נורת לד: מדריך מקיף איך לחבר ולהפעיל באמצעות ארדואינו אונו

נורת לד – LED

מדריך מפורט לשימוש ב דיודה – נורת לד המחוברת למיקרו-בקר ארדואינו אונו, במדריך שלפניכם ניתן למצוא פירוט בשפה פשוטה:
1. מהי? 
2. עיקרון פעולה. 
3. כיצד לחבר לארדואינו אונו. 
4. קודי הפעלה לדוגמא.

הפוסט מומלץ לכל תלמיד, סטודנט, מורה או מרצה בתחום ה- Arduino ובתחום הנחיית הפרויקטים.

הקדמה נורת לד

נורות לד נפוצות באלקטרוניקה בזכות הצריכה הנמוכה, אורך החיים הארוך והיכולת לפלוט מגוון צבעים. הן משמשות בתאורה, תצוגות, חיישנים ועוד.

מבנה נורת לד 

נורת לד בנויה משני חלקים של חומר מיוחד שיכול להוליך חשמל, אבל לא באופן מושלם כמו מתכת. חומר מיוחד זה נקרא “מוליך למחצה”.

לנורת הלד קיים 2 רגלים:

רגל Anode – (אנודה) – מסומנת בתור הרגל החיובית (+) רגל אנודה מתחברת לנגד ואז ללוח הארדואינו ברגל שהגדרנו בתוכנה.

רגל Cathode – (קטודה) – מסומנת בתור הרגל השלילית (-) רגל קטודה מתחברת לאדמה – רגל GND בלוח הארדואינו.

עקרון פעולה של נורת הלד 

שני חלקי החומר המוליך למחצה מחוברים יחד בנקודה אחת. כשמעבירים זרם חשמלי דרך נורת הלד, הזרם עובר בנקודת החיבור בין שני חלקי החומר. ברגע שהזרם עובר בנקודה הזו, נפלטים חלקיקים קטנים שנקראים אלקטרונים. האלקטרונים האלה פולטים אנרגיה בצורת אור. ככל שהזרם חזק יותר, יותר אלקטרונים משתחררים ויותר אור נפלט. כך אפשר לשלוט על עוצמת האור על ידי שליטה בזרם החשמלי.

צבע האור של נורת הלד

נורות לד עשויות מחומרים למחצה מוליכים שונים כגון GaN, GaP, SiC ועוד. כל חומר פולט אור באורכי גל (ולכן גם צבעים) שונים בהתאם למבנה האטומי הייחודי שלו ולמאפייני האנרגיה של האלקטרונים. לדוגמה, בנורת לד אדומה שעשויה מ-GaN, האלקטרונים פולטים פוטוני אור באורך גל של 610-760 ננומטר שנתפס כצבע אדום.

ככל שאורך הגל קצר יותר, כך נדרשת יותר אנרגיה כדי לייצר את קרינת האור הזו. לכן נורות לד כחולות צורכות מתח גבוה יותר מאדומות. מכאן נגזר גם ההבדל במתח הנדרש להפעלת נורות לד בצבעים שונים – המתח תלוי באנרגיית פליטת האור של חומר נתון.

מתח הפעלה של נורות לד לפי צבעים

☸ נורת לד אדומה – 1.8-2.2 וולט
☸ נורת לד כתומה – 1.8-2.2 וולט
☸ נורת לד צהובה – 1.7-2.2 וולט
☸ נורת לד ירוקה – 1.9-3.3 וולט
☸ נורת לד כחולה – 2.7-3.6 וולט
☸ נורת לד ורודה – 2.7-3.3 וולט
☸ נורת לד סגולה – 2.7-3.3 וולט
☸ נורת לד תכלת – 3.1-3.4 וולט
☸ נורת לד לבנה – 3.1-3.3 וולט

שליטה על עוצמת ההארה של לד 

ככל שמגבירים את הזרם החשמלי הזורם דרך הדיודה, כך גדלה כמות האור שהיא פולטת. ניתן לשלוט בעוצמת האור על ידי שליטה בזרם החשמלי.

נורות לד נפוצות באלקטרוניקה בזכות הצריכה הנמוכה, אורך החיים הארוך והיכולת לפלוט מגוון צבעים. הן משמשות בתאורה, תצוגות, חיישנים ועוד.

מדוע מחברים נגד בטור?

נורת הלד דורשת מתח של 2v בלבד (תלוי בצבע נורת הלד), בעוד רגל הארדואינו מספקת מתח של 5V. לכן, יש עודף של 3v שעלול לשרוף את נורת הלד. בנוסף, נורת לד טיפוסית צורכת זרם של כ-14mA.

נעשה חישוב לפי חוק אום:
עודף המתח שעל הנגד להוריד הוא – 3v
זרם שזורם בנגד – 14mA


לכן אנו מחברים נגד של 220Ω

חיבור ללוח ארדואינו

קוד הפעלה:

				
					void setup() 
{
  pinMode(9, OUTPUT); // הגדרת פין 9 כפלט (OUTPUT)
}

void loop()
{
  digitalWrite(9, 1); // הפעלת פלט בפין 9 (דלקת נורת הלד)
  
  delay(1000); // המתנה של 1000 מילישניות (1 שנייה)

  digitalWrite(9, 0); // כיבוי פלט בפין 9 (כיבוי נורת הלד) 
  
  delay(1000); // המתנה של 1000 מילישניות נוספות (1 שנייה)
}
				
			

קטע קוד זה גורם לנורת הלד המחוברת בפין (רגל) 9 להידלק למשך שנייה ולאחר מכן נורת הלד הופכת להיות כבויה למשך שנייה, אנו גורמים לנורת הלד להבהב. 

אולי יעניין אותך גם...

שער AND: המדריך המקיף והמלא

שער AND (וגם): מדריך מקיף המסביר את עקרון הפעולה, טבלת האמת, שימושים מעשיים ודוגמאות קוד. המדריך המלא לשער AND הבסיסי.

נגישות
error: © תוכן זה שמור באמצעות זכויות יוצרים, אין אפשרות לבצע העתקה. ©