Делаем мигающий светодиод своими руками: простейшие и сложные схемы
Мигающие светодиоды применяются в различных сигнальных схемах, в рекламных щитах и вывесках, электронных игрушках. Сфера их применения достаточно широка. Простая мигалка на светодиоде может быть также использована для создания автосигнализации. Надо сказать, что моргать этот полупроводниковый прибор заставляет встроенная микросхема (ЧИП). Основные достоинства готовых МСД: компактность и разнообразие расцветок, позволяющее красочно оформлять электронные устройства, например, рекламное табло с целью привлечения внимания покупателей.
Но можно изготовить мигающий светодиод самостоятельно. Используя простые схемы, это сделать несложно. Как сделать мигалку, имея небольшие навыки работы с полупроводниковыми элементами, описано в этой статье.
Мигалки на транзисторах
Самый простой вариант – светодиодная мигалка на одном транзисторе. Из схемы видно, что база транзистора висит в воздухе. Такое нестандартное включение позволяет ему работать как динистор.
Светодиодная мигалка на одном транзисторе
При достижении порогового значения возникает пробой структуры, открытие транзистора и разрядка конденсатора на светодиод. Такая простая мигалка на транзисторе может найти применение в быту, например, в небольшой елочной гирлянде. Для ее изготовления понадобятся вполне доступные и недорогие радиоэлементы. Светодиодная мигалка, сделанная своими руками, придаст немного шарма пушистой новогодней красавице.
Можно собрать похожее устройство уже на двух транзисторах, взяв детали из любой радиоаппаратуры, отслужившей свой срок. Схема мигалки приведена на рисунке.
Схема мультивибратора на двух транзисторах для простой мигалки
Для сборки понадобятся:
- резистор R = 6,8–15 кОм – 2 штуки;
- резистор R = 470–680 Ом – 2 штуки;
- транзистор n-p-n-типа КТ315 Б – 2 штуки;
- конденсатор C = 47–100 мкФ – 2 штуки;
- маломощный светодиод или светодиодная лента.
Диапазон рабочего напряжения 3–12 вольт. Подойдет любой источник питания с такими параметрами. Эффект мигания в данной схеме достигается поочередным зарядом и разрядом конденсаторов, влекущим за собой открытие транзисторов, в результате чего появляется и исчезает ток в цепи светодиода.
Светодиоды с миганием можно получить, подключив выводы к нескольким разноцветным элементам. Встроенный генератор выдает поочередно импульсы на каждый цвет. Частота моргающего импульса зависит от заданной программы. Таким веселым миганием можно порадовать ребенка, если установить устройство в детскую игрушку, например, машинку.
Неплохой вариант получится, если взять трехцветный мигающий светодиод, имеющий четыре вывода (один общий анод или катод и три вывода управления цветом).
Еще один простой вариант, для сборки которого понадобятся батарейки типа CR2032 и резистор сопротивлением от 150 до 240 Ом. Мигающий светодиод получится, если последовательно соединить все элементы в одной схеме, соблюдая полярность.
Мигающий светодиод
Если получается собрать веселые огоньки по простейшей схеме, можно перейти к более сложной конструкции.
Схема мигалки на светодиодах
Данная схема мигалки на светодиодах работает следующим образом: при подаче напряжения на R1 и заряжении конденсатора С1, на нем растет напряжение. После того как оно достигнет 12 В, происходит пробой p-n-перехода транзистора, что увеличивает проводимость и вызывает свечение светодиода. При падении напряжения транзистор закрывается, и процесс идет сначала. Все блоки работают примерно на одной частоте, если не учитывать небольшую погрешность. Схему мигалки на светодиодах с пятью блоками можно собрать на макетной плате.
Макет мигалки на транзисторах
Как сделать простую мигалку своими руками или схемы мигающих светодиодов
Схема мигалки на светодиодах работает без настройки и подойдет тем, кто хочет опробовать свои силы в радиоэлектронике. С ее помощью можно изготовить елочную гирлянду, «оживить» глаза игрушки, изготовить реле поворотов для велосипеда или имитировать работу сигнализации на автомобиле. Рассмотрим несколько простых и популярных вариантов схем, доступных для повторения своими руками.
Собираем простую схему мигающего светодиода на одном транзисторе
Самая простая схема мигалки состоит из трех радиоэлементов, а четвертый – светодиод. Хотя в качестве ключевого элемента представлен транзистор, его база не подключена, и полупроводник работает как динистор.
При включении питания конденсатор не заряжен, между эмиттером и коллектором присутствует низкое напряжение, динистор закрыт и не пропускает электрический ток, светодиод не горит. По мере заряда конденсатора напряжение на нем и на динисторе растет. В определенный момент динистор открывается, и конденсатор разряжается через светодиод. Далее цикл повторяется. Частота мерцаний светодиода определяется емкостью конденсатора и сопротивлением резистора.
Всю схему легко разместить в спичечном коробке. Мигающий светодиод и провода питания удобно закрепить горячим клеем.
Если сделать несколько подобных светодиодных мигалок и включить их вместе, получится гирлянда. Так как радиоэлектронные элементы имеют определенный разброс параметров, светодиоды будут мерцать в хаотичном порядке. При этом мигалку можно изготовить в виде единого блока, как на фото.
Светодиодная мигалка с низковольтным питанием
Случается, что в качестве источника питания выступает батарейка с напряжением 1,5 или 3 вольта. Этого напряжения явно недостаточно, чтобы светодиод ярко светился. В электронных схемах питание на него чаще всего подается через транзистор, на котором падает 0,7 В, так что светодиод в таком случае не будет гореть совсем. В этом случае применяется специальная схема, где дополнительное напряжение создает электролитический конденсатор. 
В момент включения питания оба транзистора закрыты, и конденсатор С2 заряжается через резисторы R3, R2, напряжение на нем растет. Конденсатор С1 заряжается через резисторы R1, R2, напряжение на нем также растет. В итоге открывается транзистор VT1, который, в свою очередь, открывает транзистор VT2. В результате источник питания и конденсатор С2 включаются последовательно, и на светодиод подается повышенное напряжение питания. По мере разряда конденсатора С2 светодиод гаснет. Далее цикл повторяется.
Популярная схема мультивибратора
Схема мигающего светодиода на симметричном мультивибраторе надежно работает сразу после включения питания. В ней удается легко регулировать периоды свечения и отключения светодиодов. Она хорошо подходит для имитации работы сигнализации автомобиля или в качестве реле поворотов для велосипеда. 
В данном случае конденсаторы С1 и С2 последовательно заряжаются через резисторы R2 и R3 соответственно. При достижении определенного напряжения на базе одного из транзисторов он открывается и происходит разряд соответствующего конденсатора. При этом протекает ток через светодиод в коллекторе открытого транзистора. Процесс повторяется.
Частота и длительность мигания светодиода определяется элементами С1, R2 и С2, R3. Сопротивление резисторов можно изменять в пределах (5,1 – 100)кОм, а емкость конденсаторов — в пределах (1 – 100)мкФ. Подбирая названные элементы, можно добиться предпочтительного результата. Сначала устройство собирают на макетной плате, где удобно заменять и подбирать элементы схемы.
Все элементы – практически любого типа. Подойдет светодиод типа АЛ 3075, который очень похож на светодиоды сигнализаций. Различные вариации на базе схемы симметричного мультивибратора позволяют получить необходимый результат в зависимости от конкретных требований к схеме. 
Например, светодиод может быть только один. Во втором плече мультивибратора в качестве нагрузки будет достаточно резистора порядка 500 Ом при напряжении питания до 12В. 
В данном примере мы заменили транзисторы КТ315 « обратной» проводимости или n-p-n на комплементарные транзисторы КТ361 «прямой» проводимости или p-n-p. При этом понадобилось изменить полярность питания, светодиодов и конденсаторов. Кроме того, в схему добавлен переменный резистор, который позволяет регулировать частоту мигания светодиодов в определенных пределах. 
В этом примере исключены нагрузочные резисторы. Они не нужны, так как при питании порядка 2,4 или 3 вольта и падении напряжения на открытом транзисторе 0,7 В светодиоды не будут перегружены. 
В каждое плечо мультивибратора можно включить по два светодиода параллельно. При этом они будут загораться в обратном порядке, то есть тогда, когда соответствующие транзисторы будут закрываться. Однако в этом случае парные светодиоды могут светиться с разной яркостью из-за различия параметров. 
В этой схеме включено по три светодиода в каждом плече схемы, и через них будет протекать одинаковый ток. Можно включать последовательно и ленту светодиодов, однако при этом придется поднимать напряжение питания схемы. Для простоты можно считать, что на одном из них падает порядка 1,5 В. При этом нужно использовать транзисторы и конденсаторы, рабочее напряжение которых выше напряжения питания схемы. 
Включить светодиодную ленту, не повышая напряжение питания, можно с помощью этой схемы. При этом заметно возрастает ток через транзисторы, так что пришлось добавить выходные каскады на транзисторах средней мощности. 
Эта схема позволяет реализовать «бегущие огни» довольно простым способом. Элементы R1-R4 и С1-С4 подобраны так, чтобы светодиоды мигали последовательно. Подбирая их, можно менять световые эффекты. Переменные резисторы R6,R7 позволяют регулировать частоту мерцания светодиодов.
Подборка элементов схемы и правила монтажа своими руками
Далеко не всегда есть в наличии детали, указанные на схеме. Их нетрудно заменить. Часто на схемах указаны транзисторы КТ 315Б, которые имеют небольшие размеры. Вместо них подойдут такие же с любой буквой, однако при высоком напряжении питания схемы надо убедиться с помощью справочника, что они выдержат. Практически во всех примерах подойдут почти любые транзисторы малой мощности. 
При этом можно использовать элементы другой проводимости, изменив полярность подключения питания, светодиодов и конденсаторов. Конкретно у транзисторов К315 буквенный индекс находится справа, а у КТ361 — посередине корпуса. Резисторы и электролитические конденсаторы подойдут любые малогабаритные.
Если мы говорим об устройстве, имитирующем автосигнализацию, или реле поворотов для велосипеда, то монтаж лучше всего сделать на печатной плате, которую помещают в пластмассовую коробку. Два провода из коробки подводят к мигающему светодиоду, еще один соединяют с корпусом, а четвертый подсоединяют через тумблер к питанию + 12 В. Подключаться необходимо к цепи, которая находится постоянно под напряжением и защищена предохранителем. Монтажные провода должны иметь надежную изоляцию. Их необходимо хорошо закрепить и надежно защитить от возможного перетирания.
Мигалка на светодиодах
У любого начинающего радиолюбителя присутствует желание поскорей собрать что-нибудь электронное и желательно, чтобы оно заработало сразу и без трудоёмкой настройки. Да и это понятно, так как даже маленький успех в начале пути даёт массу сил.
Как уже говорилось, первым делом лучше собрать блок питания. Ну а если он уже есть в мастерской, то можно собрать мигалку на светодиодах. Итак, пришло время «подымить» паяльником .
Вот принципиальная схема одной из простейших мигалок. Основой данной схемы является симметричный мультивибратор. Мигалка собрана из доступных и недорогих деталей, многие из которых можно найти в старой радиоаппаратуре и использовать повторно. О параметрах радиодеталей будет сказано чуть позднее, а пока разберёмся с тем, как работает схема.
Суть работы схемы заключается в том, что транзисторы VT1 и VT2 поочерёдно открываются. В открытом состоянии переход Э-К у транзисторов пропускает ток. Так как в коллекторные цепи транзисторов включены светодиоды, то при прохождении через них тока они светятся.
Частота переключений транзисторов, а, следовательно, и светодиодов может быть приблизительно подсчитана с помощью формулы расчёта частоты симметричного мультивибратора.
Как видим из формулы, главными элементами с помощью которых можно менять частоту переключений светодиодов является резистор R2 (его номинал равен R3), а также электролитический конденсатор C1 (его ёмкость равна C2). Для подсчёта частоты переключений в формулу нужно подставить величину сопротивления R2 в килоомах (kΩ) и величину ёмкости конденсатора C1 в микрофарадах (μF). Частоту f получим в герцах (Гц или на зарубежный манер – Hz).
Данную схему желательно не только повторить, но и «поиграться» с ней. Можно, например, увеличить ёмкость конденсаторов C1, C2. При этом частота переключений светодиодов уменьшиться. Переключаться они будут более медленно. Также можно и уменьшить ёмкость конденсаторов. При этом светодиоды станут переключаться чаще.
При C1 = C2 = 47 мкф (47 μF), а R2 = R3 = 27 кОм (kΩ) частота составит около 0,5 Гц (Hz). Таким образом светодиоды будут переключаться 1 раз в течении 2 секунд. Уменьшив ёмкость C1, C2 до 10 мкф можно добиться более быстрого переключения – около 2,5 раз в секунду. А если установить конденсаторы C1 и C2 ёмкостью 1 мкф, то светодиоды будут переключаться с частотой около 26 Гц, что на глаз будет практически незаметно – оба светодиода будут просто светиться.
А если взять и поставить электролитические конденсаторы C1, C2 разной ёмкости, то мультивибратор из симметричного превратится в несимметричный. При этом один из светодиодов будет светить дольше, а другой короче.
Более плавно частоту миганий светодиодов можно менять и с помощью дополнительного переменного резистора PR1, который можно включить в схему вот так.
Тогда частоту переключений светодиодов можно плавно менять поворотом ручки переменного резистора. Переменный резистор можно взять с сопротивлением 10 – 47 кОм, а резисторы R2, R3 установить с сопротивлением 1 кОм. Номиналы остальных деталей оставить прежними (см. таблицу далее).
Вот так выглядит мигалка с плавной регулировкой частоты вспышек светодиодов на макетной плате.
Первоначально схему мигалки лучше собрать на беспаечной макетной плате и настроить работу схемы по своему желанию. Беспаечная макетная плата вообще очень удобна для проведения всяких экспериментов с электроникой.
Теперь поговорим о деталях, которые потребуются для сборки мигалки на светодиодах, схема которой приведена на первом рисунке. Перечень элементов, используемых в схеме, приведён в таблице.
Стоит отметить, что у транзисторов КТ315 есть комплементарный «близнец» – транзистор КТ361. Корпуса у них очень похожи и их легко перепутать. Было бы не очень страшно, но эти транзисторы имеют разную структуру: КТ315 – n-p-n, а КТ361 – p-n-p. Поэтому их и называют комплементарными. Если вместо транзистора КТ315 в схему установить КТ361, то она работать не будет.
Как же определить who is who? (кто есть кто?).
На фото показаны транзистор КТ361 (слева) и КТ315 (справа). На корпусе транзистора обычно указывается только буквенный индекс. Поэтому отличить КТ315 от КТ361 по внешнему виду практически нереально. Чтобы достоверно удостовериться в том, что перед вами именно КТ315, а не КТ361 надёжнее всего будет проверить транзистор мультиметром.
Цоколёвка транзистора КТ315 показана на рисунке в таблице.
Перед тем, как впаивать в схему другие радиодетали их также стоит проверить. Особенно проверки требуют старые электролитические конденсаторы. У них одна беда – потеря ёмкости. Поэтому не лишним будет проверить конденсаторы.
Кстати, с помощью мигалки можно косвенно оценивать ёмкость конденсаторов. Если электролит «высох» и потерял часть ёмкости, то мультивибратор будет работать в несимметричном режиме – это сразу станет заметно чисто визуально. Это означает, что один из конденсаторов C1 или C2 имеет меньшую ёмкость («высох»), чем другой.
Для питания схемы потребуется блок питания с выходным напряжением 4,5 – 5 вольт. Также можно запитать мигалку и от 3 батареек типоразмера AA или AAA (1,5 В × 3 = 4,5 В). О том, как правильно соединять батарейки читайте тут.
Электролитические конденсаторы (электролиты) подойдут любые с номинальной ёмкостью 10…100 мкф и рабочим напряжением от 6,3 вольт. Для надёжности лучше подобрать конденсаторы на более высокое рабочее напряжение – 10. 16 вольт. Напомним, что рабочее напряжение электролитов должно быть чуть больше напряжения питания схемы.
Можно взять электролиты и с большей ёмкостью, но и габариты устройства заметно увеличатся. При подключении в схему конденсаторов соблюдайте полярность! Электролиты не любят переполюсовки.
Все схемы проверены. Посмотрите короткое видео с работой устройства.
Если что-то не заработало, то в первую очередь проверяем качество пайки или соединений, если собирали на макетке. Чтобы не удивляться: «А почему не работает?» – перед впаиванием деталей в схему их стоит проверить мультиметром, а лучше универсальным тестером.
Светодиоды могут быть любые. Можно использовать как обычные индикаторные на 3 вольта, так и яркие. Яркие светодиоды имеют прозрачный корпус и обладают большей светоотдачей. Очень эффектно смотрятся, например, яркие светодиоды красного свечения диаметром 10 мм. В зависимости от желания можно применить и светодиоды других цветов излучения: синего, зелёного, жёлтого и др.
Как сделать мигающий светодиод
Мигающие светодиоды часто применяют в различных сигнальных цепях. В продаже довольно давно появились светодиоды (LED) различных цветов, которые при подключении к источнику питания периодически мигают. Для их мигания не нужны никакие дополнительные детали. Внутри такого светодиода смонтирована миниатюрная интегральная микросхема, управляющая его работой. Однако для начинающего радиолюбителя намного интереснее сделать мигающий светодиод своими руками, а заодно изучить принцип работы электронной схемы, в частности мигалок, освоить навыки работы с паяльником.
Как сделать светодиодную мигалку своими руками
Существует множество схем, с помощью которых можно заставить мигать светодиод. Мигающие устройства можно изготовить как из отдельных радиодеталей, так и на основе различных микросхем. Сначала мы рассмотрим схему мигалки мультивибратора на двух транзисторах. Для ее сборки подойдут самые ходовые детали. Их можно приобрести в магазине радиодеталей или «добыть» из отживших свой срок телевизоров, радиоприемников и другой радиоаппаратуры. Также во многих интернет магазинах можно купить наборы деталей для сборки подобных схем led мигалок.
На рисунке изображена схема мигалки мультивибратора, состоящая всего из девяти деталей. Для ее сборки потребуются:
- два резистора по 6.8 – 15 кОм;
- два резистора имеющие сопротивление 470 – 680 Ом;
- два маломощных транзистора имеющие структуру n-p-n, например КТ315 Б;
- два электролитических конденсатора емкостью 47 –100 мкФ
- один маломощный светодиод любого цвета, например красный.
Не обязательно, чтобы парные детали, например резисторы R2 и R3, имели одинаковую величину. Небольшой разброс номиналов практически не сказывается на работе мультивибратора. Также данная схема мигалки на светодиодах не критична к напряжению питания. Она уверенно работает в диапазоне напряжений от 3 до 12 вольт.
Схема мигалки мультивибратора работает следующим образом. В момент подачи на схему питания, всегда один из транзисторов окажется открытым чуть больше чем другой. Причиной может служить, например, чуть больший коэффициент передачи тока. Пусть первоначально больше открылся транзистор Т2. Тогда через его базу и резистор R1 потечет ток заряда конденсатора С1. Транзистор Т2 будет находиться в открытом состоянии и через R4 будет протекать его ток коллектора. На плюсовой обкладке конденсатора С2, присоединенной к коллектору Т2, будет низкое напряжение и он заряжаться не будет. По мере заряда С1 базовый ток Т2 будет уменьшаться, а напряжение на коллекторе расти. В какой-то момент это напряжение станет таким, что потечет ток заряда конденсатора C2 и транзистор Т3 начнет открываться. С1 начнет разряжаться через транзистор Т3 и резистор R2. Падение напряжения на R2 надежно закроет Т2. В это время через открытый транзистор Т3 и резистор R1 будет течь ток и светодиод LED1 будет светиться. В дальнейшем циклы заряда-разряда конденсаторов будут повторяться попеременно.
Если посмотреть осциллограммы на коллекторах транзисторов, то они будут иметь вид прямоугольных импульсов.
Когда ширина (длительность) прямоугольных импульсов равна расстоянию между ними, тогда говорят, что сигнал имеет форму меандра. Снимая осциллограммы с коллекторов обоих транзисторов одновременно, можно заметить, что они всегда находятся в противофазе. Длительность импульсов и время между их повторениями напрямую зависят от произведений R2C2 и R3C1. Меняя соотношение произведений можно изменять длительность и частоту вспышек светодиода.
Для сборки схемы мигающего светодиода понадобятся паяльник, припой и флюс. В качестве флюса можно использовать канифоль или жидкий флюс для пайки, продающийся в магазинах. Перед сборкой конструкции необходимо тщательно зачистить и залудить выводы радиодеталей. Выводы транзисторов и светодиода нужно соединять в соответствии с их назначением. Также необходимо соблюдать полярность включения электролитических конденсаторов. Маркировка и назначение выводов транзисторов КТ315 показаны на фото.
Проще всего определить катод светодиода, рассматривая прибор на просвет. Катодом является электрод с большей площадью. Минусовой вывод «электролита» обычно помечен белой полосой на корпусе прибора.
В зависимости от задач, которые ставит перед собой радиолюбитель, схему мигалки можно собрать «навесу», соединяя выводы радиодеталей между собой с помощью отрезков тонкого провода. В этом случае может получиться конструкция наподобие той, что показана ниже на фото.
Собираем мигалку «на коленке»
Если нужно собрать мигалку для последующего применения, то монтаж можно выполнить на куске жесткого картона или изготовить печатную плату из текстолита.
Простая мигалка на светодиоде
Существуют более простые схемы мигалок на светодиоде. Одна из таких показана на следующем фото.
Схема самой простой мигалки
Если внимательно присмотреться к этой светодиодной мигалке, то можно увидеть, что транзистор в схеме мигалки включен «неправильно». Во-первых, неправильно подключены эмиттер и коллектор. Во-вторых, база «висит в воздухе». Однако схема светодиодной мигалки вполне рабочая. Дело в том, что в ней КТ315 работает как динистор. При достижении на нем порогового значения обратного напряжения происходит пробой полупроводниковых структур и транзистор открывается. Нарастание напряжения на транзисторе происходит по мере зарядки конденсатора. После открывания транзистора конденсатор разряжается на светодиод. Так как в схеме мигалки на светодиодах используется нестандартное включение транзистора, она может потребовать подбора резистора или конденсатора при наладке.
После того, как сделаете своими руками простую мигалку, можете переходить к более сложным мигающим устройствам, например к созданию цветомузыки на светодиодах.
Мигающий светодиод на одной батарейке
Большинство светодиодов работают при напряжениях свыше 1.5 вольт. Поэтому их нельзя простым способом зажечь от одной пальчиковой батарейки. Однако существуют схемы мигалок на светодиодах позволяющие преодолеть эту трудность. Одна из таких показана ниже.
В схеме мигалки на светодиодах имеется две цепочки заряда конденсаторов: R1C1R2 и R3C2R2. Время заряда конденсатора С1 гораздо больше времени заряда конденсатора С2. После заряда С1 открываются оба транзистора и конденсатор С2 оказывается последовательно соединен с батарейкой. Через транзистор Т2 суммарное напряжение батареи и конденсатора прикладывается к светодиоду. Светодиод загорается. После разряда конденсаторов С1 и С2 транзисторы закрываются и начинается новый цикл зарядки конденсаторов. Такая схема мигалки на светодиодах называется схемой с вольтодобавкой.
Мы рассмотрели несколько схем мигалок на светодиодах. Собирая эти и другие устройства можно не только научиться паять и читать электронные схемы. На выходе можно получить вполне работоспособные приборы полезные в быту. Дело ограничивается только фантазией создателя. Проявив смекалку, из светодиодной мигалки можно, например, сделать сигнализатор открытой дверцы холодильника или указатель поворотов велосипеда. Заставить мигать глазки мягкой игрушки.