4 Giới thiệu nguyên lý của đèn LED

Kiến thức cơ bản về đèn LED

Đèn LED là gì?

LED (Light Emitting Diode – diode phát quang) là một linh kiện bán dẫn có thể phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua. Bên trong đèn LED có một chip bán dẫn nhỏ được bọc nhựa epoxy trong suốt. Khi có điện, LED phát sáng ngay mà không cần sinh nhiệt nhiều như bóng sợi đốt.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

LED được tạo thành từ hai lớp bán dẫn:

• Lớp P: chứa nhiều lỗ trống (thiếu electron).
• Lớp N: chứa nhiều electron tự do.

Khi hai lớp này ghép lại tạo thành một tiếp giáp P-N. Khi cấp điện theo đúng chiều (cực dương vào lớp P, cực âm vào lớp N), các electron từ lớp N sẽ di chuyển và kết hợp với lỗ trống ở lớp P. Quá trình này tạo ra năng lượng dưới dạng photon (ánh sáng) – đó chính là ánh sáng mà ta thấy từ đèn LED.

Nguyên lý điều khiển đèn LED

Việc điều khiển LED bằng vi điều khiển rất đơn giản:

• Nối cực âm của LED xuống GND.
• Nối cực dương của LED vào một chân GPIO của vi điều khiển.
• Thêm điện trở hạn dòng (thường 220Ω–1kΩ) nối tiếp với LED để giới hạn dòng điện và bảo vệ LED.

Đặc điểm	Cực dương (Anode)	Cực âm (Cathode)
Chiều dài chân	Dài hơn	Ngắn hơn
Hình dạng vỏ	Tròn	Có vát phẳng
Ký hiệu	"+"	"−"

Khi GPIO được đưa lên mức cao (High), đèn LED sẽ sáng. Khi đưa về mức thấp (Low), đèn sẽ tắt。 Lưu ý: Mỗi loại LED có điện áp hoạt động khác nhau (thường từ 1.8V đến 3.3V tùy màu sắc). Luôn sử dụng điện trở hạn dòng (thường 220Ω–1kΩ) nối tiếp để giới hạn dòng điện, bảo vệ LED và vi điều khiển.

Sơ đồ nguyên lý đèn LED

Dưới đây là sơ đồ mạch đơn giản điều khiển LED trên bảng mạch phát triển:

Trong sơ đồ:

• Cực âm của LED nối xuống đất (GND).

• Cực dương nối với chân PB2 của vi điều khiển.

Để bật LED, bạn chỉ cần cấu hình chân PB2 ở mức cao (High).