وان الکتریک

اخیرا در انجمن مطالبی در مورد روش ساخت تابلو ثابت بدون مقاومت مطرح گردیده که لازم دانستیم با ذکر دلایل و علل نامناسب بودن این روش آن را برای کاربران انجمن توضیح دهیم.
همانگونه که می دانید ال ای دی یک عنصر نیمه هادی است که از دو پیوند نوع N و P تشکیل شده است. محل اتصال این دو نوع نیمه هادی همواره مثل سدی در برابر عبور جریان مقاومت می کند و تا زمانی که ولتاژ و جریان مناسبی از دو سر و طریق ال ای دی عبور داده نشود ال ای دی فعال نمی شود. در علم الکترونیک این تغییرات در قالب نموداری به نام نمودار ولتاژ و جریان به نمایش داده می شود. به طور مثال نمودار زیر مربوط به ال ای دی اوال قرمز موجود در فروشگاه است:

عناصر نیمه هادی همواره عملکردی غیر خطی دارند و همانگونه که از طریق نمودار نیز مشخص است این تغییرات در ال ای دی به صورت غیرخطی افزایش می یابد.
در روشی که به نام بدون مقاومت نامیده می شود برای رنگ قرمز ال ای دی ها به دسته های 6 تایی تقسیم می شوند و اگر ولتاژ آداپتور 12 ولت باشد دو سر هر ال ای دی 2 ولت افت می نماید.با دقت در نمودار بالا می توان متوجه شد در ولتاژ 2 ولت روی هر ال ای دی جریان ال ای دی چیزی حدود 4 میلی آمپر است(این جریان در انواع ال ای دی متغیر است ولی ما فرض را بر ال ای دی توضیح داده شده در نمودار می گذاریم)
جریان 4 میلی آمپر برای عملکرد ال ای دی جریان مناسب ولی کمی است و نور تولیدی کمتر از حد انتظار است.اگر شرایط را ایده آل در نظر بگیریم و آداپتور تا بی نهایت زمان دقیقا ولتاژ 12 ولت را به مدار بدهد هیچ اتفاق سویی نمی افتد و ال ای دی به خوبی کار می کند ولی در دنیای واقعی شرایط متفاوت از این است مخصوصا اینکه آداپتورها همواره دچار تلرانس، دچار انحراف رگولاسیون و یا خرابی می شوند.
حال با فرض دنیای واقعی ولتاژ خروجی آداپتور را 13 ولت در نظر می گیریم(یک ولت تغییرات)در این صورت برای دسته های 6 تایی ولتاژ افت کرده دو سر ال ای دی به 2.16 ولت افزایش می یابد که در این حالت جریان کاری ال ای دی به 25 میلی آمپر افزایش می یابد. با دقت در مقادیر استاندارد یک ال ای دی به خوبی می توان متوجه شد برای ال ای دی معمولی بیشینه جریان 20 میلی آمپر است و این جریان یقینا باعث کاهش عمر ال ای دی می شود. این مورد مخصوصا اگر از ال ای دی سفید استفاده شود بدتر اتفاق می افتد. ال ای دی سفید بر خلاف سایر ال ای دی ها چیپ سفید نیست و در واقع یک ال ای دی آبی است که یک لایه فسفر زرد بر روی آن قرار گرفته است. با افزایش جریان، توان تلفاتی ال ای دی افزایش می یابد و متعاقب آن نیز حرارت دفع شده از چیپ افزایش می یابد.فسفر موجود بر روی ال ای دی به سرعت با حرارت خراب می شود و رفته رفته باعث جلوگیری از عبور نور از خود می شود. که نتیجه آن کاهش نور کل تابلو می شود.
در این مثال یک مورد نمونه بررسی شد و این موارد یقینا با تغییر جنس ال ای دی و آداپتور تغییرات بیشتری نیز خواهد داشت.در برخی موارد در دسته های 6 تایی جریان عبوری به 15 میلی آمپر هم می رسد و مشخصا نور تولیدی و جریان ایده آل و مناسب هستند ولی خطرات تغییرات در آن نیز متعاقبا افزایش می یابد. تمامی این موارد در صورتی است که ولتاژ کاری ال ای دی بالای 2 ولت برای دسته 6 تایی و بالای 3 ولت برای دسته 4 تایی باشد. بازه کاری یک ال ای دی همواره مقدار متغیری است و بدون توجه به شرکت تولیدکننده چیپ رنج وسیعی را می توان یافت.به طور مثال برای ال ای دی رنگ قرمز ولتاژ کاری از محدوده 1.6 ولت تا 2.6 ولت متغیر است و با تغییرات کوچکی در نوع و جنس نیمه هادی استفاده شده در مرحله تولید این مقدار افزایش یا کاهش پیدا می کند.
لذا همواره توصیه ما به کاربران عزیز انجمن این است که از مقاومت به عنوان عنصری برای کنترل جریان استفاده نمایند. برخی از دوستان به دلیل سختی کار و طولانی بودن پروسه ساخت از استفاده از مقاومت طفره می روند ولی اگر قصد دوام طولانی مدت در بازار را دارید و نمی خواهید به عنوان یک تابلوساز بدسابقه در بازار معرفی شوید باید از مقاومت به عنوان عنصر کنترلی استفاده نمایید.
برای شرح عملکرد مقاومت در مدار به ذکر یک مثال می پردازیم.برای ال ای دی نمونه ما از یک مقاومت 150 اهمی و 5 ال ای دی استفاده می نماییم.در این حالت جریان ال ای دی 10 میلی آمپر است حال مقدار ولتاژ آداپتور را به 13 ولت افزایش می دهیم در این حالت جریان به 16 میلی آمپر افزایش می یابد که باز هم در محدوده مجاز کاری ال ای دی است. حال شاید این سوال پیش بیاید که با افزایش بیش از حد ولتاژ، جریان نیز افزایش می یابد. این مورد درست است ولی باید به این نکته توجه کرد که مقاومت دارای یک توان کاری مشخص است که در بازار از توان های یک هشتم به بالا موجود است. با افزایش بیش از حد ولتاژ عنصر کنترلی جریان یعنی مقاومت باید متحمل توان تلفاتی بیشتری نیز باشد ولی در صورتی که این تلفات بیشترین از مقدار مجاز مقاومت باشد مقاومت می سوزد و به مانند یک فیوز از آسیب رسیدن به ال ای دی ها جلوگیری می نماید. حال فرض بگیرید در یک تابلو بدون مقاومت 600 ال ای دی استفاده شده است با خرابی آداپتور کل این 600 ال ای دی به یکباره خواهند سوخت ولی در صورتی که از دسته 5 تایی و 120 مقاومت استفاده میشد فقط 120 مقاومت می سوخت. در حالت اول خسارت وارده به شما (با فرض ال ای دی 100 تومان) 60 هزار تومان است ولی در حالت دوم (با فرض مقاومت 10 تومان) فقط 1200 تومان خسارت به شما تحمیل خواهد شد. البته در صورت سوختگی در حالت اول باید کل ال ای دی ها تعویض گردد که پروسه بسیار زمان گیری است ولی در حالت دوم فقط 120 مقاومت باید تعویض گردد.
در روش موازی- سری نیز می توانید از مقاومت های با وات بالا استفاده نمایید که جریان را کنترل نمایید.به عنوان نمونه برای یک تابلو با 600 عدد ال ای دی قرمز و به صورت روش موازی-سری از دو عدد مقاومت نیم اهم 2 وات و یا (یک مقاومت یک اهم 5 وات) استفاده نمایید در این صورت جریان ال ای دی ها 12.5 میلی آمپر خواهد بود. (البته این روش فقط به عنوان روش بهتر در مقابل حالت بدون مقاومت استفاده می شود و مشخصا بهترین روش سری-موازی است)

در یک مقایسه حالت بدون مقاومت و با مقاومت می توانیم موارد زیر را بیان کنیم:
بدون مقاومت: سرعت ساخت بالا – وابسته به شانس و اقبال – عدم تضمین عمر طولانی
با مقاومت: سرعت ساخت متوسط – بدون ریسک – تضمین عمر طولانی
در پایان لازم به ذکر است عمل و منطق به عنوان حجت به هر انسانی داده شده است و انسان نیز بر این اساس همواره موارد کنترلی و ایمنی را در نظر گرفته است. مشخصا کمربند ایمنی خودرو وسیله ای است که به بدن انسان فشار وارد می کند و موجبات ناراحتی را فراهم می آورد ولی این زحمت و ناراحتی در مقابل بروز خطر احتمالی تصادف و جلوگیری از مرگ بسیار قابل قبول تر است. اگر شما به عنوان یک تابلوساز قصد دارید در این بازار ماندگار باشید و سابقه ای خوب برای خود ایجاد کنید همواره باید موارد ایمنی،جنس با کیفیت و ... را استفاده کنید. در غیر اینصورت در مدت چند سال و به دلیل خرابی بیش از حد تابلوهای ساخته شده از بازار رانده خواهید شد.