạo thành từ Gali (Ga), Asen (As) và Phốt pho (P). Đèn LED hiện đại không chỉ là loại GaAsP - các loại bia bán dẫn khác có rất nhiều! Các chất bán dẫn này cũng được sử dụng trong các linh kiện điện tử khác nhau.

Đang làm việc

Đèn LED là một diode P-N Junction phát ra ánh sáng. Khi một đèn LED phân cực thuận, nó sẽ phát ra ánh sáng thay vì nhiệt được tạo ra bởi một diode bình thường. Khi tiếp giáp P-N phân cực thuận, trong trường hợp đèn LED, một số lỗ trống kết hợp với các điện tử của Vùng N- và một số điện tử từ N kết hợp với lỗ trống từ vùng P-. Mỗi lần tái tổ hợp bức xạ ánh sáng hoặc các photon.

Đèn LED có phân cực và do đó không hoạt động nếu chúng được kết nối theo phân cực Ngược. Phương pháp dễ nhất để kiểm tra cực tính của đèn LED thông thường là giữ đèn LED gần mắt bạn. Bạn sẽ thấy rằng có hai điện cực. Cái dày hơn là Cathode (-). Ánh sáng được phát ra từ Cathode. Điện cực mỏng hơn là Cực dương (+). [Mặc dù phương pháp kiểm tra cực tính này sẽ không hoạt động đối với một số đèn LED như đèn LED hiệu suất cao, v.v. nhưng điều ngược lại là đúng]. Nói chung, đèn LED được sản xuất sao cho độ dài của dây dẫn của Cathode và Anode khác nhau. Do đèn LED này được sản xuất với dây dẫn Anode (+) lâu hơn so với dây dẫn Cathode (-). Điều này cũng giúp bạn dễ dàng xác định cực hơn. Để KIỂM TRA cực tính, bạn sẽ cần sử dụng Đồng hồ vạn năng.

Bước 2: Đánh giá dòng điện & công suất, định luật Haitz

HÌNH ẢNH: Biểu tượng LED

Đèn LED hồng ngoại thông thường có thể hoạt động xuống ~ 1,5V nhưng đèn LED đỏ thông thường cần ~ 1,8V, đèn LED xanh lá cây thông dụng cần ~ 2V & đèn LED màu xanh lam & trắng thông thường (tất nhiên là màu xanh lam với lớp phủ phosphor) cần 3V tốt.

Đèn LED không có "xếp hạng điện áp"; chúng được định hướng hiện tại. Độ sáng tỷ lệ thuận với dòng điện, và không tỷ lệ thuận với điện áp. Ở bất kỳ dòng điện cụ thể nào, chúng sẽ có điện áp chuyển tiếp, nhưng đó là điện áp thứ cấp so với dòng điện, là yếu tố chính cần phải được kiểm soát.

Xếp hạng hiện tại

Xếp hạng hiện tại của đèn LED cũng tương tự như Xếp hạng điện áp. Đèn LED thường có xếp hạng hiện tại tiêu chuẩn. Hầu hết các đèn LED yêu cầu khoảng 5-25 mA. Dòng điện mà đèn LED yêu cầu đôi khi phụ thuộc vào Màu của đèn LED. Nếu bạn cung cấp dòng điện quá mức, đèn LED sẽ bị cháy và bị hỏng. Mặt khác, nếu bạn cung cấp dòng điện quá thấp, đèn LED sẽ không tạo ra công suất tối đa. Đèn LED đỏ / xanh lá cây hoàn toàn hiện đại có thể cung cấp đầu ra chấp nhận được (để sử dụng trong tình trạng, v.v.) ở mức tối thiểu 1mA

Xếp hạng sức mạnh

Đèn LED có thể có nhiều xếp hạng công suất khác nhau tùy thuộc vào Loại, Cấu tạo và Xếp hạng hiện tại của chúng, v.v. Đèn LED cũng có trong gói 'Đèn LED công suất cao'. Đèn LED ít kém hiệu quả hơn các bóng đèn thông thường như CFL và Bóng đèn sợi đốt.

Định luật Haitz

Nó nói rằng cứ sau mỗi thập kỷ, chi phí trên mỗi lumen (đơn vị của ánh sáng hữu ích phát ra) giảm đi hệ số 10 và lượng ánh sáng tạo ra trên mỗi gói LED tăng lên 20 đối với một bước sóng (màu) ánh sáng nhất định. Nó được coi là bản sao của đèn LED đối với định luật Moore, trong đó nói rằng số lượng bóng bán dẫn trong một mạch tích hợp nhất định tăng gấp đôi sau mỗi 18 đến 24 tháng. Cả hai định luật này đều dựa trên sự tối ưu hóa quy trình sản xuất các thiết bị bán dẫn.

Bước 3: Xây dựng

HÌNH ẢNH:

1. Đèn LED cơ bản.
2. Đèn LED vòm.
3. LED SMD (Lớn).
4. LED SMD (Nhỏ).
5. Màn hình LED được sử dụng trong Màn hình 7 đoạn.

Đèn LED được sản xuất với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Màu của thấu kính nhựa thường giống với màu thực tế của ánh sáng phát ra, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Ví dụ, nhựa màu tím thường được sử dụng cho đèn LED hồng ngoại và hầu hết các thiết bị màu xanh lam có vỏ không màu. Đèn LED công suất cao hiện đại như đèn dùng để chiếu sáng và đèn nền thường được tìm thấy trong các gói thiết bị gắn trên bề mặt (SMD). Một số đèn LED có thấu kính nhựa khuếch tán.

LED cơ bản

Đèn LED cơ bản là một trong những đèn LED được sử dụng rộng rãi nhất. Do quá phổ biến nên pice của nó tương đối rẻ hơn so với đèn LED. Nó trông rất cơ bản và thiết kế rất đơn giản.

Đèn LED mái vòm

Đây là một loại đèn LED có hình dạng giống như một 'Mái vòm'. Hình dạng này được thiết kế quá tăng diện tích mà ánh sáng được truyền qua. Nói cách khác Góc phát xạ (Vòng lặp) của ánh sáng từ đèn LED lớn hơn so với đèn LED cơ bản. Điều này thường được kiểm soát bởi khoảng cách họ đặt bộ phát ánh sáng từ mái vòm. Các bảng thông số kỹ thuật hầu như luôn cung cấp cho bạn "góc nửa công suất" (góc lệch trục mà bạn chỉ nhìn thấy một nửa độ sáng). Nếu bạn muốn có góc phát xạ rộng hơn nhiều, bạn có thể cắt vòm bằng công cụ dremel. Nếu bạn quan tâm, bạn có thể dũa hoặc đánh bóng phần cuối, nhưng không cần thiết. Bạn cắt nó càng gần thiết bị phát xạ, bạn sẽ nhận được góc rộng hơn. Nhưng hãy cẩn thận đừng cắt quá gần vì có một sợi dây nhỏ trong đó mà mắt thường không thể nhìn thấy được. Mặc dù loại đèn LED này có giá thành cao hơn một chút so với đèn LED cơ bản.

LED SMD

Loại đèn LED này thường có kích thước rất nhỏ. SMD có nghĩa là Thiết bị gắn trên bề mặt. Và như tên gọi của nó, đèn LED này được hàn trên bề mặt của PCB không giống như các thành phần 'lỗ xuyên' thông thường. Các đèn LED này thường được hàn bằng Máy (Robot hàn chính xác) và cực kỳ khó hàn bằng tay (Mặc dù không thể hàn đèn LED SMD bằng tay). Để hàn SMD LED bằng tay, bạn chỉ cần một mỏ hàn có đầu nhọn, một ít chất hàn mỏng, đèn sáng và có thể là kính lúp và một số kỹ năng hàn tốt và chính xác.

LED hiển thị

Loại đèn LED này được sử dụng chủ yếu trong các màn hình vì hình dạng của nó là phẳng.

Bước 4: Các loại

HÌNH ẢNH:

1. Đèn LED mái vòm.
2. IR LED của.
3. 7 LED hiển thị phân đoạn
4. LED Tri color (LED đổi màu).

Đèn LED màu

Đèn LED màu & trắng chủ yếu được sử dụng trong các chỉ báo, đèn, thiết bị chiếu sáng, v.v. Chúng là một trong những loại đèn LED được sử dụng phổ biến nhất

Đèn LED thay đổi màu sắc (Đèn LED màu Tri / Bi)

Trong loại đèn LED này, màu do đèn LED phát ra thay đổi trong một khoảng thời gian cụ thể. Một vi mạch tích hợp nhỏ (IC) được nhúng vào đèn LED này để kiểm soát thời gian trễ giữa việc chuyển đổi các màu khác nhau. Đèn LED ba màu không thay đổi màu sắc, chúng thực sự là hai đèn LED riêng biệt (thường là màu đỏ và màu xanh lá cây) trong một gói. Bạn chuyển một hoặc khác để tạo ra hai màu và cả hai để tạo ra một phần ba.

Đèn LED hồng ngoại (IR)

Loại đèn LED này chiếu tia hồng ngoại của ánh sáng. Mắt người không thể nhìn thấy những tia hồng ngoại này. Loại đèn LED này thường hoạt động trên tần số truyền 38KHz. Nhà thiết kế điều chỉnh đèn LED như một cách để bộ thu phân biệt nó với các nguồn IR khác. Đèn LED cũng được điều chế ở tần số rất thấp để chỉ hiển thị đèn LED nhấp nháy và thường được điều chế ở tần số tương đối cao với chu kỳ nhiệm vụ thay đổi để kiểm soát hiệu quả độ sáng của chúng. Và sau đó một số được điều chế ở tần số cao hơn nhiều để gửi dữ liệu (ví dụ như được sử dụng trong sợi quang). Nó chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị truyền thông được điều khiển từ xa và phạm vi nhỏ. Bạn có thể kiểm tra đèn LED hồng ngoại bằng cách xem nó dưới Máy ảnh trong khi dòng điện chạy qua đèn LED. Nói cách khác, camera có thể phát hiện tia hồng ngoại phát ra từ đèn LED. Các máy ảnh không có bộ lọc khối IR thường có thể nhìn gần IR khá tốt (và có xu hướng là máy ảnh giá rẻ và đặc biệt là máy ảnh an ninh). Nhưng cần lưu ý rằng ngay cả một số máy ảnh điện thoại di động cũng không nhìn thấy đèn LED hồng ngoại rõ ràng vì bộ lọc khối hồng ngoại của chúng.

7 LED hiển thị phân đoạn

Đèn LED hiển thị 7 đoạn là đèn LED bao gồm 7 đèn LED hiển thị được kết nối dưới dạng hình 8. Nó được sử dụng trong máy tính, màn hình, v.v. Một đèn LED tương tự như thế này cũng được sử dụng để hiển thị bảng chữ cái.

LED UV

Đèn LED UV phát ra tia sáng cực tím. Các tia này có nhiều ứng dụng khác nhau như Khử trùng, lọc nước, v.v.

Bước 5: Máy tính điện trở cho đèn LED

HÌNH ẢNH:

1. Nhiều điện trở và đèn LED.
2. Logo ứng dụng Máy tính Điện trở LED.

Vì vậy, câu hỏi phổ biến nhất được hỏi về đèn LED là điện trở thích hợp để sử dụng cùng với. Lý do điện trở được sử dụng cùng với đèn LED là để bảo vệ chúng khỏi dòng điện quá mức có thể làm cháy và làm hỏng đèn LED. Nhưng việc lựa chọn đèn LED phù hợp không phải là đơn giản. Tại sao? Vâng, nếu bạn chọn một điện trở quá cao, đèn LED sẽ không phát ra ánh sáng tối đa. Và nếu bạn có điện trở thấp thì có khả năng đèn LED bị hỏng.

Vì vậy, một công thức đơn giản đã được phát minh:

Điện trở = (Điện áp nguồn - Điện áp LED) / (Dòng điện LED / 1000)

* Hãy nhớ rằng, dòng điện LED tính bằng miliampe (mA)

Để giúp việc tính toán này dễ dàng hơn, bạn có thể sử dụng Máy tính điện trở LED ứng dụng Android miễn phí này. Đây là một ứng dụng được thiết kế đặc biệt cho tính năng Có thể hướng dẫn này. Các tính năng khác và nhiều chức năng liên quan đến điện tử và máy tính sẽ được thêm vào ứng dụng này. Ứng dụng được phát triển bởi BluBot Technologies. Bạn có thể xem Tài liệu hướng dẫn của anh ấy và liên hệ với anh ấy qua Orangeboard @Nathan Neal Dmello. Anh ấy cũng đảm nhận nhiều dự án khác trong việc phát triển Ứng dụng, Trang web, Chương trình Máy tính, v.v. Bạn có thể liên hệ với anh ấy qua trang web của anh ấy.

Bước 6: Sử dụng

HÌNH ẢNH:

1. Điều khiển từ xa không có nút bấm.
2. Điều khiển từ xa TV với nút được nhấn và phát hiện đèn flash LED hồng ngoại.
3. Dải đèn LED Vòm từ đèn pin khẩn cấp.
4. Đèn flash LED của máy ảnh điện thoại thông minh.
5. Đèn LED báo nguồn của máy tính xách tay.

Đèn LED được sử dụng ở khắp mọi nơi. Từ đèn flash điện thoại, đến hệ thống âm nhạc trên ô tô, đèn sân vườn, đến màn hình TV. Về cơ bản, bản chất thích nghi và hiệu quả của chúng đã mang lại cho chúng một vị trí trong hầu hết các thiết bị điện tử.

Một số cách sử dụng được biết đến nhiều nhất là:

1. Thắp sáng.
2. Các màn hình.
3. Các chỉ số.
4. Đèn trang trí và các đối tượng.
5. Điều khiển từ xa.
6. Khử trùng.
7. Làm sạch nước.
8. Nha khoa & các ứng dụng Y tế khác.

Bước 7: Kiểm tra & Mạch

HÌNH ẢNH:

1. Đồng hồ vạn năng dùng để kiểm tra đèn LED.
2. Mạch đơn giản sử dụng đèn LED.

Thử nghiệm

Một máy kiểm tra nhanh cổ điển cho màu sắc, độ sáng và độ phân cực chỉ là một tế bào tiền xu 3V lithium (ví dụ: CR2032). Tất nhiên, chỉ chạm vào các đèn LED điện áp thấp hơn ở vị trí này, nếu không chúng có thể quá nóng!

Một số đèn LED có thể được kiểm tra inorder để kiểm tra xem nó có hoạt động bình thường hay không bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng & bằng cách làm theo các bước:

1. Đặt mặt số của đồng hồ vạn năng thành chức năng 'Độ liên tục'.
2. Bây giờ kết nối Cực dương (+) của đèn LED với đầu dò ĐỎ / Dương / (+) của đồng hồ vạn năng & kết nối Cathode (-) của đèn LED với đầu dò ĐEN / Âm / (-) của đồng hồ vạn năng.
3. Nếu đèn LED hoạt động, Đồng hồ vạn năng sẽ bắt đầu phát ra âm thanh 'Bíp'. Và một giá trị sẽ hiển thị trên màn hình của đồng hồ vạn năng. Thêm vào đó, đèn LED sẽ sáng lên.

* Thử nghiệm đèn LED bằng cách sử dụng chức năng liên tục của đồng hồ vạn năng thường không hoạt động vì hầu hết các đồng hồ vạn năng chỉ áp dụng điện áp thấp, nhỏ hơn 1V, cho các thử nghiệm điện trở và tính liên tục. Nếu có, đồng hồ vạn năng sẽ không phát ra tiếng bíp liên tục; nó có thể phát ra một tiếng bíp ngắn. Nhiều đồng hồ vạn năng có chức năng kiểm tra diode, được biểu thị bằng biểu tượng diode, áp dụng lên đến 2V trên diode. Điều này sẽ cho bạn biết một cách đáng tin cậy về cực của nhiều đèn LED nhưng không nhất thiết phải là đèn LED màu xanh và trắng có điện áp chuyển tiếp cao.

Bạn cũng có thể Kiểm tra đèn LED và bất kỳ thành phần nào khác với sự trợ giúp của mạch này: - Máy kiểm tra thành phần cảm biến điện tử

Mạch điện

Đây là một trong những mạch cơ bản và linh hoạt nhất mà bạn có thể tìm thấy sử dụng đèn LED trong đó. Lý do nó là một mạch tuyệt vời để bắt đầu là nó cũng có thể kiểm tra hoạt động của bất kỳ linh kiện điện tử hoặc cảm biến điện tử nào khác. Bạn cũng có thể xem hướng dẫn chi tiết sẽ giúp bạn tạo mạch này: Máy kiểm tra thành phần cảm biến điện tử

Á quân trong Cuộc thi Công nghệ

Giải nhì trong Teach It! Cuộc thi do Dremel tài trợ