Vertraut mit LEDs - Dummies

Sie kennen vielleicht LEDs, wenn Sie eine LED-Taschenlampe haben oder LED-Lampen in Ihrem Haus verwenden. Eine LED oder Leuchtdiode ist eine Vorrichtung aus einem speziellen Material, das als Halbleiter bekannt ist. Eine Diode ist der einfachste Typ einer Halbleitervorrichtung (dh eine Komponente).

Dioden, LEDs und andere Halbleiterbauelemente haben einzigartige Eigenschaften, die sie nützlich machen. Zum Beispiel lassen sie nicht immer Strom durch. Stattdessen sind sie wählerisch, was in der Schaltung vor sich geht und erlauben nur unter bestimmten Bedingungen einen Stromfluss.

Dioden und Fahrradreifen

Haben Sie jemals Luft in einen Fahrradreifen gepumpt? Der Reifen enthält ein Ventil, das Luft in den Reifen fließen lässt, aber nicht aus dem Reifen heraus. Sie müssen genügend Druck auf die Pumpe ausüben, um Luft durch das Ventil zu drücken.

Eine Diode wirkt wie ein Ventil für elektrischen Strom. Strom fließt nur ein Weg durch eine Diode (wie Autos auf einer Einbahnstraße - wir hoffen), und nur wenn Sie eine ausreichend hohe Spannung (wie Druck) an die Diode anlegen.

Licht von LEDs sehen

Eine Leuchtdiode ist eine Art Diode, die sichtbares Licht abgibt oder abgibt. Das von einer LED emittierte Licht kann rot, orange, gelb, grün, blau, violett, rosa oder weiß sein, wie gezeigt. Die Farbe hängt von den Materialien und Prozessen ab, die zur Herstellung der LED verwendet werden.

Von einer LED emittiertes Licht.

LEDs sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich. Die LEDs, die Sie in den Projekten in diesem Buch verwenden, haben runde, gewölbte Gehäuse, die entweder 5 mm (Millimeter) oder 3 mm hoch sind.

Es gibt zwei Arten von LEDs:

• Diffuse LEDs haben farbige Kunststoffgehäuse (wie getönte Fenster), um das Licht zu streuen oder zu verteilen, damit es leichter zu sehen ist. Die Farbe des Kunststoffgehäuses ist normalerweise die gleiche wie die Farbe des Lichts.
• Klare LEDs haben durchsichtige Kunststoffgehäuse, emittieren jedoch immer noch farbiges Licht.

Alle zuvor gezeigten LEDs sind klare 5-mm-LEDs. Die folgende Abbildung zeigt ein Sortiment von LEDs, einschließlich einer 5 mm klaren LED, die orange leuchtet. (Dies ist die unbeleuchtete Version der LED, die in der vorherigen Abbildung die zweite von links ist.)

3 mm und 5 mm LEDs.

Sie können nicht sagen, welche Farbe eine klare LED aussendet, wenn Sie sie betrachten, wenn sie nicht in einer Schaltung angeschlossen ist. Wenn Sie klare LEDs kaufen, bewahren Sie diese in einem Behälter oder einer Tasche auf, die mit der Farbe gekennzeichnet ist, die sie aussenden.

Untersuchen Sie Ihre LED

Sehen Sie sich Ihre LED gut an und vergleichen Sie sie mit den hier gezeigten LEDs. Die eigentliche Halbleiterdiode ist winzig und befindet sich auf einem Metallstück im Kunststoffgehäuse.Die zwei steifen Drähte, die am Kunststoffgehäuse befestigt sind, sind Kabel, mit denen Sie die winzige Diode an einen Stromkreis anschließen können.

Die LED-Diode.

Da LEDs Strom nur in eine Richtung leiten, müssen Sie wissen, wie Sie die LED in Ihrer Schaltung anschließen. Eine Seite der LED ist die negative Seite (bekannt als die Kathode) und die andere Seite der LED ist die positive Seite (bekannt als die Anode). Elektrischer Strom fließt von der Anode zur Kathode einer LED, aber nicht umgekehrt. Welche Seite einer LED ist, kann auf drei Arten ermittelt werden:

• Vergleichen Sie die Länge der Leitungen . Die kürzere Leitung ist die Kathode (negative Seite) und die längere Leitung ist die Anode (positive Seite).
• Schauen Sie in das Plastikgehäuse. Die Leitung, die an dem größeren Stück Metall im Gehäuse befestigt ist, ist die Kathode (negative Seite); die an dem kleineren Metallstück befestigte Leitung ist die Anode (positive Seite).
• Schauen (oder fühlen) Sie auf eine flache Kante des Kunststoffgehäuses. Diese flache Kante befindet sich auf der Kathode (negative Seite) der LED.

Schauen Sie sich die Leitungen Ihrer LED an. Kannst du sagen, welcher der kürzere Vorsprung ist? Schauen Sie nun in das Gehäuse Ihrer LED. (Sie müssen vielleicht eine Taschenlampe auf das Gehäuse leuchten, um besser sehen zu können.) Können Sie die größeren und kleineren Metallteile erkennen? Schließlich führen Sie Ihren Finger um die untere Kante des Kunststoffgehäuses. Kannst du einen flachen Rand fühlen?

In der Lage zu sein, die Anode von der Kathode zu unterscheiden, indem man in das Gehäuse hineinschaut oder die flache Kante findet, kann bei anderen Projekten nützlich sein, weil man die Leitungen einer LED schneiden oder sauberere Schaltung. Nachdem Sie die Leads abgeschnitten haben, können Sie nicht mehr herausfinden, welche Seite welche ist, indem Sie die Länge der Leads vergleichen.

Eine LED in einem Stromkreis ausrichten

Wenn Sie eine LED in einem Stromkreis anschließen, müssen Sie sie so ausrichten, dass der Strom vom Pluspol der Batterie in die positive Seite (Anode) der LED fließt. Wenn Sie die LED rückwärts einsetzen, fließt kein Strom.

Um Strom zu leiten und Licht zu emittieren, benötigen die meisten LEDs zwischen 2. 0 und 3. 4 Volt über die Leitungen. Die genaue benötigte Spannung hängt von der Farbe der LED ab. Eine 9-Volt-Batterie ist leistungsstark genug, um Strom durch jede LED zu treiben, aber eine 1,5-Volt-Batterie wie eine AA- oder AAA-Batterie ist nicht stark genug. Aus diesem Grund verwenden Sie eine 9-Volt-Batterie anstelle einer AA- oder AAA-Batterie für Ihre LED-Schaltung.

Schließen Sie niemals eine 9-Volt-Batterie direkt an eine LED an. Wenn Sie dies tun, können Sie die LED beschädigen. LEDs können nur eine bestimmte Menge an Strom verarbeiten, bevor sie eine Kernschmelze haben, und eine direkte Verbindung mit einer 9-Volt-Batterie schiebt zu viel Strom durch die LED. Wahrscheinlichkeiten sind, die LED kurz aufleuchten und dann für immer gehen, aber die LED kann auch schmelzen, ein Durcheinander bilden und Ihr Haus riechen.