ב) לד - כיצד מפעילים אותו? על מנת להבין טוב יותר את צורת החיבור של הלדים התחלנו מהסבר על הרכבם וקבענו שהם בעצם מוליכים למחצה. ובכן ישנו דבר אחד נוסף שצריך לדעת על מוליכים למחצה - הם לא רכיבים ליניאריים. רכיבים ליניאריים הוא שם לרכיבים המקיימים את חוק אוהם, שאומר שהמתח על פני רכיב כלשהוא שווה למכפלת הזרם העובר בו בהתנגדותו, או באלגברית - V=I*R, משמע שקיים יחס קבוע וישר בין מתח לזרם והוא ההתנגדות.לפי נוסחה זאת קיים כמובן גם יחס קבוע והפוך בין ההתנגדות לזרם - כאשר ההתנגדות עולה הזרם יורד וכאשר המתח עולה הזרם עולה - כל הרכיבים הליניאריים (כגון נגדים, סלילים, מנועים וכד') מקיימים חוקים אלו, אך לדים הם רכיבים אקספוננציאלים ולא ליניאריים. כלומר, היחס בין השינוי במתח לשינוי בזרם הוא אקספוננציאלי (או בעברית פשוטה עצום), ושינוי של 0.2V במתח, לדוגמא, יכול לגרום לשינוי של כמה עשרות מיליאמפרים ואף אמפרים שלמים בזרם, במצבים מסוימים.הנה דוגמא לשינוי בזרם כתלות במתח ללד כחול ולד לבן: או בעברית - ללדים יש משאלת מוות 3 למה זה ככה? לרכיבים הליניאריים ישנו מקדם חום חיובי - משמע שכאשר חומם עולה התנגדותם עולה. לעומת זאת, למוליכים למחצה ברובם יש מקדם חום שלילי. משמע שככל שהם מתחממים יותר (והם מתחממים כמו כל רכיב המבזבז אנרגיה), התנגדותם יורדת וכך הזרם בהם עולה.מכיוון שכך, החלק החשוב בחיבור לד הוא הזרם העובר דרכו ואל המתח נתייחס כפחות או יותר קבוע. לרוב הלדים האולטרה ברייט ישנם תנאים אופטימאליים לפעולה בסביבות 20 מיליאמפר (אלפיות האמפר) ומתח של 3V, לכן נתייחס לנתונים אלו כתנאים הרצויים להפעלת הלד. כמובן שללדים אולטרה ברייט שונים יהיה שוני קל בנתוני ההפעלה אך זהו תחום בטוח לרוב הלדים מסוג זה (כמובן לא לרגילים).   מיסקונספציה ידועה היא שהלדים זקוקים ל-5V על מנת לפעול; נתון זה מופיע מדי פעם על אריזות הלדים, או דפי הנתונים שלהם והוא המתח המקסימלי בו הם מסוגלים לתפקד - משמע הם יתפקדו בו אך לא לזמן רב. מי שנתן פעם מתח מוגזם ללד בוודאי שם לב כי הוא מפיץ צבע בהיר יותר מזה שהוא אמור ומי שחיבר פעם לד ישירות ל-12V יכל לצפות בו הופך לסד (SED = Smoke Emitting Diode). מיסקונספציה נוספת היא כי ניתן להפעיל לד ללא נגד. ובכן, זה נכון אם מחברים אותו לסוללת AAA רגילה וחלשה, מכיוון שסוללות אלו לא מסוגלות לספק זרם בעוצמה שתהרוג את הלד ויש להן התנגדות פנימית המספיקה להגבלת זרם זה בכל מקרה. אך דבר זה אינו נכון לגבי סוללות חזקות יותר או ספקי כח - תנו להדגיש נקודה זו - לא מפעילים לד מספק כח ללא נגד! ולא משנה מה שמעתם או היה נדמה לכם שראיתם בכל מיני מקומות שונים ומשונים ברשת או בכל מקום אחר! (טוב, אלא אם כן, אתם רוצים להרוג אותו...). הנגד, שהוא כן רכיב ליניארי, יגביל את כמות הזרם במעגל כתלות במתח שייפול עליו ומכיוון שהזרם קבוע בחיבור שני רכיבים בטור אחד לשני (כפי שנראה עוד מעט) -  נוכל לשלוט על הזרם המגיע אל הלד שלנו ולשמור על חייו ואורו היקרים לנו כל כך. כיצד נדע מהו ערכו של הנגד הדרוש? פשוט מאוד. דרך ראשונה היא לפנות למחשבון התנגדויות, כגון זה המצוין של japala , אם כי בד"כ הוא מחשב לא טוב את ההספק בו אמור לעמוד הנגד (ניגע בזה אח"כ). דרך שנייה היא פשוט לחשב את ההתנגדות בעצמכם; לא מדובר פה בחישובי קוונטים מסובכים, אלא בנוסחה פשוטה אותה הזכרנו קודם ונקראת חוק אוהם. הנוסחא קובעת, כפי שהדגמנו מקודם, שהמתח = התנגדות x הזרם. לכן, מכיוון שהזרם ידוע לנו תמיד והוא 20 מיליאמפר (או 0.02 אמפר, כדי להציב נכון בנוסחא), כל מה שחסר לנו ע"מ לחשב את ההתנגדות ( = מתח חלקי זרם) הוא המתח. לפני שנברר את המתח ניקח כמה דקות כדי לדבר על שני סוגי המעגלים הבסיסיים הקיימים בחשמל.

(1) חיבור בטור :  כשמו כן הוא, כל הרכיבים מחוברים אחד לשני בטור אחד ארוך מההדק החיובי של מקור המתח עד להדקו השלילי (או אדמה). בחיבור מסוג זה, לכל רכיב חלק משלו במתח הכללי אך בכולם זורם אותו זרם, ממש כמו בצינור ארוך של מים. במקרה זה, מכיוון שכל לד צורך כ-3V, הרי ש-3 לדים יצרכו 9V, מה שמשאיר לנגד "לספוג" 3V (הרי הספק שלנו מספק 12V => 9V = 12-3 ). מכיוון שהזרם במעגל טורי קבוע על כל אחד מרכיביו, הרי שהוא ידוע לנו (A0.02) ואת המתח כרגע חישבנו. מכאן ניתן לחשב את ההתנגדות הדרושה לנו - 150 אוהם (0.02A/3V) - פשוט ביותר לכל הדעות. נגד הוא רכיב המנסה למנוע מן הזרם לעבור דרכו וכך גורם לאנרגיה "להתבזבז" בצורה של חום (שלפעמים מגיע לרמות גבוהות), על כן עלינו לוודא שהנגד שנחבר מסוגל להתמודד עם כמות החום שתיווצר בו. גם זהו חישוב פשוט והוא שווה למתח x הזרם. במקרה שלנו המתח על הנגד הוא 3V והזרם הוא 0.02A על כן מכפלתם שווה ל0.06 וואט (וואט בניגוד לוולט היא היחידה בה מודדים הספק - שבמקרה הזה מתורגם לחום הנפלט מהנגד). הנגד הבסיסי ביותר מיועד לעמוד בהספק של 0.25 וואט (W) כך שכאן אין לנו שום בעיה.מניסיוני אני יכול להעיד כי חיברתי כך לדים לא פעם ואם מבצעים את החיבורים כמו שצריך ומודדים את המתחים והזרמים, אזי לא נתקלים בשום בעיות. חיבור נגד בטור למקור מתח ולכמה לדים איננו הצורה המומלצת בד"כ לחיבור, מכמה סיבות : א) אם וכאשר יפסיק לפעול אחד הלדים מסיבה כלשהיא ויווצר קצר (מה שקורה לעתים ללדים הנשרפים) יעלה המתח על הנגד, מה שיגרום לעליה בזרם במעגל ויאיץ את מותם של הלדים האחרים.ב) לכל לד יש בדרך כלל נתונים שונים - גם אם הוא מאותו סוג כמו האחרים ואפילו של אותו יצרן ומאותה סדרת ייצור, כך ששליטתנו בזרם ובמתח אינה אופטימלית וחישובינו, אף שהם בקירוב טוב מאוד, אינם מדויקים, מה שיכול להאיץ את מותם של כל הלדים - זכרו כי שינוי קטן ביותר במתח יכול להרוג אותם.ג) אם הלדים הם מצבעים שונים הכתוב למעלה נכון כפליים ויביא למוות וודאי של הלדים. (2) חיבור במקביל: הדרך הנפוצה ביותר לחיבור לדים. בעצם מדובר בחיבור נפרד של כל אחד מהלדים למקור המתח עם נגד משלו, כך שכל לד והנגד שלו מהווים מעגל נפרד עם מקור המתח. לכל מעגל כזה זרם משלו ועל כן ניתן לשלוט טוב יותר בלד. כפי שניתן לראות, לכל לד יש גישה משלו גם להדק החיובי וגם להדק השלילי של הספק, בניגוד לשרטוט הקודם בו כל רכיב מקבל את הזרם מהרכיב הקודם. גם כאן הזרם הדרוש לנו בכל מעגל קטן שכזה ידוע לנו והוא 0.02A - מכיוון שהלד דורש 3V באופן אופטימאלי לתפעולו, זה משאיר בכל אחד מהמעגלים 9V שהנגד נדרש לספוג. על מנת שהזרם בכל מעגל יהיה באמת 0.02A, אנו זקוקים להתנגדות של 450 אוהם =  0.02A/9V. מכיוון שהנגד הקרוב ביותר הוא 460 אוהם (אין נגד קיים לכל ערך), בחרתי בו וכך בכל מעגל לכל לד נחבר נגד של 460 אוהם.  כעת נבדוק באיזה הספק יצטרך הנגד לעמוד; הספק אמרנו = מתח x זרם => 9x0.02=0.18W. עדיין בתחום המותר לנגד בסיסי של 0.25W - כך שכל נגד בעל ערך של 460 אוהם יספיק בהחלט. חיבור מקבילי מאפשר לנו לשלוט על כל לד באופן אופטימלי וכך גם לחבר לדים בעלי נתונים שונים באותו מעגל. שיטה נוספת היא לחבר את כל הלדים במקביל כך שיהיו מחוברים לספק בטור דרך נגד, כך לדוגמא: מכיוון שכל לד צורך את הזרם שלו דרך הנגד (אין לו גישה ישירה לספק אלא רק דרך הנגד) הרי שעלינו לסכם את הזרמים בלדים השונים. 3 לדים = 0.02Ax3 משמע 0.06A - אך המתח המסופק לכל הלדים הוא אותו מתח =  3V. על כן, על הנגד שנבחר לספק 0.06A תחת 9V וערך הנגד הוא 150 אוהם = 0.06A/9V. רק שהפעם ההספק על הנגד הוא 9x0.06 שזה 0.54W או יותר מחצי וואט! הנגד הקרוב ביותר שיעמוד בהספק מתאים הוא 0.75W - פחות מזה והנגד יישרף, ולעתים ייקח ביחד איתו ציוד יקר ערך. לכן, אם יש דרך חיבור שאינני ממליץ עליה באופן מפורש הרי היא הדרך הזו! זהו, אם כך, כעת ברור לנו לחלוטין מהו הלד וכיצד להשתמש בו. כל אלמנטי התאורה שבניתי במדריך זה מתבססים על המעגל המקבילי, רק במקום 3 לדים כפי שהודגם בשרטוט, באלמנט שבניתי ישנם חמישה.

חלק II - בניית אלמנט תאורה פשוט כאשר ניגשתי לתיכנונו, חשוב היה לי להקפיד על 3 עקרונות: א) הכי חשוב - החלפת לדים קלה.ב) חיבור חשמלי נוח = מולקס.ג) חיבור נוח למחשב = וולקרו/סקוצ'. את גוף התאורה בניתי אך ורק מחלקים מיותרים ומיותמים שהיו לי (שום דבר לא נרכש במיוחד) וכמובן שייתכן שלכם יהיו חלקים אחרים לא פחות (ואף יותר) מתאימים מהם. סוד הקסם פה הוא אלתור! כפי שניתן לראות בתמונה, בסיס גוף התאורה הוא חתיכת פרספקס - למעשה חתיכה זו היא שאריות מבניית הריאובוקס לפרויקט ספיידי - זהו אחד התכנונים הראשונים לפאנל הקדמי, ניתן לראות כי קצותיו מעוקמים מאוד כתוצאה מהיישור שהוא עבר לאחר ההחלטה להפוך אותו לאלמנט תאורה. בצדדים הודבקו שני ריבועי פרספקס, אליהם מודבקים עיגולי וולקרו זכר שמטרתם חיבור אלמנט התאורה לדלת המארז. את הנקבות של הוולקרו הדבקתי במארז נמוך ככל שיכולתי. למעשה התכוונתי להדביק הכי נמוך שאפשר, אך לבסוף הדבקתי טיפה יותר גבוה, כך יש לי גמישות רבה יותר במיקום האלמנט - למעלה או למטה ואפילו באלכסון ע"י שינוי של מיקום הזכר על הנקבה (וולקרו כמובן...).  ניתן גם לראות בתמונה הראשונה את המחברים שישמשו אותנו להחלפה מהירה של לדים/נגדים וכו' - אלו הם מחברי חשמל פשוטים שניתן לקנות בשורות בכמות לא קטנה ובמחיר מצחיק. כמו כן ניתן להבחין בברגים שיחברו אותם אל הפרספקס - אלו הם ברגי מארז רגילים לחלוטין שמצויים, לבטח, בכמויות אצל כל אחד מכם. בשלב הראשון - נבריג את המחברים למקומם ע"י ברגי המארז, אני קדחתי 5 חורים בגודל 3 מ"מ - הגודל הסטנדרטי של מקדח דרמל ג'נרי ומתאים בול לברגי המארז, במרחקים שווים.

חלק III - בניית אלמנט תאורה מתקדם לאחר שסיימתי להכין את האלמנט הראשון, השתעשעתי בו מספר שבועות כדי לבדוק את עוצמת האור שהוא מפיק, מיקום, צבעי לדים ושילובים, צריכת מתח ונתונים נוספים. אך במשך כל הזמן היה ברור לי שאינני מרוצה מהתוצאה הסופית וכי היא רק זמנית. על כן כשהזדמן לי קצת חופש ממטלות אחרות, ישבתי ושיפרתי את האלמנט הקיים.עיקרי הדברים מהם לא הייתי מרוצה הם מחברים פחות נוחים מכפי שרציתי (אני עצלן במיוחד והברגה כרוכה במציאת המברג מה שמצריך כמובן קימה מהכיסא) וחוטים חשופים ולא יפים (אם לא עוטפים באיזולירבנד). בנוסף, לחץ פיזי (קל מאוד) המופעל על הנגדים המוברגים לחלק התחתון של המחברים עלול להסתיים בפקיעת רגלו של אחד מהם ולזה יכולות להיות השלכות מרחיקות לכת על סופו של המחשב שלי. אמנם מדובר בהסתברות נמוכה ביותר (מדובר בעשיריות אחוזים ואפילו לא באחוזים בודדים, מכיוון שהכל היה מחוזק עם בידוד מתכווץ ואיזולירבנד), אך אין כמו קצת פאניקה טהורה בשביל לגרום לך ליצור ולשדרג. החלק ממנו כן הייתי מרוצה, אגב, הוא הפרספקס עם הוולקרו שהחזיק את הכל ולכן הפשטתי אותו מכל זיכרון לאלמנט הקודם והתחלתי מחדש. יצאתי לדרך כשהפעם הכוונה היא לצמצם את המקום בו נמצאים הרכיבים למינימום ההכרחי, לכן בחרתי בלוח הלחמות ככלי הקל ביותר לשימוש - מדובר בלוח פלסטיק מחורר שצידו האחד פלסטיק ובצידו השני, סביב החורים ישנן טבעות נחושת מוליכות. אני חתכתי חתיכה קטנה למדי בגודל 3x1 ס"מ והלחמתי אליה מחבר מולקס ו-5 נגדים. בשלב הבא לקחתי כבל IDE שכבר מזמן נפח את נשמתו והפרדתי ממנו 5 זוגות של חוטים אותם הלחמתי - זוג לכל נגד. אנסה להסביר מכיוון שבתמונות קצת קשה לראות בדיוק את צורת החיבור.   הקווים האדומים הם עיגולי הנחושת אותם הלחמתי מלמטה ואליהם הלחמתי מהמולקס את ה-12V+. הקוים הכחולים הם הנגדים (שכמובן נמצאים בצד העליון של לוח ההלחמות) ומהם ניתן לראות הלחמה ימינה של קו אדום. מההלחמה הזאת הוצאתי ע"י חוטי ה-IDE (מסומנים באפור) את החלק החיובי של המתח אל הלדים דרך הנגדים.הקו השחור הוא הלחמה מלמטה של חוט האדמה של הספק ומהחורים המסומנים הוצאתי חוט IDE נוסף (מסומן באפור) המספק ללד את האדמה (הדק שלילי). כך כל זוג חוטים מורכב מחוט אחד המגיע ללד דרך נגד אל ההדק החיובי של הספק וחוט אחד המגיע מהלד אל הדק האדמה של הנגד, כולם מחוברים במקביל ל-12V.

ע"מ לספק למעגל אריזה קשיחה ומבודדת עטפתי אותו בקרטון של דגימות צבע של טמבור (אנחנו צובעים מחדש את הדירה וזה מה שבא ליד) ואת הכל חיברתי בעזרת איזולירבנד שחור לבסיס הפרספקס הקודם. הפעם, בחרתי להשתמש במחברים המיועדים לחיבור למסרק פינים, כפי שמחוברים הלדים ללוח האם. רגלי הלד נכנסות בקלות ובאופן מושלם למחברים הללו וניתן לדחוף ולשלוף את הלדים בקלות מהם. כמו כן, הם אוחזים בלד בכוח בדיוק בצורה שרציתי.את המחברים הללו ניתן להשיג בחנויות אלקטרוניקה, בד"כ תחת השם "מחבר רובוטיקה למסרק פינים שחור". יש לומר לכמה פינים מיועד המחבר (במקרה הזה 2) ויש להדגיש לשים את הפינים הפנימיים של המחבר ביחד עם המחבר (הרוח הישראלית כמובן מצאה דרך מתוחכמת להרוויח כפול - גם המחבר עצמו וגם הפינים שלו עולים כסף - לא ברור לי מה אפשר לעשות רק עם מחבר הפלסטיק...).הנה דוגמא למחבר ולתצורה בה מגיעים הפינים שבתוכו: את המחברים הדבקתי לפרספקס בעזרת דבק דו צדדי וחיברתי את חוטי ה-IDE ביגע רב אל הפינים אותם הכנסתי למחבר. אחרי שסיימתי לחבר את כל הפינים קיבלתי את התצורה הסופית. התוצאה - אלמנט תאורה, בו ניתן להחליף את הלדים במהירות ובקלות, עמיד ביותר הן מבחינה פיזית והן לקצרים וכד', נוח לשימוש - ניתן להצמיד אותו בעזרת הוולקרו לכל מקום במארז בקלות, ניתן גם לשנות את זווית התאורה ע"י כיפוף קל של הלדים.מי שמפחד (ובצדק) שרגלי הלד שלו יגעו במתכת ויגרמו לקצר במערכת יוכל לטפל בכך בקלות ע"י חיתוך רגלי הלד למחצית מאורכן המקורי - כעת הן נכנסות עד סופן למחבר ורק ראש הלד בולט החוצה ואין סיכוי לקצרים לחלוטין! (או כמו שאני עשיתי - שיטחתי את החלק התחתון של הפין כך שניתן להוציא את החלק התחתון של רגל הלד מהמחבר).  כעת ניתן להאיר את המארז בשלל צבעים בקלות (במחיר זול במיוחד בהשוואה לקתודה) ובעוצמה (שעולה על קטודות וזה עם לדים יחסית חלשים מתחום האולטרה ברייט). זהו, תם ונשלם אך סביר להניח שעוד יעודכן - למה? שאלותיכם וטענותיכם ישמשו לשיפור המדריך - אתם מוזמנים לשלוח לי הודעה לאימייל או דרך האתר והפורום אם יש לכם שאלות, הערות והצעות. אשמח גם לשמוע ולראות את עבודותיכם באתר וגם בפרטי. מקווה שנהניתם מהקריאה ואף החכמתם ואם לא - לא נורא - אולי בפעם הבאה :-).