Мигающий светодиод: как сделать, подключить и где применять. Мигающий светодиод – находка для автомобилиста Как сделать мигающий светодиод 3 вольта

07.10.2023

Принцип действия светодиода

Подключая светодиод, узнайте минимум теории – портал ВашТехник готов помочь. Район p-n перехода за счет существования дырочной и электронной проводимости образует зону несвойственных толще основного кристалла энергетических уровней. Рекомбинируя, носители заряда высвобождают энергию, если величина равна кванту света, спай двух материалов начинает лучиться. Оттенок определен некоторыми величинами, соотношение выглядит так:

E = h c / λ; h = 6,6 х 10-34 – постоянная Планка, с = 3 х 108 – скорость света, греческой буквой лямбда обозначается длина волны (м).

Из утверждения следует: может быть создан диод, где разница энергетических уровней присутствует. Так изготавливаются светодиоды. В зависимости от разницы уровней, цвет синий, красный, зелёный. Редкие светодиоды обладают одинаковым КПД. Слабыми считают синие, которые исторически появились последними. КПД светодиодов сравнительно мал (для полупроводниковой техники), редко достигает 45%. Удельное превращение электрической энергии в полезную световую просто потрясающее. Каждый Вт энергии дает фотонов в 6-7 раз больше, нежели спираль накала в эквивалентных условиях потребления. Объясняет, почему светодиоды сегодня занимают прочную позицию в осветительной технике.

Создание мигалки на основе полупроводниковых элементов несравненно проще. Хватит сравнительно малых напряжений, схема начнет работать. Остальное сводится к правильному подбору ключевых и пассивных элементов для создания пилообразного или импульсного напряжения нужной конфигурации:

Амплитуда.
Скважность.
Частота следования.

Очевидно, подключение светодиода к сети 230 вольт выглядит негодной идеей. Присутствуют подобные схемы, но заставить мигать сложно, элементная база отсутствует. Светодиоды работают от гораздо более низких питающих напряжений. Самыми доступными считаются:

Напряжение +5 В присутствует в устройствах заряда телефонных аккумуляторов, iPad и других гаджетов. Правда, выходной ток невелик, и не нужно. Вдобавок, +5 В нетрудно найти на шине блока питания персонального компьютера. С ограничением тока проблемы устраним. Провод красного цвета, землю ищите на черном.
Напряжение +7…+9 Встречается на зарядных устройствах ручных радиостанций, в обиходе называемых рациями. Великое множество фирм, у каждой стандарты. Здесь бессильные дать конкретные рекомендации. Рации чаще выходят из строя в силу особенностей использования, лишние зарядные устройства обычно можно достать сравнительно дешево.
Схема подключения светодиода будет лучше работать от +12 вольт. Стандартное напряжение микроэлектроники, встретим во многих местах. Компьютерный блок содержит вольтаж -12 вольт. Изоляция жилы синяя, сам провод оставлен для совместимости со старыми приводами. В нашем случае может понадобиться, не окажись под рукой элементной базы питания +12 вольт. Комплементарные транзисторы найти, включить вместо исходных сложно. Номиналы пассивных элементов остаются. Светодиод включается обратной стороной.
Номинал -3,3 вольт на первый взгляд кажется невостребованным. Посчастливится достать на aliexpress RGB светодиоды SMD0603 4 рубля штука. Однако! Падение напряжения в прямом направлении не превышает 3 вольта (обратное включение не понадобится, но в случае неправильной полярности максимальный вольтаж составляет 5).

Устройство светодиода понятно, условия горения известны, приступим к реализации задумки. Заставим элемент мигать.

Тестирование мигающих RGB светодиодов

Компьютерный блок питания выступает идеальным вариантом тестирования светодиодов SMD0603. Нужно просто поставить резистивный делитель. Согласно схеме технической документации оценивают сопротивления p-n переходов в прямом направлении, заручившись помощью тестера. Прямое измерение здесь невозможно. Соберем схему, показанную ниже:

Провод +3,3 В блока питания компьютера оранжевой изоляции, схемную землю берем с черного. Обратите внимание: опасно включать модуль без нагрузки. Идеально подключить DVD-привод или другое устройство. Допускается при наличии умения обращения с приборами под током снять боковую крышку, извлечь оттуда нужные контакты, не снимать блок питания. Подключение светодиодов иллюстрирует схема. Измерили сопротивление на параллельном подключении светодиодов и остановились?

Поясняем: в рабочем состоянии светодиодов понадобится включить несколько, проделаем аналогичную настройку. Напряжение питания на микросхеме составит 2,5 вольта. Обратите внимание, светодиоды мигающие, показания неточные. Максимальное не превыше 2,5 вольта. Индикация успешной работы схемы выражается миганием светодиодов. Чтобы часть мерцала, уберем питание с ненужных. Допускается собрать отладочную схему с тремя переменными резисторами – по одному в ветвь каждого цвета.

Номиналы нужно брать весомые, не забывать: значительно ограничим ток, идущий через светодиоды. Фактически потребуется продумать вопрос согласно ситуации.

Обычный светодиод мигает

Схема мигающего светодиода

Схема, изображенная рисунком, использует для работы лавинный пробой транзистора. КТ315Б, используемый в качестве ключа, имеет максимальное обратное напряжения между коллектором и базой 20 вольт. Опасного в таком включении мало. У модификации КТ315Ж параметр составляет 15 вольт, гораздо ближе выбранному напряжению питания +12 вольт. Транзистор использовать не стоит.

Лавинный пробой нештатный режим p-n перехода. За счет превышения обратного напряжения между коллектором и базой происходит ионизация атомов ударами разогнавшихся носителей заряда. Образуется масса свободных заряженных частиц, увлекаемых полем. Очевидцы утверждают: для пробоя транзистора КТ315 требуется обратное напряжение, приложенное между коллектором и эмиттером, амплитудой 8-9 В.

Пара слов о работе схемы. В первоначальный момент времени начинает заряжаться конденсатор. Подключен на +12 вольт, остальная часть схемы оборвана – закрыт транзисторный ключ. Постепенно разница потенциалов повышается, достигает напряжения лавинного пробоя транзистора. Напряжение конденсатора резко падает, параллельно подключены два открытых p-n перехода:

Транзисторный находится в режиме пробоя.
Светодиод открыт за счет прямого включения.

В сумме напряжение составит порядка 1 вольта, конденсатор начинает разряжаться через открытые p-n переходы, только напряжение падает ниже 7-8 вольт, везение кончается. Транзисторный ключ закрывается, процесс повторяется заново. Схеме присущ гистерезис. Транзистор открывается при более высоком напряжении, нежели закрывается. Обусловлено инерционностью процессов. Видим, как работает светодиод.

Номиналы резистора, ёмкости определяют период колебаний. Конденсатор можно взять значительно меньше, включив меж коллектором транзистора и светодиодом небольшое сопротивление. Например, 50 Ом. Постоянная разряда резко увеличится, проверить светодиод визуально будет проще (возрастет время горения). Понятно, ток не должен быть слишком большим, максимальные значения берутся из справочников. Не рекомендуется вести подключение светодиодных светильников из-за низкой термостабильности системы и наличия нештатного режима транзистора. Надеемся, обзор получился интересным, картинки доходчивыми, объяснения ясными.

Схемы мигалок на транзисторах и микросхемах в Интернете можно найти без труда. Однако, в основе большинства из них используется мультивибраторы, а это сравнительно большое количество деталей и, соответственно размеры. А также довольно высокое напряжение источника необходимое для зажигания светодиода. А можно ли обойтись минимумом деталей и одной полуторавольтовой батарейкой? По отдельности выполнить эти условия не сложно. Всем известные блокинг-генераторы позволяют питать светодиод напряжением 1,5 Вольт. Популярна , правда транзистор будет работать в режиме с отключенной базой, так называемом «лавинном» режиме и работоспособность схемы будет зависеть от многих факторов: типа транзистора, температуры и т.д. Да и питаюшее напряжение в этом варианте нужно не менее 9 Вольт. Схема мигалки на одном транзисторе показана на рисунке.

Светодиодноая мигалка на микросхеме — свободна от этих недостатков. Простейший вариант такого устройства можно сделать за 15 минут, включая разогрев паяльника. Для этого потребуется китайский будильник, коих в мусоре самоделкина можно найти десяток, и пара деталек: диод и конденсатор. Диод можно применить любой маломощный, конденсатор я взял на 47мкФ. С емкостью можно поэкспериментировать. Она влияет на энергию вспышки светодиода. Схема показана на рисунке.
Точки А и В надо соединить с выводами микросхемы идущими на катушку, управляющую маятником часов. Саму катушку — удалить. Светодиод будет вспыхивать с периодом 2с. и в таком режиме способен работать годы без замены «пальчика». Кстати такой же результат можно получить с советским электронно-механическим будильником «Слава», построенном на специальной микросхеме УТП-Т45 . Там есть еще транзистор, он управляет работой звонка будильника. Его можно удалить, а можно оставить, получится светодиодная мигалка-пищалка . Коротенькое видео дабы убедиться в работоспособности схемы;

Во всех, приведенных ниже конструкциях, лампы накаливания могут и должны быть заменены светодиодами, с подбором, разумеется, токоограничивающего резистора.

RC — генератор .

Наиболее распространенная схема этого класса генераторов по
казана на рисунке. В данном случае это весьма низкая частота, ее можно плавно менять в небольших пределах (от долей Гц до нескольких Гц).

Частота RС-генератора определяется параметрами фазовращающих цепочек и может быть подсчитана по приближенной формуле f = 5300: RC; здесь f - частота в Гц. R и С - сопротивление и емкость одной из фазовращающих цепочек, соответственно в кОм и мкФ.

Мигалки на мультивибраторах и их применение.

Импульсный сигнальный фонарь на транзисторах. Бывают случаи, когда иметь при себе импульсный сигнальный фонарь просто необходимо. На рис. приведена принципиальная схема такого фонаря, который посылает импульсы света длительностью 0,1 с с периодичностью около 2с. Импульсный режим лампы накаливания напряжением 2,5 В обеспечивается мультивибратором на транзисторах Т1 и Т2 различной структуры. Такой мультивибратор содержит всего один конденсатор положительной обратной связи и один резистор начального смещения (С1 и R1). Главное же достоинство его состоит в том, что мультивибратор потребляет ток только в те моменты времени, когда открыт транзистор T2, т. е. при свечении лампы Л1 в течение 0,1 с через каждые 2 с. Транзистор Т1 должен быть кремниевым, типа МП114-МП116. В крайнем случае возможно применение германиевых транзисторов типа МП40 - МП42, но тогда потребляемый ток возрастет. Лампа накаливания 2,5 Х О,15 А.
Электрифицированный знак аварийной остановки транспорта. Согласно правилам дорожного движения в случае вынужденной остановки транспортного средства на проезжей части дороги на определенном расстоянии от этого средства (перед ним) должен быть установлен знак аварийной остановки, имеющий вид равностороннего треугольника и снабженный светоотражательными рефлекторами. В ночное время знак должен дополнительно подсвечиваться. Очевидно, что для подсветки сигнала в темное время суток или в ненастье лучше всего установить на таком знаке лампы накаливания и питать их от бортового аккумулятора. Такое решение вполне допустимо, если остановка предполагается быть кратковременной. Но при длительной стоянке транспорта такой электрифицированный знак может основательно разрядить аккумулятор. Поэтому желательно, чтобы лампы знака включались периодически. Такой режим работы ламп позволяет уменьшить потребляемый ток и дополнительно усилить заметность знака на дороге. На рис. приведена принципиальная схема электрифицированного знака аварийной остановки, снабжен шестью лампами подсветки, которые периодически включаются и выключаются. Основой схемы является симметричный мультивибратор на транзисторах средней мощности. Мультивибратором принято называть устройство, состоящее из двух усилительных каскадов, у которых выход одного через переходный конденсатор соединен со входом второго, а выход второго через такой же второй конденсатор - со входом первого. Эти конденсаторы обозначены на рис. как C1 и С2. Для создания начального смещения на базах транзисторов применены резисторы R1, R2. Поскольку конденсаторы С 1 и С 2 создают сильную положительную обратную связь, то оба конденсатора усиления становятся элементами генератора. Частота его генерации обратно пропорциональна произведению емкости конденсатора на сопротивление резистора Особенностью работы мультивибратора является то,
что каждый из транзисторов работает по очереди с другим, т. е. если один транзистор
полностью открыт и поэтому лампы, включенные в цепь его коллектора, ярко светятся, то в это же время другой транзистор полностью закрыт, ток коллектора очень мал, а поэтому лампы в его
цепи не светятся. Затем транзисторы поменяются ролями. Частота
коммутации ламп устройства, выполненного по схеме на рис., составляет около 0,5 Гц.
Диоды Д 1 -Д 4 в данном устройстве имеют вспомогательное назначение. Они включены по схеме мостового выпрямителя и предназначены для обеспечения работы при любой полярности подключения к источнику. Можно обойтись и без диодов, но тогда требуется провод, ведущий к лампам, подключить к отрицательному полюсу, а нижний по схеме провод - к положительному полюсу батареи.

Транзисторы Т 1 и Т 2 могут быть типа П213-П217 с любыми буквенными индексами, но все же лучше, если их коэффициенты передачи тока h 21э будут равны 30-40.

. Частота мультивибратора приближенно подсчитывается по формуле: f = 7250: RC, где f - частота в Гц. R и С - сопротивление и емкость одной из базовых RС-цепочек соответственно в кОм и мкФ.

Отзывов (2) на “схемы мигалок на транзисторах и микросхемах”

Спасибо конечно, но знаете, что я, как человек со школы боящийся транзисторов с их заумными характеристиками и подстройкой напряжений хотел бы посоветовать: возьмите пульт управления от старого ненужного телевизора, это по сути фонарик, мигающий ИК светодиодом, если заменить светодиод на оптрон, то можно подключить к нему что заблагорассудится, мигалку, пищалку… просто закоротите кнопку пульта с понравившейся «мелодией» и он будет посылать свою морзянку вечно. Только, к сожалению, кнопка должна быть нажата уже после подачи питания, ну так проще линию задержки сделать, чем черной магией с p-n переходом заниматься.

Вторая схема не верна. Надо диод паралельно светодиоду, питание последовательно через конденсатор.

Открывать полный загадок мир радиоэлектроники, не имея специализированного образования, рекомендуется начинать со сборки простых электронных схем. Уровень удовлетворения при этом будет выше, если положительный результат будет сопровождаться приятным визуальным эффектом. Идеальным вариантом являются схемы с одним или двумя мигающими светодиодами в нагрузке. Ниже приведена информация, которая поможет в реализации наиболее простых схем, сделанных своими руками.

Готовые мигающие светодиоды и схемы с их использованием

Среди многообразия готовых мигающих светодиодов, наиболее распространены изделия в 5-ти мм корпусе. Помимо готовых одноцветных мигающих светодиодов, существуют двухвыводные экземпляры с двумя или тремя кристаллами разного цвета. У них в одном корпусе с кристаллами встроен генератор, который работает на определенной частоте. Он выдает одиночные чередующиеся импульсы на каждый кристалл по заданной программе. Скорость мерцания (частота) зависит от заданной программы. При одновременном свечении двух кристаллов мигающий светодиод выдает промежуточный цвет. Вторыми по популярности являются мигающие светоизлучающие диоды, управляемые током (уровнем потенциала). То есть, чтобы заставить мигать светодиод данного типа нужно менять питание на соответствующих выводах. Например, цвет излучения двуцветного красно-зелёного светодиода с двумя выводами зависит от направления протекания тока.

Трёхцветный (RGB) мигающий светодиод с четырьмя выводами имеет общий анод (катод) и три вывода для управления каждым цветом отдельно. Эффект мигания достигается путём подключения к соответствующей системе управления.

Смастерить мигалку на основе готового мигающего светодиода достаточно легко. Для этого потребуется батарейка CR2032 или CR2025 и резистор на 150–240 Ом, который следует припаять на любой вывод. Соблюдая полярность светодиода, контакты подключаются к батарейке. Светодиодная мигалка готова, можно наслаждаться визуальным эффектом. Если использовать батарейку типа «крона», основываясь на законе Ома, следует подобрать резистор большего сопротивления.

Обычные светодиоды и семы мигалок на их основе

Начинающий радиолюбитель может собрать мигалку и на простом одноцветном светоизлучающем диоде, имея минимальный набор радиоэлементов. Для этого рассмотрим несколько практических схем, отличающихся минимальным набором используемых радиодеталей, простотой, долговечностью и надежностью.

Первая схема состоит из маломощного транзистора Q1 (КТ315, КТ3102 или аналогичный импортный аналог), полярного конденсатора C1 на 16В с емкостью 470 мкФ, резистора R1 на 820-1000 Ом и светодиода L1 наподобие АЛ307. Питается вся схема от источника напряжения 12В.

Приведенная схема работает по принципу лавинного пробоя, поэтому база транзистора остаётся «висеть в воздухе», а на эмиттер подаётся положительный потенциал. При включении происходит заряд конденсатора, примерно до 10В, после чего транзистор на мгновение открывается с отдачей накопленной энергии в нагрузку, что проявляется в виде мигания светодиода. Недостаток схемы заключается в необходимости наличия источника напряжения 12В.

Вторая схема собрана по принципу транзисторного мультивибратора и считается более надёжной. Для её реализации потребуется:

два транзистора КТ3102 (или их аналога);
два полярных конденсатора на 16В емкостью 10 мкФ;
два резистора (R1 и R4) по 300 Ом для ограничения тока нагрузки;
два резистора (R2 и R3) по 27 кОм для задания тока базы транзистора;
два светодиода любого цвета.

В данном случае на элементы подаётся постоянное напряжение 5В. Схема работает по принципу поочередного заряда-разряда конденсаторов С1 и С2, что приводит к открыванию соответствующего транзистора. Пока VT1 сбрасывает накопленную энергию С1 через открытый переход коллектор-эмиттер, светится первый светодиод. В это время происходит плавный заряд С2, что способствует уменьшению тока базы VT1. В определённый момент VT1 закрывается, а VT2 открывается и светится второй светодиод.

Вторая схема имеет сразу несколько преимуществ:

Она может работать в широком диапазоне напряжений начиная от 3В. Подавая на вход более 5В, придётся пересчитать номиналы резисторов, чтобы не пробить светодиод и не превысить максимальный ток базы транзистора.
В нагрузку можно включать 2–3 светодиода параллельно или последовательно, пересчитав номиналы резисторов.
Равное увеличение ёмкости конденсаторов ведёт к увеличению длительности свечения.
Изменив ёмкость одного конденсатора, получим несимметричный мультивибратор, в котором время свечения будет различным.

В обоих вариантах можно применить транзисторы pnp проводимости, но с коррекцией схемы подключения.

Иногда вместо мигающих светодиодов радиолюбитель наблюдает обычное свечение, то есть оба транзистора частично приоткрыты. В таком случае нужно либо заменить транзисторы, либо запаять резисторы R2 и R3 с меньшим номиналом, увеличив, тем самым, ток базы.

Следует помнить, что питания от 3В будет недостаточно, чтобы зажечь светодиод с высоким значением прямого напряжения. Например, для светодиода белого, синего или зелёного цвета потребуется большее напряжение.

Кроме рассмотренных принципиальных схем, существует великое множество других несложных решений, которые вызывают мигание светодиода. Начинающим радиолюбителям стоит обратить внимание на недорогую и широко распространенную микросхему NE555, на которой также можно реализовать данный эффект. Её многофункциональность поможет собирать и другие интересные схемы.

Область применения

Мигающие светодиоды со встроенным генератором нашли применение в построении новогодних гирлянд. Собирая их в последовательную цепь и устанавливая резисторы с небольшим отличием по номиналу, добиваются сдвига в мигании каждого отдельного элемента цепи. В итоге получается прекрасный световой эффект, не требующий сложного блока управления. Достаточно только подключить гирлянду через диодный мост.

Мигающие светоизлучающие диоды, управляемые током, применяются в качестве индикаторов в электронной технике, когда каждому цвету соответствует определённое состояние (вкл./выкл. уровень заряда и пр.). Также из них собирают электронные табло, рекламные вывески, детские игрушки и прочие товары, в которых разноцветное мигание вызывает интерес у людей.

Умение собирать простые мигалки станет стимулом к построению схем на более мощных транзисторах. Если приложить немного усилий, то с помощью мигающих светодиодов можно создать множество интересных эффектов, например – бегущую волну.

Читайте так же

Answer

Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.

Данная схема может использоваться для индикации тревоги. Самоделка подключается к стабилизированному источнику питания с напряжением 12 В. Таким источником может быть блок питания с регулируемым напряжением на выходе, купленный на радиорынке. Стабилизированным источник питания называется потому, что содержит стабилизатор, который держит выходное напряжение на определенном уровне.

Схема максимально проста, содержит всего лишь 4 детали: транзистор КТ315 структуры п-p-n, резистор на 1,5 кОм, электролитический конденсатор на 470 мкФ и напряжением не менее 16 В (напряжение конденсатора должно быть всегда на порядок больше, напряжения питания самоделки) и светодиод (в нашем случае красного свечения). Для правильного подключения деталей надо знать их цоко-левку (распиновку). Распиновка транзистора и светодиода данной конструкции представлена на рис. 5.2. Транзисторы серии КТ315 по внешнему виду такие же, как и КТ361. Отличие только в размещении буквы. У первых буква размещается сбоку, у вторых - посередине.

Теперь с помощью паяльника и проводов попробуем собрать наше устройство. На рис. 5.3 показано, как вы должны соединить между собой детали. Синие линии - это провода, жирные черные точки - места пайки. Такой монтаж называется навесным, существует также монтаж на печатных платах.

Рис. 5.2. - Распиновка:
a) транзистор КТ315Б
б) светодиод АЛ307Б

Рис. 5.3. - Внешний вид собранного устройства
Проверьте правильность соединения деталей и подключите устройство к блоку питания. Свершилось чудо - светодиод стал ярко вспыхивать. Ваша первая самоделка заработала!!!