Cerca

modulo attività

modulo tecnica

Login Form

Il Light Emitting Diode (LED) è un diodo emettitore di luce (link). LEDs

Trattandosi di diodo, il commponente consente la circolazione della corrente solo in una direzione (conduzione diretta o forward conduction quando la corrente va dall'anodo al catodo) mentre la impedisce nella direzione opposta (conduzione inversa o reverse conduction).

Quando circola corrente in forward conduction il diodo produce, per fenomeni fisici interni alla giunzione, una caduta di tensione praticamente costante ed emette luce di colore definito. Il valore della caduta di tensione è correlato con il colore della luce emessa >> vedi qui.

 

In figura tre LED di colore diverso.

 

La luce emessa è di una frequenza, e quindi colore, ben definita, non si tratta di luce bianca filtrata dalla capsula colorata.

 

Un LED rosso produce una cdt di circa 1,8V mentre uno blu arriva a 3,5V (c'è una relazione tra il colore, che dipende dall'energia del fotone, e la caduta di tensione nella giunzione).

Le correnti ammissibili vanno da qualche milliampere ad alcuni ampere in base alla potenza dissipabile dal dispositivo.R su LED

I LED usati per esercitazioni di elettronica o per le segnalazioni nei quadri di controllo ammettono qualche decina di milliampere, tipicamente da 10 a 20 mA.

Non si collegano mai direttamente ad una alimentazione a tensione fissa perchè la corrente assorbita andrebbe a valori alti distruggendo il dispositivo in brevissimo tempo (microsecondi).

I LED si collegano sempre in serie ad un resistore che serve a limitare la corrente circolante a valori accettabili per il LED.

Con riferimento allo schema, alla destra, si possono eseguire i calcoli perchè di solito sono noti i valori dell'alimentazione Vcc, la corrente ammessa nel diodo I e la caduta di tensione ai capi della giunzione VD.

La tensione ai capi della resistenza vale:

VR=Vcc-VD

per cui, applicando la legge di Ohm alla resistenza, risulta:

R=VR/I= (Vcc-VD)/I

Questo valore servirà a scegliere il resistore da procurarsi tra quelli disponibili in commercio per cui occorre fare delle verfiche successive sul valore di corrente effettivamente assorbita.

Ma il LED ed i resistori percorsi da corrente si scaldano!

Per sapere se il resistore inserito nel circuito sopporterà il calore generato dovuto alla potenza persa per effetto joule occorre fare la verifica della potenza dissipabile con l'espressione:

Pd=R*I2

 

Esempio

Un LED rosso deve essere alimentato da una sorgente di 5V (come accade usando la scheda Arduino)

dati:

Vcc= 5V

I= 20mA (valore tipico per LED da quadro)

VD= 1,8V

Calcoli

R=(Vcc-VD)/I= (5-1,8)/0,020= 3,2/0,020= 160Ω

In commercio sono disponibili resistori da 150Ω oppure 220Ω. La luce viene emessa anche con correnti più deboli per cui una resistenza più alta di quella calcolata è ancora accettabile. Si sceglie un valore di 220Ω.

Verifica

Con una resistenza da 220Ω la corrente risulta inferiore e vale:

I=(Vcc-VD)/R= 3,2/220= 0,0145A = 14,5mA, valore che va benissino

la potenza da dissipare è allora

Pd= R*I2= 220*0,01452= 0,0462W= 46,2mW

si va a comprare un resistore da 220Ω con potenza dissipabile da un quarto o anche un ottavo di watt, dipende da quale si trova e da quale costa meno.

 

Montare il LED

mh led image007Per montare il LED, sempre in serie ad un resistore, occorre tenere conto della polarizzazione ovvero della necessità di collegare l'anodo dalla parte della tensione positiva ed il catodo dalla parte della tensione negativa.

Il disegno mostra reofori di lunghezza diversa ed una tacca sulla capsula

il catodo ha il reoforo più corto ed è dalla parte della tacca.

Il montaggio di un prototipo prevede l'uso della Bread Board. Per sapere com è fatta vai qui

 

Se si vuole usare un LED con la scheda Arduino vedi qui.

Un primo esercizio realizzato usando Scratch si trova qui 

Tu non hai i permessi necessari per i commenti! Devi registrarti.