Αν τοποθετήσουμε το παρακάτω κύκλωμα σε σειρά με την τροφοδοσία κάποιου φορτίου, το LED θα ανάψει όταν υπάρξει κατανάλωση και όχι όταν απλά υπάρχει τάση μετά τον διακόπτη, δηλαδή, αν έχουμε συνδεδεμένη μια καμμένη λάμπα, το ενδεικτικό LED (D5) ΔΕΝ θα ανάψει! Αυτή η ένδειξη είναι χρήσιμη όταν έχουμε απομακρυσμένες καταναλώσεις, εξωτερικά φώτα, τηλεχειριζόμενες συσκευές, συστήματα με αυτοματισμό (λ.χ. θερμοστάτη).
Στην περίπτωση εναλλασσόμενης τάσης, κατά την θετική ημιπερίοδο οι δίοδοι D2, D3, D4 με την ορθή πόλωσή τους φτιάχνουν μια πτώση τάσης 2.1-3V για να ανάψουμε το LED. Η αντίσταση R1 ρυθμίζει το ρεύμα στο LED. Για να έχουμε ένδειξη από μικρά ρεύματα όπου η πτώση τάσης στις διόδους είναι μικρή, θα χρησιμοποιήσουμε κόκκινο LED χαμηλού ρεύματος με Vf περίπου 1.9V. Αν χρειαζόμαστε ένδειξη σε ακόμη χαμηλότερα ρεύματα ή θέλουμε μπλέ/άσπρο LED πρέπει να προσθέσουμε σε σειρά περισσότερες διόδους ή να χρησιμοποιήσουμε μια δίοδο zener.
Η δίοδος D1 προστατεύει το LED από ανάστροφη τάση και "περνάει" την αρνητική ημιπερίοδο στο φορτίο. Σε κύκλωμα συνεχούς ρεύματος μπορεί να παραληφθεί.
ΠΡΟΣΟΧΗ: Αν η τάση του κυκλώματος προέρχεται από το δίκτυο ρεύματος, πρέπει να λάβετε όλες τις προφυλάξεις ασφαλείας!
Αν δεν είστε τεχνικός, πάρτε βοήθεια από κάποιον!
Υπολογισμός R1:
Για ελάχιστο ρεύμα στο LED If=2mA υπολογίζουμε αντίσταση: R1=(2.1V-1.9V)/0.002A=100Ω
Σημειώσεις:
- Η τάση ορθής πόλωσης των διόδων είναι ανάλογη του τύπου της διόδου και ρεύματος που τις διαρρέει και θα είναι ίδιο με αυτό του φορτίου.
- Βασική προϋπόθεση για σωστή ένδειξη είναι το ελάχιστο και μέγιστο ρεύμα του φορτίου.
- Οι δίοδοι 1N4007 έχουν μέγιστο ρεύμα λειτουργίας 1Α, εναλλακτικά οι 1N5408 λειτουργούν έως 3A
- datasheet 1N4007
- datasheet 1N5408
Εφαρμογές:
Εκτός από την απλή χρήση ως "ενδεικτικό αναμμένης εξωτερικής λάμπας", μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε optocoupler στη θέση του LED και να οδηγήσουμε ένα αυτόματο σύστημα καταγραφής, ειδοποίησης, τηλένδειξης κατανάλωσης ή επίβλεψης χώρου. Ετσι θα έχουμε "σήμα" όταν υπάρχει πραγματική χρήση της κατανάλωσης ή όταν αυτή ενεργοποιηθεί (λ.χ. άναψε η λάμπα του ανιχνευτή κίνησης o οποίος βρίσκεται μακρυά από το σημείο που θέλουμε την πληροφορία).
Πρόκειται για μια απλή ιδέα που με λίγες προϋποθέσεις μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα με την τάση τροφοδοσίας.
Λ.χ. χρήση σε φώτα κήπου τάσης 24VAC, θα επιλέξουμε τις διόδους αντίστοιχα με το συνολικό ρεύμα των λαμπτήρων και θα έχουμε πτώση τάσης 3V στην θετική ημιπερίοδο και 1V στην αρνητική. Η λάμπα θα λειτουργήσει σε μικρότερη τάση (-8%) και το LED θα ανάψει ως παράλληλος κλάδος των τριών διόδων. Αντίστοιχα στα 230VAC η πτώση τάσης είναι αμελητέα. Και στις δύο περιπτώσεις, αν καεί η λάμπα δεν θα ανάβει ούτε το LED γιατί το κύκλωμα θα είναι ανοικτό.
Οι περιορισμοί που υπάρχουν είναι λόγω ορίων στην τάση και ένταση των εξαρτημάτων. Δηλαδή, αν τροφοδοτήσουμε φορτίο με ρεύμα 5Α σε τάση 12V, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μεγάλες διόδους για το ρεύμα οπότε η πτώση τάσης επάνω τους θα είναι πρόβλημα στην πραγματική εφαρμογή. Αντίθετα αν έχουμε κάπου ένα ανεμιστήρα 230VAC σε σειρά με ένα διμεταλλικό θερμοστάτη, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το LED ως ένδειξη μόνο όταν λειτουργεί ο ανεμιστήρας. Σε ανεμιστηράκι 12V για Η/Υ θα υπολογίσουμε αν η πτώση τάσης στις διόδους επηρεάζει τη σωστή λειτουργία του.