Pengenalan LED
LED atau Light Emitting Diode adalah diod simpang PN ringkas , diperbuat daripada bahan dengan penghalang tenaga yang lebih besar. Oleh kerana bekalan diberikan ke persimpangan LED, elektron bergerak dari jalur valensi ke jalur konduksi. Apabila elektron kehilangan tenaga dan kembali ke keadaan semula, foton dipancarkan. Lampu yang dipancarkan ini berada di jalur frekuensi julat frekuensi cahaya yang dapat dilihat.
LED
Diod sederhana ini memancarkan cahaya ketika persimpangan p-nnya dipihak oleh voltan serendah 1 volt. Sebilangan besar LED berfungsi antara 1.5 volt hingga 2 volt, tetapi jenis terang yang tinggi terutamanya LED Putih, Biru dan Pink memerlukan 3 volt untuk memberikan kecerahan maksimum. Arus melalui LED harus dihadkan kepada 20 -30 mili ampere jika tidak, peranti akan terbakar. LED Putih dan Biru boleh bertolak ansur dengan arus 40 mili ampere.
Diod Pemancar Cahaya - LED
LED mempunyai cip semikonduktor yang terdiri daripada sebatian Gallium yang mempunyai sifat pelepasan foton oleh pengaruh arus. Cip disambungkan ke dua tiang terminal untuk menyediakan voltan bekalan. Seluruh pemasangan dikemas dalam kotak epoksi dengan terminal yang keluar. Pimpin panjang LED positif manakala plumbum pendek negatif. Pada asalnya, semikonduktor yang digunakan dalam LED adalah Gallium Arsenide Phosphate (GaAsP) sementara Gallium Aluminium Aeresnide (GaAlAs) digunakan sekarang dalam LED terang tinggi. LED Biru dan Putih menggunakan Indium Gallium Nitride (InGaN) sementara LED Multicolour menggunakan kombinasi bahan yang berbeza untuk menghasilkan warna yang berbeza. LED Putih mengandungi cip biru dengan fosfor anorganik putih. Apabila cahaya biru menyerang fosfor, cahaya putih akan dipancarkan.
LED memancarkan cahaya berdasarkan Electroluminescence. Bahan semikonduktor dalam LED mempunyai kawasan jenis P dan jenis N. Kawasan p membawa muatan positif yang dipanggil Holes sementara wilayah N melepaskan elektron. Bahan pemancaran foton terjepit di antara lapisan P dan N. Apabila perbezaan potensi berlaku antara lapisan P dan N, elektron dari lapisan N bergerak ke arah bahan aktif dan bergabung dengan lubang. Ini membebaskan tenaga dalam bentuk cahaya dari bahan aktif. Berdasarkan jenis bahan aktif, warna yang berbeza akan dihasilkan.
8 jenis LED dan bahan yang digunakan di dalamnya
1. Aluminium Gallium Arsenide - LED Inframerah
2. Aluminium Gallium Arsenide, Gallium Arsenide Phosphide, Gallium Phosphide - LED Merah
3. Aluminium Gallium Phosphide, Gallium Nitride - LED Hijau
4. Aluminium Gallium Phosphide, Gallium Arsenide Phosphide, Gallium Phosphide - LED Kuning
5. Aluminium Gallium Indium Phosphide - LED Jingga
6. Indium Gallium Nitride, Silicon Carbide, Sapphire, Zinc Selenide - LED Biru
7. Indium Gallium Nitride berasaskan Gallium Nitride - LED Putih
8. Indium Gallium Nitride, Aluminium Gallium Nitride - Ultraviolet LED
8 parameter LED
1. Luminous Flux- Ini adalah jumlah tenaga dari LED dan diukur dalam Lumen (lm) atau Milli lumen (mlm)
2. Intensiti bercahaya - Ia adalah Luminous Flux yang meliputi kawasan dan diukur dalam bentuk Candela (cd). Kecerahan LED bergantung pada intensiti bercahaya.
3. Keberkesanan Bercahaya - Ini menunjukkan cahaya berhubung dengan voltan yang dikenakan. Unitnya adalah lumen per watt (lm w).
4. Voltan ke hadapan (Vf) - Ini adalah penurunan voltan di LED. Ia berkisar antara 1.8 volt dalam LED Merah hingga 2.2 volt pada LED hijau dan Kuning. Dalam LED Biru dan Putih, ia adalah 3.2 volt.
5. Arus maju (Jika) - Arus maksimum yang dibenarkan melalui LED. Ia berkisar antara 10 mA hingga 20mA dalam LED biasa sementara 20mA hingga 40 mA pada LED Putih dan Biru. LED 1 watt yang terang tinggi memerlukan arus 100 - 350 mili ampere.
6. Sudut pandang - Ia juga disebut sudut paksi. Ini adalah nilai intensiti bercahaya jatuh ke separuh paksi. Ini menghasilkan kecerahan penuh dengan keadaan penuh. LED jenis terang tinggi mempunyai sudut pandangan yang sempit sehingga cahaya akan difokuskan ke dalam sinar.
7. Tahap tenaga - Tahap tenaga dalam output cahaya bergantung pada voltan yang dikenakan dan cas dalam elektron semikonduktor. Tahap tenaga adalah E = qV di mana q adalah muatan dalam elektron dan V adalah voltan terpakai. q biasanya -1,6 × 1019 Joule.
8. Watt LED - Ia adalah voltan hadapan yang dikalikan dengan arus hadapan. Sekiranya arus berlebihan mengalir melalui LED, jangka hayatnya akan berkurang. Jadi perintang siri, biasanya 470 ohm hingga 1K digunakan untuk mengehadkan arus melalui LED.
Perintang LED boleh dipilih menggunakan formula Vs - Vf / If. Di mana Vs adalah voltan masukan, Vf adalah voltan hadapan LED dan Jika adalah arus maju LED.
Perlu bekalan AC untuk memandu LED
Untuk aplikasi yang melibatkan kuasa rendah seperti di telefon bimbit, adalah mungkin untuk menggunakan bekalan dc untuk LED. Namun untuk aplikasi berskala besar seperti Lampu Lalu Lintas menggunakan LED, sebenarnya tidak selesa untuk menggunakan DC. Ini kerana apabila jarak meningkat penghantaran daya DC menyumbang kepada lebih banyak kerugian dan juga sangat murah untuk menggunakan peranti untuk penukaran DC-DC. Akibatnya, lebih sesuai menggunakan bekalan AC untuk aplikasi high-end seperti menyala sejumlah besar LED.
Kapasitor sebagai penghad voltan AC
Kapasitor mempunyai sifat menentang perubahan voltan terpakai dengan menarik atau membekalkan arus dari litar, kerana mereka mengecas atau melepaskan. Arus melintang kapasitor diberikan sebagai
I = CdV / dt
Di mana C adalah kapasitansi, dV / dt menunjukkan perubahan voltan. Saya adalah caj antara plat setiap unit masa atau arus.
Arus melalui kapasitor adalah tindak balas terhadap perubahan voltan. Oleh itu untuk voltan seketika yang tinggi, arus adalah sifar. Dengan kata lain voltan ketinggalan arus sebanyak 90 darjah. Sifat kapasitor ini menjadikannya boleh digunakan sebagai pengurang voltan untuk bekalan kuasa AC. Bagaimanapun ini bergantung pada nilai kapasitansi dan frekuensi. Semakin tinggi frekuensi dan kapasitans, semakin kurang reaktansinya.
Aplikasi yang melibatkan penggunaan sesalur AC untuk menggerakkan LED
LED atau Diod Pemancar Cahaya dapat dikendalikan secara langsung melalui bekalan utama AC hanya dengan menggunakan kombinasi kapasitor dan perintang. Bekalan utama AC 220V ditukar kepada AC voltan rendah menggunakan transformer. Kapasitor digunakan sebagai penghad voltan di mana sebagai perintang adalah pengehad arus. Diod dengan PIV tinggi (1000V) digunakan untuk melindungi LED daripada voltan tinggi.
Biasanya penurunan voltan melintasi putih adalah kira-kira 1.5V. LED disambungkan dalam dua kombinasi siri-selari. Sekiranya 12 LED digunakan dalam setiap kombinasi, penurunan voltan pada kombinasi LED adalah sekitar 30V. Perintang bertindak sebagai penghad arus dan memberikan penurunan voltan sekitar 30V. Oleh itu, dengan kombinasi kapasitor dan perintang, adalah mungkin untuk menggerakkan rangkaian LED. Nilai perintang bergantung pada bilangan LED yang digunakan. Oleh kerana penarafan LED berada pada 15mA, arus melalui setiap LED akan menjadi 15mA dan arus keseluruhan melalui dua set kombinasi LED akan menjadi 30mA, menyebabkan penurunan voltan 30V di perintang 1k.
Saya harap anda mendapat idea mengenai konsep LED yang dikendalikan oleh induk sekiranya ada pertanyaan mengenai topik ini atau mengenai konsep projek elektrik dan elektronik, tinggalkan bahagian komen di bawah.
