מחברת אלקטרוניקה

לד (LED)
לד הוא רכיב המאיר כאשר מתקיימים תנאים נכונים של מתח בין הדקיו וזרם דרכו. רכיב לד מבוסס על רכיב הנקרא דיודה. במסגרת אתגר 555 לא נלמד על דיודה או אופן פעולת הלד אך נציין מספר מאפיינים חשובים שלו.
ראשי התיבות LED הן Light Emitting Diode, כלומר דיודה פולטת אור.
ללד יש שני הדקים, אחד נקרא אנודה (Anode) והשני נקרא קתודה (Cathode). אתם בטח כבר מבינים שבניגוד לנגד המהווה רכיב סימטרי, במקרה של לד מכיוון שיש שמות שונים להדקים, ישנה חשיבות לאופן החיבור שלו במעגל החשמלי, כלומר, לקוטביות שלו.

הלד מסומן במעגל החשמלי על ידי האות D או לעיתים כ LD. סימול הלד במעגל החשמלי נראה כך (סימון של דיודה עם חיצים המתארים קרני אור נפלט):
הקתודה היא ההדק השלילי של הלד. הקתודה נמצאת בצד ימין בסימול הרכיב המתואר למעלה (הקו האנכי בקודקוד המשולש).
בתמונה הבאה ניתן לראות סוגים שונים של לדים:

זיהוי שני הדקי הלד:
באתגר 555 נתייחס ללד מסוג Through hole בקוטר 5mm הנראה כך:
ניתן לזהות את הדקי האנודה והקתודה של הלד באופן הבא:
1.   ההדק הארוך הוא האנודה
2.   ההדק הקצר הוא הקתודה.
3.   אם כבר קצצתם את הדקי הלד ושניהם באותו אורך ניתן גם לזהות את הדק האנודה על ידי התבוננות לתוך הלד (ראו תמונה למטה) – המוליך הפנימי בצורת האות "ר" הוא הדק הקתודה.
4.   אם תסתכלו על הלד מלמעלה, תראו שתחתית הלד אינה עיגול מושלם. האזור בו העיגול נחתך הוא הדק הקתודה של הלד.
זיהוי הדקי ה LED:

כדי להפעיל לד, יש לספק לו מתח מסוים המוגדר על פי יצרן הלד בדף הנתונים ולדאוג שיזרום דרכו זרם מתאים על פי דף הנתונים שמסופק על ידי יצרן הלד. כאשר מתקיימים שני התנאים, הלד יאיר באופן תקין.
עבור לדים מסוג Through hole בקוטר 5mm לשימוש ביתי המתח הנפוץ להפעלת הלד הוא בערך 2.1V כאשר הזרם שצריך לזרום דרך הלד הוא כ 20mA (עשרים מיליאמפר).


אם נחבר לד (LED) ישירות לסוללת 9V הלד ישרף מכיוון שהוא מיועד לעבוד במתח 2.1V. אז מה נעשה כדי להתאים את המתח (וגם הזרם) ל LED?
כדי שנוכל לספק ללד את תנאי המתח והזרם הדרושים לו נשתמש בנגד המחובר בטור ללד. למדנו כבר שנגד מגביל את הזרם העובר דרכו. כך גם במקרה זה, הנגד יגרום להגבלת הזרם העובר דרך הנגד ולכן גם דרך הלד (מכיוון ששניהם מחוברים בטור אחד אחרי השני). חישוב נכון של ערך הנגד יאפשר גם מתח עבודה מתאים ללד.

באתגר 555 נפעיל לד ממתח של 9V (מתח הסוללה). לא נכנס במסגרת האתגר לחישובי זרמים ומתחים אך נסביר את אופן הגבלת הזרם באופן הבא:

המתח הדרוש ללד הוא 2.1V, כך שאם מתח הסוללה הוא 9V, המתח שנרצה שימדד על הלד יהיה 2.1V ולכן המתח על הנגד הוא ההפרש בין מתח הסוללה למתח הלד. לכן המתח על הנגד יהיה:
אם נרצה להגביל את הזרם דרך הלד ל 20mA (0.02A) נשתמש בחוק אוהם כדי לחשב את ערך הנגד הרצוי (מתח הנגד לחלק לזרם דרך הנגד):
הערך הנפוץ הקרוב של נגד הוא 330Ω. באתגר 555 תראו שהנגד שישמש אותנו בטור ללד הוא נגד בעל התנגדות 330Ω.

בשיעורים הבאים נלמד על רכיב 555 ונתחיל כבר לבנות מעגלים חשמלים מעניינים בעזרתו אך בינתיים כסיום מעניין לשעור זה בואו נבנה מעגל פשוט מהרכיבים שלמדנו עליהם עד כה: מטריצה, סוללה, נגד ו LED (לד).