با ما همراه باشید

LED

مدار LED ساده

منتشر شده

در

هر زمان که نام “الکترونیک” را می شنویم، اولین چیزی که بلافاصله در ذهن می آید LED و مقاومت است.LED و مقاومت ها اولین قطعاتی هستند که در شروع موضوع الکترونیک در مدارس معرفی می شوند.بنابراین در اینجا ما ساخت ساده ترین مدار در الکترونیک را آموزش می دهیم که روشن کردن LED با استفاده از یک مقاومت و باتری است.

این اولین مدار پایه LED است که من چندین سال پیش در روزهای مدرسه خودم ساخته بودم و لذت زیادی از دیدن LED درخشان داشتم.برای ساخت این مدار شما تنها چهار چیز نیاز دارید:

  1. LED یک عدد
  2. مقاومت(۲۲۰ اهم یا ۳۳۰ اهم  یا K1)
  3. منبع تغذیه – باتری (۹ ولت)
  4. فیبر آزمایش یا بردبورد (Breadboard)

طرح مدار ساده LED

در اینجا مدار ساده LED طراحی شده است. شما فقط نیاز به اتصال پایه مثبت از LED به انتهای یک مقاومت و سپس اتصال پایه دیگر از مقاومت با ترمینال مثبت باتری دارید. سپس پایه منفی LED را به ترمینال منفی باتری وصل کنید. ترمینال منفی باتری نیز به عنوان زمین شناخته می شود. کلیه مراحل ساخت بر روی فیبر آزمایشی (برد بورد) در بالا نشان داده شده است.

یافتن قطبی LED:

اگر با دقت به LED نگاه کنید، می توانید یک پایه از LED که نسبت به دیگری بزرگتر است پیدا کنید. بنابراین پایه بزرگتر، سمت مثبت LED است و پای کوچکتر، منفی است. در تصویر ذیل قابل مشاهده است:

قطب باتری را می توان به راحتی با نگاه کردن به باتری متوجه شد، مثبت (+) و منفی (-) در خود باتری ذکر شده است. ما همچنین می توانیم با استفاده از دو باتری با مقادیر ۱٫۵V استفاده کنیم.

انتخاب مقدار مقاومت برای LED:

مقاومت در این قسمت مهم است، اگر شما بدون مقاومت LED را به باتری وصل کنید، LED شما فورا سوزانده خواهد شد. بنابراین ما باید از سری بودن مقاومت با LED که به منظور محدود کردن جریانی که از LED می گذرد استفاده کنیم.

در حال حاضر سوال رایج این است که “چه مقدار مقاومت باید ما را با LED استفاده کنیم” پاسخ ساده است. به طور کلی، LED جریان ۲۰mA و ولتاژ  2-3v مصرف می کند، این ولتاژ کاهش یافته را ولتاژ مستقیم (Vf) می گویند. بعضی از LED ها با توجه به رنگ و دسته بندیشان، مقدار مصرفشان به اندازه مقدار ذکر شده یا کمتر است، اما در اینجا ما این را به طور کلی توضیح می دهیم.

بنابراین در اینجا می توانیم مقدار مقاومت را با استفاده از قانون پایه ای اهم (OHM) محاسبه می کنیم:

R = V/I (مقاومت = ولتاژ / جریان)

بنابراین اگر شما از یک باتری ۹V با استفاده کنید و افت ولتاژ در LED نیز هست، بگذارید بگوییم ۲٫۴V است، و جریان مستقیم ۲۰mA است، پس ما باید یک مقدار مقاومتی که در آن ولتاژ باقی مانده را می توان از (۹ – ۲٫۴V) کاهش دهد داشته باشیم. بنابراین طبق فرمول:

R = (9 – ۲٫۴) / .۰۲ = ۳۳۰ Ohm

بنابراین ولتاژ باقی مانده (۹ – ۲٫۴ = ۶٫۶V) است که در مقاومت ۳۳۰ اهم کاهش خواهد یافت. شما همچنین می توانید با استفاده از این روش مقدار مقاومت LED را محاسبه کنید.

این مقادیر جریان و ولتاژ دقیق نیست و می تواند با توجه به ظرفیت باتری و LED متفاوت باشد. اما به طور کلی شما می توانید از مقاومت ۳۳۰ یا ۲۲۰ اهم با هر LED استفاده کنید، اگر مقادیر مناسب موجود نبود، می توانید مقاومت ۱k را نیز استفاده کنید.

برای دانلود فایل های این پروژه اینجا کلیک کنید.

ادامه مطلب
3 دیدگاه

1 دیدگاه

یک پاسخ بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Ic 555

مدار دیمر LED یک واتی

منتشر شده

در

توسط

مدار دیمر LED یک واتی

دیمر LED  در اصل یک مدار PWM (مدولاسیون عرض پالس) مبتنی بر آی سی ۵۵۵ است که برای دریافت ولتاژ متغیر بر روی ولتاژ ثابت توسعه یافته است. روش PWM در زیر توضیح داده شده است. قبل از شروع ساخت یک مدار دیمر LED 1 واتی، ابتدا یک مدار ساده را همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است در نظر بگیرید.

حال اگر کلید در شکل به طور مداوم در یک بازه زمانی بسته شود، لامپ در این مدت به طور مداوم روشن می شود. اگر کلید به مدت ۸ میلی‌ثانیه بسته شود و در یک چرخه ۱۰ میلی‌ثانیه برای ۲ میلی‌ثانیه باز شود، لامپ فقط در مدت زمان ۸ میلی‌ثانیه روشن می‌شود. اکنون میانگین ترمینال در طول یک دوره ۱۰ میلی ثانیه = زمان روشن کردن / (زمان روشن کردن + زمان خاموش کردن)، این کار دیوتی سایکل (duty cycle) نامیده می شود و ۸۰٪ است (۸/ (۸+۲))، بنابراین میانگین ولتاژ خروجی ۸۰ درصد ولتاژ باتری خواهد بود.

در حالت دوم، کلید به مدت ۵ میلی ثانیه بسته می شود و برای مدت ۱۰ میلی ثانیه به مدت ۵ میلی ثانیه باز می شود، بنابراین متوسط ​​ولتاژ ترمینال در خروجی ۵۰ درصد ولتاژ باتری خواهد بود. بگویید اگر ولتاژ باتری ۵ ولت و دیوتی سایکل ۵۰ درصد باشد، بنابراین متوسط ​​ولتاژ ترمینال ۲٫۵ ولت خواهد بود.

در حالت سوم، دیوتی سایکل ۲۰% و متوسط ​​ولتاژ ترمینال ۲۰% ولتاژ باتری است.

حال چگونه از این تکنیک در دیمر LED استفاده می شود؟ در بخش بعدی این آموزش توضیح داده شده است.

اجزای مدار

منبع تغذیه +۵v

LED  یک وات

IC 555

مقاومت های ۱ کیلو اهم و ۱۰۰ اهم

TIP122

پتانسیومتر ۱۰۰ کیلو اهم

IN4148 یا IN4047 – دو قطعه

خازن ۱۰nF یا ۲۲nF

مطمئن شوید که هم LED و هم ترانزیستور هیت سینک دارند.

دیاگرام مدار

مدار را مطابق دیاگرام مدار نشان داده شده در بالا در بِرد بُرد (breadboard) ببندید. با این حال باید در هنگام اتصال پایه های LED و ترانزیستورها توجه کرد که اگر LED در هر مرحله ای سوسو کرد، خازن را با یک خازن با ظرفیت کمتر جایگزین کنید.

در اینجا می توان LED  یک وات را با ۱۵ LED کوچکتر در صورت تمایل جایگزین کرد.

کار کردن

کل تولید PWM به دلیل تفاوت در زمان های شارژ و دشارژ خازن در مدار اتفاق می افتد. حال برای درک این موضوع، در نظر بگیرید که پتانسیومتر تنظیم شده است و مقاومت در یک طرف ۲۵K و از طرف دیگر ۷۵K تقسیم می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. اکنون شارژ خازن (خط سبز) فقط از طریق قسمت مقاومت ۷۵K به دلیل دیود D2 انجام می شود. در طول زمان شارژ خازن، خروجی آی سی تایمر ۵۵۵ زیاد است. هنگامی که خازن به یک پتانسیل شارژ می شود، تخلیه می شود.

حالا تخلیه پتانسیمتر (خط قرمز) باید از طریق بخش مقاومت ۲۵ کیلو اهم انجام شود به دلیل D1، در این زمان خروجی تایمر ۵۵۵ LOW است. پس اکنون در نظر بگیرید که در حین شارژ پتانسیمتر جریان از طریق بخش ۷۵ کیلو اهم می گذرد و زمان بیشتری نیاز دارد تا تخلیه شود، زیرا جریان تخلیه باید فقط از طریق ۲۵ کیلو اهم جریان پیدا کند. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که زمان شارژ پتانسیمتر ۴ برابر زمان تخلیه است که به این معنی است که زمان روشن شدن تایمر ۵۵۵ ۴ برابر زمان خاموش شدن آن است. بنابراین نسبت دیوتی سایکل سیگنال خروجی تایمر ۸۰٪ است.

پس هر بار که پتانسیومتر را تغییر می‌دهیم، زمان‌های مختلف روشن و خاموش شدنی که خروجی PWM است را دریافت می‌کنیم.

اکنون این سیگنال PWM پایه ترانزیستور تغذیه می کند، برای هدایت جریان بیشتر از ترانزیستور استفاده می کنیم. حال براساس مورد قبلی، LED به مدت ۸ میلی ثانیه روشن و برای ۲ میلی ثانیه خاموش خواهد بود، چشم انسان حداکثر ۵۰ هرتز را می‌تواند دریافت کند و بعد از آن چشم انسان نمی‌تواند فریم را تشخیص دهد و به نظر می‌رسد پیوسته است، بنابراین چرا که LED تنها برای ۸ میلی ثانیه روشن است، نور LED به نظر ضعیف‌تر از شدت اصلی برای چشم انسان می‌آید. بنابراین به هدف پروژه رسیدیم.

ادامه مطلب

Ic 555

مدار LED چشمک زن

منتشر شده

در

توسط

شما باید الگوهای مختلف نورپردازی دکوراسیون را ببینید. در این مدار LED چشمک زن، ما با استفاده از IC تایمر ۵۵۵ و IC شمارنده CD 4017 یک الگوی LED چشمک زدن خلق کرده ایم.

قطعات مورد نیاز

  • IC شمارنده CD 4017
  • IC تایمر ۵۵۵
  • مقاومت های ۱۵۰, ۱K, ۱۰
  • مقاومت متغییر۱۰K
  • خازن های ۱۰uf, ۱۰۰nF
  • فیبر آزمایشی
  • باتری ۹ ولت
  • LED

طرح و توضیح مدار

هنگامی که مدار را روشن می کنیم، LED ها در یک دوره زمانی مشخص شروع به روشن کردن  می کنند. یعنی اول Q1 LED روشن می شود و Q2 روشن می شود و Q1 خاموش می شود و Q3 روشن می شود و Q2 خاموش می شود و به همین صورت ادامه دارد. هنگامی که ما مقاومت متغیر را تغییر می دهیم، سرعت LED ها افزایش می یابد. از آنجا که فرکانس IC تایمر ۵۵۵ افزایش می یابد این عمل باعث افزایش سیگنال فرکانس می شود که به طور مستقیم به پایه های تریگر متصل می شود. به طوری که حالت شمارنده سریعتر تغییر می کند.

فرمول فرکانس IC تایمر۵۵۵:

زمان شارژ (خروجی HIGH) توسط:

T1 = 0.693 (R1 +VR) C1

زمان تخلیه (خروجی LOW) توسط:

T2 = 0.693 (R2) C1

بنابراین کل دوره T است که بصورت ذیل بدست می آید:

T = T1 + T2 = 0.693 (R1 + 2VR) C1

فرکانس نوسان:

F= 1/T

F=1.44/(R1+2VR)C1

 بخش اصلی این  مدار LED چشمک زن IC تایمر ۵۵۵ است که باعث تولید فرکانس متغیر می شود. IC تایمر۵۵۵ یک هدف  کلی دارد  که می تواند در برخی از حالت های مختلف مانند استابل، مونو استابل و بای استابل پیکربندی شود. در اینجا در این پروژه ما تایمر۵۵۵ را به عنوان یک مولتی ویبراتوراستابل که هر دو مرحله سیگنال ناپایدار هستند، پیکربندی کردیم. بعضی وقت ها ما ژنراتور فرکانس را نیز می نامیم. در اینجا ما از سیگنال خروجی این مولتی ویبراتور استابل استفاده می کنیم تا سیگنال CD 4017 IC را فعال کند تا حالت خود را برای انجام کار مورد نظر تغییر دهد.

در اینجا ما IC تایمر ۵۵۵  در حالت استابل  برای تولید یک پالس تریگر از یک دوره زمانی متصل کرده ایم. یک مقاومت متغیر برای تغییر فرکانس سیکل خروجی تایمر ۵۵۵ متصل است. یک IC شمارنده CD4017 نیز به این مدار برای روشن کردن LED ها متصل می شود. ۱۰ تا LED قرمز به پایه Q0-Q9 (پایه ۳) از طریق مقاومت ۱۵۰ اهمی متصل می شوند. پایه MR (پایه ۱۵)، پایه فعال یا تنظیم ساعت (پایه ۱۳) است که به طور مستقیم به زمین و پایه ساعت شمارنده نیز مستقیما با پایه خروجی تایمر ۵۵۵ متصل است. ( همچنین نگاه کنید به : فلشر LED ترتیبی شکل قلب )

برای دانلود فایل های این پروژه اینجا کلیک کنید.

ادامه مطلب

Ic 555

ساعت با آونگ LED و صدای تیک تاک

منتشر شده

در

توسط

ساعت با آونگ LED و صدای تیک تاک

ساعت الکترونیکی با پاندول LED و صدای تیک تاک که صدای تیک تاک را هر ثانیه تولید می کند و دارای یک پاندول LED است که در آن ۶ LED به ترتیب به جلو و عقب مثل یک پاندول حرکت می کنند، هر LED در یک ثانیه روشن می شود. این مدار بسیار مفید و ارزان است. شما می توانید ساعت شخصی خود را که می تواند در بسیاری از برنامه های کاربردی مانند اسباب بازی ها، روبات ها و غیره استفاده شود، بسازید. برای ساخت این مدار، ما از آی سی تایمر ۵۵۵ و آی سی ۴۰۱۷ و بلندگو استفاده می کنیم. ما آی سی ۵۵۵ را برای تولید پالس ساعت در هر ثانیه و ۴۰۱۷ به عنوان یک شمارنده ده تایی برای روشن کردن LED به ترتیب استفاده کردیم.

۴۰۱۷ آی سی

آی سی ۴۰۱۷ یک تراشه شمارنده ده تایی CMOS است.این می تواند خروجی را در ۱۰ پایه (Q0 – Q9) به طور متوالی تولید کند، به این معنی که یک خروجی را در ۱۰ پایه خروجی تولید می کند.این خروجی از طریق پالس ساعت در پایه ۱۴ کنترل می شود.در ابتدا، خروجی در Q0 (پایه ۳) HIGH است و سپس با هر پالس ساعت، خروجی پیش به پایه بعدی منتقل می شود.مانند یک پالس ساعت، Q0 LOW و Q1 HIGH می کند و سپس پالس ساعت های بعدی باعث Q1 LOW و Q2 HIGH و همین طور ادامه می یابد.پس از Q9، دوباره از Q0 شروع خواهد شد.پس از آن هر ۱۰ پایه خروجی را به صورت متوالی فعال و غیرفعال می کند.در زیر طرح پایه و توضیحات پایه های ۴۰۱۷ است:

شماره پایه نام پایه توضیحات پایه ها
۱ Q5 خروجی ۵: در پالس ساعت ۵  high میشود
۲ Q1 خروجی ۱: در پالس ساعت ۱ high می شود
۳ Q0 خروجی ۰: در ابتدا high می شود – پالس ساعت صفر است
۴ Q2 خروجی ۲: در پالس ساعت ۲ high می شود
۵ Q6 خروجی ۶: در پالس ساعت ۶ high می شود
۶ Q7 خروجی ۷: در پالس ساعت ۷ high می شود
۷ Q3 خروجی ۳: در پالس ساعت ۳ high می شود
۸ GND پایه زمین
۹ Q8 خروجی ۸: در پالس ساعت ۸ high می شود
۱۰ Q4 خروجی ۴: در پالس ساعت ۴ high می شود
۱۱ Q9 خروجی ۹: در پالس ساعت ۹ high می شود
۱۲ CO –Carry out زمانی که یک IC 4017 دیگر به آن اضافه شود تا مقدار را  ۲۰ برابر کنیم استفاده می شود، آن را به ۱۰ پایه خروجی تقسیم می کند
۱۳ CLOCK inhibit پایه ساعت را فعال کنید، باید LOW نگه داشته شود، برای اینکه خروجی ثابت HIGH می کند.
۱۴ CLOCK ورودی ساعت، برای پیگیری پایه های خروجی از پایه ۳ تا پایه ۱۱ HIGH باشند
۱۵ RESET پایه high فعال، برای عملکرد عادی باید LOW باشد، اگر HIGH شود IC را ریست می کند (فقط پایه ۳ HIGH باقی می ماند)
۱۶ VDD پایه منبع تغذیه (۵-۱۲V)

 

قطعات

  • آی سی CD4017
  • آی سی تایمر ۵۵۵
  • ۲ مقاومت یک کیلواهم
  • خازن های ۱۰uF, 100uF
  • مقاومت متغییر ۱۰۰K که روی  ۷۲kتنظیم شده باشد
  • ۸ عدد دیود (ترجیحا ۱n4148)
  • ۶ LED عدد
  • بلندگو ۸ohm
  • منبع تغذیه ۵-۹v

 

توضیح مدار

مدار را می توان به سه بخش تقسیم کرد:

(الف) LED به صورت پاندول متوالی روشن می شود

(ب) IC تایمر ۵۵۵ به عنوان یک دستگاه زمان سنج است

(ج) مولد صدا تیک تاک

(الف)  LEDبه صورت پاندول متوالی روشن می شود:

ما ۶ LED را به خروجی Q0 تا Q5 متصل کرده ایم، در حال حاضر پس از ۶ LED، ما باید آنها را به ترتیب معکوس ببندیم.برای انجام دادن این پروزه ، ما ۴ LED میانی را به خروجی Q6-Q9 متصل کرده ایم.یعنی ۴ LED میانی به دو خروجی متصل می شوند. مثل Q1-Q4 و Q6-Q9.دیودها برای اتصال ۴ LED میانی استفاده شده اند تا از جریان معکوس جلوگیری کنند، به طوریکه ،زمانی که یک خروجی HIGH باشد، جریان را نمی توان از طریق خروجی دیگری وصل کرد.بنابراین در نهایت، LED یک تا شش روشن می شود، سپس LED پنج تا دو روشن می شود (معکوس) و سپس LED یک تا شش روشن می شود، سپس ۵-۲ دوباره و همینجوری ادامه دارد.هر تابش LED نشانگر یک ثانیه است، زیرا ۵۵۵ برای تولید یک پالس ساعت در ثانیه تنظیم شده است.

(ب) آی سی تایمر ۵۵۵ به عنوان یک دستگاه زمان سنج:

تایمر ۵۵۵ قطعه بسیار خوبی برای محاسبه زمان است که از میلی ثانیه تا ساعت می تواند محاسبه کند.برای اینکه از پالس ساعت در پایه ۱۴ برای هر ثانیه استفاده کنیم، ما باید از IC تایمر ۵۵۵ در حالت پایدار (Astable) استفاده کنیم.خروجی نوسان تولید شده در پایه ۳ از ۵۵۵ به پایه ۱۴ از IC 4017 بکار گرفته شده است، به طوری که خروجی ۴۰۱۷ را می توان با هر پالس ساعت تولید کرد.در اینجا مقدار R1 (1k)، R2 (72k) و C1 (10uF) به طوری که ۵۵۵ بتواند نوسان با تقریب یک دوره زمانی تولید کند انتخاب شده است.تقریبا سیکل کاری ۱ ثانیه است. ۵۰%.دوره زمانی ۵۵۵ را می توان با استفاده از این فرمول محاسبه کرد:

(T=0.693*((R1+2*R2)*C1

(ج) مولد صدای تیک تاک:

در نهایت ما یک بلندگو با یک خازن ۱۰۰uF را به خروجی (پایه ۳) IC تایمر ۵۵۵ متصل کردیم، به طوری که یک صدای تیک تاک با هر پالس ساعت به این معنا که هر ثانیه تولید می شود.همچنین می توانید مدار صدای تیک تاک را بررسی کنید.

از منبع تغذیه مناسب برای مدار استفاده کنید، یک باتری ضعیف می تواند نتیجه غیر منتظره ای ایجاد کند. منبع تغذیه USB 5V کامپیوتر نیز می تواند برای آزمایش استفاده شود.

 

برای دانلود فایل های این پروژه اینجا کلیک کنید.

ادامه مطلب

مطالب برتر

>