Баннер NEXTPCB

Как один мигающий светодиод может заставить мигать множество других обычных светодиодов

Как один мигающий светодиод может заставить мигать другие обычные светодиодыВ этой статье хотел рассказать о том, каким образом можно с помощью одного мигающего светодиода сделать так, чтобы в месте с ним мигали множество других, обычных (не мигающих) светодиодов. Причем, данный эффект не требует каких то дополнительных электронных частей. А чтобы было понятно даже новичкам как именно это работает, то расскажу о происходящих процессах в этой схеме.

Пару слов о том, как устроены мигающие светодиоды, и чем они отличаются от обычных светодиодов. По сути, мигающий светодиод – это усложненная версия простого светодиода, внутрь которого заложена очень маленькая микросхема. То есть, на катоде светодиода располагается сам кристалл, что излучает свет при прохождении через него электрического тока. А вот на аноде этого светодиода имеется миниатюрная схема. Основой этой схемы является высокочастотный генератор. Возникает вопрос, причем тут ВЧ генератор, если такие светодиоды мигают с очень низкой частотой. А все очень просто.

Дело в том, что для того, чтобы сделать генератор низкой частоты в схеме должен присутствовать конденсатор достаточно большой емкости. Поместить такой конденсатор внутрь светодиода не представляется возможным, с условием, что размеры должны остаться прежние. Чтобы решить эту проблему разработчики пошли другим путем. Они сделали генератор высокой частоты, для которого нужны конденсаторы очень маленькой емкости, и их размеры вполне могут уместиться внутри корпуса светодиода. После чего просто добавили еще схему делителя частоты. В результате мы получили миниатюрную схему, что вполне нормально располагается на небольшой площади анода светодиода.

Теперь давайте перейдем к тому, как сделать цепочку последовательно соединенных светодиодов (обычных, немигающих) и заставить их все мигать без дополнительных электронных схем. А решение очень простое. Мы должны к этой цепочке добавить всего один мигающий светодиод. В результате один мигающий светодиод заставит мигать все остальную светодиодную цепь.

Цепочка светодиодов обынчых и одного мигающего

Это происходит за счет того, что мигающий светодиод выполняет роль низкочастотного генератора. То есть, он при своем горении нормально проводит через себя ток, на который он изначально рассчитан. Обычные индикаторные светодиоды рассчитаны на ток до 20 мА. В тот момент времени, когда этот светодиод не горит, то он подобен разомкнутому переключателю (ток он через себя не пропускает).

И получается, что у нас один мигающий светодиод подобен переключателю, который то замыкается, то размыкается. Следовательно, все остальные обычные, немигающие светодиоды также будут то загораться, то гаснуть, синхронно с мигающим светодиодом. Это ведь последовательная электрическая цепь. А в такой цепи сила тока одинаковая. То есть, поскольку каждому из светодиодов нужен ток в 20 мА, то все эти полупроводники горят своей максимальной яркостью. Но для тут уже важна величина питающего напряжения. В среднем напряжение питания одного светодиода равно где-то около 3,2 вольта. Когда мы соединим последовательно например уже два светодиода, то для их нормального горения уже нужно около 6,4 вольта.

Сложение напряжение светодиодов при последовательном включении

То есть, рабочее напряжение светодиодов складывается. Ну, и чем больше светодиодов мы соединим последовательно между собой, то во столько раз и увеличивается напряжение питания, которые мы должны на эту всю цепочку подать.

В итоге получается, мигает один светодиод, а за ним, синхронно, все остальные. И тут имеется свое ограничение на количество светодиодов цепочки. Как я выше написал, с каждым новым добавленным светодиодом в эту цепочку напряжение питания нужно увеличивать где-то на 3,2 вольта (напряжение питания одного светодиода). И при большом количестве полупроводников уже становится проблематичным подыскивать нужный источник питания. Да и слишком высокое напряжение, также не совсем безопасно. Возникает вопрос, а можно ли сделать несколько таких цепей и соединить их между собой уже параллельно.

Перегрузка одного мигающего светодиода в нескольких параллельных цепях светодиодов

Если сделать несколько таких цепей из обычных, не мигающих светодиодов и соединить их параллельно между собой, а в конце добавить один мигающий, то тут будет так. При параллельном соединении у нас уже увеличивается ток (если у нас две цепи, то ток увеличиться вдвое). И для одного мигающего светодиода увеличенного тока уже будет многовато, он может сгореть.

Отсутствие синхронности мигания двух параллельных цепей с мигающими светодиодами

Если добавить в каждую новую цепочку новый мигающий светодиод, то начнется разнобой в их мигании. То есть, уже не будет полной синхронности между имеющимися последовательными цепями.

И тут для решения этой задачи понадобиться использование усилительных узлов схемы. А именно это применение транзисторных усилительных каскадов.

Видео по этой теме:

P.S. Этой простой схемы, с одними только последовательно соединенными светодиодами может быть вполне хватить для изготовления например елочной гирлянды. Естественно, при этом нужно учитывать величину сетевого напряжения, амплитудное значение которой равно 310 вольт. А также нужно добавить в этой цепочке еще простой диодный мост, рассчитанный на рабочий ток самих светодиодов. Для моста подойдут диоды например типа 1n4007. Хотя, поскольку ток небольшой, то и диоды подойдут практически любые выпрямительные.