Dioda jest elementem jednobiegunowym i nie będzie świecić przy odwrotnym podłączeniu. Musimy także pamiętać o zastosowaniu rezystora ograniczającego prąd, inaczej dioda ulegnie uszkodzeniu. Wzór pozwala obliczyć wymaganą wartość rezystora R.
§ R - rezystor ograniczający prąd (w omach)
§ U - napięcie zasilania (w woltach)
§ Ud - napięcie przewodzenia diody
§ Id - prąd diody (w amperach)
Diody można łączyć ze sobą. Wzór pozostaje ten sam z tą tylko różnicą, ze w połączeniu równoległym za Id podstawiamy sumę prądów poszczególnych diod, a w połączeniu szeregowym za Ud podstawiamy sumę napięć przewodzenia wszystkich diod. Diody łączone w ten sposób muszą być tego samego typu i najlepiej z tej samej serii, aby nie było żadnych różnic w jasności świecenia diod.
Charakterystyczny kształt katody w strukturze diody. Końcówka dodatnia (anoda) jest zawsze dłuższa i podłączamy ją do bieguna dodatniego zasilania.
Po obliczeniu rezystancji musimy sprawdzić czy taki opornik istnieje i jeśli nie, dobrać najbliższą wartość (najlepiej większą). Rezystory dostępne w sprzedaży mają wartości pochodzące z tzw. szeregu E24.
E24: 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91 (np. liczba 22 oznacza że są dostępne rezystory o wartościach 2.2, 2, 22, 220).
Rezystory także możemy łączyć w celu uzyskania potrzebnej rezystancji
Musisz sobie przyswoić jeszcze jedno pojęcie jakim jest moc rezystora. W rezystorze, przez który przepływa prąd wydziela się moc tracona w postaci ciepła (grzanie się rezystora - ciepło Joulie'a). Wyrażamy ją w watach [W]. Moc P możemy obliczyć ze wzoru:
§ R - rezystor
§ Ur - napięcie na rezystorze R, w naszym przypadku Ur = U - Ud
§ I - prąd płynący przez rezystor, tutaj I = Id
Przy pojedynczych diodach nie musimy się o to martwić, ale jeśli łączymy kilka diod (szeregowo lub równolegle), to trzeba wziąć to pod uwagę. Każdy rezystor ma określona maksymalną moc traconą. Najczęściej stosowane rezystory przewlekane (takie jak na zdjęciu poniżej) maja moc 0,25W. Jeżeli damy rezystor o zbyt małej mocy, będzie się on grzał, aż w końcu się "spali".
Każdy rezystor ma określona rezystancję. Jeśli nie masz miernika możesz ją odczytać z kodu paskowego (to te kolorowe paski). W takim kodzie każdy kolor oznacza inną cyfrę, jednak nie będę tu podawał szczegółów. Prościej i szybciej będzie jeżeli skorzystasz ze specjalnego programu. Takiego jak Oporniki v1.0Często nie znamy danych katalogowych diod jakie posiadamy. Dla czerwonych możemy przyjąć napięcie przewodzenia Ud równe 2V, dla zielonych i żółtych 2,2V, a dla niebieskich i białych 3,5V. Prąd przewodzenia Id w zakresie od 20 do 30mA (czyli od 0,02 do 0,03A). Będą to jednak tylko przybliżone wartości.
Czas na odrobinę praktyki! Wszystkie diody "użyte" w tych przykładach to wersje zwykłe, czerwone. Przyjmujemy Ud = 2V oraz Id = 20mA.
Najprostszy przypadek. Chcemy podłączyć diodę do napięcia +5V i musimy dobrać odpowiedni rezystor.
R = (U - Ud) /Id = (5V - 2V) / 0,02A = 150om
Mamy już obliczoną rezystancję. Sprawdźmy jeszcze moc traconą na rezystorze.
P = (U - Ud) * Id = 3V * 0,02A = 0,06W
Zwykły rezystor o mocy 0,25W w zupełności wystarczy.
Podobna sytuacja jak powyżej, tylko że tym razem chcemy podłączyć równolegle osiem diod LED.
R = (U - Ud) / (Id1 + Id2 + ... + Id8) = (5V - 2V) / 0,16A = 18,75om
Wynik możemy zaokrąglić do 18ohm. Policzmy teraz moc:
P = (U - Ud) * (Id1 + Id2 + ... + Id8) = (5V - 2V) * 0,16A = 0,48W
Jeden rezystor o mocy 0,25W będzie się nadmiernie grzał.
W takim przypadku możemy albo kupić rezystor o większej mocy (0,5W) lub też połączyć szeregowo dwa rezystory 0,25W (co da wypadkową 0,5W).
A teraz dla odmiany połączenie szeregowe diod przy napięciu 12V.
R = [U - (Ud1 + Ud2 + Ud3 + Ud4)] / Id = (12V - 8V)/0,02A = 200omP = [U - (Ud1 + Ud2 + Ud3 + Ud4)] * Id = 4V * 0,02A = 0,08W
Na schemacie powyżej brakuje rezystora. Zauważ, że:
U = Ud1 + Ud2 + Ud3 + Ud4 + Ud5 + Ud6
W takich przypadkach rezystor jest zbędny. Z diodami zielonymi o napięciu przewodzenia 2,2V to już się nam nie uda. Ponieważ jeżeli podłączymy szeregowo 5 sztuk (przy napięciu zasilania 12V) każda będzie pracować przy napięciu 2,4V (czyli trochę za dużym ale można sprawdzić czy diody nie będą się grzały i wtedy powinny pracować normalnie, choć spadnie ich żywotność). Natomiast przy 6 diodach, dla każdej przypadnie napięcie 2V- w tym wypadku będą świecić za słabo.
Odmiany diod :
Diody migające maja wbudowany generator (to ta czarna plamka w strukturze diody), który steruje jej świeceniem. Przy ich wykorzystaniu dodatkowy rezystor jest zbędny. Możesz je zasilić bezpośrednio napięciem 3V - 12V. Najpopularniejsze są diody czerwone, ale możesz też kupić inne kolory, jak również dwukolorowe (kolory np. świecą się na zmianę). A tak wygląda dioda w czasie pracy.
Następna pozycja to diody dwukolorowe. W jednej diodzie znajdują się dwie struktury świecące. Dioda ze zdjęcia może świecić się na kolor czerwony lub zielony. A w przypadku gdy włączymy oba kolory naraz uzyskamy kolor trzeci - pomarańczowy :). Nie zapomnijcie o dobraniu odpowiednich rezystorów. Oprócz diod dwukolorowych z trzema końcami produkowane są także wersje z dwoma końcówkami. Kolor świecenia zależy od kierunku prądu jaki płynie przez diodę, a co za tym idzie w jednej chwili może być włączony tylko jeden kolor.
Jest jeszcze dioda trójkolorowa. Zawiera struktury świecące na czerwono, zielono i niebiesko (RGB). Przy odpowiednim sterowaniu umożliwia uzyskanie wszystkich kolorów.
telewizorek19