LED em Sistemas Embarcados

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Um diodo emissor de luz (LED) é um dispositivo de fonte de luz de semicondutores de dois chumbo utilizado para indicar o status de saída, tornando-a ON ou OFF. Um designer de sistema embarcado deve entender como trabalhar com LEDs em vez de como eles são feitos. Mantendo-se com este ponto de vista, vamos discutir neste artigo as conexões de pino de LEDs, sua funcionalidade, e como interagir los com microprocessadores e microcontroladores.

Um LED é nada, mas ap-n diodo de junção, que emite luz quando fornecido com fonte de alimentação. Então, como é que emitem luz? Quando é aplicada tensão aos fios de um LED, que força os electrões para recombinar com furos de electrões dentro do dispositivo, emitindo energia sob a forma de fotões. Este efeito da emissão de energia na forma de fótons é chamado de eletroluminescência. A cor da luz é determinada pela energia da banda proibida do semicondutor correspondente à energia do fotão.

LEDs necessitam de uma fonte de alimentação apropriada, a fim de funcionar adequadamente. Caso contrário, o LED pode ficar danificado. Geralmente tensão DC é fornecida ao LED. A figura a seguir mostra os componentes de um LED.

A tecnologia LED atrás

LEDs têm um chip de material dopado com impurezas para criar uma junção pn semicondutor. A corrente flui facilmente a partir da p-lado (ânodo) à N-lateral (cátodo), através da junção, mas não no sentido inverso.

Quando um elétron encontra um buraco, ela cai em um nível de energia inferior e libera energia na forma de um fóton. O comprimento de onda da luz emitida depende da energia da banda dos materiais que formam a junção pn. Os materiais utilizados para o LED tem um gap direto com as energias correspondentes a luz infravermelha, visível ou próximo do ultravioleta.

Componentes de LED

Os LEDs são habitualmente construído sobre um substrato do tipo n, com um eléctrodo ligado à camada do tipo p depositado na sua superfície. substrato de safira está a ser utilizado para muitos LEDs comerciais, especialmente GaN / InGaN.

extração de luz em LEDs é um aspecto importante da produção de LED. Muito luz vai ser reflectida de volta para o material na interface superfície do material / ar se os índices de refracção do material são muito elevados.

Fonte: Wikipedia

Fonte: Wikipedia

Trabalhando de LED

a energia da luz absorvida pode ser convertido na sua corrente eléctrica proporcional por uma junção PN. O mesmo processo é invertido aqui. Isto é, a junção PN emite luz quando ele recebe uma fonte de alimentação.

Em uma junção PN de polarização para a frente, os portadores de carga se recombinam como os electrões atravessar a partir de N-região e recombinam com os furos existentes em P-região. Em um material semicondutor, os electrões livres estão presentes na banda de condução de níveis de energia, quando os furos estão presentes na banda de energia de valência. Assim, o nível de energia dos buracos será menor do que os níveis de energia de electrões. Uma parte da energia deve ser dissipado, de modo a recombinar os electrões e os furos. Esta energia é emitida sob a forma de calor e luz.

A energia é dissipada na forma de calor por elétrons dentro de diodos de silício e germânio. Mas em semicondutores arsenieto de gálio-fósforo (GaAsP) e gálio-fósforo (BPA), os elétrons se dissipar a energia se emitindo fótons e é isso que faz com LEDs especial.

Quando a junção é tendenciosa inversa, nenhuma luz será produzido pelo diodo emissor de luz, e, em alguns casos, pode danificar o dispositivo bem.

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Aplicações de LED

Aplicações de LED

Aplicações de LED

Antes de interface Um LED

Um engenheiro de projeto deve levar os seguintes pontos em consideração ao interface LEDs em sistemas embarcados.

Polaridade eléctrica - Tal como acontece com todos os diodos, a corrente flui facilmente de p-type ao material do tipo n. No entanto, não há nenhuma corrente flui e a luz é emitida Se uma pequena tensão é fornecida na direcção inversa. Se a tensão inversa cresce grande o suficiente para ultrapassar a tensão de ruptura, um grande fluxo de corrente e o LED pode estar danificado. Assim, polaridade elétrica desempenha um papel importante enquanto interface LEDs em sistemas embarcados.

Fontes de alimentação - A característica de corrente-tensão de um LED é semelhante à de outros diodos. A corrente depende exponencialmente da tensão. Isto significa que uma pequena mudança na tensão pode causar uma grande mudança na corrente. Se a tensão fornecida excede queda de tensão direta do LED por uma pequena quantidade, a corrente pode ser ultrapassado por uma grande quantidade, potencialmente danificar ou destruir a LED. A solução típica é a utilização de fontes de alimentação de corrente constante para manter a corrente abaixo classificação atual máxima do LED. Como a maioria das fontes de alimentação comum (baterias, alimentação) são fontes de tensão constante, a maioria das luminárias LED deve incluir um conversor de energia, pelo menos, um resistor limitador de corrente.

LED Interface

Para dirigir um LED, existem dois métodos de ligação. Eles são como se segue:

Conexão ativa alta LED - Ligar o cátodo do diodo emissor de luz para a terra. Ligue o ânodo do LED ao pino porto de 8051 através de um resistor limitador de corrente. Este método requer a 8051 de uma fonte de grande quantidade de corrente requerida pelo diodo emissor de luz, ou seja, cerca de 20 mA. Mas a 8051 não é capaz de fornecer uma corrente superior a 2 mA. Isso fará com que o LED brilhar muito fraca. LED_High_Low

Ligue o ânodo do LED para VCC através do resistor limitador de corrente - Ativo baixo LED de conexão. Ligue o cátodo do diodo emissor de luz para o pino da porta de 8051. Este método requer a 8051 a afundar uma enorme quantidade de corrente requerida pelo diodo emissor de luz, ou seja, cerca de 20 mA. Mas o 8051 pode afundar enormes correntes e, portanto, faz com que o LED brilhar mais brilhante.

Cada micro-controlador tem uma melhor capacidade de absorção de corrente do que a capacidade de fornecimento de corrente. Os diagramas a seguir mostram como você pode interagir LED em sistemas embarcados:

Código C para LED Interface

Você pode usar o seguinte programa C a piscar um LED ligado a qualquer pino da porta, à taxa de 500 ms. (Conexão de LED de baixo ativo)


#includes // Inclui todos os endereços SFRS
sbit levou = P1 ^ 0; / * Único tipo de dados declaração pouco a declarar pin porta única para definido pelo usuário variável denominada como "levou" * /
atraso void (unsigned char); // Declaração da função de atraso
a Principal()
{
while (1) // lop infinita nunca falha porque 1 é constante
// Valor diferente de zero; ele gira infinitamente
{
levou = 0; // Levou = P1 ^ 0 = 0, led fica ON posição
atraso (500); // Função de atraso de chamada, espera até 550 ms
levou = 1; // Levou = P1 ^ 0 = 1, led fica posição OFF
atraso (500); // Função de atraso
}
}
atraso void (unsigned char i) // definição função de atraso
{
unsigned int j;
for (; i> 0; i-) / * no atraso acima chamando a função ter um
valor "i" variável atribuída a esse valor * /
para (j = 0; j <124; j ++); // Gira 124 vezes lá em si. }