كل شيء عن الـ LED المتواضع

لماذا تأتي الـ LED بألوان مختلفة

لون الـ LED لا علاقة له ببلاستيك العلبة — قد يتوهّج LED شفّاف بالأحمر، وملوّن بالأبيض. يحدّد اللونَ مادةُ شبه الموصّل للبلّورة الصغيرة داخله: موادّ مختلفة تُطلق فوتونات بطاقات مختلفة، وطاقة الفوتون هي اللون. لذلك لا يمكن ببساطة «طلاء» LED بلون جديد.

عن الأبيض: لا يوجد شبه موصّل «أبيض» — فالـ LED الأبيض بلّورة زرقاء بطلاء فوسفور أصفر، يمتزجان إلى الأبيض.

ما داخل LED مقاس 5 مم

الـ LED ليس مجرّد بلاستيك ملوّن، بل آلة بصرية صغيرة. يولد الضوء في بلّورة شبه موصّلة أصغر من مليمتر، تمسكها كأس عاكسة توجّه الضوء للأمام، موصولةً بـسلك ذهبيّ رفيع كالشعرة، ومركّزةً بـعدسة إيبوكسي. الساقان غير متكافئتين: الطويلة هي الأنود (+)، والقصيرة — بجوار الحافة المسطّحة — هي الكاثود (−).

لماذا لكل لون جهده الخاصّ

حين يمرّ التيّار، تهبط الإلكترونات إلى مستوى طاقة أدنى وتُطلق فوتونًا. الفوتون الأزرق الأعلى طاقةً يحتاج هبوطًا أكبر في الطاقة — أي جهدًا أماميًّا (Vf) أعلى. لذا الأحمر نحو 2 فولت، بينما الأزرق والأبيض والبنفسجيّة تحتاج 3–3.8 فولت. هذا يهمّ مباشرةً على ESP32 بـ 3.3 فولت: LED أزرق أو أبيض قريب أصلًا من الخطّ، فيكفيه مقاومة صغيرة (والأحمر يحتاج أكثر قليلًا).

كيف تحسب مقاومة التسلسل

لا توصّل LED مباشرةً بطرف أبدًا. الـ LED بالكاد يحدّ تيّاره، فبلا مقاومة يسحب أكثر من اللازم ويحترق (ويُجهد الطرف). تضبط المقاومة التيّار بقانون أوم — اطرح الجهد الأماميّ للـ LED من المصدر واقسم على التيّار المطلوب:

// Series resistor for an LED:  R = (Vsupply − Vf) / I
//
// Red LED (Vf ≈ 2.0 V) at 10 mA on a 3.3 V ESP32 pin:
//   R = (3.3 − 2.0) / 0.010 = 130 ohm  ->  use 150 ohm
// Same red LED on a 5 V Arduino pin:
//   R = (5.0 − 2.0) / 0.010 = 300 ohm  ->  use 330 ohm

void setup() {
  ledcAttach(2, 5000, 8);      // GPIO2, 5 kHz, 8-bit — hardware PWM dimming
}

void loop() {
  for (int d = 0; d <= 255; d++) { ledcWrite(2, d); delay(4); }   // fade up
  for (int d = 255; d >= 0; d--) { ledcWrite(2, d); delay(4); }   // fade down
}

استهدف 5–15 مللي أمبير لمؤشّر عاديّ (أبقِ طرف ESP32 دون ~20 مللي أمبير على أيّ حال؛ انظر 3.3 مقابل 5 فولت). وبدل الحساب كل مرّة، هذه القيم اليومية (LED أزرق/أبيض عند 10 مللي أمبير):

القاعدة السريعة: على طرف ESP32 بـ 3.3 فولت استعمل 33–100 Ω؛ وعلى طرف Arduino بـ 5 فولت استعمل 220–330 Ω. تريد تعتيمًا سلسًا بدل تشغيل/إيقاف؟ قُد الطرف بـPWM العتاديّ — وتبقى المقاومة نفسها.