Как сделать переливающиеся светодиоды

Обновлено: 06.07.2024

Мигающие светодиоды применяются в различных сигнальных схемах, в рекламных щитах и вывесках, электронных игрушках. Сфера их применения достаточно широка. Простая мигалка на светодиоде может быть также использована для создания автосигнализации. Надо сказать, что моргать этот полупроводниковый прибор заставляет встроенная микросхема (ЧИП). Основные достоинства готовых МСД: компактность и разнообразие расцветок, позволяющее красочно оформлять электронные устройства, например, рекламное табло с целью привлечения внимания покупателей.

Но можно изготовить мигающий светодиод самостоятельно. Используя простые схемы, это сделать несложно. Как сделать мигалку, имея небольшие навыки работы с полупроводниковыми элементами, описано в этой статье.

Мигалки на транзисторах

Самый простой вариант – светодиодная мигалка на одном транзисторе. Из схемы видно, что база транзистора висит в воздухе. Такое нестандартное включение позволяет ему работать как динистор.

Светодиодная мигалка на одном транзисторе

При достижении порогового значения возникает пробой структуры, открытие транзистора и разрядка конденсатора на светодиод. Такая простая мигалка на транзисторе может найти применение в быту, например, в небольшой елочной гирлянде. Для ее изготовления понадобятся вполне доступные и недорогие радиоэлементы. Светодиодная мигалка, сделанная своими руками, придаст немного шарма пушистой новогодней красавице.

Можно собрать похожее устройство уже на двух транзисторах, взяв детали из любой радиоаппаратуры, отслужившей свой срок. Схема мигалки приведена на рисунке.

Схема мультивибратора на двух транзисторах для простой мигалки

Для сборки понадобятся:

резистор R = 6,8–15 кОм – 2 штуки;
резистор R = 470–680 Ом – 2 штуки;
транзистор n-p-n-типа КТ315 Б – 2 штуки;
конденсатор C = 47–100 мкФ – 2 штуки;
маломощный светодиод или светодиодная лента.

Диапазон рабочего напряжения 3–12 вольт. Подойдет любой источник питания с такими параметрами. Эффект мигания в данной схеме достигается поочередным зарядом и разрядом конденсаторов, влекущим за собой открытие транзисторов, в результате чего появляется и исчезает ток в цепи светодиода.

Светодиоды с миганием можно получить, подключив выводы к нескольким разноцветным элементам. Встроенный генератор выдает поочередно импульсы на каждый цвет. Частота моргающего импульса зависит от заданной программы. Таким веселым миганием можно порадовать ребенка, если установить устройство в детскую игрушку, например, машинку.

Неплохой вариант получится, если взять трехцветный мигающий светодиод, имеющий четыре вывода (один общий анод или катод и три вывода управления цветом).

Еще один простой вариант, для сборки которого понадобятся батарейки типа CR2032 и резистор сопротивлением от 150 до 240 Ом. Мигающий светодиод получится, если последовательно соединить все элементы в одной схеме, соблюдая полярность.

Мигающий светодиод

Если получается собрать веселые огоньки по простейшей схеме, можно перейти к более сложной конструкции.

Схема мигалки на светодиодах

Данная схема мигалки на светодиодах работает следующим образом: при подаче напряжения на R1 и заряжении конденсатора С1, на нем растет напряжение. После того как оно достигнет 12 В, происходит пробой p-n-перехода транзистора, что увеличивает проводимость и вызывает свечение светодиода. При падении напряжения транзистор закрывается, и процесс идет сначала. Все блоки работают примерно на одной частоте, если не учитывать небольшую погрешность. Схему мигалки на светодиодах с пятью блоками можно собрать на макетной плате.

Макет мигалки на транзисторах

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Объявления

ТС! Бошку не починить, это уже однозначно. Драгов не добыть. Выкиньте уже умученную цэшку и купите тестер, хотя бы 830 за 100 рублей! Оно хотя бы показывает, есть напруга в цепи или нет. И то польза будет. Как всегда, просто и лаконично!

Как же нет, у всех трансформаторов есть. Почти индуктивность первички измеренная при разомкнутой вторичке. Определяется из опыта холостого хода.

Отличная идея. Да и схема уже с номиналами. Где-то ещё автор найдёт такую. практически готовую к сборке. Правда для этого ему придётся поглубже покопать в закромах, чтобы найти вторую микросхему. ЗЫ: А если не найдёт, то не беда. Можно и прикупить. Только желательно поспешить, а то их совсем немного осталось.

Особенности человеческого восприятия таковы, что мы лучше замечаем не величину параметра, а его изменение. Поэтому во всех системах предупредительной и аварийной сигнализации применяются прерывистые звуки и свечение. Так проще привлечь внимание оператора или других людей. Подобное решение используется и в других целях. Например, в рекламе. Поэтому мигающий светодиод находит широкое применение в самых разных электронных схемах.

Что нужно для изготовления

Можно купить готовый светодиод, который при подаче питающего напряжения начнет мигать. В таком приборе, помимо обычного p-n перехода, имеется встроенная электронная схема, выполненная по следующему принципу:

Основой прибора служит задающий генератор. Он вырабатывает импульсы с относительно высокой частотой – несколько килогерц или десятков килогерц. Рабочая частота определяется параметрами цепочки RC. Емкость и сопротивление конструктивные – ими служат элементы устройства светодиода. Таким способом большую емкость получить не удается без существенного увеличения габаритов прибора. Поэтому произведение RC невелико, и работа на высоких частотах – вынужденная мера. При частоте в несколько килогерц человеческий глаз не различает мигание светодиода, и воспринимает его как постоянное свечение, так что вводится дополнительный элемент – делитель частоты. Последовательным делением он снижает частоту до нескольких герц (зависит от напряжения питания). Такое решение по массогабаритным показателям выгоднее применения конденсатора с большой емкостью. Наименьшее напряжение питания готового мигающего светодиода - около 3,5 вольт.

Как сделать мигающий светодиод

Мигающий светодиод сделать самостоятельно несложно. Во многих случаях понадобятся всего несколько дополнительных элементов. Простые варианты схем приведены ниже.

Мигалка на одном транзисторе

Подобную мигалку несложно сделать своими руками всего на одном транзисторе.

Схема собрана на однопереходном транзисторе. Можно установить отечественный элемент КТ117, можно подобрать зарубежный аналог. Частота колебаний обратно пропорциональна произведению R1C1. Номиналы и назначение элементов указаны в таблице.

R1	C1	R2	R3
От нескольких килоом до десятков килоом. Совместно с С1 задает частоту генератора.	Для получения частоты 1..3 Гц надо выбирать значение 10..100 мкФ, корректировать частоту подбором R1.	Ограничивает ток через транзистор и светодиод. Выбирается в зависимости от напряжения питания, при 10 В для установки тока в 10 мА номинал должен быть 1 кОм.	Несколько десятков Ом

Напряжение питания может лежать в пределах от 4,5 до 12 вольт. Недостатком схемы является применение оксидного конденсатора больших размеров – намного больше самого светодиода. Зато содержит мало элементов и работает сразу после безошибочной сборки. Если однопереходный транзистор приобрести не удастся, можно сделать его аналог на двух биполярных транзисторах.

Можно использовать два любых транзистора структуры p-n-p и n-p-n. Например, отечественные пары КТ315 и КТ316, КТ3102 и КТ3107 или любые другие приборы российского или зарубежного производства.

Мигающий светодиод от батарейки

Указанная схема проста, несложна в изготовлении, не нуждается в наладке (кроме, может быть, подбора параметров времязадающей цепочки). Но у нее есть особенность, которая в некоторых ситуациях может стать критической – для ее питания потребуется напряжение от 4,5 В. Такое напряжение потребует минимум трех пальчиковых батарей или CR2032. И даже небольшое снижение питания вследствие разряда может привести к неработоспособности схемы.

Почти всем распространенным светоизлучающим элементам для свечения требуется напряжение от 1,6 В (а зачастую и от 3 В), поэтому построить простую схему мигающего светодиода для питания от полуторавольтовой батарейки нельзя. Но можно сделать относительно сложную – с удвоением напряжения.

На транзисторах VT1, VT2 собран генератор, задающий частоту и длительность вспышек (их определяют цепочки R1C1 и C1R2 соответственно). Во время паузы заряжается конденсатор С2 почти до уровня питания. Во время свечения ключ VT3 открывается, VT2 закрывается, и емкость оказывается включенной последовательно с источником питания. Так напряжение на светодиоде удваивается.

Диод VD1 должен быть германиевым. На кремниевом диоде в открытом состоянии падение напряжения будет около 0,6 В – в данном случае это очень много.

Будет полезно ознакомиться: Моргающий светодиод без всяких схем

Изготовление светодиодной ленты

Популярным осветительным прибором, получившим широкое распространение, стала светодиодная лента. Она представляет собой гибкую основу, на которую нанесены параллельные цепочки из последовательно соединенных ограничительных резисторов и светодиодов. Поставляется такая лента в виде бухты, которую в определенных местах можно разрезать.

Из схемы видно, что осветительный прибор от одиночного светодиода отличается повышенным напряжением питания из-за последовательного включения нескольких элементов и повышенным током потребления, вызванного параллельным соединением многих цепочек. Поэтому источник питания должен быть достаточно мощный, следовательно – габаритный. Так что на размерах элементов схемы для построения светодиодной ленточной мигалки экономить нет смысла. Парадокс в том, что для такой ленты можно построить сверхпростой генератор сигналов.

Для этого понадобятся:

мигающий светодиод; ;
мощный полевой транзистор (можно применить IRLU24N или подобные, подходящие по параметрам);
собственно лента;
источник питания.

Светодиод будет периодически включаться, подавая и снимая напряжение на затворе транзистора. Ключ будет включаться и выключаться в такт, включая и выключая светодиодную ленту. Мигалку можно нарастить, если требуется второй осветительный прибор включать и отключать в противофазе с первым.

Если одна лента включена, то вторая будет в отключенном состоянии, и наоборот.

Для каждой ленты можно использовать отдельный источник питания, но общий провод (минусовую линию) надо соединить.

У такой схемы неоспоримые достоинства – простота и дешевизна. Но есть и недостаток – частота и длительность мигания определяются параметрами светодиода, и менять их можно только напряжением питания одновременно. Чтобы можно было установить раздельно период вспышек и их длительность, нужна схема сложнее. Для этого понадобится микросхема КР1006ВИ1 или ее зарубежный аналог NE555. Достоинства этого чипа:

небольшие размеры;
низкое энергопотребление;
возможность раздельно регулировать длительность выходных импульсов и паузу между ними.

Параметры колебаний устанавливаются элементами R1, R2, C:

длительность включения t1=0,693(R1+R2)*C;
длительность паузы t2= 0,693*R2*C;
частота генерации f=1/0,693*(R1+2*R2)*C.

При желании можно поставить вместо R1 и R2 переменные резисторы. В этом случае регулировать режим мигания можно оперативно.

Питание микросхемы не должно превышать 15 В. При использовании 24-х вольтовой ленты для чипа надо предусмотреть отдельный источник или сделать стабилизатор 24/15 вольт (подойдет простейший параметрический на стабилитроне или на интегральном стабилизаторе 7815).

Сделать мигалку из светодиода или ленты несложно. Для успеха нужен минимум знаний электротехники, простые навыки и несколько радиоэлементов.

Собираем простую схему мигающего светодиода на одном транзисторе

Самая простая схема мигалки состоит из трех радиоэлементов, а четвертый – светодиод. Хотя в качестве ключевого элемента представлен транзистор, его база не подключена, и полупроводник работает как динистор.

При включении питания конденсатор не заряжен, между эмиттером и коллектором присутствует низкое напряжение, динистор закрыт и не пропускает электрический ток, светодиод не горит. По мере заряда конденсатора напряжение на нем и на динисторе растет. В определенный момент динистор открывается, и конденсатор разряжается через светодиод. Далее цикл повторяется. Частота мерцаний светодиода определяется емкостью конденсатора и сопротивлением резистора.

Всю схему легко разместить в спичечном коробке. Мигающий светодиод и провода питания удобно закрепить горячим клеем.

Если сделать несколько подобных светодиодных мигалок и включить их вместе, получится гирлянда. Так как радиоэлектронные элементы имеют определенный разброс параметров, светодиоды будут мерцать в хаотичном порядке. При этом мигалку можно изготовить в виде единого блока, как на фото.

Светодиодная мигалка с низковольтным питанием

Случается, что в качестве источника питания выступает батарейка с напряжением 1,5 или 3 вольта. Этого напряжения явно недостаточно, чтобы светодиод ярко светился. В электронных схемах питание на него чаще всего подается через транзистор, на котором падает 0,7 В, так что светодиод в таком случае не будет гореть совсем. В этом случае применяется специальная схема, где дополнительное напряжение создает электролитический конденсатор.

В момент включения питания оба транзистора закрыты, и конденсатор С2 заряжается через резисторы R3, R2, напряжение на нем растет. Конденсатор С1 заряжается через резисторы R1, R2, напряжение на нем также растет. В итоге открывается транзистор VT1, который, в свою очередь, открывает транзистор VT2. В результате источник питания и конденсатор С2 включаются последовательно, и на светодиод подается повышенное напряжение питания. По мере разряда конденсатора С2 светодиод гаснет. Далее цикл повторяется.

Подборка элементов схемы и правила монтажа своими руками

Далеко не всегда есть в наличии детали, указанные на схеме. Их нетрудно заменить. Часто на схемах указаны транзисторы КТ 315Б, которые имеют небольшие размеры. Вместо них подойдут такие же с любой буквой, однако при высоком напряжении питания схемы надо убедиться с помощью справочника, что они выдержат. Практически во всех примерах подойдут почти любые транзисторы малой мощности.

При этом можно использовать элементы другой проводимости, изменив полярность подключения питания, светодиодов и конденсаторов. Конкретно у транзисторов К315 буквенный индекс находится справа, а у КТ361 — посередине корпуса. Резисторы и электролитические конденсаторы подойдут любые малогабаритные.

Если мы говорим об устройстве, имитирующем автосигнализацию, или реле поворотов для велосипеда, то монтаж лучше всего сделать на печатной плате, которую помещают в пластмассовую коробку. Два провода из коробки подводят к мигающему светодиоду, еще один соединяют с корпусом, а четвертый подсоединяют через тумблер к питанию + 12 В. Подключаться необходимо к цепи, которая находится постоянно под напряжением и защищена предохранителем. Монтажные провода должны иметь надежную изоляцию. Их необходимо хорошо закрепить и надежно защитить от возможного перетирания.

Множество устройств дополняются мигающими светодиодами, обеспечивая подачу необходимых сигналов или простую подсветку.

Особенности светодиодов

Прежде чем сделать оригинальный мигающий светодиод, необходимо узнать некоторые моменты относительно этих устройств.

Излучаемый свет зависит от ряда показателей,
Коэффициент полезного действия может быть разным. Причем самые слабые синие,
Как для полупроводниковых элементов, КПД у светодиодов (СД) достаточно мал. В большинстве случаев он не превышает 45 процентов,
Одновременно с низким КПД, светодиоды отличаются превосходной эффективностью превращения в световую энергию электричества,
На каждый Вт электроэнергии приходится количество фотонов, примерно в 6-7 раз превышающих показатели спирали накаливания при аналогичных потребительских условиях,
Такие возможности светодиодов объясняют популярность создания мигающих ламп на основе СД,
Светодиодам требуется достаточно маленькое напряжение, чтобы схема оказалась рабочей,
Чтобы добиться эффекта мигания, следует соответствующим образом подобрать пассивные и ключевые элементы. Тогда схема сможет выдавать мигание требуемой формы скважность, частота следования или амплитуда.

Для создания своими руками мигающего устройства можно воспользоваться платформой Ардуино. Ардуино это аппаратная вычислительная платформа. Что самое интересно, Ардуино предназначена для аматорского использования, позволяет создавать всевозможные схемы.

Питающие напряжения для светодиодов

Чтобы создать красный, синий, желтый или любой другой светодиод или полноценную светодиодную ленту, сделать это путем подключения к сети на 220 Вольт не самое лучшее решение.

На практике подобные схемы через питание на 220 Вольт существуют, но самостоятельно добиться эффекта мигания крайне сложно.

Куда правильнее, когда схема использует более подходящее питающее напряжение.

5 Вольт. Такое напряжение вы можете встретить в зарядных устройствах для телефонов, во многих современных гаджетах. Величина выходного тока здесь небольшая, но обычно таковая и не требуется. Дополнительно 5 Вольт можно отыскать на шинах блока питания компьютера. В этой ситуации вы не будете ограничены по току. Питающий провод будет красный, а заземление черный.
7-9 Вольт. Наиболее часто встречается подобное напряжение на рациях. Каждая компания выпускает свои рации со своими нюансами, потому конкретных рекомендаций дать проблематично. Но поскольку рации часто приходят в негодность, проблем с получением бесплатного зарядного устройства не возникает.
12 Вольт. 12 Вольт является стандартным показателем напряжения для сегмента микроэлектротехники. Встречаются 12 Вольт повсеместно. В тех же компьютерных блоках они присутствуют обязательно. Здесь изоляция это синий, а не красный провод. 12 Вольт считается оптимальным решением, потому рекомендуем вам остановиться именно на нем.
3,3 В. Многие могут сказать, что подобный номинал слишком мал, потому особой популярностью пользоваться не будет. Частично это справедливое утверждение. Но исключением является ситуация, где в дело идет RGB светодиод SMD0603. Только учтите, что при падении в прямом направлении напряжения более 3 В, могут возникнуть проблемы.

Заставляем RGB мигать

Эта схема наиболее интересная, поскольку позволяет использовать указанные светодиоды SMD.

Для подключения SMD 0603 идеальным источником напряжения станет не батарейка, а блок питания от вашего компьютера. По меньшей мере, протестировать схему с его помощью можно,
Вам потребуется установить резисторный делитель,
Чтобы сделать это своими руками, вам потребуется схема и техническая документация. Они позволят дать оценку сопротивлением p-n переходов в прямом направлении, используя тестер,
Непосредственно прямое измерение здесь недопустимо,
Вместо этого собирается схема.

Далее следует непосредственное подключение. Если сделать все правильно, мигающий светодиод будет работать.

Схема предоставлена уже вместе с номерами ножек, учитывая технические параметры.
Питание идет на катод, из-за чего полярность является отрицательной. Для открытия p-n перехода напряжения в 3,3 Вольт будет вполне достаточно.
Используя переменный резистор, за слишком большим его номиналом гнаться не стоит. Согласно рисунку, максимальный предел переменного резистора составляет 680 Ом. В таком положении элемент должен изначально располагаться.
Зачастую показатели сопротивления у открытых p-n переходов небольшие. Однако нам необходимо получить приличный запас. Это позволит светодиодам не перегореть.
Не забывайте, что максимальное прямое напряжение превышать 3 Вольт не должно.
Учтите другой момент. Если вольтаж каждого диода окажется низким, сопротивление окажется на уровне 700 Ом.
В случае параллельного включения параметры суммарного сопротивления вычисляются согласно формуле, приведенной ниже на изображении.
Вставляем в эту формулу три входных параметра по 700 Ом и в результате получаем 233 Ом. Это и будет сопротивлением наших светодиодов на момент, когда они только начнут открываться.
При выполнении подключений обязательно контролируйте режим с помощью тестера. Чтобы сделать это, старайтесь постоянно делать замеры напряжения на схеме, параллельно уменьшая сопротивление. Делается это до тех пор, пока разница потенциалов не окажется на уровне 2,5 Вольт.
Повышать вольтаж до еще больших значений не рекомендуется, поскольку это уже опасно. Часто схема предусматривает использование около 2,2 Вольт, не доводя разницу потенциалов до 2,5 единиц. Но тут действуйте на свое усмотрение и следите за правильностью сборки схемы.
После этого, исходя из пропорций, можно отыскать нужное нам сопротивление светодиодной схемы.
Учтите, что провод с номиналом 3,3 В на компьютерном блоке питания не красный, а оранжевый. Заземление берется от черного. Подключать подобный модуль без нагрузок не рекомендуется. Используйте какой-то проигрыватель DVD или подобное ему устройство.

А где именно применить мигающие светодиоды? Тут вы действуйте на свое усмотрение. Вам же потребовалось для чего-то собрать схему для обеспечения мигания этих ламп? Соответственно, определенные задумки относительно применения схемы у вас имеются.

Красный, синий, желтый, оранжевый светодиод может быть самым разнообразным. Это позволяет создавать целые оригинальные ленты из диодов. Некоторые могут работать от простой батарейки, либо от более серьезного источника питания.

При детальном изучении особенностей мигающих светодиодов, многим удается вскоре самостоятельно создать нечто вроде новогодних гирлянд с регулируемой частотой мигания. Принципиально сложного в подобных схемах ничего нет. Но начинать стоит с малого.

Читайте также: