Что такое светодиод и как его подключить

1. Что будем делать

В этом уроке мы познакомимся со светодиодом — одним из самых популярных компонентов современной электроники.

Мы проведём несколько простых экспериментов:

подключим светодиод к батарейкам
попробуем разные резисторы
подключим светодиод к USB
соберём небольшую подсветку из нескольких светодиодов

И заодно узнаем:

чем светодиод отличается от лампочки
что такое полярность
зачем нужен резистор
почему светодиод может перегореть

2. Что такое светодиод

Светодиод (LED) — это электронный компонент, который излучает свет при прохождении через него электрического тока.

LED расшифровывается как:

Light Emitting Diode

что переводится как:

Светоизлучающий диод

Светодиоды бывают разных размеров, цветов и форм.

В этом уроке мы будем использовать светодиоды диаметром 5 мм из набора Arduino:

красный
зелёный
синий
жёлтый
прозрачный

3. Из чего состоит светодиод

Обычный светодиод состоит из:

пластикового корпуса
полупроводникового кристалла
металлических выводов
отражателя

У светодиода есть два вывода:

анод (+)
катод (-)

В отличие от лампочки, светодиод имеет полярность.

Если подключить его неправильно — светиться он не будет.

4. Как определить полярность светодиода

Обычно:

длинная ножка — это плюс (анод)
короткая ножка — минус (катод)

Также у многих светодиодов есть плоская сторона корпуса со стороны минуса.

5. Чем светодиод отличается от лампочки

Лампочка накаливания светится потому, что внутри неё сильно нагревается металлическая нить.

Светодиод работает совершенно по-другому.

Ему не нужна раскалённая нить, поэтому он:

потребляет меньше энергии
почти не нагревается
работает значительно дольше
светит ярче при меньшем потреблении энергии

При правильном подключении светодиод может работать очень долго — значительно дольше обычной лампочки.

6. Питание от батареек

Одна батарейка типа AA или AAA обычно имеет напряжение 1.5 В.

Если соединить две батарейки последовательно:

напряжение складывается
1.5 В + 1.5 В = 3 В

если у Вас нет бокса для двух батареек, можно использовать пульт дистанционного управления, у меня как раз такой есть в наличии, вставляем два проводника к + и – и проверяем напряжение мультиметром.

Если соединить батарейки параллельно, напряжение останется прежним — 1.5 В.

Такое подключение обычно используется для увеличения времени работы устройства.

7. Первый эксперимент — светодиод без резистора

Для первого эксперимента нам понадобится:

две батарейки
светодиод
макетная плата
проводники

Что такое макетная плата

Макетная плата (breadboard) позволяет собирать электронные схемы без пайки.

Компоненты и проводники просто вставляются в отверстия платы.

Внутри отверстия уже соединены между собой металлическими контактами.

Подключение

Подключаем:

плюс батареек к аноду светодиода
минус батареек к катоду

Если всё подключено правильно — светодиод загорится.

Некоторые светодиоды могут работать от 3 В даже без резистора.

Однако такое подключение не считается правильным, потому что ток через светодиод может оказаться слишком большим, и из за ето го светодиод может очень быстро выйти из строя.
Поэтому данный эксперемент следует провести очень быстро, что бы светодиод не перегорел.

8. Зачем нужен резистор

Светодиод очень чувствителен к току.

Если ток слишком большой:

❌ светодиод начинает перегреваться
❌ светит слишком ярко
❌ срок службы уменьшается
❌ светодиод может перегореть

Именно поэтому вместе со светодиодами обычно используется резистор.

Резистор ограничивает ток и защищает светодиод.

9. Эксперимент с разными резисторами

Теперь попробуем подключить светодиод через разные резисторы.

220 Ом

Светодиод светит очень ярко.

330 Ом

Яркость становится немного меньше.

430 Ом

Так как у меня не было резистора номиналом 470 Ом, я подключил два последовательно, один 330Ом, а второй 100 Ом, общее сопротивление составило 430 Ом

Свет становится мягче.

1 кОм

Светодиод светит заметно слабее.

Вывод

Чем больше сопротивление резистора:

👉 тем меньше ток
👉 и тем слабее светит светодиод

10. Питание от USB

Стандартный USB-разъём обычно выдаёт:

5 В

Именно поэтому USB часто используется для питания небольших электронных устройств и экспериментов.

⚠ Важно

При подключении светодиода к USB-питанию нельзя подключать светодиод напрямую без резистора.

USB способен выдавать значительно больший ток, чем обычные батарейки.

Из-за этого светодиод может мгновенно перегореть.

11. Светодиод + резистор + USB

Кабель USB – может быть как с двумя, так с четермя, пятью и более проводниками.
В зависимости от предназначения кабеля, вот к примеру кабель от зарядки телефона имеет два проводника, ето + и – 5ть вольт, а вот USB 2,0 имеет 4 проводника, ето + - и data + и data -, следует мультиметром определить нужные проводники.

Теперь подключим:

USB 5 В
резистор
светодиод

Такое подключение уже является правильным и безопасным.

12. Несколько светодиодов от USB

От одного USB можно подключить несколько светодиодов одновременно.

Но очень важно помнить:

👉 каждый светодиод должен иметь собственный резистор.

Пример правильного подключения:

USB → резистор → LED
USB → резистор → LED
USB → резистор → LED
USB → резистор → LED
USB → резистор → LED

Мы можем подключить:

красный
зелёный
синий
жёлтый
прозрачный светодиод

И собрать небольшую LED-подсветку.

Количество светодиодов зависит от:

мощности блока питания
типа USB
потребления тока светодиодами

13. Ошибки новичков

❌ Светодиод можно подключать как угодно
✔ У светодиода есть полярность

❌ Резистор нужен только иногда
✔ При питании от USB резистор обязателен

❌ Один резистор можно использовать для всех светодиодов
✔ Каждый светодиод должен иметь собственный резистор

❌ Чем ярче светит LED — тем лучше
✔ Слишком большой ток может повредить светодиод

Вывод

Теперь ты знаешь:

что такое светодиод
как определить полярность
чем LED отличается от лампочки
зачем нужен резистор
почему LED может перегореть
как подключать светодиоды к батарейкам и USB

Теперь попробуй самостоятельно:

поменять резисторы
использовать разные цвета светодиодов
сравнить яркость
подключить несколько LED одновременно

В следующем уроке мы познакомимся с диодами и узнаем, чем они отличаются от светодиодов.

Также вы можете:

🔧 перейти в Раздел «Устройства»— чтобы увидеть практические примеры;
📘 продолжить обучение в Разделе «Обучение»
💬 задать вопрос или обсудить тему на Форуме.