Мигающий светодиод

Мигающий светодиод – это светодиод, в корпус которого уже включены резистор и ёмкость для задания режима работы.

Общая информация

В литературе присутствуют сведения, что маркировка мигающего светодиода оканчивается на латинскую литеру F. Вероятно – от английского flashing. Изучение вопроса показало, что производители предпочитают маркировать мигающие светодиоды через литеру B. От английского blinking. Так называют мигающие светодиоды за рубежом. А значит, не каждому источнику возможно верить.

Мигающий светодиод по внешнему виду не отличается от обычного, демонстрирует повышенное сопротивление контактов, а электроды сконструированы так, что между ними образуется значительной величины электрическая ёмкость (конденсатор). Указанные два элемента задают постоянную времени цепи управления транзистором, микросхемой и т.д. Из-за отсутствия понимания аудиторией возникает главный вопрос – как использовать мигающий светодиод на практике.

При подключении постоянного напряжения конденсатор зарядится до потенциала цепи, и процесс остановится. Следовательно, требуется коммутировать ключ, обеспечивающий разрядку. Как при создании мигающих схем на обычных светодиодах. В связи с этим изложение начинается с момента: как без мигающего светодиода получить мерцание.

Главным становится вопрос необходимости подобного изобретения. Научно доказано, что переменный световой поток гораздо эффективнее привлекает внимание человека, нежели постоянный. Мигающий диод заметнее простого – это очевидный факт! На горе терпящий бедствие альпинист привлечёт внимание, если зеркальцем попробует подать знак. Подобный блеск заметен на протяжении всей прямой видимости, а это – десятки километров. Затронутая тема серьёзна, в подтверждение приводим материалы:

  1. Трупы на горе Эверест: youtube.com/watch?v=EZ3vK-pvBKs. Считается, что первые покорители горы навсегда остались там и погибли уже на спуске. Первый поныне не найден, второй остался лежать (1996 год) на западе от тропы. Если бы на дежурстве оказалась команда, вероятно, люди вернулись бы живыми. Мораль? Поднимаясь за 50 тыс. долларов в гору, оставьте внизу способных прийти на помощь (заплатив предварительно). Координаты по радиосвязи пока передавать не научились, мигающие светодиоды окажут неплохую услугу альпинистам. Для сведения: в разрыв облаков гора просматривается почти до вершины.
  2. Группа Дятлова: murders.ru/Dyatloff_group_1.html#20. Если бы по счастливой случайности отколовшийся от группы Юрий Юдин позаботился об условных знаках и подстраховал команду, исход оказался бы иным. Вещественные источники указывают, что на месте событий уже после катастрофы горел костёр. Мораль? Подобные походы нельзя совершать без страховки.

Итак, мигающий светодиод позволяет реализовать множество схем, причём далеко не все относятся к сфере развлечений. Хотя по большей части оборудование используется как индикация, к примеру, заряда устройства. Любой желающий убедится, что зелёный светодиод незаметен на корпусе системного блока боковым зрением, но мигающий виден.

Компьютер под управлением Windows 10 выключается долго, когда питание пропадает раньше времени, пользователь оценит мигающий светодиод. По цвету возможно простым путём контролировать прогресс. Новые системные блоки имеют опцию «включение по тревоге», при подаче питания. Сети TN-C-S обеспечивают плохую фильтрацию, помехи воспринимаются системными платами как сигнал для включения. Следовательно, в конце рабочего дня требуется убрать снабжение электричеством окончательно. Если сетевые фильтры отключены раньше времени, возможна потеря данных, даже приходится переустанавливать систему с вытекающими последствиями.

Зелёный светодиод непросто заметить, в особенности, если системный блок освещён лучам Солнца. А соседний индикатор, показывающий активность жёсткого диска, в самые интересные моменты отключается, исполняя закон Мерфи. Разработчики системных плат сумели бы заставить светодиод наличия питания мигать при выключении. Аналогично требуется сделать и в режиме ожидания, первой распространённой поломкой в современном компьютере считается неплотная стыковка силового шнура (второй – отсутствие заземления корпуса). По мигающему светодиоду это отслеживать крайне удобно.

Как подключить светодиод, чтобы мигал

Простейшая схема

Первая схема используется давно. В СССР уже известна и базируется на лавинном пробое перехода коллектор-эмиттер биполярного транзистора. Конденсатор заряжается от сети, и напряжение делится между светодиодом и полупроводниковым ключом. Номиналы резистора и конденсатора определяют постоянную времени заряда и, как следствие, частоту мигания.

Лавинный пробой подобен электрической дуге и демонстрирует отрицательное дифференциальное сопротивление. Пока заряд на конденсаторе падает, светодиод спокойно работает. Наконец, разница потенциалов достигает некоего порога, p-n-переход закрывается. Точнее, между эмиттером и коллектором два p-n-перехода. Из сказанного следует, что транзистор возможно заменить любым нелинейным элементом, демонстрирующим вольт-амперную характеристику с отрицательным дифференциальным сопротивлением. В указанную группу попадают лавинные и туннельные диоды.

Большинство биполярных транзисторов демонстрируют нужную характеристику. Выбирается тот, предельное обратное напряжение эмиттер-коллектор которого меньше приложенного питания. Лавинный пробой проще наблюдается на эмиттерном переходе. Соответственно, его потребуется включать в обратном направлении.

Схемы генераторов

В интернете обсуждается схема на мультивибраторе. Выделяются прочие генераторы, полезные простотой сбора и наладки. Релейные устройства применяются и поныне. Их относят к классу контактных генераторов, обозначая наличие движущихся частей.

Пульс-пара, построенная из двух реле, обнаруживает простое достоинство — очевидную работу, устройств измерений для отладки не требуется. На рисунке изображён возможный вариант реализации схемы на электромагнитных размыкающем и замыкающем реле. В начальный момент времени питание подаётся через контакт 2П на катушку 1П. В результате первое реле замыкается. 2П получает питание и:

  1. Разрывает свои контакты в выходной цепи, где стоит светодиод. Он гаснет.
  2. Перестаёт питать 1П.

Пропадает питание на реле 1П, оно открывается. В результате нормально замкнутые контакты 2П возвращают питание светодиоду и 1П. Схема откатывается в исходное состояние, начинается новый цикл работы. Скорость переключения определяется целиком характеристиками реле. Для дополнительной регулировки допустимо добавить в схему задерживающие срабатывание элементы.

На втором рисунке показан генератор, массово использовавшийся в технике. Состоит из пульс-пары, режим работы рассмотрен выше, и вспомогательного реле, с задачей задержки по времени. Кнопки управления (КУ) задают нужные параметры.

При нажатии КП устройство включается в работу. Щётки шагового искателя (ШИ) переходят с ламели на ламель. Выполняется переключение. Вначале через ламель 0, кнопку и катушку 1П потенциал подаётся на реле 1П. Оно срабатывает и выполняет действия:

  • Обрывает цепь питания катушки 2П, где прежде тёк ток.
  • Готовит реле Д к срабатыванию.

При переходе щётки на ламель 1 реле 1П обесточивается, 2П размыкает свои контакты. Реле 1П отпадает. Включается 2П, подавая питание на 1П. Круг замыкается. На втором контакте 2П подключён светодиод, начинающий мигать.

Если нажата КУ, щётка ШИ попадает на вторую ламель, и при включенном 1П сработает реле Д. Последнее на время замедлит переключение 2П. В таком случае светодиод временно перестанет моргать, период удлинится.

Схема на мультивибраторе

Мультивибраторами называют транзисторные генераторы прямоугольных импульсов. В силу особенностей силовые элементы чаще выбираются биполярные. По классификации мультивибраторы относятся к бесконтактным генераторам и часто применяются для питания светодиодов, заставляя мигать.

Транзисторы достать проще, нежели специализированные микросхемы, что обусловливает популярность предлагаемого технического решения. Бесконтактные генераторы отличаются большим сроком службы, а скорость переключения настраивается выбором номиналов пассивных элементов. Мультивибраторы производят импульсы прямоугольной формы. Впрочем, аналогичное говорится о контактных генераторах. В рассматриваемом случае это хорошо.

По схеме на базу первого транзистора через конденсатор подаётся напряжение коллектора второго, открывая ключ. В этот момент происходят одновременно два процесса:

  1. Управляющий конденсатор разряжается через крайний резистор и переход эмиттер-база противоположного транзистора.
  2. Через его коллектор и внутренний резистор заряжается другой конденсатор.

Схема работает, как качели, что, впрочем, характерно для любых генераторов прямоугольных импульсов. Номиналами С и R допустимо изменять период колебания и скважность. Последнее достигается в несимметричной схеме.

Генераторы на микросхемах

Таймер на микросхеме серии 555 позволяет простыми путями заставить светодиод мигать. Для этого радиолюбители используют стандартную батарейку на 9 вольт. Несколько резисторов, микросхема и конденсатор – все, что понадобится в описанной ситуации. Как и ранее, постоянная времени задаётся размерами пассивных элементов конденсатора. Для отладки схемы возможно использовать подстроечную или переменную ёмкость.

  

Как применять мигающий светодиод

Несложно заметить, что в схемах светодиод используется обычный. Мигающий отличается наличием собственной ёмкости и большого сопротивления контактов. Эти параметры простым путём измеряются при помощи тестера. Для успешного хода опытов небесполезно узнать, что более длинная ножка светодиода считается анодом, и сюда нужно аккуратно подать плюс. Элемент не терпит высоких обратных напряжений и непременно сломается, если не соблюдать предосторожностей.

После измерений тестером рекомендуется нарисовать эквивалентную схему светодиода. Нарисовать на ней ёмкость и сопротивление. Потом расчёт времени переключения ведётся с использованием материала из разделов портала:

  1. Параллельное и последовательное соединение проводников.
  2. Последовательное соединение конденсаторов.
  3. Параллельное соединение конденсаторов.

Информация из топиков поможет рассчитать характеристики практически любого соединения пассивных элементов. После этого вычисляется постоянная цепи заряда. Это делается перемножением номиналов R и С. Время полного перехода системы из одного состояния в другое равно трём вычисленным периодам. К примеру, для ёмкости 10 мкФ и конденсатора 20 кОм величина составит 200 мс. Следовательно, светодиод станет мигать с частотой порядка 2-3 Гц, два или три раза в секунду.