Franzis Verlag 978-3-645-65272-8 ユーザーズマニュアル
15
Obr. 2.14: M
ěř
ení charakteristiky svítivé diody
Jak velký proud protéká svítivými diodami p
ř
i r
ů
zném nap
ě
tí? Na obrázku 2.15 jsou zobrazeny zm
ěř
ené
charakteristiky
č
ervené a zelené LED v názorném spole
č
ném grafu. Na tomto grafu vidíte, že za
č
ne p
ř
íslušnou
svítivou diodou protékat proud až po dosažení ur
č
itého minimálního neboli prahového nap
ě
tí (u
č
ervené LED
se jedná o nap
ě
tí 1,5 V, u zelené LED se jedná o nap
ě
tí 1,75 V). Se vzr
ů
stajícím nap
ě
tím se tento proud stále
strm
ě
ji zvyšuje. Na grafu vyobrazená m
ěř
ení byla p
ř
erušena v okamžiku dosažení maximálního dovoleného proudu
20 mA. Snadno si dokážete dále p
ř
edstavit, jak bude asi vypadat další pr
ů
b
ě
h t
ě
chto charakteristik se zvyšujícím
se nap
ě
tím a tím i s nar
ů
stajícím proudem, který protéká ob
ě
ma svítivými diodami. Pouze nepatrné zvýšení
napájecího nap
ě
tí znamená zna
č
né zvýšení proudu, který m
ů
že svítivé diody zni
č
it.
Obr. 2.15: Charakteristiky
č
ervené a zelené LED
Na tomto výše uvedeném grafu je názorn
ě
vid
ě
t, pro
č
za
č
ne
č
ervená svítivá dioda slab
ě
svítit již p
ř
i nap
ě
tí 1,5 V,
zatímco zelená LED ne. P
ř
i navrhování obvod
ů
a zapojení se svítivými diodami se používají v normálním p
ř
ípad
ě
takové hodnoty p
ř
ed
ř
adných odpor
ů
, které dokážou dodávat svítivým diodám pot
ř
ebný definovaný (maximální)
proud, aby se rozsvítily a aby p
ř
itom nemohlo dojít k jejich zni
č
ení. Budeme-li vycházet z normálního proudu 20 mA,
který má protékat svítivými diodami, pak jejich pot
ř
ebná napájecí nap
ě
tí stanovíte (ur
č
íte) následujícím zp
ů
sobem:
Č
ervená LED = 1,9 V; zelená LED = 2,2 V
Pokud budete mít k dispozici sí
ť
ový napájecí adaptér s r
ů
znými výstupními stejnosm
ě
rnými nap
ě
tími, vhodný
ampérmetr a voltmetr jakož i potenciometr, pak si m
ů
žete charakteristiky svítivých diod zm
ěř
it podle zapojení, které
je uvedeno na obr. 2.14.
Na experimentální desce této stavebnice použijte k tomuto ú
č
elu fotoodpor, který m
ě
ní sv
ů
j odpor v závislosti na
intenzit
ě
okolního osv
ě
tlení od hodnoty cca 1 k
Ω
(vysoká intenzita okolního osv
ě
tlení) až do hodnoty cca 1 M
Ω
(nízká intenzita okolního osv
ě
tlení, tma), a tím i proud protékající svítivou diodou.
Obr. 2.16: Zapojení LED s fotoodporem
16
Simula
č
ní program „Diodenkennlinien“ (Charakteristiky diod) vám ukáže závislost svítivých diod na okolní teplot
ě
.
Obr. 2.17: Simulace charakteristiky svítivé diody
Bude-li protékat svítivou diodou stále stejný proud, pak na ní dochází k úbytku nap
ě
tí v závislosti na okolní
teplot
ě
, který
č
iní asi „- 2 mV“ na 1 °C.
2.8 Zapojení svítivých diod do série
Zapojíte-li dva elektrické spot
ř
ebi
č
e k napájecímu zdroji do série (viz obr. 2.8 vpravo), bude jimi protékat stejný
proud. Na každém elektrickém spot
ř
ebi
č
i budou r
ů
zná nap
ě
tí, jejichž sou
č
et znamená nap
ě
tí napájecího zdroje
(baterie). Pokud budou oba elektrické spot
ř
ebi
č
e odebírat stejný proud (bude-li jejich vnit
ř
ní odpor stejný), pak
bude na každém z obou elektrických spot
ř
ebi
čů
stejné nap
ě
tí, které se bude rovnat polovin
ě
nap
ě
tí napájecího
zdroje (baterie).
P
ř
i tomto zapojení (viz obr. 2.8 vpravo) bude svítivými diodami protékat rovn
ě
ž stejný proud, ale každá dioda
(nap
ř
íklad
č
ervená a zelená) bude svítit jiným jasem. V tomto p
ř
ípad
ě
nelze nastavit proud protékající r
ů
znými
svítivými diodami tak, aby tyto LED m
ě
ly stejnou intenzitu sv
ě
tla.
P
ř
i dostate
č
n
ě
vysokém napájecím nap
ě
tí (nap
ř
. 9 V) lze zapojit do série dv
ě
nebo více svítivých diod. V tomto
p
ř
ípad
ě
se s
č
ítají nap
ě
tí v propustném sm
ě
ru, takže na kontaktech p
ř
ed
ř
adného odporu bude nižší nap
ě
tí než
p
ř
i použití pouze jedné svítivé diody. Jedna
č
ervená a jedna zelená LED budou mít p
ř
i proudu 20 mA nap
ě
tí
na kontaktech „1,8 V + 2,2 V = 4 V“.
Na kontaktech p
Na kontaktech p
ř
ed
ř
adného odporu bude tedy nap
ě
tí „9 V – 4 V = 5 V“. Aby t
ě
mito do série zapojenými svítivými
diodami protékal skute
č
n
ě
proud 20 mA, musí být jejich p
ř
ed
ř
adný odpor správn
ě
dimenzován.
Hodnotu p
ř
ed
ř
adného odporu vypo
č
ítáme podle Ohmova zákona podle následující rovnice:
R = U / I; R = 5 V / 20 mA = 250
Ω
Tento výpo
č
et vede v mnoha p
ř
ípadech k takové hodnot
ě
odporu, která zcela neodpovídá hodnot
ě
odporu
normované
ř
ady (E 24). V tomto p
ř
ípad
ě
m
ů
žete použít nejbližší nižší hodnotu odporu, které této normované
ř
ad
ě
odpovídá (v našem p
ř
ípad
ě
se bude jednat o hodnotu odporu 235
Ω
, který vytvo
ř
íte paralelním zapojením
dvou odpor
ů
470
Ω
).
V tomto p
ř
ípad
ě
bude ob
ě
ma svítivými diodami protékat pon
ě
kud vyšší proud než 20 mA (cca 21 mA), což
neznamená žádnou podstatnou zm
ě
nu z d
ů
vod
ů
strmých charakteristik svítivých diod.
Ve skute
č
nosti nezni
č
í okamžit
ě
svítivou diodu nap
ř
íklad ani proud 30 mA. Pouze p
ř
i déle trvajícím p
ř
etížení
svítivých diod dojde ke snížení jejich výkonu (k opot
ř
ebování svítivých diod), které se projeví snížením jejich jasu.