I DIODI LED
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Il nome LED è un acronimo che significa "diodo emettitore di luce".
Sono componenti che hanno due terminali, chiamati anodo (il terminale positivo) e catodo (il terminale negativo), i quali devono essere collegati correttamente, in quanto la corrente può attraversarli solo in un verso.
Vediamo di capire meglio il loro funzionamento: per poter emettere luce un LED deve essere percorso da una corrente elettrica, di norma compresa tra 10mA e 20mA, nel verso che va dall'anodo al catodo.
Questo vuol dire che, per poter condurre, l'anodo deve essere a potenziale maggiore rispetto a quello del catodo, cioè in polarizzazione "diretta"; in caso contrario, cioè in polarizzazione "inversa", non si ha alcun passaggio di corrente.
Quando il LED è in ON (acceso), la tensione ai suoi terminali varia a seconda del colore del LED stesso (ad es. giallo a 1.9V, verde a 2.0V, blu a 3.5V e così via). I vari colori emessi dipendono dal tipo di semiconduttore utilizzato per la costruzione del diodo.
Esistono anche LED bicolori (di solito rosso e verde nella stessa calotta), che hanno 3 terminali, di cui quello centrale è il catodo comune.
led bicolore - Поиск в Google
I LED RGB sono LED tricolori (rosso, verde e blu) con 4 terminali: si può modificare l'intensità luminosa dei 3 LED al fine di creare tutta l'infinita gamma di colori possibili.
led rgb - Поиск в Google
Più LED collegati a griglia formano la cosiddetta "matrice di LED", usata ad esempio nei fari delle automobili e nei monitor.
Per poter rappresentare le dieci cifre decimali è possibile utilizzare un display a 7 segmenti, costituito da 7 LED disposti in modo da illuminare le 7 "zone" di cui è composta una cifra più un ottavo LED per il punto decimale.
Questi tipi di display hanno un piedino in comune (l'anodo o il catodo), ossia possono essere collegati ad anodo comune o a catodo comune.
I LED sono pilotati da uno speciale chip di controllo, chiamato decoder-driver, che in ingresso riceve la cifra da rappresentare.
Infine per poter visualizzare informazioni più complesse, vengono utilizzati i display a cristalli liquidi (LCD, vedi sotto):
Non essendo possibile regolare la luminosità, ai LED viene applicato un segnale PWM (modulazione di larghezza degli impulsi), che in pratica consiste nello spegnere e accendere i LED molte volte in un secondo.
Per fare ciò, però, c'è bisogno di un micro-controller integrato (ad esempio Arduino):
Arduino – lezione 06: modulazione di larghezza di impulso (PWM)
Nella precedente lezione abbiamo visto come progettare un controllo presenza in due stanze adiacenti in cui abbiamo utilizzato due pulsanti per simulare due sensori PIR (uno per ogni stanza) e due …
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A presto
P.S.
I display LCD, cioè a cristalli liquidi, utilizzano le proprietà chimico-fisiche di alcuni cristalli liquidi, ossia sostanze organiche che hanno uno stato "mesomorfico", a metà strada tra lo stato solido e quello liquido, in cui le molecole assumono un aspetto filamentoso (da cui il nome "nematic") e possono raggrupparsi orientandosi tutte nella stessa direzione.
Trattando opportunamente le superfici dei contenitori (che possono essere di plastica trasparente o di vetro), è possibile ottenere dei cristalli liquidi orientati parallelamente o ortogonalmente rispetto alle lastre trasparenti.
In generale posso dirti che le tecnologie sono due: quella dello "scattering dinamico" e quella ad effetto di campo con "nematici ruotati" (TN = twisted nematic).
Cercherò di spiegartelo in modo molto semplice: considera il liquido nematico ad orientamento parallelo e prova a pensare a ruotare la lastra inferiore di 90°.
Cosa succede alle molecole ?
Esse rimarranno sempre parallele ma si disporranno come i gradini di una scala a chiocciola
Ora, le lastrine di vetro vengono "trattate" con un materiale conduttore (trasparente) in modo che da un lato si formano i caratteri mentre dall'altra un elettrodo comune chiamato "backplane" .
Il tutto viene racchiuso tra 2 polarizzatori i quali, secondo la direzione di polarizzazione, possono rendere la piastra inferiore riflettente o opaca.
Se non c'è campo elettrico, la luce incidente non può raggiungere la superficie riflettente inferiore a causa della rotazione di 90°, per cui i segmenti non sono visibili.
Se invece applichiamo un campo elettrico, ad es. una tensione di più di 2V di picco, le molecole si orientano parallelamente alla direzione del campo, la luce può così raggiungere la superficie riflettente dove viene riflessa e poi, tornando indietro, rende visibili i segmenti.
La cosa interessante è che il sistema non produce luce ma semplicemente la controlla, ecco perché il consumo è molto basso.
Per evitare l'elettrolisi la tensione di pilotaggio deve essere alternata, a frequenza che può arrivare anche a 300Hz.
All'atto pratico, però, la tensione di pilotaggio è un'onda quadra (ci sarà bisogno di un decoder) e anche l'uscita del driver è un'onda quadra che potrà essere in fase o in controfase con la tensione di ingresso, a seconda che i segmenti siano rispettivamente in OFF (d.d.p. nulla al display) o in ON (d.d.p. con picco doppio ma valore medio nullo, senza alcuna componente continua).
A presto
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