L2: LED diodoa

Argia igortzen duen diodo baten oinarrizko funtzionamendua.
Etiketak:
Kategoriak:

LED diodoa

Zer ikasiko duzu ikasgai honetan

Ikasgai honetan honako hauek landuko ditugu:

  • Zer den eta nola funtzionatzen duen LEDa edo argi igorle diodo bat.
  • Babes-erresistentzia. Zer den eta zergatik den beharrezkoa.
  • Prototipo-plaka. Nola funtzionatzen duen eta nola erabil dezakegun zirkuituak erraz eraikitzeko.

Aurretiazko baldintzak

Ikasgai hau jarraitu ahal izateko, aurrez 1. Ikasgaia: Nire lehen proiektua osatu behar duzu. Gainera, azalpen teorikoan zehar tentsioaren, intentsitatearen eta erresistentziaren kontzeptuak aipatuko dira, baina ez da beharrezkoa kontzeptu horiek sakonean ulertzea ikasgaia osatu ahal izateko.

Azalpen teorikoa

Gehiago jakin nahi dut!

Zer da LED bat?

LED bat (Argia Igortzen duen Diodoa) energia elektrikoa argi bihurtzen duen gailu elektroniko bat da. LED sinpleenek bi terminal edo “hankatxo” dituzte, eta kolore bakarreko argia eman dezakete, eraiki diren materialaren araberan. Kolore ohikoenak gorria, laranja, horia, berdea eta urdina dira.

Badira LED sofistikatuagoak, kolore desberdinetan argitu daitezkeenak. Ondorengo ikasgai batean aztertuko ditugu.

Bonbilla bat ez bezala, zeinahi norabidetan konektatzen dugun kontuan hartu gabe argitzen baita, LEDa norabide egokian konektatzen bada bakarrik argitzen da. Diodoek korrontea noranzko batean bai eta bestean ez zirkulatzen uzten duten gailuak baitira. Beraz, arreta jarri beharko dugu gure zirkuituan instalatzerakoan, norabide egokian konektatzeko. LED batek polaritatea duela esaten da. Bonbilla batek, aldiz, ez du polaritaterik.

LED baten egitura

Argia igortzen duen diodo batean lau atal nagusi bereiz ditzakegu:

  • LED txipa (1) energia elektrikoa argi bihurtzeaz arduratzen da. Erdi-eroale izeneko materialez egina dago. LEDaren kolorea eraikitzeko erabili diren materialen araberakoa da.
  • Kapsula (2) txipa babestuta edukitzeko eta sortzen duen argia kanpora eraginkortasunez irits dadin balio du.
  • Positiboa edo anodoa (3) eta negatiboa edo katodoa (4) terminalak, LEDa gure gainerako zirkuitura konektatu ahal izateko.


LED baten atal nagusiak

Garrantzitsua da anodoa eta katodoa bereizten jakitea, izan ere, aurreko puntuan esan dugun bezala, LED batek polaritatea du, eta norabide egokian konektatu behar da, funtziona dezan. Anodoa katodoarena baino tentsio handiagoarekin konektatu behar da. Arau hauek erabil ditzakegu anodoa zein den eta katodoa zein den zehazteko.

  • LEDak besteak baino terminal luzeagoa badu, anodoa da luzeena.
  • LEDak kapsularen ondoan tolestura duen terminal bat badu, terminal hori anodoa da.
  • Kapsularen beheko aldeak ebaketa laua edo koska bat badu, markaren ondoan dagoen terminala katodoa da.
  • Gailuaren barne-egiturari kapsulatik begiratuz gero, metalezko bi plaka txiki ikusiko ditugu. Bietatik handienera konektatutako terminala katodoa da.

Babes-erresistentzia

Zenbait osagai elektriko eta elektronikotan, hala nola erresistentzia edo bonbilla batean, osagai horiek zeharkatzen dituen korronte elektrikoaren intentsitatea terminalen artean aplikatzen den tentsioarekiko zuzenki proportzionala da. Portaera hori duten osagaiei osagai linealak esaten zaie.

Hala ere, beste osagai batzuetan korronte elektrikoaren eta tentsioaren arteko erlazioa ez da lineala. Horren adibide dugu LEDa. LEDak, diodo erdi-eroale mota berezia denez, portaera ez-lineala du.

Diodoaren ez-linealtasun berezi horrek eragiten du terminalen artean aplikatutako tentsioan aldaketa txiki batek aldaketa oso handia eragitea hura zeharkatzen duen korrontean. Korronte hau handiegia bihurtzen bada, diodoa kaltetu egin daiteke eta funtzionatzeari utzi.

Horrelakorik gerta ez dadin, erresistentzia bat konektatu behar da seriean LEDarekin, hura zeharka dezakeen korrontea mugatzeko. Erresistentzia horri babes-erresistentzia deitzen zaio, eta balio hori LEDaren ezaugarrien eta gure zirkuituaren elikadura-tentsioaren araberakoa izango da.

Ondorengo ikasgai batean erresistentzia horren balioa kalkulatzen ikasiko duzu, baina, oraingo ikasgairako, 100 Ohm-eko babes-erresistentzia erabiliko dugu.

Prototipo-plaka

Normalean, zirkuitu elektroniko bat hainbat osagaik osatzen dute (txipak, erresistentziak, kondentsadoreak, diodoak, transistoreak…), zirkuitu inprimatuko plaka baten gainean muntatuta eta soldatuta. Gure garapen-plaka osagai soldatu desberdinak dituen zirkuitu inprimatuko plakaren adibide bat da. Plaka horiek bi funtzio nagusi dituzte: osagaiak elkarrekin konektatzea eta zirkuitua sendotasun fisikoz hornitzea, erraz kaltetu ez dadin.

Hala ere, badute eragozpen bat: ezin dute zirkuitua erraz aldatu. Ikasturte honetan gure zirkuituak etengabe muntatu eta aldatu beharko ditugunez, prototipo-plaka bat erabiliko dugu.

Prototipo-plaka bat barruan elkarri konektatuta dauden zuloak dituen taula batez osatuta dago, normalean lerro eta/edo zutabeen bidez. Zulo horietan, gure osagaien terminalak edo pinak edo konexio-kable txikiak sar ditzakegu, zirkuituak azkar eta erraz muntatu ahal izateko.

BatSTEM Oinarrizko Kitean sartutako plakak 830 zulo ditu, alde bakoitzean 50 zuloko bi zutabetan antolatuta, (zirkuituaren elikadura positibo eta negatiboko lineak konektatzeko erabiliko ditugu), eta 63 lerroko bi bloke, bakoitza 5 zulo zabalekoa. Alboko zutabeetako zuloak eta lerro bakoitzekoak elektrikoki konektatuta daude.

Prototipo-plakaren konexio elektrikoak

Aurreko irudian, marra batekin lotutako zulo guztiak elektrikoki konektatuta daude. Beraz, A-1 zuloan sartutako LED baten terminal bat D-1ean instalatuko dugun kable batekin konektatuta egongo da.

Atal praktikoa

Material hauek behar dituzu:

  • ESP32 garapen-plaka.
  • USB konexio-kablea.
  • Prototipo-plaka.
  • LED gorria.
  • 100 Ohm-ko erresistentzia.
  • Konexio-kableak.

Eskema elektronikoa

Konexio diagrama

Ikasgai honetan, garapen-plaka LEDari elikadura emateko soilik erabiliko dugu. Beraz, goiko zirkuituaren eskeman agertzen den tentsio-iturria ordezkatuko du. Konexioa errazteko, kitean sartutako plaka egokigailua erabiliko dugu.


Osagaien konexioa prototipo-plakan

Pausoz pauso
  1. Jarri garapen-plaka konexio egokigailu plakan. Begiratu ondo posizioari, eta ziurtatu garapen-plakaren eta egokigailu plakaren pinek bat egiten dutela.
  2. Konekta ezazu kable gorri bat garapen-plakaren 3V3 konektorearen eta prototipo-plakaren marra gorriaren artean. Horrela, lerro gorria gure tentsio positiboa (V+) lerroa izango da.
  3. Konekta ezazu kable beltz bat garapen-plakaren GND konektorearen eta prototipo-plakaren marra urdinaren artean. Lerro urdina gure 0 volteko lerroa, erreferentzia edo GND izango da.
  4. Konekta ezazu 100 Ohm-eko erresistentzia diagramak adierazten duen moduan. Kontuan izan bere terminaletako bat V+ lerron dagoela.
  5. Konekta ezazu LEDa irudian agertzen den bezala. Ziurtatu anodoa erresistentziarekin elektrikoki konektatuta dagoela.
  6. Konekta ezazu kable beltz bat LEDaren katodoaren eta GNDaren artean.
  7. Dena prest duzunean, konekta ezazu garapen-plaka ordenagailura USB kablearekin. Dena ondo egin baduzu, LEDa piztuko da.

Ariketa gehigarriak edo erronkak

  1. Atera LEDa prototipo-plakatik eta eman buelta, anodoaren eta katodoaren posizioak trukatuz. Zer uste duzu gertatuko dela?

Ikasitakoaren laburpena

  • LEDa energia elektrikoa argi bihurtzen duen gailu elektronikoa da.
  • Gailu ez-lineala da eta korrontea bi norabideetako bakar batean pasatzen uzten du (anodotik katodora).
  • Zirkuitu batean instalatzeko babes-erresistentzia bat behar du, zeharkatzen duen korronte kantitatea mugatzeko eta ez kaltetzeko.
  • Prototipo-plakak zirkuituak erraz eta azkar sortzeko aukera ematen digu, barne-interkonexioei esker.

Hurrengo urratsak

Ariketa gehigarrien soluzioak

Erakutsi

Zer gertatzen da LEDaren polaritatea aldatuz gero?

Alde teorikoan ikusi dugunez, diodo estandar batek edo LED batek korrontea norabide bakar batean igarotzen uzten du (anodotik katodora). Polaritatea alderantzikatzen badugu, LEDak zirkuitu ireki baten moduan jokatuko du, eta beraz, korronteak ezingo du zirkulatu eta LEDa itzalita egongo da.