LED-uri: detaliate într-un limbaj simplu. LED (LED, diodă emițătoare de lumină)

LED-ul este o diodă simplă de joncțiune P-N, a cărei caracteristică principală este că emite lumină atunci când curentul trece prin el. Folosit în multe afișaje digitale, precum și în alte tipuri de dispozitive indicatoare.

Principiul de funcționare LED

Caracteristicile de bază de funcționare ale oricărei diode emițătoare de lumină sunt similare cu cele ale unei diode convenționale. Când se aplică o tensiune, electronii se deplasează din materialul de tip N prin joncțiunea P-N și se conectează la găurile din materialul de tip P. În diodele convenționale, energia care rezultă din conectarea electronilor la găuri este eliberată sub formă de căldură. Cu toate acestea, când vine vorba de LED-uri, energia pe care o eliberează este în primul rând sub formă de lumină.

LED-urile pot fi fabricate pentru a emite lumină roșie, verde, albastră, infraroșu sau ultravioletă. Acest lucru se realizează prin variarea cantității și tipului de materiale utilizate ca aditiv. De asemenea, luminozitatea luminii poate fi modificată, ceea ce se face prin controlul cantității de curent care trece prin LED. Cu toate acestea, ca orice altă diodă, un LED are o limită a cantității de curent pe care o poate suporta.

Unde se folosesc LED-urile?

Una dintre principalele aplicații ale LED-urilor este utilizarea lor ca lumini de semnalizare. De exemplu, acest dispozitiv poate fi folosit pentru a verifica dacă curentul trece printr-un circuit sau dacă acesta este dezactivat.

Un circuit de semnal luminos este o serie de dispozitive conectate între ele în serie: un LED, un rezistor, un comutator și o sursă de curent continuu.

Când întrerupătorul luminii de semnalizare este închis, tensiunea de polarizare directă de la sursa de curent este aplicată LED-ului (care este proiectat să funcționeze numai când este prezentă polarizarea directă). Electronii care trec prin joncțiunea P-N se combină cu găurile, rezultând energie eliberată sub formă de lumină. Un rezistor plasat în acest circuit limitează fluxul de curent prin acesta pentru a proteja LED-ul de deteriorările pe care le poate cauza curentul excesiv.

LED-urile pot fi folosite și în afișajele digitale, cum ar fi cele găsite în ceasurile de mână sau calculatoarele.

Prin clipirea diferitelor combinații de șapte elemente, afișajul poate afișa orice număr de la zero la nouă.

Fiecare LED este conectat în serie cu un rezistor și un comutator, unde fiecare întrerupător reprezintă un circuit de control extern. Comutatoarele sunt etichetate de la A la G pentru a se potrivi cu elementele de afișare. Șapte fire de serie sunt conectate în paralel la o sursă de curent continuu. Pentru a alimenta orice LED, comutatorul corespunzător este închis. Fiecare rezistor în serie din circuit limitează curentul care curge prin fir, prevenind astfel deteriorarea LED-urilor din cauza curentului excesiv.

Numerele apar pe afișajul digital ca urmare a diferitelor combinații de șapte comutatoare. De exemplu, dacă comutatoarele A și B sunt închise, elementele corespunzătoare de pe afișaj se vor aprinde și vor forma numărul 1. În mod similar, numărul 2 poate fi format folosind întrerupătoarele A, C, D, F și G, care vor fi închis în același timp.

Prin închiderea comutatoarelor corespunzătoare în anumite combinații, afișajul poate afișa numere de la 0 la 9. Dacă elementele sunt aranjate într-un mod ușor diferit, atunci afișajul poate afișa un semn plus, un semn minus, puncte zecimale sau litere ale alfabet.

LED-urile pot fi chiar folosite pentru a furniza lumină artificială pentru creșterea plantelor. Principalele avantaje ale LED-urilor în acest caz sunt: ​​consumul redus de energie electrică și generarea de căldură, precum și capacitatea de a personaliza spectrul de emisie necesar.

Vă vom trimite materialul prin e-mail

Principalele caracteristici ale LED-urilor SMD 5730

Produse moderne cu parametri geometrici 5,7×3 mm. Datorită caracteristicilor lor stabile, LED-urile SMD 5730 aparțin categoriei produselor ultra-luminoase. Pentru fabricarea lor sunt folosite materiale noi, datorită cărora au o putere sporită și un flux luminos foarte eficient. SMD 5730 permite funcționarea în condiții de umiditate ridicată. Nu se tem de vibrații și fluctuații de temperatură. Au o durată lungă de viață. Au un unghi de dispersie de 120 de grade. După 3000 de ore de funcționare gradul nu depășește 1%.

Producătorii oferă două tipuri de dispozitive: cu o putere de 0,5 și 1 W. Primele sunt marcate SMD 5730-0,5, al doilea - SMD 5730-1. Dispozitivul poate funcționa pe curent pulsat. Pentru SMD 5730-0,5, curentul nominal este de 0,15 A, iar la trecerea în modul de funcționare în impulsuri poate ajunge la 0,18 A. Este capabil să genereze un flux luminos de până la 45 Lm.

Pentru SMD 5730-1, curentul nominal este de 0,35 A, curentul de impuls poate ajunge la 0,8 A cu o eficiență de ieșire a luminii de 110 Lm. Datorită utilizării polimerului rezistent la căldură în procesul de producție, corpul dispozitivului nu se teme de expunerea la temperaturi destul de ridicate (până la 250 ° C).

Cree: caracteristici actuale

Produsele producătorului american sunt prezentate într-o gamă largă. Seria Xlamp include produse cu un singur cip și mai multe cipuri. Primele se caracterizează prin distribuția radiațiilor de-a lungul marginilor dispozitivului. Această soluție inovatoare a făcut posibilă lansarea producției de lămpi cu un unghi luminos mare cu un număr minim de cristale.

Seria XQ-E High Intensity este cea mai recentă dezvoltare a companiei. Produsele au un unghi de strălucire de 100-145 de grade. Cu parametri geometrici relativ mici de 1,6 pe 1,6 mm, astfel de LED-uri au o putere de 3 V cu un flux luminos de 330 lm. Caracteristicile LED-urilor Cree bazate pe un singur cristal fac posibilă o redare a culorilor de înaltă calitate CRE 70-90.

Dispozitivele cu LED-uri cu mai multe cipuri au cel mai recent tip de alimentare 6-72 V. Ele sunt de obicei împărțite în trei grupuri în funcție de putere. Produsele de până la 4 W au 6 cristale și sunt disponibile în pachete MX și ML. Caracteristicile LED-ului XHP35 corespund unei puteri de 13 W. Au un unghi de dispersie de 120 de grade. Poate fi alb cald sau rece.

Verificarea unui LED cu un multimetru

Uneori devine necesar să se verifice performanța unui LED. Acest lucru se poate face folosind un multimetru. Testarea se efectuează în următoarea secvență:

Fotografie	Descrierea muncii
	Pregătim echipamentul necesar. Un model obișnuit de multimetru chinezesc va face bine.
	Setăm modul de rezistență corespunzător la 200 Ohmi.
	Atingem contactele cu elementul verificat. Dacă LED-ul funcționează, va începe să lumineze.

Atenţie! Dacă contactele sunt schimbate, strălucirea caracteristică nu va fi observată.

Marcaj de culoare LED

Pentru a achiziționa un LED de culoarea dorită, vă sugerăm să vă familiarizați cu simbolul de culoare inclus în marcaj. Pentru CREE, acesta este situat după desemnarea unei serii de LED-uri și poate fi:

• WHT, dacă strălucirea este albă;
• TĂIA, dacă alb de înaltă eficiență;
• BWT pentru alb a doua generație;
• B.L.U., dacă strălucirea este albastră;
• GRN pentru verde;
• ROY pentru albastru regal (luminos);
• ROȘU la rosu.

Alți producători folosesc adesea o denumire diferită. Deci KING BRIGHT vă permite să alegeți un model cu radiații nu numai de o anumită culoare, ci și de nuanță. Denumirea prezentă în marcaj va corespunde cu:

• Roșu (I, SR);
• Portocaliu (N, SE);
• Galben (Y);
• Albastru (PB);
• Verde (G, SG);
• Alb (PW, MW).

Sfat! Citiți simbolurile unui anumit producător pentru a face alegerea corectă.

Decodificarea codului de marcare a benzii LED

Pentru fabricarea benzii LED se folosește un dielectric cu o grosime de 0,2 mm. Îi sunt aplicate piste conductoare, având plăcuțe de contact pentru cipuri destinate montării componentelor SMD. Banda include module individuale de 2,5-10 cm lungime și concepute pentru o tensiune de 12 sau 24 volți. Modulul poate include 3-22 LED-uri și mai multe rezistențe. Lungimea medie a produselor finite este de 5 metri cu o lățime de 8-40 cm.

Marcajele sunt aplicate pe bobină sau ambalaj, care conține toate informațiile relevante despre banda LED. Explicația marcajelor poate fi văzută în următoarea figură:

Articol

Tradusă din engleză, abrevierea LED înseamnă literal „o diodă care emite lumină”. Acesta este un dispozitiv semiconductor capabil să transforme curentul electric într-un dispozitiv simplu, al cărui design este destul de diferit de produsele de iluminat cu care suntem obișnuiți (lămpi cu incandescență, lămpi cu descărcare, lămpi fluorescente etc.).

Va fi interesant pentru toată lumea să știe cum funcționează un LED. Acest dispozitiv nu are elemente structurale fragile în mod inerent nesigure și un bec de sticlă (spre deosebire de alte lămpi). Costul diodelor este atât de mic încât nu diferă mult de bateriile care servesc drept sursă de energie. Popularitatea unor astfel de produse este explicată de o serie de factori, inclusiv de designul lor.

Istoria originii

Când vă gândiți de ce funcționează LED-urile, ar trebui să studiați istoria originii lor. Pentru prima dată un astfel de dispozitiv a fost creat în 1962 de omul de știință N. Holonyak. Era o strălucire monocromă. Avea o serie de dezavantaje, dar tehnologia în sine a fost considerată promițătoare.

La 10 ani de la crearea diodei roșii, au apărut soiurile verzi și galbene. Au fost folosite ca indicatori în multe dispozitive electronice. Datorită dezvoltărilor științifice, intensitatea fluxului luminos al diodelor a crescut constant. În anii 90, a fost creat un iluminator cu o eficiență de flux de 1 lumen.

În 1993, S. Nakamura a creat prima diodă albastră, care a fost caracterizată de luminozitate ridicată. Din acest moment, a devenit posibilă crearea oricărei culori din spectru (inclusiv alb). Tehnologia s-a dezvoltat fără încetare.

Când sunt conectate diode de tip albastru și ultraviolet, se obține un iluminator cu fosfor alb. Au început să înlocuiască treptat lămpile cu incandescență. Până în 2005, au fost produse diode cu o putere de flux luminos de până la 100 lm și chiar mai mare. Au început să producă corpuri de iluminat albe cu diferite nuanțe (cald, rece).

Dispozitiv LED

Pentru a înțelege cum funcționează un LED spot, trebuie să aruncați o privire mai atentă asupra designului său. Acest dispozitiv de iluminat, potrivit reprezentanților Asociației pentru Dezvoltarea Industriei Optoelectronice și ai Departamentului de Energie, va deveni în curând cea mai populară sursă de iluminat în case obișnuite, birouri și instituții.

LED-ul se bazează pe un cristal semiconductor. Trece curentul electric doar într-o singură direcție. Cristalul este situat pe un substrat special. Nu conduce curentul. Carcasa protejează cristalul de influențele externe. Are ieșiri sub formă de contacte, precum și un sistem optic.

Pentru a crește durata de viață a dispozitivului, spațiul dintre lentila de plastic și cristalul în sine a fost umplut cu o componentă transparentă din silicon. O bază de aluminiu este folosită pentru a îndepărta căldura în exces. Acesta este un dispozitiv comun al unei diode moderne. În timpul funcționării, emite relativ puțin, acesta este și un avantaj al dispozitivului.

Principiul de funcționare

Când luați în considerare modul în care funcționează un LED, este necesar să înțelegeți principiul de bază al funcționării unor astfel de dispozitive. Dispozitivul de tipul prezentat are o joncțiune electron-gaură. Acest lucru se datorează diferitelor principii de conductivitate ale componentelor iluminatorului. Un semiconductor are un exces de electroni, iar celălalt are un exces de găuri.

Prin procesul de dopaj, materialul perforat este îmbogățit cu purtători de sarcină negativă. Dacă se aplică un curent acolo unde semiconductorii sunt îmbogățiți cu sarcini opuse, va rezulta o polarizare directă. Electricitatea va curge prin joncțiunea acestor două materiale.

În acest caz, purtători de încărcare cu siguranțe de stare electrică diferită în corpul diodei. Când găurile și electronii se ciocnesc, este eliberată o anumită cantitate de energie. Acesta este un cuantum al fluxului luminos. Se numește foton.

Culoare LED

Pentru a crea diode sunt folosite diferite materiale semiconductoare. Aceasta determină culoarea pe care o emite dispozitivul prezentat în timpul funcționării. Materiale diferite sunt capabile să trimită în spațiu unde de lungimi diferite. Acest lucru permite ochiului uman să vadă una sau alta culoare a spectrului vizibil.

Când studiați cum funcționează un LED, ar trebui să luați în considerare materialele semiconductoare. Anterior, fosfura de galiu și compușii ternari GaAsP și AlGaAs au fost utilizați în scopuri similare. În acest caz, dispozitivul ar putea trimite roșu, galben-verde

Tehnologia prezentată este utilizată în prezent numai pentru dispozitivele indicatoare. Astăzi, pentru astfel de produse se utilizează nitrură de indiu galiu (AllnGaP) și nitrură de indiu galiu (InGaN). Ele pot rezista la un nivel destul de ridicat de curent de trecere, umiditate ridicată și căldură. Este posibilă o combinație de diferite tipuri de LED-uri.

Amestecarea culorilor

Benzile moderne de diode pot produce diferite nuanțe de flux luminos. Un dispozitiv poate produce o culoare monotonă. Atunci când creați un dispozitiv cu mai multe cipuri, este posibil să obțineți un număr mare de nuanțe diferite. La fel ca un televizor sau un monitor de computer, o diodă poate crea orice culoare folosind modelul RGB (care înseamnă roșu, verde, albastru).

Acesta este un principiu simplu pentru a înțelege cum funcționează LED-urile RGB. Folosind această tehnologie, puteți crea iluminare albă. Pentru a face acest lucru, toate cele trei culori sunt amestecate în proporții egale.

Cu toate acestea, pe lângă tehnologia prezentată, este posibil să se obțină o strălucire albă prin conectarea unei diode cu radiații cu undă scurtă (ultravioletă, albastră) împreună cu o acoperire de tip fosfor galben. Când fotonii galbeni și albaștri sunt combinați, rezultatul este lumină albă.

Productie

Pentru a înțelege la câți volți funcționează LED-urile, este necesar să luați în considerare producția acestor dispozitive. În primul rând, trebuie remarcat faptul că dispozitivele cu matrice RGB sunt mai scumpe decât formele de fosfor. Mai mult, acestea din urmă fac posibilă obținerea unui iluminat de înaltă calitate.

Dezavantajul fosforilor este puterea de lumină mai mică, precum și culoarea (temperatura) diferită a fluxului. Acest dispozitiv îmbătrânește mai repede decât un LED. Prin urmare, dispozitivele de iluminat ale ambelor principii de funcționare intră în vânzare. Pentru a crea indicatoare, se produc diode cu un consum de tensiune de 2-4 V DC (la un curent de 50 mA).

Pentru a crea un iluminat complet, aveți nevoie de dispozitive cu același consum de tensiune, dar un nivel de curent mai mare - până la 1 A. Dacă diodele sunt conectate în serie într-un singur modul, tensiunea totală va ajunge la 12 sau 24 V.

Creșterea luminozității

Având în vedere întrebarea de la ce tensiune funcționează LED-urile, ar trebui spus despre creșterea luminozității dispozitivelor prezentate. Puterea unor astfel de dispozitive ajunge la 60 mW. Dacă astfel de diode sunt instalate într-o carcasă de dimensiuni medii, vor trebui instalate 15-20 de elemente luminoase.

Diodele cu luminozitate sporită pot transporta o putere de până la 240 W. Pentru a asigura o iluminare normală, vor fi necesare 4-8 bucăți din astfel de elemente. Există dispozitive la vânzare care sunt capabile să ilumineze complet încăperi, publicitate exterioară, vitrine etc. Unele benzi sunt create pentru a oferi iluminare de intensitate medie sau scăzută.

Pentru conectarea echipamentului prezentat, se folosesc unități de control de putere corespunzătoare. Pentru benzile colorate, este posibil să se utilizeze controlere care controlează nu numai intensitatea luminii, ci și setează nuanțele și modurile de funcționare ale dispozitivului.

Controlul strălucirii

Există un număr mare de opțiuni pentru echipamentul prezentat. Există LED-uri care funcționează cu baterii (de exemplu, în lanterne), alimentate într-o rețea staționară. Sunt folosite atât pentru lucrări interne, cât și pentru cele externe. În funcție de condițiile de aplicare, se selectează clasa de protecție adecvată a diodei.

Pentru a regla luminozitatea strălucirii, tensiunea de alimentare nu este redusă. Pentru a reduce intensitatea strălucirii, se utilizează modularea lățimii impulsului (PWM). În acest caz, se achiziționează o unitate de control.

Metoda prezentată implică aplicarea unui curent modulat în impuls la diodă. Frecvența semnalului ajunge la mii de herți. Lățimea impulsurilor și intervalele de pauză pot fi modificate. În acest caz, puteți controla strălucirea dispozitivului. În acest caz, dioda nu se va stinge.

Durabilitate

Diodele sunt considerate dispozitive de lungă durată. Acest lucru se datorează designului lor. Cu toate acestea, dacă LED-urile de pe lampă nu funcționează, este posibil ca durata de viață a acestora să fi expirat. Acest lucru poate fi determinat de intensitatea strălucirii și de schimbarea culorii.

Experții observă, de asemenea, că durata de viață a dispozitivelor cu consum redus este mult mai lungă. Dar chiar și în cele mai luminoase benzi sau lămpi, diodele sunt garantate să funcționeze timp de 20-50 de mii de ore. Deoarece nu au elemente structurale fragile, este mai probabil ca impacturile mecanice să nu dăuneze acestor iluminatoare.

Studiind modul în care funcționează un LED, puteți înțelege principiul de proiectare al acestui dispozitiv, precum și caracteristicile sale operaționale. Acest echipament este considerat a fi iluminatoarele viitoarei generații.

Oleg Losev

În 1907, a fost observată pentru prima dată o strălucire slabă emisă de cristalele de carbură de siliciu din cauza transformărilor electronice necunoscute de atunci. În 1923, compatriotul nostru, un angajat al Laboratorului Radio din Nijni Novgorod, Oleg Losev, a remarcat acest fenomen în timpul cercetărilor sale de inginerie radio cu detectoare cu semiconductori, dar intensitatea radiației observate a fost atât de nesemnificativă încât comunitatea științifică rusă nu a fost serios interesată de acest fenomen la acea vreme.

Cinci ani mai târziu, Losev a început în mod special să cerceteze acest efect și l-a continuat aproape până la sfârșitul vieții sale (O.V. Losev a murit în Leningradul asediat în ianuarie 1942, înainte de a împlini vârsta de 39 de ani). Deschidere "Losev Licht", așa cum a fost numit efectul în Germania, unde Losev a publicat în reviste științifice, a devenit o senzație mondială. Și după inventarea tranzistorului (în 1948) și crearea teoriei joncțiunii pn (baza tuturor semiconductorilor), natura strălucirii a devenit clară.

În 1962, americanul Nick Holonyak a demonstrat funcționarea primului LED, iar la scurt timp după aceea a anunțat începerea producției semi-industriale de LED-uri.

Diodă cu emisie de lumină (LED) este un dispozitiv semiconductor, partea sa activă, numită „cristal” sau „cip”, ca și diodele convenționale, constă din două tipuri de semiconductor - cu conductivitate electronică (tip n) și orificiu (tip p). Spre deosebire de o diodă convențională, într-un LED, la interfața diferitelor tipuri de semiconductori, există o anumită barieră energetică care împiedică recombinarea perechilor electron-gaură. Un câmp electric aplicat cristalului face posibilă depășirea acestei bariere și recombinarea (anihilarea) perechii are loc odată cu emisia unei cuante de lumină. Lungimea de undă a luminii emise este determinată de mărimea barierei energetice, care, la rândul său, depinde de materialul și structura semiconductorului, precum și de prezența impurităților.

Aceasta înseamnă, în primul rând, avem nevoie de o joncțiune p-n, adică de contact între doi semiconductori cu diferite tipuri de conductivitate. Pentru a face acest lucru, straturile de aproape contact ale cristalului semiconductor sunt dopate cu diferite impurități: impurități acceptoare pe o parte, impurități donor pe de altă parte.

Dar nu fiecare joncțiune pn emite lumină. De ce? În primul rând, intervalul de bandă din regiunea activă a LED-ului ar trebui să fie aproape de energia cuantelor de lumină vizibilă. În al doilea rând, probabilitatea de radiație în timpul recombinării perechilor electron-gaură trebuie să fie mare, pentru care cristalul semiconductor trebuie să conțină puține defecte, din cauza cărora recombinarea are loc fără radiație. Aceste condiții se contrazic într-o măsură sau alta.

În realitate, pentru a îndeplini ambele condiții, o joncțiune p-n în cristal nu este suficientă și este necesară fabricarea de structuri semiconductoare multistrat, așa-numitele heterostructuri, pentru studiul cărora academicianul fizician rus Zhores Alferov a primit Premiul Nobel în 2000. .

Cum funcționează un LED?

Principalele materiale moderne utilizate în cristalele LED:

• InGaN— LED-uri albastre, verzi și ultraviolete de luminozitate ridicată;
• AlGaInP— LED-uri galbene, portocalii și roșii de înaltă luminozitate;
• AlGaAs— LED-uri roșii și infraroșii;
• Decalaj- LED-uri galbene si verzi.

Pe lângă LED-urile tip lampă (3, 5, 10 mm, forma lor seamănă cu adevărat cu un bec miniatural cu două terminale), recent LED-urile SMD au devenit din ce în ce mai răspândite. Acestea au un design complet diferit, îndeplinesc cerințele tehnologiei de montare automată pe suprafața unei plăci de circuit imprimat ( dispozitive montate la suprafață – SMD).

Și LED-urile ultra-luminoase de acest tip se numesc emițători (emițător, „emițător”) în engleză.

LED-urile SMD au dimensiuni mai compacte și permit plasarea și lipirea automată pe suprafața plăcii fără asamblare manuală. Unii producători de LED-uri produc diode SMD speciale care conțin trei cristale într-un singur pachet, emitând lumină de trei culori primare - roșu, albastru și verde. Acest lucru face posibilă obținerea, prin amestecarea radiațiilor acestora, a întregii game de culori, inclusiv alb, în ​​dimensiuni ultra-compacte.

Luminozitatea LED-urilor caracterizat prin flux luminos (Lumeni) și intensitate luminoasă axială (Candela), precum și model de directivitate. LED-uri existente de diferite modele care emit într-un unghi solid de la 4 la 140 de grade.

Culoare, ca de obicei, este determinat de coordonatele de cromaticitate, temperatura de culoare a luminii albe (Kelvin) și lungimea de undă a radiației (nanometri).

Pentru a compara eficiența LED-urilor între ele și cu alte surse de lumină, se utilizează eficiența luminoasă: cantitatea de flux luminos per watt de putere electrică (caracteristica Lumen/Watt).

O altă caracteristică interesantă este pret pe lumen($/Lumen).

Deci, orice LED este format din unul sau mai multe cristale plasate într-o carcasă cu cabluri de contact și un sistem optic (lentila) care formează fluxul luminos. Lungimea de undă a emisiei cristalului (culoarea) depinde de materialul semiconductor și de impuritățile dopante. Îmbinarea lungimii de undă a cristalelor în funcție de lungimea de undă a radiației are loc în timpul fabricării lor. Într-un lot de producție modern, cristalele cu spectru de radiații similar sunt selectate din lotul de livrare.

O gamă largă de caracteristici optice, dimensiuni miniaturale și capabilități flexibile de control discret au asigurat utilizarea LED-urilor pentru a crea o mare varietate de dispozitive și produse de iluminat. LED-ul emite într-o parte îngustă a spectrului; la o anumită lungime de undă culoarea sa este pură, ceea ce este apreciat în special de designeri.

Durata de viata LED

Principala caracteristică a fiabilității LED-urilor este durata lor de viață. În timpul funcționării, sunt posibile două situații: fluxul luminos al emițătorului fie a scăzut parțial, fie s-a oprit total. Durata de viață reflectă aceste fapte: se face o distincție între durata de viață utilă (până când fluxul luminos scade sub o anumită limită) și durata de viață completă (până când dispozitivul se defectează).

Durata de viață depinde direct de tipul de LED, de curentul furnizat acestuia, de răcirea cipului LED, de compoziția și calitatea cristalului, de aspectul și asamblarea în ansamblu.

Se spune că LED-urile sunt extrem de durabile. Dar nu este așa. Cu cât trece mai mult curent printr-un LED în timpul funcționării acestuia, cu atât temperatura acestuia este mai mare și se produce îmbătrânirea mai rapidă. Prin urmare, durata de viață a LED-urilor de mare putere este mai scurtă decât cea a LED-urilor de semnal de putere scăzută. Îmbătrânirea se exprimă în primul rând printr-o scădere a luminozității. Când luminozitatea scade cu 30% sau la jumătate, LED-ul trebuie înlocuit.

Este evident, de exemplu, că la LED-urile cu o putere de 1 W (curent de funcționare 0,350 A) și mai puternice, generarea de căldură este mult mai mare decât la LED-urile de tip „5 mm”, proiectate pentru un curent de 0,02 A. În ceea ce privește puterea luminoasă, 1 LED cu o putere de 1 W înlocuiește aproximativ 50 de LED-uri de tip „5 mm”, dar se încinge și mai mult. Prin urmare, ansamblurile LED cu LED-uri de mare putere necesită răcire pasivă (montare pe o placă MCPCB (placă de circuit imprimat pe bază de metal) și un radiator).

Durata de viata medie

5 mm -LED și SMD-LED:

Alb până la 50.000 de ore cu o scădere a fluxului luminos de până la 35% în primele 15.000 de ore.
albastru, verde până la 70.000 de ore cu o scădere a fluxului luminos de până la 15% în primele 25.000 de ore.
roșu, galben până la 90.000 de ore cu o scădere ușoară a fluxului luminos.

LED HI-POWER de la 1 W și mai sus:

Alb până la 80.000 de ore cu o scădere a fluxului luminos de până la 15% în primele 10.000 de ore.
albastru, verde până la 80.000 h.
roșu, galben până la 80.000 h.

De ce LED-urile albe au cea mai scurtă durată de viață?

Din păcate, nimeni nu a inventat încă structuri care emit lumină albă. La baza diodei albe este o structură InGaN, care emite la o lungime de undă de 470 nm (culoare albastră) și un fosfor (compoziție specială) aplicat deasupra acesteia, emițând într-o gamă largă a spectrului vizibil și având un maxim în partea galbenă. Ochiul uman percepe o combinație de acest fel ca fiind albă. Fosforul degradează caracteristicile termice ale LED-ului, astfel încât durata de viață a acestuia este redusă. Acum, producătorii mondiali inventează noi și noi opțiuni pentru aplicarea eficientă a fosforului.

Majoritatea LED-urilor ultra-luminoase durează între 50.000 și 80.000 de ore. Este mult sau puțin?

50.000 de ore este:

24 de ore pe zi 5,7 ani
18 ore pe zi 7,4 ani
12 ore pe zi 11,4 ani
8 ore pe zi 17,1 ani

LED-urile se încălzesc

Mulți oameni cred că LED-urile practic nu se încălzesc. Deci, de ce dispozitivele cu LED-uri au nevoie de un radiator și ce se întâmplă dacă nu există radiator?

LED-urile produc căldură în joncțiunea semiconductoare. Și cu cât LED-ul este mai puternic, cu atât mai multă căldură. Desigur, LED-urile indicatoare, de exemplu, senzorii de alarmă auto, nu se încălzesc foarte mult. Dar au puține în comun cu LED-urile super-luminoase. Dacă LED-urile puternice sunt combinate într-un fel de ansamblu și chiar instalate într-o carcasă etanșă, atunci încălzirea devine semnificativă.

Și dacă căldura nu este îndepărtată, joncțiunea semiconductoare se supraîncălzește, ceea ce modifică caracteristicile cristalului și, după un timp, LED-ul se poate defecta. Prin urmare, este foarte important să controlați cu strictețe cantitatea de căldură și să asigurați o disipare eficientă a căldurii.

Cum reacționează un LED la căldură?

Vorbind despre temperatura LED-ului, este necesar să se facă distincția între temperatura de pe suprafața cristalului și cea din regiunea joncțiunii pn. Durata de viață depinde de primul, puterea de lumină depinde de al doilea. În general, pe măsură ce temperatura joncțiunii pn crește, luminozitatea LED-ului scade deoarece eficiența cuantică internă scade din cauza influenței vibrațiilor rețelei. Acesta este motivul pentru care o bună disipare a căldurii este atât de importantă.

Scăderea luminozității odată cu creșterea temperaturii nu este aceeași pentru LED-urile de culori diferite. Este mai mare pentru LED-urile roșii și galbene și mai mic pentru verde, albastru și alb.

Sursa: site-ul NPO RoSAT

Evaluarea generală a materialului: 5

MATERIALE SIMILARE (DUPĂ ETICĂ):

Părintele videoclipului Alexander Ponyatov și AMPEX

Vremurile în care LED-urile erau folosite doar ca indicatori pentru pornirea dispozitivelor au trecut de mult. Dispozitivele moderne cu LED-uri pot înlocui complet lămpile cu incandescență în uz casnic, industrial și. Acest lucru este facilitat de diferitele caracteristici ale LED-urilor, știind care puteți alege LED-ul analog potrivit. Utilizarea LED-urilor, având în vedere parametrii lor de bază, deschide o multitudine de posibilități în domeniul iluminatului.

O diodă emițătoare de lumină (indicată ca LED, LED, LED în engleză) este un dispozitiv bazat pe un cristal semiconductor artificial. Când trece un curent electric prin el, se creează fenomenul de emisie de fotoni, ceea ce duce la o strălucire. Această strălucire are o gamă spectrală foarte îngustă, iar culoarea sa depinde de materialul semiconductor.

LED-urile cu emisie rosie si galbena sunt realizate din materiale semiconductoare anorganice pe baza de arseniura de galiu, cele verzi si albastre sunt realizate pe baza de nitrura de indiu galiu. Pentru a crește luminozitatea fluxului luminos se folosesc diverși aditivi sau se folosește metoda multistrat, când se pune un strat de nitrură de aluminiu pură între semiconductori. Ca urmare a formării mai multor tranziții electron-gaură (p-n) într-un singur cristal, luminozitatea strălucirii sale crește.

Există două tipuri de LED-uri: pentru indicație și iluminare. Primele sunt folosite pentru a indica includerea diferitelor dispozitive în rețea și, de asemenea, ca surse de iluminat decorativ. Sunt diode colorate plasate într-o carcasă translucidă, fiecare dintre ele având patru borne. Dispozitivele care emit lumină infraroșie sunt utilizate în dispozitivele de control de la distanță a dispozitivelor (telecomandă).

In zona de iluminat se folosesc LED-uri care emit lumina alba. LED-urile sunt clasificate după culoare în alb rece, alb neutru și alb cald. Există o clasificare a LED-urilor utilizate pentru iluminat în funcție de metoda de instalare. Denumirea SMD LED înseamnă că dispozitivul constă dintr-un substrat de aluminiu sau cupru pe care este plasat cristalul diodei. Substratul în sine este situat într-o carcasă, ale cărei contacte sunt conectate la contactele LED-ului.

Un alt tip de LED este desemnat OCB. Într-un astfel de dispozitiv, multe cristale acoperite cu fosfor sunt plasate pe o singură placă. Datorită acestui design, se obține o luminozitate ridicată a strălucirii. Această tehnologie este utilizată în producție cu un flux luminos mare într-o zonă relativ mică. La rândul său, acest lucru face ca producția de lămpi LED să fie cea mai accesibilă și mai ieftină.

Notă! Comparând lămpile bazate pe LED-uri SMD și COB, se poate observa că primele pot fi reparate prin înlocuirea unui LED defect. Dacă o lampă LED COB nu funcționează, va trebui să schimbați întreaga placă cu diode.

Caracteristicile LED-urilor

Atunci când alegeți o lampă LED potrivită pentru iluminare, ar trebui să țineți cont de parametrii LED-urilor. Acestea includ tensiunea de alimentare, puterea, curentul de funcționare, eficiența (ieșirea luminoasă), temperatura de strălucire (culoarea), unghiul de radiație, dimensiunile, perioada de degradare. Cunoscând parametrii de bază, va fi posibilă selectarea cu ușurință a dispozitivelor pentru a obține un anumit rezultat de iluminare.

Consumul de curent LED

De regulă, pentru LED-urile convenționale este furnizat un curent de 0,02 A. Cu toate acestea, există LED-uri evaluate la 0,08 A. Aceste LED-uri includ dispozitive mai puternice, al căror design implică patru cristale. Sunt situate într-o singură clădire. Deoarece fiecare dintre cristale consumă 0,02 A, în total un dispozitiv va consuma 0,08 A.

Stabilitatea dispozitivelor LED depinde de valoarea curentă. Chiar și o ușoară creștere a curentului ajută la reducerea intensității radiațiilor (îmbătrânirea) cristalului și la creșterea temperaturii culorii. Acest lucru duce în cele din urmă la ca LED-urile să devină albastre și să se defecteze prematur. Și dacă curentul crește semnificativ, LED-ul se stinge imediat.

Pentru a limita consumul de curent, design-urile lămpilor și corpurilor de iluminat cu LED includ stabilizatori de curent pentru LED-uri (driver). Ele convertesc curentul, aducându-l la valoarea cerută de LED-uri. În cazul în care trebuie să conectați un LED separat la rețea, trebuie să utilizați rezistențe de limitare a curentului. Rezistența rezistenței pentru un LED este calculată ținând cont de caracteristicile sale specifice.

Sfat util! Pentru a alege rezistorul potrivit, puteți utiliza calculatorul de rezistență LED disponibil pe Internet.

Tensiune LED

Cum să aflu tensiunea LED-ului? Cert este că LED-urile nu au un parametru de tensiune de alimentare ca atare. În schimb, este utilizată caracteristica căderii de tensiune a LED-ului, ceea ce înseamnă cantitatea de tensiune pe care o iese LED-ul atunci când curentul nominal trece prin el. Valoarea tensiunii indicată pe ambalaj reflectă căderea de tensiune. Cunoscând această valoare, puteți determina tensiunea rămasă pe cristal. Această valoare este luată în considerare în calcule.

Având în vedere utilizarea diferitelor semiconductori pentru LED-uri, tensiunea pentru fiecare dintre ele poate fi diferită. Cum să afli câți volți are un LED? Îl puteți determina după culoarea dispozitivelor. De exemplu, pentru cristalele albastre, verzi și albe tensiunea este de aproximativ 3V, pentru cristalele galbene și roșii este de la 1,8 la 2,4V.

Atunci când utilizați o conexiune paralelă a LED-urilor cu valori nominale identice cu o valoare a tensiunii de 2V, puteți întâlni următoarele: ca urmare a variațiilor parametrilor, unele diode emițătoare se vor arde (se vor arde), în timp ce altele vor străluci foarte slab. Acest lucru se va întâmpla din cauza faptului că atunci când tensiunea crește chiar și cu 0,1 V, curentul care trece prin LED crește de 1,5 ori. Prin urmare, este atât de important să ne asigurăm că curentul se potrivește cu ratingul LED-ului.

Putere luminoasă, unghiul fasciculului și puterea LED-ului

Fluxul luminos al diodelor este comparat cu alte surse de lumină, ținând cont de puterea radiației pe care o emit. Dispozitivele care măsoară aproximativ 5 mm în diametru produc de la 1 la 5 lumeni de lumină. În timp ce fluxul luminos al unei lămpi cu incandescență de 100W este de 1000 lm. Dar atunci când comparăm, este necesar să țineți cont de faptul că o lampă obișnuită are lumină difuză, în timp ce un LED are lumină direcțională. Prin urmare, trebuie luat în considerare unghiul de dispersie al LED-urilor.

Unghiul de împrăștiere al diferitelor LED-uri poate varia de la 20 la 120 de grade. Când sunt iluminate, LED-urile produc lumină mai strălucitoare în centru și reduc iluminarea către marginile unghiului de dispersie. Astfel, LED-urile luminează mai bine un anumit spațiu în timp ce folosesc mai puțină energie. Cu toate acestea, dacă este necesară creșterea zonei de iluminare, în proiectarea lămpii se folosesc lentile divergente.

Cum se determină puterea LED-urilor? Pentru a determina puterea unei lămpi LED necesară înlocuirii unei lămpi cu incandescență, este necesar să se aplice un coeficient de 8. Astfel, puteți înlocui o lampă convențională de 100W cu un dispozitiv LED cu o putere de cel puțin 12,5W (100W/8). ). Pentru comoditate, puteți utiliza datele din tabelul de corespondență dintre puterea lămpilor incandescente și sursele de lumină LED:

Când folosiți LED-uri pentru iluminare, este foarte important indicatorul de eficiență, care este determinat de raportul fluxului luminos (lm) și puterea (W). Comparând acești parametri pentru diferite surse de lumină, constatăm că eficiența unei lămpi cu incandescență este de 10-12 lm/W, o lampă fluorescentă este de 35-40 lm/W, iar o lampă LED este de 130-140 lm/W.

Temperatura de culoare a surselor LED

Unul dintre parametrii importanți ai surselor LED este temperatura de strălucire. Unitățile de măsură pentru această cantitate sunt grade Kelvin (K). Trebuie remarcat faptul că toate sursele de lumină sunt împărțite în trei clase în funcție de temperatura lor de strălucire, printre care albul cald are o temperatură de culoare mai mică de 3300 K, albul de zi - de la 3300 la 5300 K și albul rece peste 5300 K.

Notă! Percepția confortabilă a radiației LED de către ochiul uman depinde direct de temperatura de culoare a sursei LED.

Temperatura de culoare este de obicei indicată pe etichetarea lămpilor LED. Este desemnat printr-un număr din patru cifre și litera K. Alegerea lămpilor LED cu o anumită temperatură de culoare depinde direct de caracteristicile utilizării sale pentru iluminat. Tabelul de mai jos afișează opțiuni pentru utilizarea surselor LED cu diferite temperaturi de strălucire:

Natura ondulatorie a culorii permite ca temperatura de culoare a LED-urilor să fie exprimată folosind lungimea de undă. Marcarea unor dispozitive LED reflectă temperatura culorii exact sub forma unui interval de lungimi de undă diferite. Lungimea de undă este desemnată λ și este măsurată în nanometri (nm).

Dimensiunile standard ale LED-urilor SMD și caracteristicile acestora

Având în vedere dimensiunea LED-urilor SMD, dispozitivele sunt clasificate în grupuri cu caracteristici diferite. Cele mai populare LED-uri cu dimensiuni standard sunt 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 și 5630. Caracteristicile LED-urilor SMD variază în funcție de dimensiune. Astfel, diferitele tipuri de LED-uri SMD diferă în ceea ce privește luminozitatea, temperatura de culoare și puterea. În marcajele LED, primele două cifre indică lungimea și lățimea dispozitivului.

Parametrii de bază ai LED-urilor SMD 2835

Principalele caracteristici ale LED-urilor SMD 2835 includ o zonă de radiație crescută. În comparație cu dispozitivul SMD 3528, care are o suprafață de lucru rotundă, zona de radiație SMD 2835 are o formă dreptunghiulară, ceea ce contribuie la o mai mare putere de lumină cu o înălțime mai mică a elementului (aproximativ 0,8 mm). Fluxul luminos al unui astfel de dispozitiv este de 50 lm.

Carcasa LED SMD 2835 este realizată din polimer rezistent la căldură și poate rezista la temperaturi de până la 240°C. De remarcat faptul că degradarea radiațiilor în aceste elemente este mai mică de 5% peste 3000 de ore de funcționare. În plus, dispozitivul are o rezistență termică destul de scăzută a joncțiunii cristal-substrat (4 C/W). Curentul maxim de funcționare este de 0,18A, temperatura cristalului este de 130°C.

Pe baza culorii strălucirii, există alb cald cu o temperatură de strălucire de 4000 K, alb de zi - 4800 K, alb pur - de la 5000 la 5800 K și alb rece cu o temperatură de culoare de 6500-7500 K. Merită observând că fluxul luminos maxim este pentru dispozitivele cu strălucire alb rece, minim este pentru LED-urile alb cald. Designul dispozitivului are tampoane de contact mărite, care promovează o mai bună disipare a căldurii.

Sfat util! LED-urile SMD 2835 pot fi folosite pentru orice tip de instalare.

Caracteristicile LED-urilor SMD 5050

Designul carcasei SMD 5050 conține trei LED-uri de același tip. Sursele LED de culori albastru, rosu si verde au caracteristici tehnice asemanatoare cu cristalele SMD 3528. Curentul de functionare al fiecaruia dintre cele trei LED-uri este de 0,02A, prin urmare curentul total al intregului dispozitiv este de 0,06A. Pentru a vă asigura că LED-urile nu se defectează, se recomandă să nu depășiți această valoare.

Dispozitivele LED SMD 5050 au o tensiune directă de 3-3,3V și o ieșire de lumină (flux de rețea) de 18-21 lm. Puterea unui LED este suma a trei valori de putere ale fiecărui cristal (0,7 W) și se ridică la 0,21 W. Culoarea strălucirii emise de dispozitive poate fi albă în toate nuanțele, verde, albastru, galben și multicolor.

Aranjarea strânsă a LED-urilor de diferite culori într-un pachet SMD 5050 a făcut posibilă implementarea LED-urilor multicolore cu control separat al fiecărei culori. Pentru a regla corpurile de iluminat folosind LED-uri SMD 5050, se folosesc controlere, astfel încât culoarea strălucirii să poată fi schimbată fără probleme de la unul la altul după o anumită perioadă de timp. De obicei, astfel de dispozitive au mai multe moduri de control și pot regla luminozitatea LED-urilor.

Caracteristici tipice ale SMD 5730 LED

LED-urile SMD 5730 sunt reprezentanți moderni ai dispozitivelor LED, a căror carcasă are dimensiuni geometrice de 5,7x3 mm. Ele aparțin LED-urilor ultra-luminoase, ale căror caracteristici sunt stabile și calitativ diferite de parametrii predecesorilor lor. Fabricate folosind materiale noi, aceste LED-uri se caracterizează prin putere crescută și flux luminos foarte eficient. În plus, pot funcționa în condiții de umiditate ridicată, sunt rezistente la schimbările de temperatură și vibrații și au o durată de viață lungă.

Există două tipuri de dispozitive: SMD 5730-0.5 cu o putere de 0.5 W și SMD 5730-1 cu o putere de 1 W. O caracteristică distinctivă a dispozitivelor este capacitatea de a funcționa pe curent pulsat. Curentul nominal al SMD 5730-0,5 este de 0,15 A; în timpul funcționării cu impulsuri, dispozitivul poate rezista la curent de până la 0,18 A. Acest tip de LED-uri asigură un flux luminos de până la 45 lm.

LED-urile SMD 5730-1 funcționează la un curent constant de 0,35 A, în modul pulsat - până la 0,8 A. Eficiența de ieșire a luminii a unui astfel de dispozitiv poate fi de până la 110 lm. Datorită polimerului rezistent la căldură, corpul dispozitivului poate rezista la temperaturi de până la 250°C. Unghiul de dispersie al ambelor tipuri de SMD 5730 este de 120 de grade. Gradul de degradare a fluxului luminos este mai mic de 1% atunci când funcționează timp de 3000 de ore.

Specificații LED Cree

Compania Cree (SUA) este angajată în dezvoltarea și producția de LED-uri ultra-luminoase și cele mai puternice. Unul dintre grupurile Cree LED este reprezentat de seria de dispozitive Xlamp, care sunt împărțite în single-chip și multi-cip. Una dintre caracteristicile surselor cu un singur cristal este distribuția radiației de-a lungul marginilor dispozitivului. Această inovație a făcut posibilă producerea de lămpi cu un unghi luminos mare folosind un număr minim de cristale.

În seria de surse LED XQ-E High Intensity, unghiul fasciculului variază de la 100 la 145 de grade. Avand dimensiuni geometrice mici de 1,6x1,6 mm, puterea LED-urilor ultraluminoase este de 3 Volti, iar fluxul luminos este de 330 lm. Aceasta este una dintre cele mai noi evoluții de la Cree. Toate LED-urile, al căror design este dezvoltat pe baza unui singur cristal, au o redare a culorilor de înaltă calitate în cadrul CRE 70-90.

Articol înrudit:

Cum să faci sau să repari singur o ghirlandă cu LED-uri. Prețuri și caracteristici principale ale celor mai populare modele.

Cree a lansat mai multe versiuni de dispozitive LED cu mai multe cipuri cu cele mai recente tipuri de putere de la 6 la 72 de volți. LED-urile multicip sunt împărțite în trei grupe, care includ dispozitive cu tensiune înaltă, putere de până la 4W și peste 4W. Sursele de până la 4W conțin 6 cristale în carcase de tip MX și ML. Unghiul de dispersie este de 120 de grade. Puteți cumpăra LED-uri Cree de acest tip cu culori albe calde și reci.

Sfat util! În ciuda fiabilității și calității ridicate a luminii, puteți cumpăra LED-uri puternice din seriile MX și ML la un preț relativ mic.

Grupul de peste 4W include LED-uri realizate din mai multe cristale. Cele mai mari din grup sunt dispozitivele de 25W reprezentate de seria MT-G. Noul produs al companiei sunt LED-urile model XHP. Unul dintre dispozitivele LED mari are un corp de 7x7 mm, puterea sa este de 12W, iar puterea de lumină este de 1710 lm. LED-urile de înaltă tensiune combină dimensiuni mici și putere luminoasă ridicată.

Scheme de conectare LED

Există anumite reguli pentru conectarea LED-urilor. Ținând cont de faptul că curentul care trece prin dispozitiv se mișcă într-o singură direcție, pentru funcționarea pe termen lung și stabilă a dispozitivelor LED este important să se țină seama nu numai de o anumită tensiune, ci și de valoarea optimă a curentului.

Schema de conectare pentru LED la rețeaua de 220V

În funcție de sursa de alimentare utilizată, există două tipuri de circuite pentru conectarea LED-urilor la 220V. Într-unul dintre cazuri este folosit cu curent limitat, în al doilea - unul special care stabilizează tensiunea. Prima opțiune ia în considerare utilizarea unei surse speciale cu o anumită putere de curent. Nu este necesar un rezistor în acest circuit, iar numărul de LED-uri conectate este limitat de puterea driverului.

Pentru a desemna LED-urile în diagramă, sunt utilizate două tipuri de pictograme. Deasupra fiecărei imagini schematice există două săgeți paralele mici îndreptate în sus. Ele simbolizează strălucirea strălucitoare a dispozitivului LED. Înainte de a conecta LED-ul la 220V folosind o sursă de alimentare, trebuie să includeți un rezistor în circuit. Dacă această condiție nu este îndeplinită, aceasta va duce la faptul că durata de viață a LED-ului va fi redusă semnificativ sau pur și simplu va eșua.

Dacă utilizați o sursă de alimentare la conectare, atunci numai tensiunea din circuit va fi stabilă. Având în vedere rezistența internă nesemnificativă a unui dispozitiv LED, pornirea acestuia fără limitator de curent va duce la arderea dispozitivului. De aceea, în circuitul de comutare LED este introdus un rezistor corespunzător. Trebuie remarcat faptul că rezistențele vin în valori diferite, așa că trebuie calculate corect.

Sfat util! Aspectul negativ al circuitelor pentru conectarea unui LED la o rețea de 220 de volți folosind un rezistor este disiparea unei puteri mari atunci când este necesară conectarea unei sarcini cu un consum de curent crescut. În acest caz, rezistența este înlocuită cu un condensator de stingere.

Cum se calculează rezistența pentru un LED

Când se calculează rezistența pentru un LED, acestea sunt ghidate de formula:

U = IxR,

unde U este tensiunea, I este curentul, R este rezistența (legea lui Ohm). Să presupunem că trebuie să conectați un LED cu următorii parametri: 3V - tensiune și 0,02A - curent. Pentru ca atunci când conectați un LED la 5 volți de la sursa de alimentare, acesta să nu se defecteze, trebuie să eliminați 2V suplimentari (5-3 = 2V). Pentru a face acest lucru, trebuie să includeți un rezistor cu o anumită rezistență în circuit, care este calculată folosind legea lui Ohm:

R = U/I.

Astfel, raportul de 2V la 0,02A va fi de 100 Ohmi, i.e. Acesta este exact rezistența necesară.

Se întâmplă adesea ca, având în vedere parametrii LED-urilor, rezistența rezistorului să aibă o valoare care nu este standard pentru dispozitiv. Astfel de limitatoare de curent nu pot fi găsite la punctele de vânzare, de exemplu, 128 sau 112,8 ohmi. Apoi ar trebui să utilizați rezistențe a căror rezistență este cea mai apropiată valoare în comparație cu cea calculată. În acest caz, LED-urile nu vor funcționa la capacitate maximă, ci doar la 90-97%, dar acest lucru va fi invizibil pentru ochi și va avea un efect pozitiv asupra vieții dispozitivului.

Există multe opțiuni pentru calculatoarele de calcul LED pe Internet. Ei iau în considerare principalii parametri: căderea de tensiune, curentul nominal, tensiunea de ieșire, numărul de dispozitive din circuit. Specificând parametrii dispozitivelor LED și ai surselor de curent în câmpul formular, puteți afla caracteristicile corespunzătoare ale rezistențelor. Pentru a determina rezistența limitatoarelor de curent cu coduri de culoare, există și calcule online ale rezistențelor pentru LED-uri.

Scheme pentru conectarea în paralel și în serie a LED-urilor

La asamblarea structurilor din mai multe dispozitive LED, se folosesc circuite pentru conectarea LED-urilor la o rețea de 220 de volți cu o conexiune serială sau paralelă. În același timp, pentru o conexiune corectă, trebuie avut în vedere că atunci când LED-urile sunt conectate în serie, tensiunea necesară este suma căderilor de tensiune ale fiecărui dispozitiv. În timp ce atunci când LED-urile sunt conectate în paralel, puterea curentului se adună.

Dacă circuitele folosesc dispozitive LED cu parametri diferiți, atunci pentru o funcționare stabilă este necesar să se calculeze rezistorul pentru fiecare LED separat. Trebuie remarcat faptul că nu există două LED-uri exact la fel. Chiar și dispozitivele din același model au diferențe minore de parametri. Acest lucru duce la faptul că, atunci când un număr mare dintre ele sunt conectate într-un circuit în serie sau paralel cu un singur rezistor, se pot degrada și eșua rapid.

Notă! Când utilizați un rezistor într-un circuit în paralel sau în serie, puteți conecta numai dispozitive LED cu caracteristici identice.

Discrepanța parametrilor la conectarea mai multor LED-uri în paralel, să zicem 4-5 bucăți, nu va afecta funcționarea dispozitivelor. Dar dacă conectați o mulțime de LED-uri la un astfel de circuit, va fi o decizie proastă. Chiar dacă sursele LED au o ușoară variație a caracteristicilor, acest lucru va face ca unele dispozitive să emită lumină puternică și să se ard rapid, în timp ce altele vor străluci slab. Prin urmare, atunci când conectați în paralel, ar trebui să utilizați întotdeauna un rezistor separat pentru fiecare dispozitiv.

În ceea ce privește conexiunea în serie, aici există un consum economic, deoarece întregul circuit consumă o cantitate de curent egală cu consumul unui LED. Într-un circuit paralel, consumul este suma consumului tuturor surselor LED incluse în circuit.

Cum se conectează LED-urile la 12 volți

În proiectarea unor dispozitive, rezistențe sunt furnizate în etapa de fabricație, ceea ce face posibilă conectarea LED-urilor la 12 volți sau 5 volți. Cu toate acestea, astfel de dispozitive nu pot fi întotdeauna găsite la vânzare. Prin urmare, în circuitul pentru conectarea LED-urilor la 12 volți, este prevăzut un limitator de curent. Primul pas este să aflați caracteristicile LED-urilor conectate.

Un astfel de parametru precum căderea de tensiune directă pentru dispozitivele LED tipice este de aproximativ 2V. Curentul nominal al acestor LED-uri corespunde cu 0,02A. Dacă trebuie să conectați un astfel de LED la 12V, atunci „extra” 10V (12 minus 2) trebuie stins cu un rezistor limitator. Folosind legea lui Ohm puteți calcula rezistența pentru aceasta. Obținem că 10/0,02 = 500 (Ohm). Astfel, este necesar un rezistor cu o valoare nominală de 510 Ohmi, care este cel mai apropiat din gama componentelor electronice E24.

Pentru ca un astfel de circuit să funcționeze stabil, este, de asemenea, necesar să se calculeze puterea limitatorului. Folosind formula pe baza căreia puterea este egală cu produsul dintre tensiune și curent, calculăm valoarea acesteia. Înmulțim o tensiune de 10V cu un curent de 0,02A și obținem 0,2W. Astfel, este necesar un rezistor, a cărui putere standard este de 0,25 W.

Dacă este necesar să includeți două dispozitive LED în circuit, atunci trebuie luat în considerare faptul că tensiunea căzută pe ele va fi deja de 4V. În consecință, rezistorul va trebui să stingă nu 10V, ci 8V. În consecință, calculul suplimentar al rezistenței și puterii rezistorului se face pe baza acestei valori. Locația rezistenței în circuit poate fi furnizată oriunde: pe partea anodului, pe partea catodului, între LED-uri.

Cum se testează un LED cu un multimetru

O modalitate de a verifica starea de funcționare a LED-urilor este testarea cu un multimetru. Acest dispozitiv poate diagnostica LED-urile de orice design. Înainte de a verifica LED-ul cu un tester, comutatorul dispozitivului este setat în modul „testare”, iar sondele sunt aplicate la terminale. Când sonda roșie este conectată la anod și sonda neagră la catod, cristalul ar trebui să emită lumină. Dacă polaritatea este inversată, afișajul dispozitivului ar trebui să afișeze „1”.

Sfat util! Înainte de a testa funcționalitatea LED-ului, este recomandat să diminuați iluminarea principală, deoarece în timpul testării curentul este foarte scăzut și LED-ul va emite lumină atât de slab încât la iluminarea normală este posibil să nu fie vizibil.

Testarea dispozitivelor LED se poate face fără utilizarea sondelor. Pentru a face acest lucru, introduceți anodul în orificiile situate în colțul inferior al dispozitivului în orificiul cu simbolul „E”, iar catodul în orificiul cu indicatorul „C”. Dacă LED-ul este în stare de funcționare, ar trebui să se aprindă. Această metodă de testare este potrivită pentru LED-urile cu contacte suficient de lungi care au fost îndepărtate de lipire. Poziția comutatorului nu contează cu această metodă de verificare.

Cum să verificați LED-urile cu un multimetru fără a deslipi? Pentru a face acest lucru, trebuie să lipiți bucăți dintr-o agrafă obișnuită la sondele testerului. O garnitură de textolit, care este plasată între fire și apoi tratată cu bandă electrică, este potrivită ca izolație. Ieșirea este un fel de adaptor pentru conectarea sondelor. Clemele se ridică bine și sunt fixate bine în conectori. În această formă, puteți conecta sondele la LED-uri fără a le scoate din circuit.

Ce poți face din LED-uri cu propriile mâini?

Mulți radioamatori exersează asamblarea diferitelor modele din LED-uri cu propriile mâini. Produsele auto-asamblate nu sunt de calitate inferioară și uneori chiar depășesc omologii lor fabricați. Acestea pot fi dispozitive de culoare și muzică, modele cu LED intermitent, lumini de rulare cu LED-uri și multe altele.

Ansamblu stabilizator de curent DIY pentru LED-uri

Pentru a preveni epuizarea duratei de viață a LED-ului înainte de termen, este necesar ca curentul care circulă prin el să aibă o valoare stabilă. Se știe că LED-urile roșii, galbene și verzi pot face față unei sarcini de curent crescute. În timp ce sursele LED albastru-verde și alb, chiar și cu o ușoară suprasarcină, se sting în 2 ore. Astfel, pentru ca LED-ul să funcționeze normal, este necesar să se rezolve problema cu alimentarea sa.

Dacă asamblați un lanț de LED-uri conectate în serie sau în paralel, le puteți furniza radiații identice dacă curentul care trece prin ele are aceeași putere. În plus, impulsurile de curent invers pot afecta negativ durata de viață a surselor LED. Pentru a preveni acest lucru, este necesar să includeți un stabilizator de curent pentru LED-urile din circuit.

Caracteristicile calitative ale lămpilor LED depind de driverul utilizat - un dispozitiv care convertește tensiunea într-un curent stabilizat cu o anumită valoare. Mulți radioamatori asamblează un circuit de alimentare cu LED de 220V cu propriile mâini pe baza microcircuitului LM317. Elementele pentru un astfel de circuit electronic sunt ieftine și un astfel de stabilizator este ușor de construit.

Când utilizați un stabilizator de curent pe LM317 pentru LED-uri, curentul este ajustat cu 1A. Un redresor bazat pe LM317L stabilizează curentul la 0,1 A. Circuitul dispozitivului folosește un singur rezistor. Este calculat folosind un calculator online de rezistență LED. Dispozitivele disponibile sunt potrivite pentru alimentare: surse de alimentare de la o imprimantă, laptop sau alte electronice de larg consum. Nu este profitabil să asamblați singur circuite mai complexe, deoarece sunt mai ușor de cumpărat gata făcute.

DRL-uri LED DIY

Utilizarea luminilor de zi (DRL) pe mașini crește semnificativ vizibilitatea mașinii în timpul zilei de către alți utilizatori ai drumului. Mulți pasionați de mașini practică auto-asamblarea DRL-urilor folosind LED-uri. Una dintre opțiuni este un dispozitiv DRL de 5-7 LED-uri cu o putere de 1W și 3W pentru fiecare bloc. Dacă utilizați surse LED mai puțin puternice, fluxul luminos nu va îndeplini standardele pentru astfel de lumini.

Sfat util! Când faceți DRL-uri cu propriile mâini, luați în considerare cerințele GOST: flux luminos 400-800 cd, unghi luminos în plan orizontal - 55 de grade, în plan vertical - 25 de grade, suprafață - 40 cm².

Pentru baza, puteti folosi o placa din profil de aluminiu cu tampoane pentru montarea LED-urilor. LED-urile sunt fixate pe placă folosind un adeziv conductiv termic. Optica este selectată în funcție de tipul surselor LED. În acest caz, sunt potrivite lentilele cu un unghi luminos de 35 de grade. Lentilele sunt instalate pe fiecare LED separat. Firele sunt direcționate în orice direcție convenabilă.

În continuare, se face o carcasă pentru DRL-uri, care servește și ca radiator. Pentru aceasta puteți folosi un profil în formă de U. Modulul LED finisat este plasat în interiorul profilului, fixat cu șuruburi. Tot spațiul liber poate fi umplut cu etanșant transparent pe bază de silicon, lăsând doar lentilele la suprafață. Această acoperire va servi ca o barieră împotriva umezelii.

Conectarea DRL la sursa de alimentare necesită utilizarea obligatorie a unui rezistor, a cărui rezistență este precalculată și testată. Metodele de conectare pot varia în funcție de modelul mașinii. Diagramele de conectare pot fi găsite pe Internet.

Cum să faci LED-urile să clipească

Cele mai populare LED-uri intermitente, care pot fi achiziționate gata făcute, sunt dispozitive care sunt controlate de nivelul potențial. Clipirea cristalului are loc din cauza unei schimbări a sursei de alimentare la bornele dispozitivului. Astfel, un dispozitiv LED bicolor roșu-verde emite lumină în funcție de direcția curentului care trece prin el. Efectul de clipire a LED-ului RGB este obținut prin conectarea a trei pini de control separat la un sistem de control specific.

Dar puteți face să clipească un LED obișnuit dintr-o singură culoare, având un minim de componente electronice în arsenalul dvs. Înainte de a face un LED intermitent, trebuie să alegeți un circuit de lucru simplu și fiabil. Puteți utiliza un circuit LED intermitent, care va fi alimentat de la o sursă de 12V.

Circuitul constă dintr-un tranzistor de putere mică Q1 (siliciu de înaltă frecvență KTZ 315 sau analogii săi sunt potriviti), un rezistor R1 820-1000 Ohmi, un condensator C1 de 16 volți cu o capacitate de 470 μF și o sursă LED. Când circuitul este pornit, condensatorul este încărcat la 9-10V, după care tranzistorul se deschide pentru un moment și transferă energia acumulată către LED, care începe să clipească. Acest circuit poate fi implementat numai atunci când este alimentat de la o sursă de 12 V.

Puteți asambla un circuit mai avansat care funcționează într-un mod similar cu un multivibrator cu tranzistor. Circuitul include tranzistoare KTZ 102 (2 buc.), rezistențe R1 și R4 de 300 Ohmi fiecare pentru limitarea curentului, rezistențe R2 și R3 de 27000 Ohmi fiecare pentru a seta curentul de bază al tranzistoarelor, condensatoare polare de 16 volți (2 buc. .cu o capacitate de 10 uF) și două surse LED. Acest circuit este alimentat de o sursă de tensiune de 5V DC.

Circuitul funcționează pe principiul „pereche Darlington”: condensatoarele C1 și C2 sunt încărcate și descărcate alternativ, ceea ce determină deschiderea unui anumit tranzistor. Când un tranzistor furnizează energie către C1, se aprinde un LED. Apoi, C2 este încărcat fără probleme, iar curentul de bază al VT1 este redus, ceea ce duce la închiderea VT1 și deschiderea VT2 și se aprinde un alt LED.

Sfat util! Dacă utilizați o tensiune de alimentare peste 5V, va trebui să utilizați rezistențe cu o valoare diferită pentru a preveni defecțiunea LED-urilor.

Asamblare muzicală color LED DIY

Pentru a implementa circuite muzicale color destul de complexe pe LED-uri cu propriile mâini, trebuie mai întâi să înțelegeți cum funcționează cel mai simplu circuit muzical color. Este format dintr-un tranzistor, un rezistor și un dispozitiv LED. Un astfel de circuit poate fi alimentat de la o sursă nominală de la 6 la 12V. Funcționarea circuitului are loc datorită amplificării în cascadă cu un radiator (emițător) comun.

Baza VT1 primește un semnal cu amplitudine și frecvență diferite. Când fluctuațiile semnalului depășesc un prag specificat, tranzistorul se deschide și LED-ul se aprinde. Dezavantajul acestei scheme este dependența clipirii de gradul semnalului sonor. Astfel, efectul muzicii colorate va apărea doar la un anumit nivel de volum al sunetului. Dacă măriți sunetul. LED-ul va fi aprins tot timpul, iar când scade, va clipi ușor.

Pentru a obține un efect complet, aceștia folosesc un circuit muzical color folosind LED-uri, împărțind gama de sunet în trei părți. Circuitul cu un convertor audio cu trei canale este alimentat de la o sursă de 9V. Un număr mare de scheme muzicale colorate pot fi găsite pe Internet la diferite forumuri de radio amatori. Acestea pot fi scheme muzicale color care utilizează o bandă monocoloră, o bandă LED RGB, precum și o schemă pentru pornirea și oprirea fără probleme a LED-urilor. De asemenea, puteți găsi online diagrame ale luminilor LED care rulează.

Design LED DIY indicator de tensiune

Circuitul indicator de tensiune include rezistența R1 (rezistență variabilă 10 kOhm), rezistențe R1, R2 (1 kOhm), două tranzistoare VT1 KT315B, VT2 KT361B, trei LED-uri - HL1, HL2 (roșu), HLЗ (verde). X1, X2 – surse de alimentare de 6 volți. În acest circuit, se recomandă utilizarea dispozitivelor LED cu o tensiune de 1,5V.

Algoritmul de funcționare al unui indicator de tensiune LED de casă este următorul: când se aplică tensiune, sursa centrală de LED verde se aprinde. În cazul unei căderi de tensiune, LED-ul roșu situat în stânga se aprinde. O creștere a tensiunii face ca LED-ul roșu din dreapta să se aprindă. Cu rezistorul în poziția de mijloc, toate tranzistoarele vor fi în poziția închisă, iar tensiunea va curge doar către LED-ul verde central.

Tranzistorul VT1 se deschide atunci când cursorul rezistorului este mutat în sus, crescând astfel tensiunea. În acest caz, alimentarea cu tensiune către HL3 se oprește și este furnizată către HL1. Când glisorul se mișcă în jos (tensiunea scade), tranzistorul VT1 se închide și VT2 se deschide, ceea ce va furniza energie LED-ului HL2. Cu o ușoară întârziere, LED-ul HL1 se va stinge, HL3 va clipi o dată și HL2 se va aprinde.

Un astfel de circuit poate fi asamblat folosind componente radio de la echipamente învechite. Unii îl asamblează pe o placă de textolit, respectând o scară 1:1 cu dimensiunile pieselor, astfel încât toate elementele să se potrivească pe placă.

Potențialul nelimitat al iluminatului cu LED face posibilă proiectarea independentă a diferitelor dispozitive de iluminat din LED-uri cu caracteristici excelente și un cost destul de scăzut.