Content 1 Les composants............................................................................. 3 2 Le premier témoin LED.................................................................4 3 fois plus de lumière !...................................................................8 4 Luminosité réglable.................................................................... 10 5 Montage en série avec deux LED.................................................13 6 Montage en parallèle..........................
22 Une LED de changement de couleur automatique...................41 23 Lumière blanche vacillante .....................................................44 24 Lumière verte vacillante...........................................................45 25 Vacillement et clignotement avec six LED................................
1 Les composants Il s’agit ici de projets passionnants avec des diodes électroluminescentes et d’autres composants électroniques. De plus, il existe des encadrés d’information expliquant la raison et le fonctionnement des expériences. Évidemment, il est également possible d’effectuer d’abord uniquement les tests proprement dits.
ultérieurs. Les extrémités nues des câbles rouges et noirs doivent être enfichées dans les trous de contact appropriés de la carte enfichable. Vous devez d’abord percer de petits trous dans la feuille de protection à l’arrière de la plaque à l’aide d’une aiguille et insérer les câbles par le bas. Cela les empêche de glisser facilement. L’interrupteur et le fusible doivent être fixés exactement à la position indiquée. Ceci est valable pour tous les tests ultérieurs.
d’une résistance. Le résultat final constitue un circuit simple avec une LED. Elle n’est pas particulièrement lumineuse, mais un interrupteur et toutes les pièces importantes qui seront également utilisées dans les expériences ultérieures sont déjà disponibles. L’image montre exactement les trous de la platine d’expérimentation dans lesquels les composants doivent être insérés. Une petite pince plate convient pour placer les composants sur la platine d’expérimentation.
connecteur K est légèrement aplati. Il en est de même pour la LED colorée. La LED blanche dispose d’une couche fluorescente jaunâtre supplémentaire qui recouvre la lumière à cristaux LED. Il existe des diodes électroluminescentes ayant presque le même aspect extérieur. Mais la LED blanche peut être reconnue même lorsqu’elle est éteinte, si vous regardez à travers l’objectif à partir de l’avant. La résistance peut être installée dans n’importe quelle direction.
Schéma de circuit Un schéma de circuit présente les connexions des composants sous une forme simplifiée. Au début, cela peut sembler un peu confus, parce que les vrais composants sont différents. Mais une fois que vous vous y habituez, vous vous rendez compte qu’un schéma de circuit présente beaucoup plus clairement le lien entre tous les composants. La batterie se compose de six éléments de 1,5 V. La ligne la plus longue représente le pôle positif. Le fusible est dessiné comme une boîte avec un câble.
3 fois plus de lumière ! La LED n’était pas très brillante lors du premier test. Maintenant, une autre résistance est installée ici. La première résistance est de 4,7 kΩ (4 700 Ohm, jaune, violet, rouge), celle-ci est seulement de 0,47 kΩ (470 Ohm, jaune, violet, brun). Elle laisse donc passer une plus grande intensité de courant. Cela rend la LED beaucoup plus brillante. Les résistances et leurs anneaux de couleur Les anneaux de couleur sur les résistances représentent des nombres.
Le code de couleur de résistance Couleur Anneau 4 Tolérance Noir Anneau 1 Anneau 2 Anneau 3 1. Nombre 2.
4 Luminosité réglable Une plus forte luminosité est parfois un avantage, mais aussi un inconvénient. L’énergie de la batterie est utilisée plus rapidement. Il est plus pratique de pouvoir choisir l’intensité de la lumière selon le besoin. Et pour cela, le deuxième interrupteur est disponible et il est relié à deux fiches minces par un câble. Lorsqu’il est réglé sur MARCHE, une plus grande intensité de courant circule et la LED est plus brillante.
En fait, il existe jusqu’à trois niveaux de luminosité. L’interrupteur 1 indique la luminosité simple et l’interrupteur 2 indique dix fois la luminosité. Mais lorsque les deux interrupteurs sont allumés, ils produisent onze fois la luminosité. Cela peut être facilement testé : l’interrupteur 2 est en marche et l’interrupteur 1 s’allume et s’éteint de manière alternative. Mais la différence est très faible et à peine perceptible.
Avec un appareil de mesure approprié, il est possible de mesurer l’intensité de courant qui circule à travers la LED. Mais vous pouvez également la calculer si vous connaissez la tension de la batterie et celle de la LED. À l’état neuf, la batterie a une tension de 9 V. La LED a besoin d’environ 3 V. Il reste donc 6 V pour la résistance.
5 Montage en série avec deux LED Ici, une deuxième LED blanche entre dans le circuit. Cela rend le témoin encore plus lumineux. La luminosité est suffisante pour lire la nuit. Et encore une fois, il existe deux niveaux de luminosité. Selon la situation, vous pouvez décider de l’intensité de lumière nécessaire. Montage en série Dans un montage en série, le même courant circule à travers deux ou plusieurs utilisateurs. C’est un « circuit non ramifié » parce qu’il n’y a qu’une seule voie.
Schéma simplifié d’un montage en série La tension est répartie entre les charges dans le circuit. Dans ce cas, le circuit compte deux LED et une résistance. Chaque LED blanche a besoin d’environ 3 V. Deux LED connaissent une chute de tension de 6 V. Et parce que la batterie a une tension de 9 V, il reste à la résistance une chute de tension de 3 V. Dans ce cas, la tension de la batterie est répartie de manière égale entre trois utilisateurs.
s’allument comme lors du dernier test. Mais en effet, ils sont un peu moins brillants maintenant. Montage en parallèle Le montage en parallèle est également appelé « circuit ramifié ». Le courant traversant la résistance est partagé entre deux LED. La moitié du courant circule à travers une LED, l’autre moitié à travers l’autre LED. Un petit test peut le prouver : si vous retirez le câble entre les deux LED, l’une s’éteint, mais l’autre devient plus claire. Celle-ci est traversée par l’ensemble du courant.
Montage en parallèle avec deux LED 7 Dispositif d’éclairage morse Un bouton-poussoir permet d’allumer et d’éteindre la LED de signal lors de ce test. Le résultat est un simple dispositif morse. La LED de signal fonctionne avec une luminosité élevée. De plus, une LED produit une lumière continue plus faible pouvant être allumée via l’interrupteur 1.
Informations sur les signaux Morse 17
8 Signaux verts Ici, une LED verte est installée à la place de la LED de signal blanche. La lumière de cette LED peut être vue sur des distances encore plus longues. Cela permet d’échanger des messages avec des amis à portée de vue.
9 Dispositif de test électrique Dans cette expérience, un dispositif de test est construit avec lequel il est possible de vérifier les conducteurs de courant. La résistance de 10 kΩ (marron, noir, orange) est censée réduire davantage le courant à travers la LED, car ce processus ne nécessite pas une forte luminosité. Deux câbles avec pointes de test sont disponibles à cet effet. Ces pointes permettent de toucher n’importe quel objet.
tallique ou un fil, vous n’y trouverez aucune différence, car tous les métaux sont de bons conducteurs.
Test supplémentaire Le dispositif de test est également adapté à l’analyse de composants électriques. Les résistances à l’extérieur du kit conduisent le courant d’une manière différente. Une LED conduit uniquement dans une seule direction. Et vous pouvez vérifier si une lampe à incandescence fonctionne toujours ou si elle est déjà grillée. 10 Lumière rouge et verte Le but de cette expérience est de comparer la luminosité des LED de différentes couleurs.
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11 Un dispositif de changement de couleur Avec une résistance de 2,2 kΩ (rouge, rouge, rouge) et deux LED, un circuit très spécial doit se former, un interrupteur vert-rouge. Chaque fois que vous appuyez sur le bouton, la LED rouge s’allume tandis que la verte s’éteint. Lorsque le contact de commutation est fermé, cela devient en fait un montage en parallèle tout à fait normal, comme dans le test 6. Mais deux LED identiques ont été utilisées pour le test 6, cette fois-ci elles sont toutes deux différentes.
Le fusible PTC Tous les tests utilisent un fusible qui entre en action lorsqu’une erreur se produit. Si vous provoquez un court-circuit par inadvertance, un fil pourrait devenir incandescent ou la batterie pourrait surchauffer et même exploser dans le pire des cas. Mais un fusible peut empêcher cela. De nombreux fusibles sautent simplement lorsque vous causez un court-circuit. Mais ce fusible spécial est différent. Il s’agit d’un fusible à réarmement automatique, également connu sous le nom de fusible PTC.
intensité de courant circule en raison d’un court-circuit, le fusible CTP chauffe et laisse passer juste une très faible intensité de courant, car sa résistance augmente considérablement. C’est de cette propriété que dérive le nom. PTC signifie « coefficient de température positif »et signifie que la résistance augmente lorsque la température augmente. Avec une tension de 9 V, la température atteint environ 60 degrés.
13 Luminosité réglable Le potentiomètre (potentiomètre court) est une résistance réglable à trois connexions. Ces composants sont également utilisés comme régulateurs de volume pour les radios. Mais ici, il doit être utilisé pour régler la luminosité d’une LED verte. Plus vous tournez le bouton vers la droite, plus la LED devient lumineuse. Plusieurs résistances ont jusqu’ici été utilisées, notamment entre 0,47 kΩ et 10 kΩ. Le potentiomètre peut être réglé entre 0 kΩ et 10 kΩ.
Le potentiomètre ouvert 27
14 Rouge – vert – blanc La troisième connexion du potentiomètre peut également être effectuée avec un autre câble. Ceci permet de régler la tension électrique dans le circuit. Au total, trois diodes électroluminescentes sont connectées au curseur du potentiomètre. Les LED rouges et vertes ont leur propre résistance en série. La LED blanche est certes directement connectée, mais à pleine luminosité la résistance de 470 Ω entre en action.
Test supplémentaire : Couleurs du spectre Un CD peut être utilisé comme un miroir pour voir les trois LED. En changeant l’angle, vous pouvez voir la LED blanche sous forme de bandes dans toutes les couleurs de l’arc-enciel. Le spectre lumineux est séparé parce que le CD dispose de lignes étroites qui provoquent une interférence des ondes lumineuses. Les lignes des LED rouge et verte sont aussi légèrement écartées, mais ne contiennent qu’une petite partie du spectre lumineux.
15 Réglage du vert au rouge Lors de ce test, une lumière LED de couleur réglable est créée. Elle brille soit en rouge, soit en vert ou dans les deux couleurs. Avec le potentiomètre, vous pouvez régler la luminosité des deux LED. Si la LED verte devient plus brillante lorsque vous tournez le potentiomètre vers la gauche, la LED rouge devient plus faible. Et si vous tournez le potentiomètre plus à droite, la LED rouge devient plus brillante et la LED verte plus faible.
le potentiomètre, vous pouvez régler toutes les couleurs et toutes les nuances dans la gamme rouge – jaune – vert. 16 Clignotant automatique La LED rouge clignotante est une LED spéciale avec un système électronique interne supplémentaire.
comme une LED normale avec une résistance en série, elle s’allume et s’éteint en permanence. La LED rouge à luminosité réglable doit être placée à côté, à des fins de comparaison uniquement.
La LED clignotante La LED clignotante contient un transistor comme interrupteur électronique. En outre, des transistors supplémentaires et d’autres composants sont nécessaires. Ils forment ensemble un circuit complexe et ont pour tâche d’assurer la synchronisation appropriée. Tout l’ensemble est construit sur un petit morceau de silicium à côté du cristal LED. 17 Témoin – rouge et vert Le témoin doit à présent être élargi de sorte que deux LED clignotent simultanément.
Le principe du montage en série 18 Clignotant alternatif Le changement de couleur a déjà été testé dans le test 11. Mais un bouton-poussoir a été utilisé pour allumer une LED rouge. Cette fois, c’est l’interrupteur automatique intégré dans la LED clignotante, le contrôleur de LED, qui sera utilisé.
en parallèle. Étant donné que la LED verte a besoin de plus d’énergie qu’une LED rouge, elle ne s’allume que pendant les pauses clignotantes. De plus, la LED de couleur rose est maintenant utilisée. Vous devez d’abord l’essayer avec une luminosité réglable. Si les LED verte et rose sont allumées, la LED rose clignote et la verte indique une lumière uniforme avec une luminosité réglable. Cela prouve que même une LED rose a besoin de plus d’énergie qu’une LED rouge.
Structure de la LED rose La LED rose a une structure similaire à la LED blanche. Le cristal LED émet une lumière bleue. Cependant, il est recouvert d’un matériau fluorescent qui capte une partie de la lumière bleue et l’émet à nouveau sous forme de lumière rouge. Il en ressort que la LED rose dispose en fait deux couleurs : rouge et bleu. Vous pouvez vous en apercevoir en jetant un coup d’œil sur un CD...
19 Un clignotant alternatif avec quatre LED Il s’agit maintenant de monter un clignotant alternatif à quatre couleurs. Une LED jaune est montée en série avec la LED clignotante et clignote donc à la même fréquence. Il existe parallèlement une connexion en série composée d’une LED verte et d’une LED rose. Ces deux LED ont besoin de plus d’énergie et s’allument toujours lorsque la rouge et la jaune sont éteintes.
Test supplémentaire : Différentes résistances en série doivent être testées dans le circuit. Plus la résistance est faible, plus la luminosité est élevée. Mais la commutation fonctionne-t-elle toujours avec les plus faibles résistances ? 20 Système d’alarme avec témoin clignotant Un système d’alarme simple peut être monté avec deux LED. La LED verte s’allume en permanence, la LED rouge ne s’allume pas car le câble le court-circuite.
21 Un jeu d’adresse Dans ce jeu, vous devez essayer d’appuyer sur le bouton exactement à l’allumage de la LED rouge clignotante. Lorsque vous appuyez sur le bouton, la LED verte reste éteinte. Lorsque vous le relâchez, il clignote au même rythme que la LED rouge clignotante.
15 Ω (marron, vert, orange) et laisse donc peu de courant circuler. Ceci est important parce que vous devez regarder de près les LED dans ce jeu, mais vous ne devez pas vous laisser éblouir. Vous devez à présent appuyer sur la touche de manière répétitive, et ne relâcher brièvement que lorsque la LED clignotante s’éteint. Si vous manquez le moment, la LED verte clignote.
Circuit en pont Un circuit en pont se compose de deux montages en série et d’un composant entre eux. Sur le côté gauche du montage en série se trouvent une résistance et la LED clignotante. Sur le côté droit se trouvent une résistance et un interrupteur. Une LED est montée entre les deux et forme le pont.
Attention, ne regardez jamais directement dans la LED lorsqu’elle est allumée. La lumière bleue en particulier peut endommager la rétine. Étant donné que l’œil est moins sensible à la lumière bleue, la LED bleue apparaît moins brillante mais reste particulièrement dangereuse pour les yeux. Pour ce test, la LED de changement de couleur est utilisée avec une luminosité réglable. Vous pouvez effectuer un autre test.
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Modulation d’impulsion Les différentes LED ne sont pas seulement allumées ou éteintes, mais aussi plus claires ou plus foncées. Parfois, la luminosité augmente uniformément. On pourrait supposer qu’un certain type de potentiomètre est intégré afin de modifier le courant. Mais les LED s’allument et s’éteignent rapidement l’une après l’autre. Si vous déplacez l’ensemble de la structure rapidement d’avant en arrière, vous pourrez apercevoir des traits lumineux de différentes longueurs.
24 Lumière verte vacillante Cette fois, la LED verte doit s’allumer de manière symétrique avec la LED de changement de couleur. Elle doit être montée en parallèle. La résistance appropriée est de 1,5 kΩ (marron, vert, rouge).
s’éteint. Cela crée un vacillement remarquable de la LED verte. De plus, la LED verte indique parfois des changements permanents de la luminosité. Test supplémentaire Vous pouvez tester de nombreuses résistances différentes entre 470 Ω et 22 kΩ dans ce circuit. Cela permet de régler des niveaux de luminosité très différents. L’objectif peut être d’obtenir une plus grande luminosité (résistance plus faible) ou une plus longue durée de vie de la batterie (résistance plus élevée).
25 Vacillement et clignotement avec six LED Avec un total de six LED et deux résistances identiques de 1 kΩ (marron, noir, rouge), une lumière LED colorée et variée doit être montée à l’extrémité, dans laquelle toutes les LED clignotent ou vacillent. En fait, l’emballage ne contient que deux LED avec un dispositif de contrôle intégré. Mais il y a quelques dispositions du circuit avec lesquels d’autres LED peuvent aussi clignoter ou vaciller.
Six LED sont actuellement installées, mais deux LED blanches sont encore libres. Il peut être intéressant de les installer en plus. Vous pouvez le faire de différentes façons. Les expériences présentées ici sont juste des suggestions. Dans l’ensemble, de nombreux nouveaux circuits peuvent encore être créés avec les composants existants.
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