LEDid | libahunt.ee

11/04/2016 - 19:40

Lihtne LED on diood, mis sobiva päripinge juures juhib voolu ning kiirgab valgust. Diood kiirgab mingis võrdlemisi pisikeses sagedusvahemikus, mis tähendab, et valgus on mingit värvi. Valge valguse saamiseks teadagi peab erinevaid värvusi õiges vahekorras segama. Valged LEDid on tegelikult sinist valgust kiirgavad dioodid, millele on lisatud florestseeruvat materjali, mis osa sinist värvi neelab ja selle energiast kiirgab teisi toone.

LEDi skeemitähis koosneb dioodi tähisest ja sellest eemalduvatest nooltest, mis sümboliserivad kiirguvat valgust. LEDil on polaarsus, mis tähendab, et tema ühendamisel tuleb jägida, kumba pidi ta toitepinge suhtes jääb. Kui kogemata vastupidi ühendada, siis ei juhtu midagi, õige toitepinge tagurpidi ühendades üldjuhul LEDi läbi ei põleta. Aga LED ühendadatakse alati jadamisi voolu piirava takistiga! Ilma selleta on läbipõlemise oht suur.

Takisti takistuse leidmiseks on olemas kalkulaatorid, millesse tuleb lähteandmeteks sisestada LEDi päripinge (forward voltage, pinge, millle juures ta on mõeldud töötama), pärivool (forward current, vool, mida ta on mõeldud tarbima) ning toitepinge.

Takisti kalkulaator 1 LEDi jaoks: http://led.linear1.org/1led.wiz

Mitme LEDi üheskoos juhtimiseks vaata seda kalkulaatorit: http://led.linear1.org/led.wiz

Õige takisti lihtsustatud keeles öelduna langetab kõrgema toitepinge LEDi jaoks õigeks pärispingeks, ning piirab voolu õigeks pärivooluks. Aga ka siis, kui LEDi päripinge ja toitepinge on sama väärtusega, tuleks lisada pisike (1 oom) takisti. Selle vajaduse selgitamise huvilistele jätan lingi hooleks: http://electronics.stackexchange.com/questions/12865/is-a-current-limiting-resistor-required-for-leds-if-the-forward-voltage-and-supp

Päripinge ja pärivoolu väärtust, mida kalkulaatorisse sisestada vaata kõigepealt ostetud toote infost. Kui seal ei ole kirjas, siis pinge saab oletada LEDi värvuse järgi: http://led.linear1.org/vf-help.php . Pärivool on tavalistel 3mm või 5mm suurustel LEDidel tavaliselt umbes 20mA. Teistsuguse väärtuse korral peaks see igal juhul tooteinfos kirjas olema.

LEDi polaarsuse eristamiseks on ta jalad erineva pikkusega. Pikem jalg on plusspooleks. Skeemil on pluss see, kust nool tuleb (minu joonisel üleval). Lisaks on osadel LEDidel üks serv veidi äralõigatud kujuga - see on miinus pool.

Pole üldse oluline, kas voolu piirav takisti ühendadakse LEDist "üles" ehk pluss- või "alla" ehk miinuspoolele.

LEDi skeemitähis. Üleval pluss, all miinuspool.

Võimsamad LEDid ja LED ribad

1W ja 3W LEDid

Tugevama valguse saamiseks võib olla liiga paljude pisikeste LEDide asemel parem kasutada niinimetatud power LEDe. Neid on näiteks 1W ja 3W võimsutega. (Tunnis katsetatud nö tavalised LEDid on võimsusega umbes 0.06W.)

Jahutus: 1W ja 3W LEDid peaks ostma koos nn star alusega ning väga soovitavalt selle aluse veel omakorda kinnitama mingile soojust ärajuhtivale asjale (alumiinium profiil).

Toide: Sellise võimsuse juures saab veel voolu piirava takistiga kuidagi hakkama, aga takisti võimsus (ja füüsilised mõõtmed) tulevad veidi suuremad. (Kalkulaator ütleb võimsuse ka, nt 2W. Tavaline takisti on 1/4W). Hea on, kui toiteallika saaks võimalikult lähedase pingega LEDi enda pingele. Või kui tahad mitmeid LEDe korraga juhtida, siis proovi kalkulaatorisse mõne suurema adapteri pinget, siis see soovitab need jadamisi panna. Iva selles, et liiga suure pinge erinevuse korral takisti peab lihtsalt ülearuse energia raisku laskma soojuseks. Toite otsimisel tuleb kindlasti arvesse võtta, et voolu need LEDid tarbivad juba märkimisväärselt ja suvaline adapter ei pruugi üle 1-2 LEDi välja vedadagi.

Juhtimine: Kuna voolutarve on suur, siis Arduinoga juhtimiseks kindlasti vaja lülitada läbi transitori.

1 ja 3W LEDe on igasuguseid värve. Samuti on sellises kestas RGB LEDe olemas.

COB LEDid

Veel on olemas COB (chip on board) LEDid, kus on ühte kesta pandud mitmeid dioode. Need on tavaliselt veel võimsamad, kui 3W, aga vist ainult valget värvi saadaval.

Kuna nende sees on LEDid juba jadamisi, siis eelpool kirjeldatud pinged ega taksiti arvutused ei kehti, vaata toote infost millise pingega vaja toita.

Õige toite saad kui leiad mingi adapteri ja lisad vahele veel kas LED driveri nimelise asja või buck või boost konverteri veidi allpool oma COB LEDi nimipinget. Vajalik teha voolutarbe (võimsuse) arvutused.

Vaata ka https://youtu.be/Hboo3ZpNMPA

LED ribad

LED ribasid (ühevärvilisi) on 12V ja 24V jaoks. Iga mõne sentimeetri tagant on üks led. Neid saab enam vähem vajalikku pikkusesse lõigata ja taga on kleepmaterjal. Võimsus ei ole eriti suur. Eelis on neil siis, kui riba kuju aitab sinu soovitud tulemust kergemini saavutada, või kui tahad võimalikult vähe juppe ise ühendada.

Neil on takistid sees ja vaja vaid õige pinge külge ühendada, mitte midagi muud. Juhtimine arduinoga läbi transistori või relee, sest toitepinge on erinev ja võimsus suurem.

1W ja 3W LEDid näevad ühesugused välja. Neid on eri värve. (Tavaline LED all mõõtkava jaoks.)

COB LEDid on tavaliselt valget värvi, suurusi ja kujusid mitmeid, võimsus suur.

LED ribad sisaldavad väikesi LEDe. Tagapoolel on kleepekas. Veekindlal on peal silikoon.

RGB LEDid

RGB LED on asjandus, kus ühte kesta, hästi lähestikku on pandud kolme värvi LEDid: punane, roheline ja sinine. Nende värvide võrdsel hulgal segamisel saame valge valguse, muudes variatsioonides segamisel aga kõiksugu muud värvitoonid.
RGB LEDe on kahte sorti:

Lihtsad, ehk sellised, millel on 4 jalga ja igat värvi tuleb ise PWM signaaliga juhtida. Nende puuduseks on, et 1 LED (või koos juhitav grupp) nõuab 3 Arduino PWMi võimelist pini - Arduino Unol on neid kokku ainult 6 tk. Takistid tuleb ise lisada.
Adresseeritavad. Need kas on juba enne kokku ühendatud ribaks, rõngaks või ketiks või saad neid ise ühendada üksikutest (tülikas!). Kogu ahel ühendatakse läbi takisti üheainsa Arduino output piniga, eraldi juhtmes 5V (või osadel 12V) toide ja Arduinoga ühine GND. Library abiga saadetakse selle ühe pini kaudu signaal, kus igale LEDile kirjutatakse eraldi ette, kui heledalt ta iga oma värvi sisse lülitama peab. See annab tohutult võimalusi. Nii saab kasvõi pilti näidata edasi-tagasi veetud ribade peal. Vähe ühendusi, vägev tulemus. Põhjalik informatsioon adresseeritavate RGBde kohta: https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uberguide/overview