التصميم الالكتروني (2) LEDs و شاشة الأقسام السبع (Seven-segment display)
الثنائي الباعث للضوء
( light-emitting diode ) : هو مصدر ضوئي مصنوع من مواد أشباه الموصلات تبعث الضوء حينما يمر خلاله تيار كهربائي. يكثر تسميته بـ LED
وهو في الحقيقة دايود Diode
والدايود هو :هو قطعة إلكترونية ينحصر دوره في السماح لـ التيار الكهربائي بالمرور في اتجاه واحد فقط.حيث يمرر التيار من الanode (+) الى cathode(-) حسب الصورة في الاسفل
فاذا مر التيار في الاتجاه الصحيح يمرر التيار وتسمى هذه الحالة الانحياز الامامي ( forward bias )
اما اذا مر التيار في الاتجاه المعاكس فان الدايود لا يسمح له بالمرور وتسمى هذه الحالة الانحياز العكسي ( reverse bias )
عند مرور التيار في الدايود في حالة الانحياز الامامي يتكون فرق جهد مقداره 0.7 فولت تقريبا اذا كان من نوع السيلكون من اشباه الموصلات
اما الباعث الضوئي فان فرق الجهد المتكون حولها يعتمد على نوع الليد ولونه حسب الجدول التالي :
اما في حالة الانحياز العكسي فان التيار لا يمر نهائيا ولا يعمل الضوء
من تطبيقات الليد الصناعية هي قطعة شاشة الأقسام السبع (Seven-segment display)
وهي في الحقيقة تتكون من 7 قطع من الباعث الضوئي (الليد) بالاضافة الى واحدة اخرى للفاصلة فتصبح 8 قطع
حيث تكون هذه القطع لها طرف مشترك والطرف الاخر اذا اكمل الدائرة فان القطعة تعمل وهكذا
وتقسم حسب الطرف المشترك للقطع الى قسمين:
القسم الاول : common cathode (-)
حيث يكون الطرف السالب لجميع القطع متصل معا والطرف الموجب غير متصل
فعندما نريد ان نشغلها نوصل الطرف المشترك مع سالب البطارية ونوصل الطرف الموجب لكل قطعة نريد اضائتها مع موجب البطارية فمثلا اذا اردنا اظهار رقم واحد على الشاشة نوصل كما في الشكل التالي :
القسم الثاني : common anode (+)
حيث يكون الطرف الموجب لجميع القطع متصل معا والطرف السالب غير متصل فعندما نريد ان نشغلها نوصل الطرف المشترك مع موجب للبطارية ونوصل الطرف السالب للقطع التي نريد اضائتها مع سالب البطارية
فمثلا اذا اردنا اظهار رقم واحد على الشاشة وكان نوع الشاشة common cathode فاننا نوصل كما في الشكل التالي :
ولكن اذا اردنا ان نضيء اكثر من رقم على الشاشة وان نضع لكل رقم مفتاح
فانه يجب علينا وصل دايود بعد كل سلك من المفتاح حتى لا تضيء قطع لا نريدها
ولكن في هذه الحالة يجب ان نضع في الحسبان انه سيتم خصم 0.7 فولت عند الدايود وان الليد يحتاج تقريبا 2 فولت فيفضل لنا وصل 3 فولت على الاقل ويجب ان نضع في الحسبان قيمة التيار المسحوب من كل قطعة تقريبا 10 ميلي امبير
كما في الصورة
اما اذا كان مصدر الجهد اكثر من 3 فولت فانه يجب علينا وضع مقاومة ونحسب قيمتها كالتالي
فانه يجب معرفة عدد القطع المراد اضائتها
مثلا 5 قطع وبما ان كل واحدة تحتاج 10 ميلي امبير فان التيار المطلوب تقريبا 50 ميلي امبير
وكل قطعة تحتاج تقريبا 2 فولت والدايود 0.7 فبالتالي نحتاج جهد 3 الى 2.5 فولت لكل دايود وهم موصولين على التوازي
واذا كان مصدر الجهد 9 فولت
فاننا نحسب قيمة المقاومة المطلوبة كالتالي :
م = (جـ البطارية - جـ المطلوب لليد)\(التيار المطلوب)
م = (9-2.5)\(0.05)
م = 130 اوم
فنختار اقرب مقاومة عملية عليها مثلا 150 اوم
لكن يجب ان نتاكد من القدرة المستهلكة
القدرة = (الجهد حول المقاومة)*(التيار المستهلك)
القدرة = (9-2.5)*(0.05)
القدرة = 0.325 واط
فيجب عند اختيار المقاومة ان تكون تتحمل اعلى من ذلك فيفضل ان تتحمل على الاقل 0.5 واط
في الصورة اخترت مقاومة 150 اوم وسحبت الدائرة لاضاءة 5 قطع مع المقاومة 43 ميلي امبير تقريبا
في هذا الرابط ستجدون ملف تصميم الدائرة التي تم تنفيذها على برنامج
Circuit Wizard
ولا تنسوا عمل متابعة للمدونة حتى يصلكم كل جديد
وترك تعليقاتكم على هذا المقالة
وشكرا للمتابعة (^_^)