LED Test Cihazı

Bu yazıda basit ve ucuz bir test devresiyle bir LED'in ışık şiddetinin ve renginin nasıl tespit edildiği anlatılıyor. Projenin detayları…

Bu yazıda basit ve ucuz bir test devresiyle bir LED'in ışık şiddetinin ve renginin nasıl tespit edildiğini anlatmaya çalışacağım.
LED'ler yani ışık yayan diyotlar elektronik sektöründe çok geniş kullanım alanına sahiptir. Üretici firmalar kullanıcıların isteklerine göre çok çeşitli tür ve özellikte LED'ler üretmektedir. Piyasada kırmızı, sarı, yeşil, turuncu, mavi, beyaz gibi renklerde ve farklı ışık şiddetlerinde LED'ler bulmak mümkündür.
Bilindiği gibi LED'in ileri yön gerilimi (Vf değeri) LED'in yaydığı ışığın rengine göre değişmektedir. Örneğin kırmızı, sarı ve yeşil renk için Vf gerilimi yaklaşık 1.8-2.2V iken beyaz ve mavi renk için Vf gerilimi yaklaşık 3-3.5V civarındadır.
Bir LED'in pek çok elektriksel parametresi vardır ancak en önemlisi LED'den 20mA'lik doğru akım geçtiği sırada LED'in yaydığı ışığın şiddetidir. Aşağıda ayrıntısını vereceğim test devresi sayesinde aynı anda 6 adet LED'in ışık şiddetleri kıyaslanabilmekte ve hangi renkte ışık yaydıkları tespit edilebilmektedir. Renk tespiti özellikle şeffaf kılıflı LED'lerde gereklidir. Şeffaf kılıflı LED'den akım geçmediği sürece ışığın rengini anlamak imkansız olduğundan bu test devresi oldukça kullanışlı olacaktır.
Aslında basit bir devre ile LED'in yaydığı ışığın şiddeti ve rengi kolayca tespit edilebilir. Örneğin 9V'luk bir gerilim kaynağının uçlarına uygun değerli bir dirençle LED seri olarak bağlanırsa LED'den 20mA'lik bir akım geçer.

Şekil-1

Şekil 1'de görülen devre bu iş için uygundur ancak iki dezavantajı vardır. Birinci dezavantajı devreye farklı renkte ışık yayan bir LED bağlandığında akımın artık 20mA olmayacağıdır. Yani akımı 20mA'de tutmak için direncin değerini değiştirmek gerekecektir. İkinci ve daha önemli dezavantajı ise besleme geriliminin azalmasıyla ışık şiddetinin de hızla azalmasıdır.
Şekil 2'de bu dezavantajları gidermek için tasarlanan devre görülmektedir. Bu devre aslında bir akım kaynağıdır ve LED'in türüne bakmaksızın 20mA değerinde akım sağlar.

Şekil-2

Devredeki 3.3V'luk zener diyot, transistörün baz gerilimini sabit tutmak için kullanılmıştır. Bu sayede kaynak gerilimi %40 düşse de LED akımı çok fazla azalmaz, yaklaşık olarak sabit kalır. Devrenin nasıl çalıştığını göstermek için kaynak gerilimi 9V'dan 2V'a kadar adım adım azaltılarak LED'den geçen akım ölçülmüş ve akım değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Devrede önce kırmızı sonra mavi LED varken ölçüm yapılmıştır.

Tablodaki değerlerden yararlanarak grafik üzerinde akım ve gerilim değerleri gösterilirse daha anlaşılır olacaktır. Şekil 3'deki grafikten görüldüğü gibi kaynak gerilimi 9V'dan 4V'a düşene kadar kırmızı ve mavi LED'den yaklaşık olarak aynı akım geçmektedir. Yani devreye farklı renk LED bağlamanın etkisi yok denecek kadar azdır. Ancak, kaynak gerilimi 4V'un altına düştüğünde mavi LED akımı hızla azalır. Bu da kırmızı ve mavi renk LED'lerin Vf gerilimlerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Bu devrede kullanılan kırmızı LED'in Vf gerilimi 1.85V iken mavi LED'in 3.18V'dur.

Şekil-3

Hem şekil 1'deki seri dirençli devrenin hem de şekil 2'deki akım kaynağı devresinin akım-gerilim değerlerine göre çizim yapılırsa şekil 4'de görülen grafik elde edilir. Devrede kırmızı LED varken ölçüm yapılmıştır. Akım kaynağı devresinin seri dirençli devreye göre üstünlüğü açıkça görülmektedir. Kırmızı eğriden görüldüğü gibi kaynak gerilimi 4V'a kadar düştüğü halde LED akımı 15mA'in üzerinde kalmıştır. Seri dirençli devrede ise LED akımı 7mA'e kadar düşmüştür.

Şekil-4

Aynı çizimler mavi LED için yapılırsa şekil 5'deki grafik elde edilir. Akım kaynağı devresinde kaynak gerilimi 4V'a kadar düştüğünde mavi LED'den geçen akım 15mA'in üzerinde kalmıştır. Seri dirençli devrede ise akım 4mA'e kadar düşmüştür.

Şekil-5

Sonuç olarak transistörlü bir akım kaynağı devresiyle basit ve kullanışlı bir LED test cihazı yapılabileceğini göstermeye çalıştım. LED test cihazında aynı anda kaç adet LED test edilecekse o sayıda akım kaynağı devresi bulunmalıdır. Şekil 6'da aynı anda 6 adet LED'i test edebilen devrenin bağlantı şeması görülmektedir.

Şekil-6

Yapılacak devreyi küçük boyutlu bir plastik kutuya monte etmek uygun olur. Kutunun kapağını soket ve test butonu yerleştirmek için uygun büyüklükte kesmek gerekiyor. 9V'luk pil, kutunun içine yerleştirilmelidir. Aşağıda devrenin bitmiş hali görülüyor. Devrenin çektiği akım çok düşük olduğundan 9V'luk bir pil ile uzun süre boyunca kullanılabilir.

Yapımını anlattığım bu devre sayesinde artık güç kaynağı, direnç kablo bulma zahmetinden kurtularak çok kısa sürede elinizdeki LED'i test edebileceksiniz. Faydalı olması dileğiyle.

Arş. Gör. Yavuz EROL
Fırat Üniv. Elektrik-Elektronik Müh.
yerol@firat.edu.tr