Valgusdiood31. Oct '13

Sissejuhatus

Valgusdiood kuulub ühte dioodi alamkategooriatesse. Valgusdiood emiteerib kindla pooljuhi omadustest tuleneva lainepikkusega footoneid 2 elektronide liikumisel pärisuunas.

Valik valgusdioode

Kõige enim levinud on rohelised ning punased valgusdioodid, mida kasutatakse indikaatoritena. Sääraste valgusdioodide pingelang on tavaliselt 1.8V, kuid sõltuvalt pooljuhist võib esineda ka 3.3V pingelanguga siniseid valgusdioode. Indikaatoritena kasutatavad valgusdioodid on enamasti disainitud töötama 20mA vooluga, valgustitena kasutatavad valgusdioodid on oluliselt võimsamad, tarbides 100mA kuni 500mA voolu.

Valgusdioodi ühendamine

Valgusdioodi ühendamisel on oluline, et valgusdioodi ei läbiks liiga suur vool. Indikaatorina kasutatava valgusdioodi puhul näiteks tõuseb märgatavalt valgusdioodi temperatuur ning valgus muutub kollakamaks. Voolu piiramiseks kasutatakse tavaliselt takistit.

Käesolevas katses kasutame 9V patareid ning rohelist valgusdioodi. IT Kolledži robootikaklubi (t)räniorust leiab kamaluga mitmesuguseid valgusdioode, takisteid ning toiteallikaid millega käesolevat katset läbi viia:

9V patarei, valgusdiood ning takisti vooluring

Tingmärkidega ülestähendatult näeks skeem välja umbes selline:

Vooluring tingmärkidega ülestähendatult

Takisti arvutamine

Toiteallikas 9V patarei:

\begin{equation*} U = 9V \end{equation*}

Eeldame, et valgusdioodi läbiv maksimaalne vool on 20mA. Selle numbri leiab üles valgusdioodi spetsifikatsioonist:

\begin{equation*} I = 20mA = 0.02A \end{equation*}

Pingelang valgusdioodil 1.8V, selle samuti leiab valgusdioodi spetsifikatsioonist:

\begin{equation*} \Delta U_{valgusdiood} = 1.8V \end{equation*}

Siit võime edasi tuletada vajaliku pingelangu takistil et valgusdiood läbi ei põleks:

\begin{equation*} \Delta U_{takisti} = U - \Delta U_{valgusdiood} = 9V - 1.8V = 7.2V \end{equation*}

Seejärel takisti väärtuse:

\begin{equation*} R_{takisti} = \frac{\Delta U_{takisti}}{I} = \frac{7.2V}{0.02A} = 360\Omega \end{equation*}

Ilmselt on 360Ω takistit üpris raske leida, küll aga peaks leidma mõne 330Ω või 470Ω takisti mis sobib ka käesolevasse skeemi. Takistuste arvutamisel tuleb abiks valgusdioodi skeemisimulaator 1.

1: Valgusdioodi skeemisimulaator
2: Orange LED changes color in liquid nitrogen

Estonian IT College Tiigriülikool LED Arduino