Co potrzebujemy?

A więc:

• Dioda LED koloru czerwonego

• Bateria 4,5V

• Opornik 240Ω (Ohm) Kolory Pasków: Czerwony Żółty Brązowy Złoty (lub Srebrny ale raczej Złoty)

• kabelki i druciki do połączenia tego wszystkiego w tzw. pająka.

Zrobimy układ, który po prostu zaświeci nam diodę w bezpieczny dla niej sposób (czyli tak aby jej nie zniszczyć).

ZACZYNAMY!!!

Zaczniemy od zapoznania się z schematem ideowym oraz jak wyglądają „na papierze” bateria, opornik i dioda.

Baterię zaznaczamy na schematach symbolem przedstawionym na rysunku 1. Długa płaska kreska to plus baterii, a gruba i krótka - minus. Opornik przedstawiony jest na rysunku 2 a dioda LED na rysunku 3.

Rysunek 1 Rysunek 2 Rysunek 3

Teraz gdy już wiesz co i jak jest przedstawione na schemacie, czas abyś zapoznał się z schematem ideowym urządzenia, które mamy wykonać. Znajduje się on na rysunku 4. Plus baterii jest połączony z pierwszym drutem jaki odstaje od opornika. Następnie do drugiego drucika opornika podłączona jest dioda LED i tutaj ważne anodą do opornika (czyli też. Tzw. plusem) natomiast katoda diody jest połączona z minusem baterii. Anoda jest na rysunku 3 po lewej stronie zaś katoda po prawej. Prąd zawsze płynie od Anody do Katody. Odwrotnie podłączona dioda nie będzie działać bo przeciwstawia się kierunku prądu. W praktyce aby dowiedzieć się gdzie dioda ma plus a gdzie minus, musisz zaglądnąć do obudowy (nie rozbrajać tylko pod światło popatrzeć :). Znajdziesz tam dwie blaszki - małą i dużą. Mała blaszka to Anoda czyli plus a duża to Katoda czyli minus.

Rysunek 4

To nie jest jeszcze pełny schemat ideowy a mianowicie brakuje w nim wartościowości opornika, napięcia baterii, prądu płynącego w układzie oraz napięć w nim. Na razie możemy tylko określić, że chcemy skorzystać z baterii 4,5V (tej płaskiej). Więc wprowadzamy zmiany:

Na razie to nie za wiele ale już coś. Teraz troszkę powiemy o diodzie.

Każda dioda aby się zaświecić potrzebuje pewnego napięcia. Napięcie to jest potrzebne do przeskoku iskry w środku i zaświecenie luminoforu. Każdy kolor diody ma inne potrzebne napięcie. Dioda czerwona potrzebuje od 1,9V do 2V aby świecić. Dlatego od razu widać że przy baterii pojedynczej, paluszku 1,5V dioda by już się nie zaświeciła ponieważ nie ma wystarczającego napięcia do przeskoku iskry.

A więc jeśli dioda potrzebuje 2V do działania to oznacza, że gdy zbadasz miernikiem napięcie na niej panujące będzie wynosiło właśnie gdzieś w tych okolicach. I tak oto tym sposobem możemy wprowadzić w naszym schemacie następujące zmiany:

Co oznacza dokładnie tyle, że na diodzie LED będzie zawsze panowało napięcie 2V ponieważ bez tego nie ma iskry a bez iskry nie ma światła. Jasne ;)?

To Dobrze :D.

Czego nam potrzeba do szczęścia? Został nam jeszcze opornik, ale zanim o nim jeszcze troszkę o diodzie.

Przyjęło się, że bezpieczny prąd płynący przez diodę (czyli taki który nie stworzy jej krzywdy) wynosi 20mA czyli 0,02A. My postaramy się, aby było bezpiecznie dla diody, aby prąd ten wynosił 10mA (0,01A). Zaraz wniesiemy do schematu poprawki ale zanim to nastąpi popatrzy raz jeszcze na schemat. Skoro Mamy baterię o napięciu 4,5V, a dioda jakby „zarezerwowała” sobie już 2V na świecenie to pozostanie nam 2,5V, jeszcze nie „rozdane”. Gdzie (na czym) takie napięcie będzie panowało? Odpowiedz sobie sam.

Jeśli powiedziałeś, że na oporniku... miałeś rację. Napięcie baterii rozkłada się na elementy w układzie a suma napięć, na tych elementach jest równa właśnie napięciu baterii. Chwytasz?

Teraz wprowadzimy nasze poprawki.

Zaznaczyłem na nim spadek napięcia na oporniku i prąd płynący w układzie. Specjalnie namalowałem go w każdym obwodzie układy aby Ci uświadomić, że w każdym układzie wartość prąd jaka wypływa z baterii, wpływa do niej z drugiej strony i jest taka sama jaka wypływa. Teraz jak to zrobić aby płynął tam akurat 10mA a nie np. 2A? Na pewno wiesz. Tak, jest to opornik. A właściwie to jego oporność której jeszcze nie znamy.

Jak ją wyliczymy? Oczywiście z prawa Ohma, które brzmi R=U/I. Podstawiając do wzoru prąd płynący przez ten opornik 10mA (0,01A), i napięcie na nim panujące (spadek napięcia) 2,5V, wychodzi nam R=2,5V/0,01A=250Ω. Przy takich wzorach dobrym przyzwyczajeniem jest podawanie prądu w amperach, napięcia w woltach bo wtedy wynik wyjdzie nam w Ohmach. I tu wychodzi nam naprzeciw pewien kłopot.

Pamiętasz co Ci mówiłem o tolerancji? Zapomniałem Ci wtedy dodać, że nie można spotkać oporników o wartościowości 124 578 Ohm ponieważ po prostu się nie da ich wyprodukować. Zamiast tego produkowane są oporniki 120 000 Ohm które mając tolerancję 5% mogą mieć wartościowości od 126 000 Ohm do 114 000 Ohm.

Jest ustalony przez elektroników ciąg cyfr oraz tabelki, które mówią jakiej wartościowości są produkowane. Dla innej tolerancji jest inna tabelka. Np. Dla tolerancji 5% tabelka będzie zawierać 50 kombinacji cyfr, a tolerancja 10% tylko 20 bo ma większy zakres. Jeszcze do tego wrócimy może Ci się wydać to teraz za skomplikowane ale kiedyś zajarzysz.

Do czego zmierzam? A mianowicie opornik o wartościowości 250Ω nie jest produkowany. Zamiast tego jeśli w obliczeniach wyjdzie nam tak właśnie, że nie opornik nie jest produkowany to szukamy i bierzemy z tych tabel opornik o najbliższej wartościowości. W naszym wypadku będzie to 240Ω. Niewielka różnica ale wprowadzi w układzie pewne zmiany prądu. Mówię niewielkie ale zawsze jakieś są. Teraz po zamianie opornika prąd powinien wynosić I=2,5V/240Ω=0,01041A czyli 10,41mA. Prawda, że niewielka różnica? Przy pomiarach
nawet jest niezauważalna ponieważ wszystko ma swoją tolerancję także i miernik czasem popełni drobny błąd ale to nie będzie szkodliwe dla naszego układu. Wprowadzamy wartościowość opornika do schematu:

Teraz już mamy wszystko co nam potrzeba. Teraz wszystko zależy od ciebie. Zgromadź wszystko co potrzebujemy. Baterię, opornik 240Ω (który albo kupisz, albo zdemontujesz z jakiegoś urządzenia) oraz diodę, którą zdemontujesz z tej listwy zasilającej. Pamiętaj, że wszystkie napięcia i prądy możesz mierzyć za pomocą miernika. Pamiętaj tylko, że przy pomiarze napięcia sprawdzasz napięcie na elementach czyli tymi igłami dotykasz końców elementów. Przy pomiarze prądu musisz miernik wbudować w obwód tak aby prąd płynął przez miernik. Np. Obwód: plus baterii - opornik - czerwony kabel od miernika - czarny kabel do anody diody - katoda do minusa baterii. Pamiętaj o ustawieniu odpowiedniego zakresu. Pilnuj się żebyś nie mierzył napięcia amperomierzem ponieważ możesz go zniszczyć.

No więc tak Tomek. Lutownicę do ręki i kilka kabelków i połącz to wszystko cyną jak na schemacie powyżej. Najpierw do opornika przylutuj z jednej strony jeden kabel z drugiej strony drugi kabel, koniec tego drugiego kabla podłącz z anodą diody (pamiętaj o tym) potem nowy kabel przylutuj do katody diody, a do baterii lutować nie musisz wystarczy jak przyłożysz w palcach. Gorzej będzie jak będziesz chciał zrobić kilka pomiarów :P to wtedy możesz troszkę przylutować do baterii.

Jak się lutuje? Rozgrzej lutownicę, i nanieś na jej koniec trochę cyny, z kabli ściągnij izolację aby dostać się do drucików, nałóż na te druciki cynę. Potem jeszcze raz nabierz cynę, przyłóż kabel do drutu opornika i przyłóż lutownica. Cyna powinna zalać kabel i opornik tworząc połączenie.

---