قبل أن تتعامل مع الليد إليك : المدخل لاستخدام الدايود المشع للضوء (الليد) Light Emitt

[F.Abdelaziz]

قبل أن تتعامل مع الليد إليك : المدخل لاستخدام الدايود المشع للضوء (الليد) Light Emitting Diode (LED)
المرجع الأساسى :

http://mediafire.com/?8aic8st4fud9od7

مقدمة :
فى الوقت الراهن أصبح الدايود المشع للضوء (الليد) هو المعادل لمصباح الإضاءة الكهربائى . إضاءة الليد يمكن أن تتغير من الضوء الخافت إلى الضوء الساطع . مصباح الإضاءة هو جهاز كهربائى مكون من فتيلة من سلك متوهج ، فى حين أن الليد هو جهاز إلكترونى . الليد أكثر كفاءة ، لأنه ينتج حرارة أقل ويجب تشغيله بطريقة صحيحة لمنعه من التلف . سوف نتناول كيفية توصيل الليد فى الدائرة علاوة على عدد من المشاريع باستخدام الليدات .
توصيل الليد :

يجب توصيل الليد فى الدائرة بالطريقة الصحيحة ، ويجب أن يتم توصيل مقاومة لتحديد التيار به . فى الشكل السابق ، الليد بالمخطط الأول من اليسار لن يضىء لأن الليد الأحمر يحتاج إلى 1.7V فى حين أنه متصل ببطارية 1.5V . الليد فى المخطط الثانى سوف يتلف ، لأنه يحتاج إلى 1.7V فى حين أنه متصل ببطارية 3V . المقاومة مطلوبة لتحديد التيار إلى حوالى 25mA وأيضا الجهد إلى 1.7V ، كما هو الحال فى ليد المخطط الثالث . المخطط الرابع يبين الدائرة الكهربية لطريقة التوصيل وهى تتكون من الليد ومقاومة تحديد التيار والبطارية . فى المخطط الخامس ، لن يعمل الليد لأنه موصل بطريقة خاطئة (معكوس) .

انخفاض (هبوط) الجهد المميز لليد :

[F.Abdelaziz]

انخفاض (هبوط) الجهد المميز لليد :
عندما يتم توصيل الليد بالطريقة الصحيحة فى الدائرة فأن الليد سوف ينتج جهد بين طرفيه يسمى " انخفاض الجهد المميز" .
يجب تغذية الليد بجهد أعلى من جهده المميز من خلال مقاومة تسمى "مقاومة هبوط أو خفض الجهد " أو تسمى "مقاومة الحد أو تحديد التيار" ، لذلك فإن الليد سوف يعمل بشكل صحيح ويعطى إضاءة لمدة تتراوح من 10,000 إلى 50,000 ساعة على الأقل

طريقة عمل الليد :
يتم توصيل الليد والمقاومة على التوالى عبر مصدر الجهد . عندما يرتفع الجهد من 0V ، لا يحدث شىء حتى يصل الجهد إلى حوالى 1.7V . عند هذا الجهد فإن "الليد الأحمر" يبدأ فى الإضاءة . عند زيادة الجهد ، يظل الجهد عبر الليد عند القيمة 1.7V ولكن يتزايد التيار خلال الليد وتزداد شدة إضاءته .

الآن نوجه اهتمامنا إلى التيار المار خلال الليد . عند زيادة التيار إلى5mA ثم 10mA ثم 15mA ثم 20mAسوف تزداد شدة الإضاءة (السطوع) ، وعند 25mA سوف تصل إلى أقصى شدة إضاءة . سوف تزيد وعلى 25MA، وسوف يكون الحد الأقصى. وزيادة امدادات التيار الكهربائي ببساطة تغيير لون الصمام قليلا ولكن سوف البلورة داخل LED تبدأ في زيادة الحرارة وهذا سوف يقلل من الحياة إلى حد كبير ، زيادة جهد المصدر ببساطة سوف يغير من لون الليد قليلا ولكن سوف تبدأ الكريستال الموجودة داخل الليد فى السخونة الزائدة وهذا سوف يؤدى إلى تخفيض عمر الليد بشكل كبير .
ما سبق هو مجرد مثال بسيط لأن كل ليد لها "هبوط جهد مميز" و أقصى تيار مختلف . الشكل أدناه يبين ليد متصل مع منبع 3V ومنبع 9V ومنبع 12V . مقاومات تحديد التيار مختلفة ، الدائرة الأولى تأخذ 6mA ، والثانية تأخذ 15mA ، والثالثة تأخذ 31mA . لكن الجهد عبر الليد هو نفسه فى جميع الحالات ، وذلك لأن الليد ينشىء "هبوط الجهد المميز" له ، وهو لا يتغير .

لا يهم إذا كانت المقاومة متصلة فوق أو تحت الليد ، فالدوائر يكون لها نفس العمل :

جهد الرأس :

[F.Abdelaziz]

جهد الرأس :
والآن نوجه اهتمامنا إلى المقاومة .
عند زيادة جهد التغذية فإن الجهد عبر الليد سوف يكون ثابت عن 1.7V (لليد الأحمر) وهذه الزيادة فى الجهد سوف تكون فى شكل هبوط (انخفاض) عبر المقاومة .التغذية يمكن أن تكون أى جهد من 2V إلى 12V أو أكثر . فى هذه الحالة فأن المقاومة سوف تتسبب فى هبوط (أو خفض) الجهد بقيمة من 0.3V إلى 10.3V . هذا الجهد يسمى "جهد الرأس" Head voltage . الشكل التالى يبين جهد الرأس :

هبوط الجهد عبر المقاومة جنبا إلى جنب مع التيار يشكل إهدار فى الطاقة ويجب أن تبقى عند أدنى حد ممكن ، ولكن ينصح بجهد رأس صغير ( مثل 0.5V) بل ينبغى أن يكون الحد الأدنى لجهد الرأس الحد الأدنى حوالى 1.5Vوهذا لا ينطبق إلا إذا كان التغذية ثابتة . جهد الرأس يعتمد على جهد التغذية ، فإذا كان جهد التغذية ثابت ويضمن عدم الزيادة أو الانخفاض ، عندئذ يمكن أن يكون جهد الرأس صغير ( حده الأدنى 1.5V ) .
لكن معظم التغذية تتم عن طريق البطاريات ، وجهدها سوف يهبط مع استخدامها .
مثال يبين المشكلة :
جهد التغذية 12V :
7 ليدات حمراء على التوالى 7X1.7=11.9V
الهبوط على المقاومة 12-11.9 =0.1V
بمجرد أن يهبط جهد التغذية إلى 11.8V لن تضىء أى ليد .

مثال آخر :
جهد التغذية 12V
5 ليدات خضراء على التوالى 5X2.1 = 10.5V
الهبوط على المقاومة 12-10.5 = 1.5V
فى هذه الحالة يكون الهبوط المسموح فى جهد البطارية هو حتى 1.5V
لكن نقترب أكثر من هذه الحالة :
نفترض أن تيار التغذية يكون 25mA عند 12V
كلما انخفض جهد التغذية ينخفض التيار
عند 11.5V سوف يكون التيار 17mA
وعند 11V سوف يكون التيار 9mA
وعند 10.5V سوف يكون التيار صفر .
يمكن أن ترى أن هبوط جهد التغذية للعمل الصحيح هو حوالى 1V فقط .
العديد من البطاريات يهبط جهدها 1V ولكنها لا تزال تحتفظ بأكثر من 80% من طاقتها .
هذا هو السبب فى أنك تحتاج لتصميم دائرتك عند "جهد رأس" كبير .

اختبار (فحص) الليد :

[F.Abdelaziz]

اختبار (فحص) الليد :

إذا لم يكن من الممكن التعرف على طرف الكاثود لليد ، يتم وضع 3 خلايا بطاريات على التوالى مع مقاومة 220 أوم وإضاءة الليد كما فى الشكل أعلاه . الجهد 4.5V يتيح اختبار جميع أنواع الليدات ، لأن اليدات البيضاء تتطلب حتى 3.6V . لا تستخدم جهاز القياس المتعدد لأن بعضها قد يكون به 2 خلية بطارية فقط وهى لن تضىء جميع أنواع الليدات . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الطرف السالب للجهاز يتصل بموجب البطارية (بداخل الجهاز) على وضع قياس المقاومة ، لذلك سوف تحصل على اختبار غير صحيح لطرف الكاثود .

التعرف على الليد :
لا يوجد لليد طرف موجب أو طرف سالب ، بل له طرف يعرف "بالكاثود" Cathode ، هذا الطرف يتم تميزه (التعرف عليه) عن طريق المكان المسطح على جانب الليد و / أو الطرف الأقصر . هذا الطرف يتم توصيله بخط 0V للدائرة . العديد من الليدات لها جزء مسطح على جانب واحد وهو الذى يحدد طرف الكاثود. بعض الليدات السطحية surface-mount لها نقطة أو شكل للتعرف على الكاثود وبعضها له جزء مقطوع على نهاية واحدة. الشكل التالى يبين بعض علامات تحديد هوية الليدات :

الليدات هى أجهزة تعمل بالتيار :
يوصف الليد على أنه جهاز يعمل بالتيار . هذا يعنى أن الإضاءة يتم تحديدها عن طريق كمية التيار المار بالليد. يمكن تغيير شدة سطوع (إضاءة) الليد عن طريق زيادة أو خفض التيار ، التأثير لن يكون خطيا ، لذلك فأنه من الأفضل التجربة لتحديد أفضل تيار يمر والمناظر لشدة الإضاءة التي تريدها . الليدات عالية الإضاءة والليدات فائقة الإضاءة تضىء عند 1mAأو أقل ، وبالتالي فإن نوعية الليد لها دخل كبير بشدة الإضاءة . يتم تحديد حياة العديد من الليدات عند 17mA . هذه القيمة تبدو أفضل قيمة لكثير من أنواع الليدات .

الليدات التى تعمل على تيار من 1mA إلى 5mA :
بعض الليدات سوف تنتج إضاءة عند 1mA . هذه الليدات تعرف بأنها "عالية الجودة" high Quality أو "ذات شدة إضاءة مرتفعة" High Brightness والطريقة الوحيدة لاختبار هذه الخاصية هو اختبارها عند 1mA .

الليد الذى يعمل على 5V :
بعض المنتجين وبعض المواقع تتحدث عن ليد أبيض أو أزرق يعمل على 5V . بعض الليدات لها مقاومة داخلية صغيرة ويمكن وضعها على مصدر جهد 5V .
بعض المواقع تقترح وضع الليد الأبيض على مصدر جهد 5V. هذه الليدات لها " انخفاض جهد مميز" قيمته 3.6V وينبغي ألا توضع مباشرة على جهد أعلى من هذه القيمة.
الليد الوحيد الذى به مقاومة داخلية هو ليد الوميض" FLASHING LED . هذه الليدات يمكن وضعها على مصدر جهد من 5V إلى 12V حيث تومض بمعدل 2Hz تقريبا .
لا تفترض أبدا أن الليد له مقاومة داخلية ، لذلك دائما يتم إضافة مقاومة على التوالى . بعض ليدات الإضاءة المرتفعة مصممة للعمل على الجهد 12V . هذه الليدات بها دوائر كاملة داخلية لإمداد الليد بالتيار الصحيح . هذا النوع من الليدات خارج هذا الموضوع .

توصيل الليدات على التوالى :

[جابرعبدالواحد]

شلرح رائع لمهندسنا الكبير /فتح الله عبدالعزيز جزاك الله كل الخير

[yacine2520]

استاذنا و مشرفنا العزيز / F.Abdelaziz

السلام عليكم و رحمة الله تعالى و بركاته.

تحية اخوية لكم و لكل مهندسي قسمكم المحترم.

بارك الله فيكم على هذا الشرح العلمي المنهجي الرائع لاحد اهم المكونات الالكترونية.
تسلم الايادي استاذنا الغالي و جزاك الله تعالى عنا خير الجزاء.

[olmacall]

الله يعطيك العافية أستاذنا الغالي

[F.Abdelaziz]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شكرا جزيلا لجميع الأخوة المشاركين

مع تمنياتى بالتوفيق