Двухцветный светодиод: хаpaктеристики диодов с двумя и тремя выводами, схема подключения

Словосочетание двухцветный светодиод свидетельствует о свечении такого чипа двумя цветами. У этого вида источников света 2 разноцветных кристалла и 2 или 3 вывода. Конструкция похожа на RGB, но принцип работы другой – один кристалл горит, если ток проходит одном направлении, второй – при изменении полярности. Это особенность используется в индикаторах и системах сигнализации различного электрооборудования.

Хаpaктеристика двухцветных диодов с двумя и тремя выходами

В двухцветный диод установлены 2 кристалла,соединенные встречно-параллельно. Корпус имеет стандартные размеры DIP И SMD с двумя или тремя выводами. При первом варианте каждый вывод служит анодом одного кристалла и катодом другого. Такой источник излучает 2 или 3 цвета. Третий получается при одновременном свечении обеих кристаллов.

Возможные комбинации цветов:

• красный и синий;
• красный и зеленый;
• красный и желтый или желто-зеленый;
• синий и желтый;
• зеленый и желтый.

Падение напряжения зависит от цвета кристалла:

• красный 1,6 В;
• зеленый 1,8 В;
• синий 3,5 В;
• желтый 1,7 В.

Важно! Двухцветный светодиод всегда можно заменить двумя чипами разного цвета, соединенными по соответствующей схеме.

Если у двухцветного светодиода 2 вывода, кристаллы соединены встречно-параллельно. В конструкции с общим анодом или катодом установлено 2 светодиода разного цвета.

В чипах с двумя выводами общий контакт чаще всего расположен посередине корпуса, но бывают исключения. Определить полярность можно при помощи омметра.

Цвета кристаллов подбираются в соответствии с правилами эргономики. Зеленый цвет чаще всего указывает на нормальную работу оборудования, красный – на аварийную ситуацию. Для определения режима ждущего режима используется желтый цвет. Синие кристаллы используются для подсветки поверхностей темных оттенков.

Как правильно подключить двухцветный светодиод?

Светодиодами называют электронные компоненты разных размеров и цветов, которые заключены в прозрачный корпус. Линзы из эпоксидной смолы являются корпусом светодиода, кристаллы — источником света, длинный вывод – анод, короткий — катод. Определить какого свечения будут лампы сразу невозможно. Лампы начинают светиться тогда, когда ток идет в прямом направлении. Интенсивность свечения пропорциональна электрическому току.

Каждый светоизлучающий диод по всем законам физики должен давать лишь один цвет. Он зависит от материала, из которого изготовлен полупроводник. Никаких изменений в процессе эксплуатации не происходит. Как же тогда создается двухцветный светодиод? А многоцветный?

Описание двухцветных светодиодов

Двухцветный светодиод – это два отдельных светоизлучателя, объединенных на одном кристалле и изготовленные из разных полупроводниковых сплавов. Такой LED выдает минимум два цвета. Поскольку его корпус выполнен из специального светорассеивающего пластика, одновременно работающие два светоизлучателя создают третий цвет.

Учитывая особенности восприятия человеком цветовых смесей, в светодиоде на 2 цвета чаще всего используются следующие сочетания:

• красный – желто-зеленый;
• красный – синий или зеленый
• красный – желтый;
• желтый – зеленый;
• желтый – желто-зеленый.

Также светодиод на 2 цвета можно разделить на несколько типов:

• двухцветный светодиод с двумя выводами, имеющий встречно-параллельное соединение;
• двухцветный светодиод с тремя выводами, которые представляют из себя два отдельных излучателя с общим катодом либо двухцветный светодиод с общим анодом.

В одном корпусе LED могут быть разные лампы:красно-желтые, красно-зеленые, сине-желтые и другие. Трехцветный светодиод объединяет в одном корпусе красные, зеленые и синие лампы.

Самый распространенный трехвыводной LED — с двумя светодиодами зеленой и красной лампы в одном корпусе. Такие LED более востребованы, поскольку их применение дает больше цветовых гамм, что позволяет выпускать недорогие светильники, лампы которых способны менять свет в широком спектре. С помощью импульсного модулятора, меняя интенсивность свечения каждого полупроводника, удается изменять и тон освещения у каждого диода. Для предотвращения возможной перегрузки, для каждого светодиода предусмотрен отдельный резистор.

Область применения двухцветных светодиодов

Светодиод на 2 цвета — это интегрированная сборка с двумя светоизлучающими кристаллами на одной подложке. Несмотря на довольно ограниченный спектр излучения, светодиоды на 2 цвета нашли широкое применение в:

• приборостроении, как двухцветный светодиод 5мм, использующийся в качестве индикатора;
• рекламном бизнесе для привлечения внимания потребителя;
• декорировании помещений, используя возможности игры света;
• современных средствах сигнализации, как, например, мигалка на двухцветном светодиоде, светофоры;
• тюнинговании автомобилей;

Эти приборы широко применяются в системах сигнализации, индикации и визуального оформления. 2- х цветное LED освещение активно используется в создании электронных табло и указателей. Кроме того, двухцветный светодиод применяется в качестве индикатора вращения электродвигателя, работающего на постоянном токе, демонстрируя в какую сторону идет вращение.

Cветодиод на 2 цвета – это два обычных светодиода в одном корпусе. У него две ноги и каждая одновременно является катодом светодиода одного цвета и анодом другого цвета. Поэтому от того в каком направлении через двухцветный диод движется ток зависит каким цветом будут светиться лампы.

Для такого LED необходим только один резистор. Двухцветные светодиоды менее популярны, чем трехцветные.

Примером светодиода на 2 цвета является зарядка для мобильного устройства и аккумуляторной батареи, когда лампочка индикатора в момент зарядки светится красным, а после зарядки батареи свет меняется на зеленый.

В автомобилях LED лампы используются там, где требуется 2 цвета в фаре, когда одна лампа одновременно выполняет роль габарита и поворотника. Габариты при этом будут красные, а поворотники — желтыми.

Как подключить двухцветный светодиод?

Подключение светодиодов к цепи требует подключения балластного сопротивления, которое встроено в современные светодиоды. Ограничивая ток в цепи, подключение светодиода возможно с напряжением в сети 220В.

Стандартная схема включения светодиодов

Свечение светодиода на 2 цвета меняется от того, в какую сторону через лампу течет ток. Схема прибора вполне понятна. В ней есть резистор и два включенных навстречу друг другу диода, которые соединены параллельно. При протекании тока в прямом направлении один диод оказывается запертым и не светится. При движении тока в обратном направлении все меняется с точностью наоборот.

После определения тока и напряжения светодиода можно рассчитать параметры сопротивления, которые ограничивают ток в цепи. В простейшей схеме включения двухцветного светодиода резистор ограничивает ток. После расчета сопротивления, рассчитывается его мощность. Если выбирать маломощный резистор, то есть вероятность, что он в скором времени выйдет из строя. При последовательном соединении LED хватит одного резистора, подключенного к цепи.

Светодиоды с различными номинальными токами нельзя соединять последовательно. Для правильного подключения надо понимать, что при параллельном подключении сила тока суммируется, а при последовательном подключении суммируется напряжение. Параллельное и последовательное подключение возможно только одинаковых светодиодов с использованием одного резистора.

А если происходит подключение разных светодиодов, то для надежности лучше рассчитать каждому LED свой пассивный элемент электрической цепи.

Источник: https://led-svetodiody.ru/info/dvuhcvetnyy-svetodiod

Принцип работы двухцветных светодиодов

Принцип работы элементов с двумя выводами простой. Цвет свечения меняется одновременно с изменением полярности подключения. Это значит, что цвет полностью зависит от того, в какому пути проходит ток. При подаче плюса на один из выводов один кристалл начинает светиться, второй запирается. После смены полярности запертый начинает светиться, светящийся запирается.

Такая схема используется в индикаторах, работающих от переменного напряжения. Двухцветные диоды соединяются параллельно и встречно, ток ограничивает один резистор. Такие элементы часто монтируются в кнопочные выключатели, при помощи которых меняется цвет свечения.

Так как цвет свечения светодиодов ненасыщенный и тусклый, при смешении образуется оттенок, который человеку сложно определить. Еще одна особенность – изменение оттенка при взгляде на источник света с различных paкурсов.

Стандартная схема включения светодиодов

Свечение светодиода на 2 цвета меняется от того, в какую сторону через лампу течет ток. Схема прибора вполне понятна. В ней есть резистор и два включенных навстречу друг другу диода, которые соединены параллельно. При протекании тока в прямом направлении один диод оказывается запертым и не светится. При движении тока в обратном направлении все меняется с точностью наоборот.

После определения тока и напряжения светодиода можно рассчитать параметры сопротивления, которые ограничивают ток в цепи. В простейшей схеме включения двухцветного светодиода резистор ограничивает ток. После расчета сопротивления, рассчитывается его мощность. Если выбирать маломощный резистор, то есть вероятность, что он в скором времени выйдет из строя. При последовательном соединении LED хватит одного резистора, подключенного к цепи. Светодиоды с различными номинальными токами нельзя соединять последовательно. Для правильного подключения надо понимать, что при параллельном подключении сила тока суммируется, а при последовательном подключении суммируется напряжение. Параллельное и последовательное подключение возможно только одинаковых светодиодов с использованием одного резистора. А если происходит подключение разных светодиодов, то для надежности лучше рассчитать каждому LED свой пассивный элемент электрической цепи.

Сфера применения

Особенности спектра излучения не мешают светодиодам с двойным свечением найти сферу применения.

Светодиодные индикаторы на основе двухцветных диодов используются:

• в рекламе;
• в системах сигнализации (светофорах, мигалках, указателях, электронных табло);
• в электродвигателях (для определения стороны вращения);
• при декорировании помещений;
• в телефонах, планшетах, фотоаппаратах;
• в зарядках различных аккумуляторов;
• для тюнинга автомобилей.

Внимание! Двухцветная лампа с цоколем H7 устанавливается в фары автомобилей ближнего (белая) и дальнего (желтая) света, с цоколем PY21W или P21W – в поворотники (красная) и габариты (желтая).

В быту из двухцветных светодиодов можно сделать гирлянду. Одни цвет горит во время положительного полупериода, второй – во время отрицательного.

Схемы подключения двухцветных светодиодов

Чтобы сделать электроприбор своими руками, необходимо знать, как подключить двухсветный светодиод. Самый простой (но не совсем правильный) вариант – подключаем питания к ножкам через резистор и определяем циклов включения/выключения.

Чтобы добавить к схеме резистор, необходимо рассчитать значения его сопротивления и мощности.

С 2015 года ГОСТом 29433-2014 определены новые параметры напряжения электросети:

• номинальное 230 В;
• минимальное 207 В, под нагрузкой 198 В;
• максимальное 253 В.

Сопротивление резистора должно иметь такое значение, чтобы через него мог протекать ток, необходимый для нормального функционирования двухцветного светодиода, но элемент при этом не перегревался. Поэтому значение номинального тока 20 мА для расчетов заменяется другим значениеем – 7 мА = 0,007 А, позволяющим диоду нормально светиться.

Сопротивление:

Купить нужно элемент на 33 кОм.

Мощность резистора:

Купить нужно элемент на 2 Вт.

Для проверки рассчитывается ток при максимальном напряжении:

Мощность:

Это значит, что резистор на 2 Вт не перегреется даже при максимальном значении напряжения сети.

Внимание! Если двухцветный светодиод имеет 2 вывода, он подключается при помощи одного резистора. При наличии трех выводов требуются 2 резистора, сопротивление вычисляется отдельно для каждого (ток у кристаллов с различным цветом отличается).

На таймере 555

Таймером 555 называют интегральное устройство, генерирующее импульсы через определенные промежутки времени. Доступны модели в пластиковом и металлическом DIP и SMD корпусе на 4,5 – 16 В. Основная сфера применения в быту – управление трехцветными лентами и лампами. Таймер 555 включает цвета поочередно. Стандартное напряжение питания 5 В, перевести на 12 В можно, если поменять сопротивление резисторов.

схема управления двухцветными светодиодами до 1А

Схема управления двухцветными светодиодами на контроллере

Схема управления двухцветными светодиодами построена на микросхеме TA7291P с двумя выходами OUT и двумя входами IN. К выходу подключаем два диода или один двухцветный мощностью не менее 1А. Если логика на входах одинакова, то потенциалы выходов равные, соответственно светодиод не горит.

При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2.

В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов.

Основные выводы

Радиолюбители используют двухцветные светодиоды в различных самодельных осветительных приборах:

• «Электронном сердце» с таймером 555 и генератором для украшения помещений при поведении различных торжеств;
• моделях железнодорожного переезда;
• регуляторах яркости изделий из светодиодов;
• регуляторах мигания;
• «Рулетке» (вращающемся круге) на основе таймера 555;
• 3 D куба на основе микросхемы 4020;
• поворотниках для мотоциклов, укрепляемых на шлеме;
• линейных светильниках для подсветки растений.

В домашних условиях любое устройство следует конструировать так, чтобы постоянно светился один базовый цвет. Чаще всего это зеленый, сигнализирующий о подключении к питанию. Другой вариант – установка каждого диода на отдельное место и ввод режима, включающего суммарное свечение.

Если делать лампы из двухцветных диодов, то необходимо знать, что самостоятельный монтаж может привести к неожиданному спектру свечения. Если источник света перегорит, придется переделывать всю систему.