بخش دوم : چگونه ال‌ای‌دی را درایو(هدایت ، روشن) کنیم + چند چالش!

How to Drive LEDs 

نحوه پیدا کردن و تنظیم ولتاژ و جریان مناسب (LED) در مدارهای الکتریکی

در بخش قبلی گفتیم، دیودهای LED (Light-emitting diode) متداول با ولتاژ مستقیم (DC) در حدود 1.8 تا 3.3 ولت و جریان حدود 25 میلی آمپر روشن میشن، بقیه هم از دیتاشیت سازنده بدست میاد. به صورت عملی ولتاژ مناسب LED رو با افزایش تدریجی ولتاژ منبع تغذیه (یک مقاومت متغیر در مسیر) میشه بدست آورد و البته مولتی‌متر دیجیتال میکروشیپ در حالت تست دیود LED رو روشن میکنه و ولتاژ اون رو نمایش میده.. پیدا کردن جریان هم مشابه بالاست..

ساده ترین روش درایو یا راه‌اندازی و کنترل LED استفاده از مقاومت مناسب متصل به LED هست که ولتاژ و جریان اون رو در محدوده مجاز نگه میداره. پس از مشخص شدن ولتاژ و جریان (شروع از 7 تا 25mA) LED ولتاژ و جریان مورد نیاز خود را از منبع تغذیه دریافت می‌کند اما اضافه ولتاژ تامین شده توسط منبع تغذیه را که به LED آسیب می‌زند توسط مصرف کننده دیگری مانند مقاومت سری مسدود (مصرف) می‌کنیم. مثلا از یک مدار با باتری 9ولتی 2 ولت روی LED و 7 ولت روی مقاومت داریم اما جریان سرتاسر مدار 20mA است و اضافه ولتاژ روی مقاومت مصرف (تلفات گرمایی توان از رابطه  P: V*I که روی ولتاژ 220ولت برق متناوب (AC) شهری که مستقیمش (DC) کرده به LED داده‌ایم تلفات حرارتی زیادی در میکروشیپ خواهیم داشت) می‌شود.

بازی با روح و روان مصرف کننده‌ها در مدارهای الکتریکی با قانون اهم

بخش اول : ظهور میکرو دیود‌های نوری 

Introduction of LEDs

توطئه دلال‌های آبی با ال ای دی!

ال‌ئی‌دی یا LED (Light-Emitting Diode) یا دیود نیمه رسانا ساطع کننده نور متولد سال ۱۹۲۷ (توی شناسنامه ۱۹۶۲ توسط Nick Holonyak) عبور جریان الکتریکی از خود را به صورت تابش نمایان می‌کند در واقع طی فرایند بازترکیب الکترونهای موجود در ماده نیم‌رسانا با حفره‌های الکترون انرژی خود را به شکل فوتون آزاد می‌کند (الکترولومینِسانس یا Electroluminescence). رنگ نور تابیده‌شده (مربوط به انرژی فوتون‌ها) بستگی به انرژی مورد نیاز الکترون‌ها برای عبور از شکاف انرژی نیم‌رسانا دارد. مثلا برای به‌دست آوردن نور سفید از چندین نیم‌رسانای مختلف استفاده می‌شود یا اینکه با لایه‌ای از فسفر بر روی سطح نیم‌رسانا، نور سفید تاباننده می‌شود یا ال‌ئی‌دی آبی-بنفش که با استفاده از نیترید گالیم با آلایش منیزیم و... ساخته می‌شود (شروع فناوری بلو-ری (Blu-ray) با لِیزِر آبی یا بِنفش) و زمانی آن را اوج فناوری مدرن ال ای دی معرفی می‌کردند و در بین بچه‌های قدیم ایران به عنوان یک کالای لوکس در مقابل رنگ‌های دیگر به قیمت کلانی می‌فروختند (تسخیر روح ال ای دی آبی در میکروشیپ)!

Semiconductor Friends

ماجراهای سِمی‌کاندکتور و دیودجادو

متریال‌های "نیمه رسانا" اجزاء مهم دستگاه های الکترونیکی هستند از دیود و ترانزیستورهای ساده در مدارهای ساده تا تلفن‌ها، کامپیوترها و تجهیزات زیرساخت اینترنت ، قمر‌های مصنوعی و میکروشیپ‌ها..
بر خلاف یک مقاومت که از اجزاء غیرفعال (Passive) با رفتار خطی (Linearly) در مدارهای الکتریکی یا الکترونیکی به شمار می‌رود، قطعه نیمه‌هادی به عنوان مثال دیود (Diode) با توجه به رابطه نمایی ولتاژ و جریان اعمال شده به صورت خطی عملکردی که به سادگی با استفاده از قانون اهم قابل توصیف باشد، نشان نمی‌دهد..
دیودها قطعات نیمه‌هادی یک جهته هستند و فقط اجازه عبور یک‌طرفه جریان (شبیه شیر الکتریکی) می‌دهند (Forward Biased Condition) اما نه همیشه!
عموما دیودها یک تکه نیمه‌هادی دارای "دو بخش مثبت و منفی در طرفین" هستند (پیوند P,N) و مقاومتی بین رسانا (conductor) و عایق (insulator) در آن‌ها برقرار است.

ماجراهای سِمی‌کاندکتور و دیودجادو اولین بار در میکروشیپ پدیدار شد.. قسمتهای جالب این موضوع را دنبال کنید..

Resistor Color Codes Chart

محاسبه مقدار مقاومتهای 3 یا 4 رنگ (باند) ، 5 رنگ ، 6 رنگ

قانون اهم (رابطه پرکاربرد مقاومت و اختلاف پتانسیل و جریان الکتریکی)

مقاومت الکتریکی (Electrical Resistance) بیانگر مقاومت یک جسم فیزیکی در برابر عبور جریان الکتریکی از آن است. واحد بین‌المللی (SI) مقاومت الکتریکی، اهم است. مقدار معکوس این کمیت رسانایی الکتریکی نام دارد که با زیمنس اندازه‌گیری می‌شود. مقاومت الکتریکی یک شی، جریان الکتریکی را تحت اختلاف پتانسیل مشخص بین دو سر شی، شکل می‌دهد..
شدت جریان عبوری از یک مقاومت رابطه مستقیمی با ولتاژ عبوری موجود دو سر مقاومت دارد. این رابطه توسط قانون اهم نمایش داده می شود:

قانون اهم (Ohm’s law) ساده‌ترین و دوست‌داشتنی‌ترین فرمول الکترونیک در تحلیل مدارهای الکترونیکی است و رابطه بین ولتاژ، مقاومت الکتریکی و جریان را با استفاده از ریاضیات بیان می‌کند.. شاید بتوان گفت دیگر قوانین ولتاژ و جریان مدارهای الکتریکی پیرو همین روابط قابل اثبات هستند!

^{(هدف ، ریاضی رو شیرین می‌کنه!)}