การออกแบบวงจรที่มี LED IR หลายตัวอาจเป็นความพยายามที่ท้าทาย แต่คุ้มค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณสามารถเข้าถึง LED IR ที่มีคุณภาพสูงจากซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้ ในฐานะผู้จัดหา IR นำฉันได้เห็นความสำคัญของวงจรที่ออกแบบมาอย่างดีเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจากแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดเหล่านี้ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะแนะนำคุณเกี่ยวกับกระบวนการออกแบบวงจรด้วย LED IR หลายตัวตั้งแต่การทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานไปจนถึงการใช้เทคนิคขั้นสูง
ทำความเข้าใจกับ LED IR
ก่อนที่จะดำน้ำในการออกแบบวงจรมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีความเข้าใจที่ดีของ LED IR ไฟ LED อินฟราเรดปล่อยแสงในสเปกตรัมอินฟราเรดซึ่งมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ เช่นการควบคุมระยะไกลระบบรักษาความปลอดภัยและกล้องมองเห็นตอนกลางคืน
LED IR มีลักษณะทางไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงรวมถึงแรงดันไปข้างหน้า (VF) กระแสไปข้างหน้า (ถ้า) และความเข้มของการแผ่รังสี แรงดันไปข้างหน้าคือแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการส่งต่อ - อคติ LED และอนุญาตให้กระแสไหลผ่าน กระแสไปข้างหน้าคือจำนวนกระแสที่ผ่าน LED เมื่อมีการส่งต่อ - ลำเอียง ความเข้มของรังสีวัดปริมาณแสงอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาโดย LED ในทิศทางเฉพาะ
พื้นฐานการออกแบบวงจร
ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟ
ขั้นตอนแรกในการออกแบบวงจรที่มี LED IR หลายตัวคือการกำหนดข้อกำหนดด้านแหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟจะต้องสามารถให้แรงดันไฟฟ้าและกระแสเพียงพอในการขับเคลื่อนไฟ LED ทั้งหมด แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับวงจรคือผลรวมของแรงดันไปข้างหน้าของไฟ LED ทั้งหมดในซีรีย์ในขณะที่กระแสรวมทั้งหมดจะเหมือนกับกระแสไปข้างหน้าของ LED เดียวในวงจรที่เชื่อมต่อ
ตัวอย่างเช่นหากคุณมีไฟ LED IR สามตัวที่มีแรงดันไปข้างหน้า 1.5V แต่ละอันและกระแสไปข้างหน้าของ 20mA และคุณเชื่อมต่อเป็นอนุกรมแรงดันไปข้างหน้าทั้งหมดของวงจรคือ 1.5V x 3 = 4.5V และกระแสที่ต้องการคือ 20mA คุณต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่สามารถจัดหาได้อย่างน้อย 4.5V และ 20mA
การเลือกตัวต้านทาน
ในการควบคุมกระแสไฟที่ไหลผ่าน LED IR คุณต้องใช้ตัวต้านทาน ค่าของตัวต้านทานสามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของโอห์ม (v = ir) โดยที่ v คือแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานฉันเป็นกระแสและ r คือความต้านทาน
แรงดันไฟฟ้าทั่วตัวต้านทานคือความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟและแรงดันไปข้างหน้าทั้งหมดของไฟ LED สำหรับตัวอย่างข้างต้นหากคุณมีแหล่งจ่ายไฟ 5V แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทานคือ 5V - 4.5V = 0.5V การใช้กฎของโอห์มค่าความต้านทานคือ r = v / i = 0.5V / 0.02A = 25Ω
การกำหนดค่าการเชื่อมต่อ
มีสองวิธีทั่วไปในการเชื่อมต่อ LED IR หลายตัวในวงจร: ซีรีส์และขนาน
ในการเชื่อมต่อแบบซีรีส์เทอร์มินัลบวกของ LED หนึ่งตัวเชื่อมต่อกับขั้วลบของ LED ถัดไป ข้อได้เปรียบของการเชื่อมต่อซีรีส์คือกระแสผ่าน LED แต่ละตัวนั้นเหมือนกันซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงความสว่างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตามหาก LED ล้มเหลววงจรทั้งหมดจะหยุดทำงาน
ในการเชื่อมต่อแบบขนานขั้วบวกทั้งหมดของไฟ LED เชื่อมต่อกันและขั้วลบทั้งหมดเชื่อมต่อกัน ข้อได้เปรียบของการเชื่อมต่อแบบขนานคือถ้า LED ล้มเหลว LED อื่น ๆ จะยังคงทำงานอยู่ อย่างไรก็ตามกระแสทั้งหมดที่ดึงมาจากแหล่งจ่ายไฟคือผลรวมของกระแสไปข้างหน้าของไฟ LED ทั้งหมดซึ่งอาจต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่ทรงพลังกว่า
เทคนิคการออกแบบวงจรขั้นสูง
การปรับความกว้างพัลส์ (PWM)
การปรับความกว้างของพัลส์เป็นเทคนิคที่ใช้ในการควบคุมความสว่างของไฟ LED IR โดยการเปลี่ยนแปลงรอบการทำงานของสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมคุณสามารถควบคุมกระแสเฉลี่ยที่ไหลผ่าน LED วัฏจักรหน้าที่ที่สูงขึ้นหมายถึงกระแสกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน LED มากขึ้นส่งผลให้ความสว่างสูงขึ้นในขณะที่วัฏจักรการทำงานที่ต่ำกว่าหมายถึงความสว่างของกระแสไฟฟ้าที่น้อยลงและต่ำลง
PWM มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่คุณต้องการปรับความเข้มของแสงอินฟราเรดเช่นในตอนกลางคืน - กล้องวิสัยทัศน์หรือเซ็นเซอร์ใกล้เคียง
แหล่งกระแสไฟฟ้าคงที่
การใช้แหล่งกำเนิดกระแสคงที่สามารถให้การควบคุมที่มีความเสถียรและแม่นยำยิ่งขึ้นของกระแสที่ไหลผ่าน LED IR แหล่งกระแสไฟฟ้าคงที่ทำให้มั่นใจได้ว่ากระแสผ่าน LED ยังคงที่โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าหรือแรงดันไปข้างหน้าของไฟ LED
มีหลายวิธีในการใช้แหล่งกำเนิดกระแสคงที่เช่นการใช้กระแสไฟฟ้า - ควบคุมไดโอดหรือวงจรรวมเฉพาะ
การเลือกส่วนประกอบ
ในฐานะซัพพลายเออร์ IR LED ฉันสามารถนำเสนอ LED IR ที่มีคุณภาพสูงที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ นอกเหนือจาก LED IR แล้วส่วนประกอบอื่น ๆ ในวงจรเช่นตัวต้านทานและแหล่งจ่ายไฟยังมีบทบาทสำคัญในการปฏิบัติงานของวงจร
เมื่อเลือกตัวต้านทานตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขามีการจัดอันดับพลังงานที่เหมาะสมเพื่อจัดการกับพลังงานที่กระจายอยู่ในวงจร สำหรับแหล่งจ่ายไฟให้เลือกแหล่งที่เชื่อถือได้และมีเสถียรภาพซึ่งสามารถให้แรงดันไฟฟ้าและกระแสที่ต้องการ
หากคุณกำลังมองหา LED ประเภทอื่น ๆ เรายังเสนอมุมมองด้านข้างสีฟ้า 0805 LEDและSMD UVC LED- นอกจากนี้คุณยังสามารถอ้างถึงไฟล์SMD LED 1210 แผ่นข้อมูลสำหรับข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับรุ่น LED เฉพาะ
การทดสอบและการแก้ไขปัญหา
หลังจากออกแบบและประกอบวงจรสิ่งสำคัญคือต้องทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสในวงจรและตรวจสอบว่าพวกเขาตรงกับค่าที่คาดหวังหรือไม่
หากไฟ LED ไม่สว่างขึ้นให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อแบบหลวมค่าตัวต้านทานที่ไม่ถูกต้องหรือไฟ LED ที่ผิดพลาด หากความสว่างของไฟ LED ไม่สม่ำเสมออาจเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของไฟ LED หรือการกำหนดค่าการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้อง
บทสรุป
การออกแบบวงจรที่มีไฟ LED IR หลายตัวต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับลักษณะทางไฟฟ้าของ LED รวมถึงหลักการออกแบบวงจรพื้นฐาน โดยทำตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในโพสต์บล็อกนี้คุณสามารถออกแบบวงจรที่ให้การทำงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพของ LED IR หลายตัว
ในฐานะซัพพลายเออร์ IR LED ฉันมุ่งมั่นที่จะให้บริการผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิคเพื่อช่วยคุณในโครงการของคุณ ไม่ว่าคุณจะเป็นงานอดิเรกหรือวิศวกรมืออาชีพเราสามารถเสนอโซลูชั่นที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของคุณ หากคุณมีความสนใจในการซื้อ LED IR ของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการออกแบบวงจรโปรดติดต่อเราสำหรับการเจรจาต่อรองการซื้อ
การอ้างอิง
- Boylestad, RL, & Nashelsky, L. (2012) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทฤษฎีวงจร เพียร์สัน
- Horowitz, P. , & Hill, W. (2015) ศิลปะของอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์