Светодиодный мир нашего века

суббота, 18 августа 2012 г.

Светодиодная игральная кость

Электронная игральная кость

А. Ковалёв, г. Надым, Ямало-Ненецкий АО
Игральная кость или кубик популярный "генератор" случайных чисел в различных настольных иrрах. В статье предложен электронный вариант такого устройства с индикатором на светодиодах.

Схема устройства показана на рис.1, eгo основа микроконтроллер, у которого в качестве генератора тактовой частоты использован встроенный
RC-генератор. Питающее напряжение на индикатор, собранный на светодиодах HL1-HL7, поступает с линий порта RВ1-RB7.

"Бросают" кость кратковременным нажатием на кнопку SB1. После подачи напряжения питания нажатие должно быть двукратным, затем достаточно однократного. Микроконтроллер подсчитывает число импульсов тактовой частоты за интервал между нажатиями, а поскольку в каждом конкретном случае он различен, "выпавшее" число будет случайным.

Диодный мост VD1 выпрямит питающее напряжение, если оно переменное, и обеспечит правильную ero полярность, независимо от полярности подаваемого на гнездо ХS1. Напряжение питания микроконтроллера стабилизировано интегральным стабилизатором DА1. Для питания устройства можно применить не стабилизированный сетевой блок питания или батарею аккумуляторов напряжением 9...12 В. Благодаря наличию диодноro моста, для питания пригоден и источник переменного Напряжения 7...9 В.
Все элементы устройства монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 2.
Применены резисторы МЛТ C2-23, Р1-4, оксидные конденсаторы - импортные, остальные K10-17. Стабилизатор L7805ABV можно заменить аналогами стабилизаторами 7805, КР142ЕН5А. Диодный мост может быть любым из серии 2Wxx, светодиоды любого цвета свечения в пластмассовом корпусе диаметром 5 мм! например АЛ307БМ. Гнездо питания DS-261B, кнопка с само возвратом TS-A6PS-130, ПКн159. Внешний вид собранной платы показан на рис. з. Налаживания устройства не
требуется.

Источник: журнал Радио 2012

Светодиодные лампы

Фото с Журнал - Радиомир №6 (июнь) 2012

пятница, 10 августа 2012 г.

Основные правила освещения

Основные правила освещения следующие.
1. Освещенность комнаты должна быть не меньше 15 Вт на 1 квадратный метр площади. Это значит, что если размеры комнаты 5x4 м, то люстра должна иметь пять лампочек по 60 Вт каждая. Имеется в виду мощность лампочек накаливания. Мощность ламп другого типа.

2. Расстояние от пола до нижнего края потолочного светильника должно быть не меньше 2 м. Если есть желание повесить в типовой квартире многоярусную хрустальную люстру, то сначала стоит задуматься: не будут ли лампочки оставлять ожоги на лбу.

3. Светильники в ванной комнате и сан узле обязательно должны иметь стекла для защиты от повышенной влажности и брызг воды. Степень защиты — IP 54 и выше.

Расшифровка значений IP приведена в табл.

4. Перед тем как начать электро монтажные работы, необходимо выполнить чертеж объекта, на котором помечаются зоны освещения. При
этом должны учитываться все факторы: уровень естественного освещения, цветовая гамма интерьера, мощность и направленность искусственного освещения, личные пожелания и т. д.

Источник: большая энциклопедия электрика 2011 год.

среда, 1 августа 2012 г.

Схема связи примесей с германием

а) пятивалентной (донорной) б) трехвалентной (акцепторной)

Например, при замещении в кристаллической решетке атома германия атомом пятивалентного вещества (мышьяка, сурьмы, фосфора) четыре электрона этого вещества образуют заполненные связи с соседними атомами германия, а пятый электрон окажется свободным (изо, а), поэтому такая примесь увеличивает электронную проводимость (n-проводимость) и называется донорной.

При замещении атома германия атомом трехвалентного вещества (индий, галлий, алюминий) его электроны вступят в ковалентную связь с тремя соседними атомами германия, а связи с четвертым атомом германия будут отсутствовать, так как у индия нет четвертого электрона (изо, б).

Восстановление всех ковалентных связей возможно, если недостающий четвертый электрон будет получен от ближайшего атома германия. Но в этом случае на месте электрона, покинувшего атом германия, появится дырка, которая может быть заполнена электроном из соседнего атома германия.
Последовательное заполнение свободной связи эквивалентно движению дырок.

Примеси с меньшим числом валентных электронов в атоме по сравнению с атомом данного полупроводника вызывают преобладание дырочной проводимости и называются акцепторными.
Носители заряда, определяющие вид проводимости в примесном полупроводнике, называются основными (дырки в р-полупроводнике и электроны в n-полупроводнике), а носители заряда противоположного знака — неосновными.
Источник: Изучение электротехники и электроники. Ванюшин Н. Б.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Электропроводность полупроводников

Полупроводниками называются материалы, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Особенностью металлических проводников является наличие свободных электронов - носителей электрических зарядов.

В диэлектриках свободных электронов нет и поэтому они не проводят тока. В отличие от проводников полупроводники имеют не только электронную, но и «дырочную» проводимости, которые в сильной степени зависят от температуры, освещенности, сжатия, электрического поля и других факторов.

Кристаллическая решетка полупроводника
a) Парно электронная (ковалентная) связь атомов

б) Ее схематическое изображение

в) Связи в кристаллической решетке германия

Химическую связь двух соседних атомов с образованием на одной орбите общей пары электронов (изо,а) называют ковалентной или парно электронной и условно изображают двумя линиями, соединяющими электроны (изо,6).
Например, германий принадлежит к элементам четвертой группы периодической системы элементов Менделеева и имеет на внешней орбите четыре валентных электрона. Каждый атом в кристалле германия образует ковалентные связи с четырьмя соседними атомами (изо, в).
При отсутствии примесей и температуре, близкой к абсолютному нулю, все валентные электроны атомов в кристалле германия взаимно связаны и свободных электронов нет, так что германий не обладает проводимостью.
При повышении температуры или при облучении увеличивается энергия электронов, что приводит к частичному нарушению ковалентных связей и появлению свободных электронов. Уже при комнатной температуре под действием внешнего электрического поля свободные электроны перемещаются и в кристалле возникает электрический ток.
Электропроводность, обусловленная перемещением свободных электронов, называется электронной проводимостью полупроводника,
или n - проводимостью.При появлении свободных электронов в ковалентных связях образуется свободное не заполненное электроном (вакантное) место - «электронная дырка».
Так как дырка возникла в месте отрыва электрона от атома, то в области ее образования возникает избыточный положительный заряд.

При наличии дырки какой-либо из электронов соседних связей может занять место дырки и нормальная ковалентная связь в этом месте восстановится, но будет нарушена в том месте, откуда ушел электрон. Новую дырку может занять еще какой-нибудь электрон и т. д.
Схема образования и заполнения дырки условно показана на изо.
В установленной наклонно подставке имеется четыре отверстия (дырки), в которых расположено четыре шара (электрона). Если шар 1 сместится вправо, то он освободит отверстие (дырку) и упадет с подставки, а в отверстие, которое занимал этот шар, переместится шар 2. Свободное отверстие (дырку) шара 2 займет шар 3, а отверстие последнего - шар 4.
Под действием внешнего электрического поля дырки перемещаются в направлении сил поля, т. е. противоположно перемещению электронов.

Проводимость, возникающая в результате перемещения дырок, называется дырочной проводимостью, или р-n проводимостью.Таким образом, при электронной проводимости один свободный электрон проходит весь путь в кристалле, а при дырочной проводимости большое число электронов поочередно замещают друг друга в ковалентных связях и каждый из них проходит свой отрезок пути.
В кристалле чистого полупроводника при нарушении ковалентных связей возникает одинаковое число свободных электронов и дырок. Одновременно с этим происходит обратный процесс - рекомбинация, при которой свободные электроны заполняют дырки, образуя нормальные ковалентные связи.

При определенной температуре число свободных электронов и дырок в единице объема полупроводника в среднем остается постоянным. При повышении температуры число свободных электронов и дырок сильно возрастает и проводимость германия значительно увеличивается. Электропроводность полупроводника при отсутствии в нем примесей называется его собственной электропроводностью. Свойства полупроводника в сильной степени меняются при наличии в нем ничтожного количества примесей. Вводя в кристалл полупроводника атомы других элементов, можно получить в кристалле преобладание свободных электронов над дырками или, наоборот, преобладание дырок над свободными электронами.

Источник: Изучение электротехники и электроники. Ванюшин Н. Б.

четверг, 26 июля 2012 г.

Освещение светодиодами «Звездное небо»

При помощи различного вида светильников, источников света и элементов декоративной отделки можно создавать удивительные вещи Это не требует дорогостоящего оборудования. Необходимо лишь хорошо знать характеристики источников света и иметь развитую фантазию вкупе с навыками отделочных работ.

Для того чтобы дать представление, что можно создать при помощи светотехники, приведем несколько примеров.

Это очень красивая и необычная дизайнерская находка. При помощи относительно недорогого оборудования можно устроить своеобразный планетарий прямо на потолке любой комнаты.
Правда, потолок при этом должен быть подвесным, на металлическом или деревянном каркасе, с зазором между черновой поверхностью и покрытием не меньше 5 см. Материал листов потолка — гипсокартон или
МДФ. В потолке по шаблону из бумаги просверливают отверстия, примерно 1,5–2 мм в диаметре. Чтобы создать рисунок созвездий, придется вооружиться картой звездного неба и тщательно перенести точки звезд на потолок. Оборудование, при помощи которого создается свечение точек, можно приобрести в магазинах светотехники. Устройство
состоит из пучка оптических волокон, присоединенных к светодиодному или галогенному проектору. У светодиодного проектора есть контроллер — прибор, управляющий свечением отдельных волокон. В галогенном проекторе имеется фильтр, меняющий цвет свечения концов волокон.
Монтаж потолка придется вести по секционно: сначала прикручивается
один лист, с внутренней стороны в отверстия вставляются концы волокон, смазанные клеем, затем — следующий и т. д. Работа весьма кропотливая, и выполнять ее надо аккуратно.

Проектор и контроллер располагаются на потолке прямо на листах или крепятся к каркасу, весят они немного. Проектор подключается одним проводом к распаячной коробке и имеет выключатель, как обычный светильник. Если у проектора нет контроллера, то яркость отдельной точки-звезды определяется количеством волокон в одном отверстии. Если контроллер присутствует, то концы волокон располагаются по потолку равномерно, примерно по 50–70 на 1 м2. В зависимости от модели контроллер может не только проецировать неподвижные звезды, но и показывать целые представления — движение Галактики, падение метеоров и т. п. Единственное «но» — такая модель недешево. Галогенный проектор подобных эффектов не имеет, зато может заставить выполненный рисунок переливаться всеми цветами радуги. Потолок для придания сходства с ночным небом можно покрасить соответствующей краской. Это фантастическое зрелище, когда одним движением руки гасится общий свет и в темноте на потолке проступает звездный рисунок, который может двигаться.
Источник: Большая энциклопедия электрика (журнал) 2011год.