يمكن أن يكون تصميم دائرة ذات مصابيح LED متعددة IR بمثابة مسعى صعب ولكنه مجزي ، خاصةً عندما يكون لديك وصول إلى LED عالية الجودة من IR من مورد موثوق به. كمورد LED IR ، لقد شاهدت بشكل مباشر أهمية وجود دائرة مصممة جيدًا في تحقيق الأداء الأمثل من مصادر الإضاءة بالأشعة تحت الحمراء هذه. في منشور المدونة هذا ، سأرشدك خلال عملية تصميم دائرة ذات مصابيح LED متعددة ، من فهم المبادئ الأساسية إلى تنفيذ التقنيات المتقدمة.
فهم LEDs الأشعة تحت الحمراء
قبل الغوص في تصميم الدائرة ، من الأهمية بمكان أن يكون لديك فهم قوي لمصابيح LED. تنبعث LED الأشعة تحت الحمراء الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء ، وهو غير مرئي للعين البشرية. يتم استخدامها على نطاق واسع في التطبيقات المختلفة ، مثل عناصر التحكم عن بُعد وأنظمة الأمن وكاميرات الرؤية الليلية.
تحتوي LEDs IR على خصائص كهربائية محددة ، بما في ذلك الجهد الأمامي (VF) ، والتيار الأمامي (IF) ، والكثافة المشعة. الجهد الأمامي هو الجهد المطلوب لإعادة توجيه LED والسماح للتيار بالتدفق من خلاله. التيار الأمامي هو مقدار التيار الذي يمر عبر LED عندما يكون إلى الأمام - منحازة. تقيس الكثافة الإشعاعية كمية الضوء بالأشعة تحت الحمراء المنبعثة من LED في اتجاه معين.
أساسيات تصميم الدائرة
اعتبارات إمداد الطاقة
تتمثل الخطوة الأولى في تصميم دائرة ذات مصابيح LED متعددة IR هي تحديد متطلبات إمداد الطاقة. يجب أن يكون مصدر الطاقة قادرًا على توفير ما يكفي من الجهد والتيار لدفع جميع مصابيح LED. إجمالي الجهد المطلوب للدائرة هو مجموع الفولتية الأمامية لجميع مصابيح LED في السلسلة ، في حين أن إجمالي التيار هو نفسه التيار الأمامي لدائرة واحدة في سلسلة - متصلة.
على سبيل المثال ، إذا كان لديك ثلاثة مصابيح LED مع الجهد الأمامي من 1.5 فولت لكل منهما وتيار أمامي 20mA ، وقمت بتوصيلها في السلسلة ، فإن الجهد الإجمالي للأمام للدائرة هو 1.5 فولت × 3 = 4.5 فولت ، والتيار المطلوب هو 20mA. تحتاج إلى مصدر طاقة يمكن أن يوفر ما لا يقل عن 4.5 فولت و 20mA.
اختيار المقاوم
للتحكم في التيار المتدفق من خلال مصابيح LED ، تحتاج إلى استخدام المقاومات. يمكن حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون OHM (V = IR) ، حيث V هو الجهد عبر المقاوم ، أنا التيار ، و R هي المقاومة.
الجهد عبر المقاوم هو الفرق بين جهد إمدادات الطاقة والجهد الأمامي الكلي للمصابيح LED. على سبيل المثال أعلاه ، إذا كان لديك مصدر طاقة 5 فولت ، فإن الجهد عبر المقاوم هو 5 فولت - 4.5 فولت = 0.5 فولت. باستخدام قانون OHM ، تكون قيمة المقاومة R = V / I = 0.5V / 0.02A = 25Ω.
تكوينات الاتصال
هناك طريقتان شائعتان لتوصيل LEDs متعددة الأشعة تحت الحمراء في الدائرة: سلسلة وموازاة.
في اتصال السلسلة ، يتم توصيل المحطة الإيجابية لمصباح LED إلى المحطة السلبية للمصباح التالي. ميزة اتصال السلسلة هي أن التيار من خلال كل مؤشر LED هو نفسه ، مما يضمن سطوع موحد. ومع ذلك ، في حالة فشل LED واحد ، ستتوقف الدائرة بأكملها عن العمل.
في اتصال مواز ، يتم توصيل جميع المحطات الإيجابية للمصابيح LED معًا ، وترتبط جميع المحطات السلبية معًا. ميزة الاتصال الموازي هي أنه في حالة فشل مؤشر LED ، ستظل مصابيح LED الأخرى تعمل. ومع ذلك ، فإن إجمالي التيار المستمد من مصدر الطاقة هو مجموع التيارات الأمامية لجميع المصابيح ، والتي قد تتطلب مصدر طاقة أكثر قوة.
تقنيات تصميم الدوائر المتقدمة
تعديل عرض النبض (PWM)
تعديل عرض النبض هو تقنية تستخدم للتحكم في سطوع LEDs الأشعة تحت الحمراء. من خلال تغيير دورة عمل إشارة الموجة المربعة ، يمكنك التحكم في متوسط التيار يتدفق من خلال المصابيح. تعني دورة العمل الأعلى تدفقات تيار أكثر من خلال مصابيح LED ، مما يؤدي إلى ارتفاع السطوع ، في حين أن دورة العمل السفلية تعني أقل سطوعًا حاليًا وانخفاضًا.
يعد PWM مفيدًا بشكل خاص في التطبيقات التي تحتاج إلى ضبطها شدة الضوء بالأشعة تحت الحمراء ، كما هو الحال في كاميرات الرؤية الليلية أو أجهزة استشعار القرب.
مصادر التيار الثابت
يمكن أن يؤدي استخدام مصدر تيار ثابت إلى توفير تحكم أكثر استقرارًا ودقيقًا للتيار المتدفق من خلال مصابيح LED IR. يضمن مصدر تيار ثابت أن التيار من خلال مصابيح LED لا يزال ثابتًا ، بغض النظر عن التغييرات في جهد إمدادات الطاقة أو الجهد الأمامي للمصابيح LED.
هناك عدة طرق لتنفيذ مصدر تيار ثابت ، مثل استخدام التيار - تنظيم الصمام الثنائي أو دائرة متكاملة مخصصة.
اختيار المكون
كمورد LED IR ، يمكنني تقديم مجموعة واسعة من LED IR عالية الجودة لتلبية احتياجاتك المحددة. بالإضافة إلى LEDs IR ، تلعب مكونات أخرى في الدائرة ، مثل المقاومات ومستلزمات الطاقة ، دورًا مهمًا في أداء الدائرة.
عند اختيار المقاومات ، تأكد من أن لديهم تصنيف الطاقة المناسب للتعامل مع الطاقة التي تبدد في الدائرة. بالنسبة لمستلزمات الطاقة ، اختر مصدرًا موثوقًا ومستقرًا يمكنه توفير الجهد والتيار المطلوب.
إذا كنت تبحث عن أنواع أخرى من المصابيح ، فإننا نقدم أيضًاعرض جانبي اللون الأزرق 0805 LEDوSMD UVC LED. يمكنك أيضًا الرجوع إلىSMD LED 1210 ورقة بياناتللحصول على معلومات مفصلة حول نماذج LED محددة.
اختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
بعد تصميم وتجميع الدائرة ، من المهم اختبارها لضمان عملها بشكل صحيح. استخدم مقياس متعدد لقياس الجهد والتيار في الدائرة وتحقق مما إذا كانت تتطابق مع القيم المتوقعة.
إذا لم يتم إضاءة المصابيح ، تحقق من وجود اتصالات فضفاضة أو قيم المقاوم غير الصحيحة أو المصابيح المعيبة. إذا لم يكن سطوع LEDs موحدًا ، فقد يكون ذلك بسبب الاختلافات في الفولتية الأمامية لمصابيح LED أو تكوينات الاتصال غير الصحيحة.
خاتمة
يتطلب تصميم دائرة ذات مصابيح LED متعددة الأشعة تحت الحمراء فهم جيد للخصائص الكهربائية للمصابيح LED ، وكذلك مبادئ تصميم الدوائر الأساسية. باتباع الخطوات الموضحة في منشور المدونة هذا ، يمكنك تصميم دائرة توفر تشغيلًا موثوقًا وفعالًا لمصابيح LED IR متعددة.
كمورد LED IR ، أنا ملتزم بتوفير منتجات عالية الجودة ودعم فني لمساعدتك في مشاريعك. سواء كنت هواة أو مهندس محترف ، يمكننا تقديم الحلول الصحيحة لاحتياجاتك. إذا كنت مهتمًا بشراء مصابيح LED الخاصة بنا أو لديك أي أسئلة حول تصميم الدائرة ، فلا تتردد في الاتصال بنا للحصول على مفاوضات شراء.
مراجع
- Boylestad ، RL ، & Nashelsky ، L. (2012). الأجهزة الإلكترونية ونظرية الدائرة. بيرسون.
- Horowitz ، P. ، & Hill ، W. (2015). فن الإلكترونيات. مطبعة جامعة كامبريدج.