الثنائيات المشعة للضوء “الليدات”
فماهي قصة تلك المصابيح الصغيرة والتي تسمى الثنائيات المشعة للضوء “الليدات”؟ وماهو سبب انتشارها في يومنا هذا؟ وكيف يمكننا استخدامها في داراتنا الإلكترونية؟
تعرفوا معي من خلال تدوينة اليوم على الثنائيات المشعة للضوء والتي ستجيب بإذن الله عن تلك الاستفسارات.
الثنائي المشع للضوء، هو أحد أنواع أشباه الموصلات، فهو ينتمي إلى قبيلة العم دايود حارس الدارات الإلكترونية. وهو إذا نبيطة أو عنصر إلكتروني يتكون من مادة شبه موصلة إذا تم تطبيق جهد انحياز أمامي معين على طرفيها يقوم حينها الثنائي بإشعاع الضوء.
كانت بداية اكتشاف هذا العنصر الهام عام 1907 في معامل ماركوني من قبل البريطاني هنري، ومنذ ذلك الحين حتى هذا اليوم ولايزال هذا العنصر في تطور مستمر. وله ألوان متعددة تعتمد على نوعية المادة شبه الموصلة التي يصنع منها الثنائي الضوئي وليس على لون الحبابة الزجاجية التي تغلف الثنائي. له عدة أشكال وأحجام، فمنها الصغير ومنها الكبير ومنها الدائري ومنها المستطيل.
فلنتعرف على هذا العنصر الممتع عن قرب:
ما هو رمز الثنائي المشع للضوء؟ وكيف يمكنني استخدامه في الدارة؟للثنائي المشع للضوء- كما للدايود- طرفان ، المصعد والمهبط، وعادة ما يكون المصعد أطول من المهبط كما هو واضح في الصورة أعلاه، وفي أحيان أخرى يكون هناك خط مستقيم إلى جهة المهبط. وليتمكن الثنائي من إشعاع الضوء فلابد أن يكون جهد المصعد أكبر من المهبط بـ 2 فولت كحد أدنى، وطبعا هذه القيمة ليست مقدسة! فهي تعتمد على نوعية الثنائي وبشكل أخص على اللون الذي يقوم بإشعاعه فلكل لون فرق جهد خاص به يجب تطبيقه. الأمر الآخر أنه يجب الأخذ بعين الاعتبار قيمة التيار القصوى التي يحتاجها الثنائي الضوئي، وهي أهم أمر قد يخطئ فيه بعض الهواة! وقيمة هذا التيار أيضا تختلف من ثنائي لآخر، لكن بشكل عام يمكننا أن نعتبر أن تلك القيمة هي 10 ميللي أمبير تجاوزا.
إذا الآن لدينا قيمتان مهمتان يجب أن ننتبه لهما في حال استخدام الليد أو الثنائي الضوئي في أي دارة: الجهد المطبق والتيار المار خلال الثنائي.
حسنا، وكيف نعرف تلك القيم؟ وكيف نستخدمها في التصميم ونقوم بالحسابات؟
نعرفها من خلال ملف المواصفات الفنية ” الداتاشيت” الخاصة بالثنائي الضوئي، وبواسطة تلك القيم سنقوم بتصميم الدارة الخاصة بتشغيل الثنائي.
هل من مثال توضيحي؟
لنفترض أننا سنستخدم مصدر جهد للتيار المستمر قيمته 12 فولت. ولنفترض أنني سأستخدم أحد الثنائيات الضوئية التي لها العلاقة بين فرق الجهد والتيار كما هو واضح في الرسم البياني التالي :
لاحظوا أنه عند تطبيق فرق جهد مقداره 2 فولت فإن القيمة المفترضة للتيار يجب أن تكون 15 ميللي أمبير. وبما أننا نستخدم مصدر جهد مقداره 12 فولت فلا مشكلة إذا لدينا من ناحية فرق الجهد لأنها أكبر من المطلوب “2 فولت”، لكن المشكلة ستكون في التيار المار خلال الثنائي. فإذا طبقنا الـ 12 فولت مباشرة دون تحديد قيمة التيار المار خلال الثنائي فسيؤدي ذلك لاحتراقه. لذلك فيجب أن تكون قيمة التيار 15 ميللي. ولنقوم بذلك فلابد أن نستخدم مقاومة قيمتها تعطى بالمعادلة التالية:
R = (VS – VL) / I
حيث أن :
VS هو جهد المصدر
VL هو جهد الليد
I قيمة التيار المسموح بها
وفي مثالنا:
R = 12-2/0.015=666 Ohm
إذا يجب استخدام مقاومة قيمنها حوالي 666 أوم توصل على التوالي مع الثنائي “قبله أو بعده” لحمايته ولتحديد قيمة التيار العظمى المارة خلال الثنائي
وللتسهيل عليكم، تفضلوا هذه الحاسبة البسيطة التي تمكنكم من معرفة فيمة المقاومة بمعرفة متغيرات الليد وأيضا ستعرض لكم صورة مبسطة للمقاومة كما في الشكل: وعند تطبيق مثالنا سنحصل على نفس النتيجة، لكن إذا دققتم النظر ستجدوا أن قيمة المقاومة مختفلة بعض الشيء. والسبب أن هذه الحاسبة ستقترح عليكم القيم المتواجدة في السوق الأقرب للقيمة المحسوبة. ففي مثالنا كان الجواب 666 أوم لكنها قيمة غير قياسية في الأسواق، لذلك اتجهت الحاسبة لأقرب نتيجة عملية وهي 680 أوم.
أخيرا، الذي جعل هذه الثنائيات تنتشر في يومنا هذا عدة أمور منها:
1. استهلاكها القليل للطاقة مقارنة بالمصابيح العادية مما يعني توفيرا أكبر
2. طول عمرها الافتراضي
3. سهولة تصنيعها
4. قلة الانبعاثات الحرارية الصادرة منها
5. رخص ثمنها
6. تعدد ألوانها وأشكالها وأحجامها وقدرتها
والجدير بالذكر أن كبار شركات التصنيع الإلكترونية في يومنا هذا بدأت بالتسويق لمنتجات الثنائيات الضوئية وأجهزة التحكم الخاصة بها من دارات وملحقات خاصة بها. ويبدو لي من متابعتي البسيطة لهذا السوق أن السنوات الخمس القادمة ستحمل تحولا جذريا في صناعة الإضاءة من حولنا.