.
الاسم العلمي هو الديود الباعث للضوء Light Emmiting Diode و اختصاراً LED .
له أشكال متنوعة كما في الشكل(١)،و لكن الأكثر انتشاراً هو اللدات الدائرية بقطر (3mm, 5mm, 8mm, 10mm) .
.
((** تيار اللدات **))
– إن المحدد الأهم في تشغيل اللدات هو شدة التيار (أي الأمبير ) و ليس الجهد ، حيث تصمم اللدات الصغيرة لتعمل بشدة تيار تساوي 20 ميلي أمبير (20mA) ، و تصمم اللدات الكبيرة ذات الاستطاعة 1واط لتعمل بتيار 350mA.
.
– يتم تشغيل لدات الإشارة (تمييزاً لها عن لدات الإنارة) و الموجودة في الشكل(١) على تيارات أقل من 20mA بهدف زيادة تحمّل العناصر الالكترونية حيث يفضل أغلب المصممين تشغيل اللدات الحمراء و الخضراء على تيار 10mA و سيعطي إضاءة جيدة ، بل و يمكن تشغيله على تيار 1mA و سيعطي إضاءة بسيطة تكفي للإشارة بما يريد الإشارة له.
– يتم تشغيل لدات الإضاءة على شدات تيار أعلى من 20mA بهدف زيادة الإنارة و لكن ينقص بذلك عمر الليد . و مع ذلك فإنه يوجد لدات بيضاء مخصصة للعمل على تيارات 30mA و50mA و تكون مصنعة للعمل على هذه التيارات و مكتوب ذلك في كتالوكاتها، أما اللدات المصنعة للعمل بتيار 20mA فيمكن أن يتحمل حتى 30mA و سيبدأ بالتعطل سريعاً مع تيارات أكبر من ذلك.
– يتم تشغيل اللدات الكبيرة ذات الاستطاعة 1واط لتعمل بتيار 350mA كما هو واضح في الشكل (٢).
و كل التيارات الأخرى هي ناجمة عن جمع عدة لدات من هذا النوع إما على التوالي أو على التوازي . فإذا وجدت مثلاً ليد تياره 1 أمبير فهو ليد مكون من 3 شرائح 1واط على التوازي فيصبح الأمبير 1050mA أو 1.05أمبير و للسهولة 1 أمبير.
– عند عمل اللدات بشكل نبضي فيمكن زيادة تيارات تشغيلها بحسب نسبة نبضة التشغيل إلى نبضة الإطفاء.
– بالنسبة لليدات الأشعة تحت حمراء فهي تعمل بالنبضات لذلك يتم زيادة تيارها ليصل أحياناً إلى 100mA في أجهزة الريموت كونترول.
.
((** جهود اللدات**))
– لكل لون من ألوان الليد مجال للجهد يبدأ الإنارة في أوله و ينعطب إذا تجاوزه و يسمى مجال جهد العمل، يتم تحديد هذا المجال بواسطة منحنيات تشغيل اللدات كالتي في الشكل (٣)، حيث نجد أن لكل لون منحني خاص به.
– لكل لون من ألوان الليد جهد مخصص يسحب عنده الليد تيار 20mA ، و قد تختلف الجهود بحسب المادة المصنوع منها الليد ، و قد جمعت في الجدول المرفق بيانات متوافقة مع أغلب المصانع و أغلب اللدات المنتشرة تجارياً.
في الشكل(٤) جدول لجهود اللدات المختلفة و التي تسحب أثناءها 20mA.
هذه الجهود هي التي يتم تصميم اللدات على أساسها.
و سأضع في التعليقات ملف pdf للجدول.
.
((** طرق تشغيل اللدات**))
– إن أي تغيرات بسيطة في الجهد من رتبة 0.1 فولت تؤثر على تيار الليد بشكل كبير، و بما أنه من الصعب ضبط الفولت بدقة، فيتم قيادة الليد بواسطة منبع التيار أو ما يسمى منظم التيار و ليس الفولت.
– إن أبسط منظم للتيار هو المقاومة الأومية المستخدمة مع الليد على التسلسل كما في الشكل(٥) ، فهي تتعامل مع تغيرات جهد الليد بطريقة عكسية مما يضبط تيار الليد بشكل مقبول ، لذلك يجب وضع مقاومة أومية على التسلسل مع الليد مهما كانت الظروف.
– الطريقة الثانية هي استخدام منظم تيار مع اللدات ، و هي الطريقة المستخدمة مع لدات الإنارة ذات الاستطاعة الكبيرة من 1 واط و فوق، فما تظنه ترنس للدات هو عبارة عن منظم للتيار و ليس للجهد ، فهو يكون إما 350mA لليد المفرد، أو من مضاعفات هذا العدد للدات الموصولة على التوازي.
نلاحظ على بعض محولات (ترنسات) اللدات أنه يكتب لك أنه يستطيع تشغيل لدات 1واط من 1 إلى 6 ليد مثلاً كالموجود في الشكل(٦) …أي تستطيع وضع أي عدد من اللدات بين 1 و 6 لدات. و السبب أنه ينظم التيار على 350mA فلم يعد يهم الفولت هنا ، و لكن بعد ال6 لدات سيبدأ الفولت بالتأثير و هذه طريقة عمل منظمات التيار التي سأشرحها لوحدها إن شاء الله.
– في بعض الأجهزة الالكترونية الدقيقة فإنهم يستعملون منظمات تيار للدات بهدف دقة عملها أو الحفاظ على عمرها الطويل.
.
((** طريقة حساب المقاومة المتصلة مع الليد **))
لحساب المقاومة المتصلة مع الليد بدقة فيجب أن يكون لدينا منحني عمل الليد.
إن لم يتوفر كما هو في العادة فنحسب قيمة المقاومة من فرق الجهد بين جهد المنبع و جهد الليد مقسوماً على تيار الليد كما هو موضح في الشكل (٧).
مثال:
نريد تشغيل ليد أحمر على بطارية 12 فولت.
إن جهد الليد الأحمر هو 2 فولت ، و تياره 20mA.
كما يمكن تشغيله على جهد 1.8V و يكون التيار 10mA.
.
نحسب فرق الجهد على طرفي المقاومة و هو 12-2= 10فولت.
التيار هو 20mA و يساوي 0.02A.
بالحساب 10 تقسيم 0.02 يساوي 500أوم.
نختار المقاومة الأعلى من الستاندرد وهي 510 أوم.
استطاعة المقاومة تساوي = مربع التيار * المقاومة= 0.02*0.02* 510 = 0.2 واط.
تنفع مقاومة ربع واط و لكن الأفضل وضع نصف واط.
إذا اردنا التيار 10mA
جهد المقاومة = 12-1.8= 10.2.
قيمة المقاومة =10.2÷0.01= 1020 أوم فنختار 1 كيلو أوم.
استطاعتها = 0.01*0.01*1000= 0.1 واط فنركب ربع واط.
.
((** عمر اللدات **))
– من المفترض أن يعيش الليد 50 ألف ساعة عمل ، و ينقص عمره بشكل كبير مع زيادة تيار العمل له ، وطبعاً زيادة تيار العمل سببها زيادة جهد التشغيل .
يوجد أخطاء متداولة عن جهود تشغيل اللدات و بالذات الأبيض ، فجهد تشغيله النظامي هو 3.2 فولت ، بينما يقول البعض أنه 3.5 أو 4 فولت ، و هذا يجعله يسحب تياراً كبيراً يزيد عن 50 ميلي أمبير و يجعله ينعطب .
إذا أردت أن تعيش اللدات أطول فترة ممكنة ، فيجب أن توازن ما بين شدة إضاءتها و عمرها الطويل ، و يكون ذلك بإعطائها تيار العمل الذي تعطيه السركة المصنعة، فإن لم تجده استعمل 20mA و لا تزيد عن 30mA.
.
((** ملاحظات متفرقة حول اللدات **))
.
** مسطرة الليد المستعملة بكثرة في الإنارة على البطارية كالموجودة في الشكل(٨):
يوجد منها عدة أنواع حسب جودة صناعة الليدات و عدد اللدات الموجودة في المتر ، و هناك من يزيد في تيار اللدات لتضيء أكثر و لكنها تتعطل سريعاً ، فما المعيار لمعرفة جودتها ؟
تتكون هذه المسطرة من 3 لدات موصولة على التسلسل مع مقاومة ،جهد الليد الواحد 3.2 فولت فيكون الجهد الاجمالي هو 9.6 فولت .
كي تعمل على جهد 12 فولت و تيار 20 ميلي أمبير لكل مجموعة تكون قيمة المقاومة التسلسلية = (12-9.6)÷ 0.02= 120 أوم.
في حال وجدت قيمة المقاومة 91 أوم أو أكثر فالمسطرة جيدة ، و إذا كانت أقل فهي سيئة، لأنه عند 91 أوم ستسحب اللدات 30 ميلي أمبير و لا بأس في ذلك إن كانت صناعتها جيدة.
قد لا تجد مقاومة 91 أوم إنما تجد مقاومتين على التوازي بقيمة 180 أوم فيكون الناتج 90 أوم.
– إن أكثر ما يعطل هذه المسطرة هو تشغيلها أثناء كون الشاحن يشحن البطارية . فهي مخصصة للعمل مع جهد 12V بينما جهد الشحن يرتفع إلى 14.5 فولت و أكثر مما يزيد تيار الليد الزائد أصلاً عن حده الطبيعي فيقصر عمره بشدة و تنعطب المسطرة.
.
** ليد القداحة (الولاعة) :
يقول البعض أن الليد الأبيض في القداحة (الولاعة) الرخيصة كالتي في الشكل(٩) يضاء بواسطة 3 بطاريات 1.5 فولت ، أي أنه يضاء بجهد 4.5 فولت ، فلماذا لا يحترق سريعاً حيث المفروض أن يكون التيار كبيراً جداً .
إن بطارية الساعة الصغيرة و المسماة (بطارية زنك الفضة) لها مقاومة داخلية عالية تمنع مرور تيارات كبيرة ضمنها ، لذلك فعند وصل الليد مع 3 بطاريات فإن المقاومة الداخلية للبطاريات الثلاث ستمنع التيار من الزيادة عن 30mA و لا يتعطل.
.
** سبوتات الليد :
سبوتات الليد كالتي في الشكل(١٠) تحتوي 3 لدات 1واط ، أي استطاعتها 3 واط ، و لها ترنس خاص بها يعطيها تيار ثابت هو 350mA ،
و لا يمكن تشغيلها على 12 فولت إن كانت مع ترنسها الخاص .
و لكن يوجد بعض الأنواع تعمل على 12V و يكون ذلك مكتوب على اللمبة.
يعاني من يركب هذه السبوتات من أنها لا تعمل مع الديمر …. لذلك إذا أردت أن تركب ديمر و تخفض الإضاءة فيجب بالأساس أن تشتري لمبات ليد 12 فولت و ليس لمبات مع ترنس خاص.
.
** الكشافات:
تتعطل لمبات الكشافات كالتي في الشكل(١١) بسبب سوء التبريد…لأن اللدات ذات الاستطاعات العالية تحتاج لتبريد قوي و يجب ألا تزيد درجة حرارة الليد عن 70 درجة ، فإن زادت حتى 120 درجة فهي معرضة للعطب سريعاً ، و تنعطب مباشرة عند حرارة تفوق 120 درجة.
لذلك يجب أن يكون الكشاف ذو تهوية جيدة و مشعات كبيرة للحرارة، و يظهر الشكل(١٢) أحد المشعات الحرارية للدات.
.
أخيراً … يستعمل ليد الأشعة تحت الحمراء (IR LED) في أجهزة الريموت كونترول ، و يستعمل ليد الأشعة فوق البنفسجية (UV LED) في كواشف العملة .
.
تم بعون الله…. أرجو لكم الفائدة.
م.منذر سالم.
