Открывать полный загадок мир радиоэлектроники, не имея специализированного образования, рекомендуется начинать со сборки простых электронных схем. Уровень удовлетворения при этом будет выше, если положительный результат будет сопровождаться приятным визуальным эффектом. Идеальным вариантом являются схемы с одним или двумя мигающими светодиодами в нагрузке. Ниже приведена информация, которая поможет в реализации наиболее простых схем, сделанных своими руками.
Готовые мигающие светодиоды и схемы с их использованием
Среди многообразия готовых мигающих светодиодов, наиболее распространены изделия в 5-ти мм корпусе. Помимо готовых одноцветных мигающих светодиодов, существуют двухвыводные экземпляры с двумя или тремя кристаллами разного цвета. У них в одном корпусе с кристаллами встроен генератор, который работает на определенной частоте. Он выдает одиночные чередующиеся импульсы на каждый кристалл по заданной программе. Скорость мерцания (частота) зависит от заданной программы. При одновременном свечении двух кристаллов мигающий светодиод выдает промежуточный цвет. Вторыми по популярности являются мигающие светоизлучающие диоды, управляемые током (уровнем потенциала). То есть, чтобы заставить мигать светодиод данного типа нужно менять питание на соответствующих выводах. Например, цвет излучения двуцветного красно-зелёного светодиода с двумя выводами зависит от направления протекания тока.
Трёхцветный (RGB) мигающий светодиод с четырьмя выводами имеет общий анод (катод) и три вывода для управления каждым цветом отдельно. Эффект мигания достигается путём подключения к соответствующей системе управления.
Смастерить мигалку на основе готового мигающего светодиода достаточно легко. Для этого потребуется батарейка CR2032 или CR2025 и резистор на 150–240 Ом, который следует припаять на любой вывод. Соблюдая полярность светодиода, контакты подключаются к батарейке. Светодиодная мигалка готова, можно наслаждаться визуальным эффектом. Если использовать батарейку типа «крона», основываясь на законе Ома, следует подобрать резистор большего сопротивления.
Обычные светодиоды и семы мигалок на их основе
Начинающий радиолюбитель может собрать мигалку и на простом одноцветном светоизлучающем диоде, имея минимальный набор радиоэлементов. Для этого рассмотрим несколько практических схем, отличающихся минимальным набором используемых радиодеталей, простотой, долговечностью и надежностью.
Первая схема состоит из маломощного транзистора Q1 (КТ315, КТ3102 или аналогичный импортный аналог), полярного конденсатора C1 на 16В с емкостью 470 мкФ, резистора R1 на 820-1000 Ом и светодиода L1 наподобие АЛ307. Питается вся схема от источника напряжения 12В.
Приведенная схема работает по принципу лавинного пробоя, поэтому база транзистора остаётся «висеть в воздухе», а на эмиттер подаётся положительный потенциал. При включении происходит заряд конденсатора, примерно до 10В, после чего транзистор на мгновение открывается с отдачей накопленной энергии в нагрузку, что проявляется в виде мигания светодиода. Недостаток схемы заключается в необходимости наличия источника напряжения 12В.
Вторая схема собрана по принципу транзисторного мультивибратора и считается более надёжной. Для её реализации потребуется:
- два транзистора КТ3102 (или их аналога);
- два полярных конденсатора на 16В емкостью 10 мкФ;
- два резистора (R1 и R4) по 300 Ом для ограничения тока нагрузки;
- два резистора (R2 и R3) по 27 кОм для задания тока базы транзистора;
- два светодиода любого цвета.
В данном случае на элементы подаётся постоянное напряжение 5В. Схема работает по принципу поочередного заряда-разряда конденсаторов С1 и С2, что приводит к открыванию соответствующего транзистора. Пока VT1 сбрасывает накопленную энергию С1 через открытый переход коллектор-эмиттер, светится первый светодиод. В это время происходит плавный заряд С2, что способствует уменьшению тока базы VT1. В определённый момент VT1 закрывается, а VT2 открывается и светится второй светодиод.
Вторая схема имеет сразу несколько преимуществ:
- Она может работать в широком диапазоне напряжений начиная от 3В. Подавая на вход более 5В, придётся пересчитать номиналы резисторов, чтобы не пробить светодиод и не превысить максимальный ток базы транзистора.
- В нагрузку можно включать 2–3 светодиода параллельно или последовательно, пересчитав номиналы резисторов.
- Равное увеличение ёмкости конденсаторов ведёт к увеличению длительности свечения.
- Изменив ёмкость одного конденсатора, получим несимметричный мультивибратор, в котором время свечения будет различным.
В обоих вариантах можно применить транзисторы pnp проводимости, но с коррекцией схемы подключения.
Иногда вместо мигающих светодиодов радиолюбитель наблюдает обычное свечение, то есть оба транзистора частично приоткрыты. В таком случае нужно либо заменить транзисторы, либо запаять резисторы R2 и R3 с меньшим номиналом, увеличив, тем самым, ток базы.
Следует помнить, что питания от 3В будет недостаточно, чтобы зажечь светодиод с высоким значением прямого напряжения. Например, для светодиода белого, синего или зелёного цвета потребуется большее напряжение.
Кроме рассмотренных принципиальных схем, существует великое множество других несложных решений, которые вызывают мигание светодиода. Начинающим радиолюбителям стоит обратить внимание на недорогую и широко распространенную микросхему NE555, на которой также можно реализовать данный эффект. Её многофункциональность поможет собирать и другие интересные схемы.
Область применения
Мигающие светодиоды со встроенным генератором нашли применение в построении новогодних гирлянд. Собирая их в последовательную цепь и устанавливая резисторы с небольшим отличием по номиналу, добиваются сдвига в мигании каждого отдельного элемента цепи. В итоге получается прекрасный световой эффект, не требующий сложного блока управления. Достаточно только подключить гирлянду через диодный мост.
Мигающие светоизлучающие диоды, управляемые током, применяются в качестве индикаторов в электронной технике, когда каждому цвету соответствует определённое состояние (вкл./выкл. уровень заряда и пр.). Также из них собирают электронные табло, рекламные вывески, детские игрушки и прочие товары, в которых разноцветное мигание вызывает интерес у людей.
Умение собирать простые мигалки станет стимулом к построению схем на более мощных транзисторах. Если приложить немного усилий, то с помощью мигающих светодиодов можно создать множество интересных эффектов, например – бегущую волну.
Читайте так же
Зачастую случается так, что спустя некоторое время эксплуатации, светодиодная лента начинает моргать, мерцать как ”стробоскоп”, частично тускнеть или гореть не в полную силу.
Не стоит впадать в панику, такие проблемы можно выявить быстро и устранить их самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
Блок питания
Если такие дефекты возникают не сразу после подключения, а через несколько минут или секунд, возможно неправильно подобран блок питания. Ему элементарно не хватает мощности и начинается падение напряжения.
По правилам, при выборе источника питания необходимо покупать его с запасом мощности минимум в 30%.
Обычно, как происходит — в магазине ленту вам подключают и все светится нормально, и только дома через некоторое время, после нагрева микросхем и других элементов, начинаются проблемы. Почему такое случается?
Да потому что многие китайские блоки питания не соответствуют своим паспортным данным. На табличке написано, что он 200Вт, а по факту не выдает и 150Вт!
При включении через такой блок на полную мощность, лента может «вспыхнуть» и тут же погаснуть. Так как блок питания уходит в защиту от перегрузки.
Когда у вас протяженная подсветка длиной 15-20 метров и более, старайтесь монтировать ее лентой одной марки. Иначе в RGB варианте при разноцветном моргании, какой-то из участков будет отставать или вообще пропускать отдельные цвета.
Также такое возможно при подключении лент от разных блоков питания. За счет разницы на них выходного напряжения, отрезок подсоединенный к блоку с одним Uвых., может чуть позже менять цвета RGB, чем другой, или грубо говоря отставать.
Еще распространенной причиной мерцания светодиодной ленты, даже в выключенном состоянии является ситуация, когда блок питания подключают через комнатный выключатель света с подсветкой.
Общеизвестно, что подсветка выключателя заставляет светиться светодиодные лампочки. То же самое относится и к светодиодной ленте.
Так что подключайте блок напрямую через автомат в эл.щитке, либо через выключатели, но без подсветки.
Ну и конечно не нужно забывать про сроки эксплуатации. При длительной исправной работе в течение нескольких лет, в блоках могут элементарно высохнуть конденсаторы стабилизации и потерять свою изначальную емкость.
Либо они просто выйдут из строя. Иногда это можно определить даже визуально по вздутию бочонка.
Также слабое, тусклое свечение ленты по истечении длительного периода времени происходит от естественной деградации кристаллов в светодиодах.
И процесс этот ускоряется при отсутствии нормального охлаждения в виде алюминиевого профиля.
Даже дорогие и качественные экземпляры будут перегреваться, если вы их приклеите на деревянное или пластиковое основание.
Некачественная пайка
Светодиодную ленту запрещено паять активными (кислотными) флюсами. В противном случае кислота остается на контактной площадке и постепенно будет разъедать место соединения.
Начинается непонятное моргание во включенном состоянии ленты, с последующей не работоспособностью всего участка после пайки. Поэтому для такого соединения используйте только рекомендуемые материалы и соблюдайте правила пайки. 
Если же контакт уже разъело, придется вырезать один модуль ленты и впаивать на его место другой.
А еще возможен перегрев контакта не правильно выбранным паяльником (более 60Вт). В итоге медная площадка отслаивается от дорожки и появляется неустойчивое место соединения.
Прижмешь его пальцем – свет есть, отпускаешь – исчезает. Отсюда и проблемы с мерцанием, морганием.
Окисление контакта на коннекторах
Не все любят и умеют паять ленту, поэтому соединяют ее другим, более доступным способом – коннекторами.
Однако они имеют один существенный недостаток – окисление контактов. Чаще всего такое происходит в помещениях, где недавно покрасили, побелили стены или заливали стяжку.
То есть там, где наблюдался переизбыток влаги. Сила тока протекающего через коннектор, не редко превышает 10А:
- для участка в 5м и мощностью 75Вт – 6,5А
- для лент мощность 30Вт на метр – 12,5А
Если контакт окислен, то при большом токе он будет нагреваться и выгорать, пока не исчезнет полностью.
Такое же может произойти из-за недостаточного пятна соприкосновения контактных площадок, что не редко наблюдается в подобных соединителях.
1 of 2
Поэтому рекомендуется тщательно подходить к выбору коннекторов. Какие виды из них наиболее распространены и как выбрать лучший, можно ознакомиться в статье " ". 
Неисправный светодиод
Вышеуказанные дефекты относятся в первую очередь к низковольтным лентам 12-24В. А есть еще ленты 220 вольт.
В них подключение светодиодов выполняется последовательно на более протяженных участках. Например, в 1 метре у вас будет 60 диодов.
И стоит одному из них выйти из строя или заморгать, это сразу же отразится на всех остальных, по всей длине.
В подсветке 12В вы от этого более-менее избавлены. Они состоят из коротких модулей по 3-6 диодов. Мерцание или затухание одного из них, приведет к такому же эффекту только на этом коротком модуле.
Выявляется это легко и устраняется либо перепайкой неисправного диода, либо заменой одного модуля или кластера.
Иногда мигание ленты начинается только спустя час или два после ее запуска и подачи питания. Это тоже может быть связано с неисправностью одного диода.
Он со временем нагревается и разрывает контакт. Лента тухнет, остывает, светодиод вновь запускается, свечение возобновляется. И так далее по новому кругу.
Контроллер и пульт
Если подсветка спустя продолжительный период времени вообще не запускается или включается “через раз”, не спешите ругать китайских товарищей. Возможно это происходит из-за банальной причины – сели батарейки в пульте дистанционного управления.
Поэтому такую вещь нужно проверять в первую очередь. Чаще всего пульты идут для управления контроллерами RGB.
И если разноцветная лента вдруг начнет сама собой переключаться и менять цвета, проверяйте не пульт, а сам контроллер.
Исправный пульт, не должен производить никаких самостоятельных переключений. Чтобы удостовериться, что он здесь не причем, просто извлеките батарейки.
Еще один способ выявить неисправный контроллер на RGB подсветке, это исключить его из схемы и подавать на ленту по отдельности питание на каждый цвет.
Если по отдельности все цвета работают исправно, а вместе ничего не горит, или моргнет один раз и сразу тухнет, то причина в повреждении RGB контроллера. Меняйте именно его.
Как найти неисправность
Когда разобрались с основными причинами, стоит понять, как же их лучше выявить и диагностировать. Что для этого понадобится и с чего начинать?
Всю светодиодную подсветку можно разбить на отдельные функциональные части:
Основной прибор необходимый для диагностики – мультиметр для замеров постоянного и переменного напряжения.
Перво-наперво замеряете переменное напряжение, которое поступает на блок питания. Вдруг там и нет необходимых 220В ("+" "-" 10%).
Далее проверяете выход. Здесь уже должно быть 12В или 24В ("+"/"-" 10%), смотря какой источник вы используете. Если выходное напряжение ниже или выше, не забывайте, что его можно немного подрегулировать при помощи резистора.
Находите разъем ADJ и подкручиваете винт отверткой. Когда с этим все в норме, идете по цепочке дальше.
Проверяете, поступает ли питание на вход RGB контроллера или диммера. Оно должно быть таким же, как на выходе блока питания.
Постепенно доходите до самой ленты. Подносите измерительные щупы к контактным площадкам и делаете замер. На них может быть напряжение от 7 до 12 вольт.
Если тускло светится какой-то один участок, а не вся лента, то измерения нужно проводить именно на нем.
При ненормальном снижении напряжения или его полном отсутствии, как раз таки и выявляется неисправный участок или элемент подсветки, отвечающий за работоспособность ленты.
В случае, когда все замеры показали, что напряжение на контактах в норме или в его пределах, нужно переходить к поиску неисправных светодиодов.
- брак
Нельзя исключить и заводского брака, когда один из диодов плохо припаян.
Нажимаешь на него с усилием, и весь участок начинает светиться. Отпускаешь – потухает.
Тут спасает только повторная пайка.
Представляю 3 схемы мигалок и 2 схемы цветомузыки. Первая - на 2 светодиода, остальные для одного.
Транзисторы КТ209М pnp типа. Можно использовать и npn с изменением полярности питания, светодиодов и конденсаторов.
В интернете есть подобные схемы симметричного мультивибратора, где транзисторы соединены эмиттерами, а коллекторы вверху, например, как в этой схеме звукового генератора: Схема собрана на пластиковой карточке.
Вторая схема состоит из двух транзисторов pnp и npn, одного резистора, конденсатора и светодиода. Питается от двух аккумуляторов AA, как и все схемы этого обзора. Транзисторы: КТ3107И и КТ3102Б (а может быть Л(И) - цвет не однозначный), также тёмно-зелёная точка почему-то на округлой стороне транзистора, а не на плоской, как указано во всех справочниках.
Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!
В третьей схеме добавлен второй резистор. Параметры мигания во всех схемах можно настраивать изменением ёмкость конденсаторов и сопротивления резисторов.
Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!
Светодиод мигает под музыку из компьютера или любого другого музыкального устройства. Подключается к одному из двух звуковых каналов. В схеме используется NPN транзистор С9014, резистор 10 кОм, мощный светодиод 3 Вт. Питается от литиевого аккумулятора напряжением 3,7 В.
Вместо аккумулятора можно использовать 5 Вольт из блока питания системника. Яркость изменяется подбором сопротивления резистора, напряжения питания и громкости на компьютере.
Для просмотра в большем размере нужно нажать на ссылку с названием видео, или на кнопку YouTube во время проигрывания!
На видео используется мощный светодиод с допустимым максимальным током 700 мА при падении напряжения 4 В. Поэтому, если взять обычный светодиод с током 20 мА, то важно не допустить сильного превышения этого значения тока.
Вторая схема цветомузыки, на мой взгляд менее удачная, но, может быть кому-то пригодится. Публикую фото, с подписанными значениями деталей. Сопротивление резистора и ёмкость конденсатора можно менять.
Новые статьи добавлены на второй сайт, на который можно перейти через кнопку "Спектроскопия" в меню сайта!
Вашему вниманию представлена, наверное, самая простая, но интересная схема мигалки на светодиоде . Если у вас есть меленькая новогодняя елочка из блестящего дождика то вмонтированный в ее основание яркий светодиод в 5-7 Кд который не просто горит, а еще и мигает – очень простое и красивое украшение рабочего места. Питание схемы 3-12 В, может быть заменено на питание от порта USB. Предыдущая статья также была про мигалку на светодиодах , но в отличие от нее данная статья расскажет про мигалку на одном светодиоде, что никоим образом не сужает ее область применения, я бы сказал даже наоборот. Наверняка вы не однократно видели подмигивающий зеленый, красный или синий огонек, например, в автомобильной сигнализации . Теперь и у вас есть возможность собрать простейшую схему мигалки на светодиоде. Ниже будет представлена таблица с параметрами деталей в схеме для определения частоты вспышек.
Кроме такого применения можно использовать мигалку на светодиоде как эмулятор автомобильной сигнализации. Установка новой автомобильной сигнализации дело не простое и хлопотное, а, имея под рукой указанные детали можно быстро собрать схему мигалки на светодиоде и вот уже ваш автомобиль на первое время «защищен». Во всяком случае от случайного взлома. Такая «автомобильная сигнализация» - мигающий в щели торпеды светодиод отпугнет неопытных взломщиков, ведь это первый признак работающей сигналки? Да мало ли где еще понадобится мигающий светодиод.
Частота с которой зажигается светодиод зависит от сопротивления резисторов R1 и R2 и емкости конденсатора С1. На момент отладки вместо резисторов R1 и R2 можно использовать переменные резисторы соответствующих номиналов. Для небольшого упрощения подбора элементов, в таблице ниже указаны номиналы деталей и соответствующая им частота вспышек.
Если мигалка на светодиоде при каких-то номиналах отказывается работать необходимо, прежде всего, обратить внимание на резистор R1, его сопротивление может быть слишком мало, а также на резистор R2, его сопротивление может быть слишком большим. От резистора R2 зависит длительность самих импульсов, а от резистора R1 длительность паузы между импульсами.
Схема мигалки на светодиоде с небольшими доработками может стать генератором звуковых импульсов . Для этого потребуется на место резистора R3 установить динамик сопротивлением до 4 Ом. Светодиод HL1 заменить на перемычку. В качестве транзистора VT2 использовать транзистор достаточной мощности. Кроме этого необходимо подобрать конденсатор С1 необходимой емкости. Выбор осуществляется следующим образом. Скажем у нас элементы с параметрами из 2 строки таблицы. Частота импульсов 1Гц (60 импульсов в минуту). А мы хотим получить звук с частотой 1000Гц. Следовательно надо уменьшить емкость конденсатора в 1000 раз. Получаем 10мкФ / 1000 = 0,01мкФ = 10нФ. Помимо этого можно поиграть с уменьшением сопротивления резисторов, но не сильно увлекайтесь, можно пожечь транзисторы.
Один из наших постоянных читателей, специально для нашего сайта предложил еще один вариант очень простой светодиодной мигалки. Смотрите видео:
Устройство и параметры мигающих светодиодов
М игающий светодиод (МСД ) представляет собой светодиод со встроенным интегральным генератором импульсов с частотой вспышек 1,5 – 3 Гц. Многие, наверное, видели такие светодиоды на прилавках магазинов радиодеталей.
Есть мнение, что с практической точки зрения, мигающие светодиоды бесполезны и могут быть заменены более дешёвой альтернативой – обычными индикаторными светодиодами, которые стоят дешевле.
Возможно, такой взгляд на мигающие светодиоды имеет право на жизнь, но хотелось бы сказать несколько слов в защиту мигающего светодиода.
М игающий светодиод , по сути, представляет завершенное функциональное устройство, которое выполняет функцию световой сигнализации (привлечения внимания). Отметим то, что мигающий светодиод по размерам не отличается от рядовых индикаторных светодиодов.
Несмотря на компактность в мигающий светодиод входит полупроводниковый чип-генератора и некоторые дополнительные элементы. Если выполнить генератор импульсов на стандартных элементах с использованием обычного индикаторного светодиода, то конструктивно такое устройство имело бы куда большие размеры. Также стоит отметить то, что мигающий светодиод довольно универсален – напряжение питания такого светодиода может лежать в пределах от 3 до 14 вольт – для высоковольтных, и от 1,8 до 5 вольт для низковольтных экземпляров.
Перечислим отличительные качества мигающих светодиодов.
Малые размеры.
Компактное устройство световой сигнализации
Широкий диапазон питающего напряжения (вплоть до 14 вольт)
Различный цвет излучения. В некоторых вариантах мигающих светодиодов могут быть встроены несколько (обычно – 3) разноцветных светодиода с разной периодичностью вспышек.
Применение мигающих светодиодов оправдано в компактных устройствах, где предъявляются высокие требования к габаритам радиоэлементов и электропитанию – мигающие светодиоды очень экономичны, т.к электронная схема МСД
выполнена на МОП
структурах.
Мигающий светодиод может с лёгкостью заменить целый функциональный узел.
Условное графическое обозначение мигающего светодиода на принципиальных схемах ничем не отличается от обозначения обычного светодиода за исключением того, что линии стрелок – пунктирные и символизируют мигающие свойства светодиода.
Разберёмся подробнее в конструкции мигающего светодиода.
Если взглянуть сквозь прозрачный корпус мигающего светодиода, то можно заметить, что конструктивно он состоит из двух частей. На основании катодного (отрицательного вывода) размещён кристалл светоизлучающего диода.
Чип генератора размещён на основании анодного вывода.
Посредством трёх золотых проволочных перемычек соединяются все части данного комбинированного устройства.
Чип генератора состоит из высокочастотного задающего генератора – он работает постоянно - частота его по разным оценкам колеблется около 100 кГц
. Совместно с ВЧ-генератором работает делитель
на логических элементах, который делит высокую частоту до значения 1,5
– 3 Гц
.
Применение высокочастотного генератора совместно с делителем частоты связано с тем, что для реализации низкочастотного генератора требуется использование конденсатора с большой ёмкостью для времязадающей цепи.
В микроэлектронике для создания конденсатора ёмкостью несколько микрофарад потребовалось бы использование большей площади полупроводника для создания обкладок конденсатора , что с экономической стороны нецелесообразно.
Чтобы не расходовать площадь подложки полупроводника на создание конденсатора большой ёмкости инженеры пошли на хитрость. Высокочастотный генератор требует небольшой ёмкости конденсатора во времязадающей цепи, поэтому и площадь обкладок минимальна.
Для приведения высокой частоты до значения 1-3 Гц используются делители на логических элементах, которые легко разместить на небольшой площади полупроводникового кристалла.
Кроме задающего ВЧ-генератора и делителя на полупроводниковой подложке выполнен электронный ключ и защитный диод . У мигающих светодиодов, рассчитанных на напряжение питания 3-12 вольт, также встраивается ограничительный резистор . У низковольтных МСД ограничительный резистор отсутствует. Защитный диод необходим для предотвращения выхода из строя микросхемы при переполюсовке питания.
Для надёжной и долговременной работы высоковольтных МСД, напряжение питания желательно ограничить на уровне 9 вольт. При увеличении напряжения возрастает рассеиваемая мощность МСД, а, следовательно, и нагрев полупроводникового кристалла. Со временем чрезмерный нагрев может привести к быстрой деградации мигающего светодиода.
На примере мигающего светодиода L-816BID фирмы Kingbright рассмотрим основные параметры мигающих светодиодов.
Частота вспышек светодиода L-816BID непостоянна и изменяется в зависимости от напряжения питания .
Как видно из графика с увеличением питающего напряжения (forward voltage ) частота вспышек светодиода L-816BID уменьшается c 3 Гц (Hz) при напряжении питания 3,5 вольт, до 1,5 Гц при 14.
Зависимость прямого тока (forward current ), протекающего через светодиод L-816BID , от приложенного постоянного прямого напряжения (forward voltage ) показана на графике. Из графика видно, что максимальный потребляемый ток – 44 mA (0,044 A). Минимальный потребляемый ток составляет 8 mA.
Безопасно проверить исправность мигающего светодиода, например, при покупке, можно с помощью батарейки на 4,5 вольта и последовательно включенного совместно со светодиодом резистора сопротивлением 51 Ом, мощностью не менее 0,25 Вт.
Цоколёвка выводов мигающих светодиодов аналогична цоколёвке обычных светодиодов. Длинный вывод – анод (+), более короткий – катод (-).
