На какое напряжение бывают светодиоды: Правильные схемы подключения светодиода

Содержание

Напряжение на светодиоде


В сети «гуляют» таблицы со следующими величинами рабочего напряжения светодиодов:
белые 3-3,7 v
синие 2,5-3,7 v
зеленые 2,2-3,5 v
желтые 2,1-2,2 v
красные 1,6-2,03 v

В то же время производители конкретных SMD светодиодов дают следующие напряжение питания светодиодов:

Напряжение красного светодиода самое низкое, а белого – самое высокое.

На цвет свечения светодиода влияют добавки в полупроводнике. Корректировать цвет удается нанесением люминофора, так, например, получают из голубого свечения белый свет.

Падение напряжения на светодиоде зависит не только от цвета свечения, но и от конкретного типа, протекающего тока, температуры и старения. Отвод тепла в лампах, светильниках и прожекторах является очень важной задачей, т.к. сильно влияет на степень деградации светодиодов. .

На практике самым важным параметром светодиода, от которого зависит срок его службы, является номинальный ток. Для светодиодов увеличение тока на 20% выше номинального сокращает срок их службы в несколько раз. Поэтому для светодиодов стабилизатор напряжения не обязателен, важнее поддерживать заданный ток с помощью специальных драйверов, которые автоматически поддерживают ток в широком диапазоне колебаний напряжения питания. «Правильные» драйверы обеспечивают нормальную работу светодиодной лампы в диапазоне питающего напряжения 60-260 вольт.

В случае использования токограничивающих резисторов, напряжение желательно стабилизировать. КПД при таком включении складывается из КПД стабилизатора напряжения и потерь на резисторе и не превышает 80%, в то время как КПД современных драйверов-стабилизаторов тока не ниже 95%.

Наличие технологического разброса прямого падения напряжения даже у диодов произведённых в одном технологическом цикле, делает нежелательным их параллельное включение. Проблема решается уменьшением тока через светодиоды с соответствующей потерей яркости свечения, либо установкой ограничительного резистора на каждый led.

При последовательном включении все светодиоды в гирлянде, должны быть одного типа или иметь одинаковый рабочий ток.

Следует помнить, что светодиод пропускает ток только при подаче на катод отрицательного напряжения, а на анод положительного. При обратном включении ток протекает при повышенном напряжении и следствием может стать пробой и выход из строя. Допустимое обратное напряжение, как правило, находится в пределах 5 вольт. При питании переменным током надо использовать встречно-параллельное включение диодов.

Зависимость интенсивности излучения светодиода от прямого тока нелинейная, при увеличении тока интенсивность излучения растет не пропорционально.

  • Схема светодиодной лампы на 220в
  • Как паять светодиодную ленту
  • Светодиодная лента на 220 в
  • Простое зарядное устройство
  • Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора
  • Схема драйвера светодиодов на 220
  • Подсветка для кухни из ленты
  • Подсветка рабочей зоны кухни
  • LED лампа Selecta g9 220v 5w
  • Светодиодная лампа ASD LED-A60
  • Схема светодиодной ленты
  • Схема диодной лампы 5 Вт 220в
  • Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35
  • Общедомовой учет тепла
  • Все о светодиодах.

    Что такое светодиод?

    Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств. Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода и испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциалы приложены к аноду и катоду.

    История светодиодов начинается с 1907 года, когда капитан Генри Джозефа наблюдал особенности электро-люминесценции карбида кремния. Первый светодиод был разработан в 1962 году. Он был разработан Холоньяк, работал в General Electric (GE). Это был GaAsP устройства. Первая коммерческая версия светодиодов пришли на рынок в 1960-х годов.

    Изготовление светодиодной технологии произвела бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды были введены в 1990 году, в котором используется индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника. Белый светодиод содержит неорганический фосфор. Когда голубой свет внутри светодиода попадает на люминофор, он излучает белый свет.

    Что делает светодиод идеальным?

    Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами. Некоторые важные особенностями являются:

    • Светодиоды заключены в пластик, так что они могут выдерживать механические удары.
    • В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
    • Светодиоды требуют очень низкий ток и напряжений обычно 20 мА при 1,8 вольта. Так что это идеально в схемах с батарейками.

    Что находится внутри светодиода?

    Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе P-N смещен в прямом. Различные цвета создаются выбиванием основного материала из другого веществама.

    Внутри светодиода

    Светодиодная технология

    Яркость является важным аспектом LED. Глаз человека имеет максимальную чувствительность к свету около 550 нм в области желто — зеленой части видимого спектра. Именно поэтому зеленый светодиод излучается ярче, чем красный светодиод, хотя оба используют тот же ток. Важные параметры светодиодов являются:

    • Световой поток
      Указывает на энергии света, исходящего от светодиодов. Он измеряется в Люмен (лм) или Милли просвет (MLM)
    • Световая интенсивность
      светового потока, охватывающий большую площадь является силой света.Он определяется как Кандела (кд) или милли Кандела (MCD) Яркость светодиода напрямую связана с его силой света.
    • Светоотдача
      Это испускаемых относительной световой энергии к потребляемой мощности.Она измеряется в терминах люмен на ватт (лм Вт).

    Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования это факторы, влияющие на яркость и эффективность светодиодов. Прямой ток (I) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом направлении и он должен быть ограничен от 10 до 30 миллиампер, если выше то светодиоды будут уничтожены.

    Угол обзора составляет от — угол оси, при котором световая интенсивность падения до половины осевого значения. Вот почему индикатор показывает больше яркости в полном объеме состоянии. Высокие яркие светодиоды имеют узкий угол обзора, так что свет фокусируется в пучок. Рабочее напряжение (V) является падение напряжения на светодиоде. Падение напряжения в диапазоне от 1,8 В до 2,6 вольт для обычных светодиодов, но в голубой и белый он будет идти до 5 вольт. Скорость отклика представляет, как быстро светодиод включается и выключается. Это очень важный фактор, если светодиоды используются в системах связи.

    Требуется ли балластный резистор?

    Светодиоды всегда подключены к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает диод от повреждений, вызванных избыточным током. Он регулирует прямой тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

    Номинал резистора определяет прямой тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение Vs — Vf — используется для выбора резистора. Vs представляет входное напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиода(ов) при допустимом токе через светодиод. Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

    Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на светодиоде.

    Красный Оранжевый Желтый Зеленый Синий Белый
    1,8 В
    2 V 2,1 В 2,2 В 3,6 В 3,6 В

    Через типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него .Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость, стандартный красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода. Ограничение тока балластным резистором защищает диод от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластного резистора должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодов, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как выбирать балластный резистор.

    R = V / I

    Где R — является значение сопротивления в Ом, V — является входное напряжение в цепи, и I — это допустимый ток через светодиод в амперах. Для типичного красного светодиода, прямое падение напряжения составляет 1,8 вольта. Таким образом, если напряжение питания 12 В (Vs), падение напряжения на светодиод 1,8 В (V) и допустимый ток составляет 20 мА (Если), то значение балластного резистора будет

    Vs — Vf / Если = 12 — 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 = 510 Ом.

    Но если 510 Ом резистор не доступен то можно подобрать ближайший, например 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается. Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

    Ниже готова арифметические для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

     

    С добавлением других цветов

    Светодиод, который может дать разные цвета полезно в некоторых приложениях. Например, светодиоды могут указывать на все системы OK, когда он становится зеленой, и неисправный, когда он становится красной. Светодиоды, которые могут производить два цвета называются Bicolour (Биколор) светодиодов.

    Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Два кристалла установлены на двух клеммах. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленым, когда направление тока меняется на противоположное.

    Триколор и многоцветные светодиоды

     , также доступны, которые имеют два или более кристаллов, заключенных в общий корпус. Трехцветный светодиодный имеет два анода для красного и зеленого кристалла и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, в котором имеется ток. Если оба анода подключены, то светодиоды испускают свет и получается желтый цвет. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также имеются.

    Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основной на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветные светодиоды содержат более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном корпусе. Мигание разными цветами светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает радугу цвета, которые являются весьма привлекательным.

    Инфракрасный диод — источник Невидимого света

    ИК диоды широко используются в удаленном управлении (пульт ДУ). Инфракрасные диоды на самом деле испускают нормальный свет с определенным цветом, который не чувствителен к человеческим глазом, потому что его длина волны 950 нм, ниже видимого спектра. Многие источники, такие как солнце, лампы, даже человеческое тело испускает инфракрасные лучи. Поэтому необходимо, чтобы модулировать излучение от ИК-диода, чтобы использовать его в электронном приложении, чтобы предотвратить ложное срабатывание. Модуляции делает сигнал от ИК-светодиода значительно выше чем шум. Инфракрасные диоды есть в корпусе, которые являются непрозрачным для видимого света, но прозрачна для инфракрасного. ИК-светодиоды широко используются в системах управления.

    Инфракрасные диоды

    Фотодиод — Он может увидеть свет

    Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

    Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

    Фотодиоды

    Лазерные диоды

    Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

    Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

    Лазерные Диоды

    Питание светодиодов, блок питания для светодиодов

    Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led  неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.

    По внешнему виду и параметрам  невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

    Содержание

    • 1. Основные типы
    • 2. Как сделать расчёт
    • 3. Калькулятор для расчёта
    • 4. Подключение в автомобиле
    • 5. Напряжения питания светодиодов
    • 6. Подключение от 12В
    • 7. Подключение от 1,5В
    • 8. Как рассчитать драйвер
    • 9. Низковольтное от 9В до 50В
    • 10. Встроенный драйвер, хит 2016
    • 11. Характеристики

    Основные типы

    Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.

    Если блок питания для светодиодов  12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость.  И без повышения минимум до 3В диод не заработает.

    Этих недостатков  лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения  ток остаётся постоянным.

    Как сделать расчёт

    Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:

    1. номинальная потребляемая мощность или желаемая;
    2. напряжение падения.

    Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать  мощности блока.

    Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.

    Пример различной яркости кристаллов

    К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы  это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

    Калькулятор для расчёта

    Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.

    Калькулятор учитывает 4 параметра:

    • количество вольт на выходе;
    • снижение напряжения на одном LED;
    • номинальный рабочий ток;
    • количество LED в цепи.

    Подключение в автомобиле

    ..

    При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть. Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов. По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.

    Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.

    Напряжения питания светодиодов

    Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель  2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.

    Таблица для LED на 1W, 3W, 5W

    Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W

    Подключение от 12В

    Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой  технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.

    Пример на диоде 1W,  его номинальный ток 300мА.

    • Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
    • на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
    • 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
    • 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
    • 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.

    Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.

    Подключение от 1,5В

    Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в  ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует  700мА. Включение от 1.5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две  батареи на  1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются,  а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет. А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

    Обычно такие модули заказываю на Aliexpress,  у китайцев  стоят 50-100руб, в России они дороговаты.

    Как рассчитать драйвер

    Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:

    1. составьте на бумаге схему подключения;
    2. если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
    3. учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
    4. суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

    Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.

    На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто  указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.

    Для третьего пункта используйте примерные таблицы для  1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.

    Если энергопотребление цепи  в сумме  превысит номинальную мощность  источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.

    Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.

    Низковольтное от 9В до 50В

    Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и  для подключения к автомобильным 12В.

    Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:

    1. бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
    2. понижающие, например из 24В до 17В.

    Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.

    Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.

    Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.

    Встроенный драйвер, хит 2016

    В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине. ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».

    Характеристики

     

    Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.

    Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства  LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.

    Иногда попадаются разогнанные диоды,  сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно  подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.

    потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача

    Времена, когда светодиоды использовали только в качестве индикаторов включения приборов, давно прошли. Современные светодиодные приборы могут полностью взаимозаменить лампы накаливания в бытовых, промышленных и уличных светильниках. Этому способствуют различные характеристики светодиодов, зная которые можно правильно подобрать LED-аналог. Использование светодиодов, учитывая их основные параметры, открывает обилие возможностей в сфере освещения.

    Основой светодиода является искусственный полупроводниковый кристаллик

    Какие бывают светодиоды

    Светодиод (обозначается СД, СИД, LED в англ.) представляет собой прибор, в основе которого лежит искусственный полупроводниковый кристаллик. При пропускании через него электротока создается явление испускания фотонов, что приводит к свечению. Данное свечение имеет очень узкий диапазон спектра, и цвет его находится в зависимости от материала полупроводника.

    Светодиоды вполне могут заменить обычные лампы накаливания

    Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.

    Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).

    В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.

    Применение светодиодной подсветки в интерьере кухни

    Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.

    Характеристики светодиодов

    Выбирая для освещения подходящую светодиодную лампу, следует учитывать параметры светодиодов. К ним относят напряжение питания, мощность, рабочий ток, эффективность (светоотдача), температуру свечения (цвет), угол излучения, размеры, срок деградации. Зная основные параметры, можно будет без труда выбрать приборы для получения того или иного результата освещенности.

    LED-технологии используются в оформлении табло аэропортов и вокзалов

    Величина тока потребления светодиода

    Как правило, для обычных светодиодов предусмотрена сила тока величиной 0,02А. Однако бывают светодиоды, рассчитанные на 0,08А. К таким светодиодам относят более мощные приборы, в устройстве которых задействованы четыре кристалла. Они располагаются в одном корпусе. Так как каждый из кристаллов потребляет по 0,02А, в сумме один прибор будет потреблять 0,08А.

    Стабильность работы светодиодных приборов зависит от величины тока. Даже незначительное увеличение силы тока способствует снижению интенсивности излучения (старению) кристалла и увеличению цветовой температуры. Это в конечном результате приводит к тому, что светодиоды начинают отливать синим цветом и преждевременно выходят из строя. А если показатель силы тока увеличивается существенно, светодиод сразу перегорает.

    Чтобы ограничить потребляемый ток, в конструкциях LED-ламп и светильников предусмотрены стабилизаторы тока для светодиодов (драйверы). Они преобразуют ток, доводя его до нужной светодиодам величины. В случае, когда требуется подключить отдельный светодиод к сети, нужно использовать токоограничительные резисторы. Расчет сопротивления резистора для светодиода выполняют с учетом его конкретных характеристик.

    Светодиодная гирлянда может использоваться в качестве декора помещения

    Напряжение светодиодов

    Как узнать напряжение светодиодов? Дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения. Зная эту величину, можно определить оставшееся на кристалле напряжение. Именно это значение берется во внимание при расчетах.

    Учитывая применение различных полупроводников для светодиодов, напряжение у каждого из них может быть разным. Как узнать, на сколько Вольт светодиод? Определить можно по цвету свечения приборов. Например, для синих, зеленых и белых кристаллов напряжение составляет около 3В, для желтых и красных – от 1,8 до 2,4В.

    При использовании параллельного подключения светодиодов идентичного номинала с величиной напряжения в 2В можно столкнуться со следующим: в результате разброса параметров одни излучающие диоды выйдут из строя (сгорят), а другие будут очень слабо светиться. Это произойдет ввиду того, что при увеличении напряжения даже на 0,1В наблюдается увеличение силы тока, проходящего через светодиод, в 1,5 раза. Поэтому так важно следить, чтобы ток соответствовал номиналу светодиода.

    100Вт лампы накаливания эквивалентно 12-12,5Вт LED-светильника

    Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов

    Сравнение светового потока диодов с другими источниками света проводят, учитывая силу издаваемого ими излучения. Приборы размером около 5 мм в диаметре дают от 1 до 5 лм света. В то время как световой поток лампы накаливания в 100Вт составляет 1000 лм. Но при сопоставлении необходимо учитывать, что у обычной лампы свет рассеянный, а у светодиода – направленный. Поэтому необходимо принимать во внимание угол рассеивания светодиодов.

    Угол рассеивания разных светодиодов может составлять от 20 до 120 градусов. При освещении светодиоды дают более яркий свет по центру и снижают освещенность к краям угла рассеивания. Таким образом, светодиоды лучше освещают конкретное пространство, используя при этом меньше мощности. Однако если требуется увеличить площадь освещенности, в конструкции светильника используют рассеивающие линзы.

    Как определить мощность светодиодов? Чтобы определить мощность светодиодной лампы, требующейся для замены лампы накаливания, необходимо применять коэффициент, равный 8. Так, заменить обычную лампу мощностью 100Вт можно светодиодным прибором мощностью не менее 12,5Вт (100Вт/8). Для удобства можно воспользоваться данными таблицы соответствия мощности ламп накаливания и LED-источников света:

    Мощность лампы накаливания, Вт Соответствующая мощность светодиодного светильника, Вт
    100 12-12,5
    75 10
    60 7,5-8
    40 5
    25 3

     

    При использовании светодиодов для освещения очень важен показатель эффективности, который определяется отношением светового потока (лм) к мощности (Вт). Сопоставляя эти параметры у разных источников света, получаем, что эффективность лампы накаливания составляет 10-12 лм/Вт, люминесцентной – 35-40 лм/Вт, светодиодной – 130-140 лм/Вт.

    Цветовая температура LED-источников

    Одним из важных параметров светодиодных источников является температура свечения. Единицы измерения этой величины – градусы Кельвина (К). Следует отметить, что все источники света по температуре свечения разделяют на три класса, среди которых теплый белый имеет цветовую температуру менее 3300 К, дневной белый – от 3300 до 5300 К и холодный белый свыше 5300 К.

    Цветовая температура обычно указывается на маркировке светодиодных ламп. Она обозначается четырехзначным числом и буквой К. Выбор LED-ламп с определенной цветовой температурой напрямую зависит от особенностей применения ее для освещения. Предложенная ниже таблица отображает варианты использования светодиодных источников с разной температурой свечения:

    Цвет свечения светодиодов Цветовая температура, К Варианты использования в освещении
    Белый Теплый 2700-3500 Освещение бытовых и офисных помещений как наиболее подходящий аналог лампы накаливания
    Нейтральный (дневной) 3500-5300 Отличная цветопередача таких ламп позволяет применять их для освещения рабочих мест на производстве
    Холодный свыше 5300 Используется в основном для освещения улиц, а также применяется в устройстве ручных фонарей
    Красный 1800 Как источник декоративной и фито-подсветки
    Зеленый Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка
    Желтый 3300 Световое оформление интерьеров
    Синий 7500 Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка

     

    Волновая природа цвета позволяет выразить цветовую температуру светодиодов, используя длину волны. Маркировка некоторых светодиодных приборов отражает цветовую температуру именно в виде интервала различных длин волн. Длина волны имеет обозначение ? и измеряется в нанометрах (нм).

    Типоразмеры SMD светодиодов и их характеристики

    Учитывая размер SMD светодиодов, приборы классифицируются в группы с различными характеристиками. Наиболее популярные светодиоды с типоразмерами 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 и 5630. Характеристики SMD светодиодов в зависимости от размеров рознятся. Так, разные типы SMD светодиодов отличаются по яркости, цветовой температуре, мощности. В маркировке светодиодов первые две цифры показывают длину и ширину прибора.

    Светодиоды SMD 5630 на LED-ленте

    Основные параметры светодиодов SMD 2835

    К основным характеристикам SMD светодиодов 2835 относят увеличенную площадь излучения. В сравнении с прибором SMD 3528, который имеет круглую рабочую поверхность, площадь излучения SMD 2835 имеет прямоугольную форму, что способствует большей светоотдаче при меньшей высоте элемента (около 0,8 мм). Световой поток такого прибора составляет 50 лм.

    Корпус светодиодов SMD 2835 выполнен из термостойкого полимера и может выдерживать температуру до 240°С. Следует отметить, что деградация излучения в этих элементах составляет менее 5% в течение 3000 часов функционирования. Кроме того, прибор имеет достаточно низкое тепловое сопротивление перехода кристалл-подложка (4 С/Вт). Рабочий ток в максимальном значении – 0,18А, температура кристалла – 130°С.

    По цвету свечения выделяют теплый белый с температурой свечения 4000 К, дневной белый – 4800 К, чистый белый – от 5000 до 5800 К и холодный белый с цветовой температурой 6500-7500 К. Стоит отметить, что максимальная величина светового потока у приборов с холодным белым свечением, минимальная – у светодиодов теплого белого цвета. В конструкции прибора увеличены контактные площадки, что способствует лучшему отводу тепла.

    Размеры светодиода SMD 2835

    Характеристики светодиодов SMD 5050

    В конструкции корпуса SMD 5050 размещены три однотипных светодиода. LED источники синего, красного и зеленого цвета имеют технические характеристики, аналогичные кристаллам SMD 3528. Значение рабочего тока каждого из трех светодиодов составляет 0,02А, следовательно суммарная величина тока всего прибора 0,06А. Для того, чтобы светодиоды не вышли из строя, рекомендуется не превышать эту величину.

    LED приборы SMD 5050 имеют прямое напряжение величиной 3-3,3В и светоотдачу (сетевой поток) 18-21 лм. Мощность одного светодиода складывается из трех величин мощности каждого кристалла (0,7Вт) и составляет 0,21Вт. Цвет свечения, испускаемый приборами, может быть белым во всех оттенках, зеленым, синим, желтым и многоцветным.

    Близкое расположение светодиодов разных цветов в одном корпусе SMD 5050 позволило реализовать многоцветные светодиоды с отдельным управлением каждым цветом. Для регулирования светильников с использованием светодиодов SMD 5050 используют контроллеры, благодаря чему цвет свечения можно плавно изменять от одного к другому через заданное количество времени. Обычно такие приборы имеют несколько режимов управления и могут регулировать яркость свечения светодиодов.

    Размеры светодиода SMD 5050

    Типовые характеристики светодиода SMD 5730

    Светодиоды SMD 5730 – современные представители LED-приборов, корпус которых имеет геометрические размеры 5,7х3 мм. Они относятся к сверхярким светодиодам, характеристики которых стабильны и качественно отличаются от параметров предшественников. Изготовленные с применением новых материалов, эти светодиоды отличаются повышенной мощностью и высокоэффективным световым потоком. Кроме того, они могут работать в условиях повышенной влажности, устойчивы к перепадам температур и вибрации, имеют длительный срок службы.

    Существует две разновидности приборов: SMD 5730-0,5 с мощностью 0,5Вт и SMD 5730-1 с мощностью 1Вт. Отличительной особенностью приборов является возможность их функционирования на импульсном токе. Величина номинального тока  SMD 5730-0,5 составляет 0,15А, при импульсной работе прибор может выдерживать силу тока до 0,18А. Данный тип светодиодов обеспечивает световой поток до 45 лм.

    Светодиоды SMD 5730-1 работают на постоянном токе 0,35А, при импульсном режиме – до 0,8А. Эффективность светоотдачи такого прибора может составить до 110 лм. Благодаря термостойкому полимеру, корпус прибора выдерживает температуру до 250°С. Угол рассеивания обоих типов SMD 5730 равен 120 градусам. Степень деградации светового потока составляет менее 1% при работе в течение 3000 часов.

    Размеры светодиода SMD 5730

    Характеристики светодиодов Cree

    Компания Cree (США) занимается разработкой и выпуском сверхъярких и самых мощных светодиодов. Одна из групп светодиодов Cree представлена серией приборов Xlamp, которые делятся на однокристальные и многокристальные. Одной из особенностей однокристальных источников является распределение излучения по краям прибора. Это инновация позволила выпускать светильники с большим углом свечения, используя минимальное количество кристаллов.

    В серии LED-источников XQ-E High Intensity угол свечения составляет от 100 до 145 градусов. Имея небольшие геометрические размеры 1,6х1,6 мм, мощность сверхярких светодиодов – 3 Вольта, а световой поток – 330 лм. Это одна из новейших разработок компании Cree. Все светодиоды, конструкция которых разработана на базе одного кристалла, имеют качественную цветопередачу в пределах CRE 70-90.

    Компания Cree выпустила несколько вариантов многокристальных LED-приборов с новейшими типами питания от 6 до 72 Вольт. Многокристальные светодиоды делятся на три группы, в которые входят приборы с высоким напряжением, мощностью до 4Вт и выше 4Вт. В источниках до 4Вт собраны 6 кристаллов в корпусе типа MX и ML. Угол рассеивания составляет 120 градусов. Купить светодиоды Cree такого типа можно с белым теплым и холодным цветом свечения.

    В группу свыше 4Вт входят светодиоды из нескольких кристаллов. Самыми габаритными в группе являются приборы мощностью 25Вт, представленные серией MT-G. Новинка компании – светодиоды модели XHP. Один из крупных LED-приборов имеет корпус 7х7 мм, его мощность 12Вт, светоотдача 1710 лм. Светодиоды с высоким напряжением питания объединяют в себе небольшие габариты и высокую светоотдачу.

    LED-лампы серии XQ-E High Intensity производителя Cree (США)

    Схемы подключения светодиодов

    Существуют определенные правила подключения светодиодов. Беря во внимание, что проходящий через прибор ток движется только в одном направлении, для длительного и стабильного функционирования LED-приборов важно учитывать не только определенное напряжение, но и оптимальную величину тока.

    Схема подключения светодиода к сети 220В

    В зависимости от используемого источника питания, различают два вида схем подключения светодиодов к 220В. В одном из случаев используется драйвер с ограниченным током, во втором – специальный блок питания, стабилизирующий напряжение. Первый вариант учитывает использование специального источника с определенной силой тока. Резистор в данной схеме не требуется, а количество подключаемых светодиодов ограничивается мощностью драйвера.

    Для обозначения светодиодов на схеме используются пиктограммы двух видов. Над каждым схематическим их изображением находятся две небольшие параллельные стрелочки, направленные вверх. Они символизируют яркое свечение LED-прибора. Перед тем как подключить светодиод к 220В используя блок питания, необходимо в схему включить резистор. Если это условие не выполнить, это приведет к тому, что рабочий ресурс светодиода существенно сократится или он попросту выйдет из строя.

    Схема подключения светодиодов к сети 220В с использованием гасящего конденсатора С1

    Если при подключении использовать блок питания, то стабильным в схеме будет лишь напряжение. Учитывая незначительное внутреннее сопротивление LED-прибора, включение его без ограничителя тока приведет к сгоранию прибора. Именно поэтому в схему включения светодиода вводят соответствующий резистор. Следует отметить, что резисторы бывают с разным номиналом, поэтому их следует правильно рассчитывать.

    Как рассчитать сопротивление для светодиода

    При расчете сопротивления для светодиода руководствуются формулой:

    U = IхR,

    где U – напряжение, I – сила тока, R – сопротивление (закон Ома). Допустим, необходимо подключить светодиод с такими параметрами: 3В – напряжение и 0,02А – сила тока. Чтобы при подключении светодиода к 5 Вольтам на блоке питания он не вышел из строя, надо убрать лишние 2В (5-3 = 2В). Для этого необходимо включить в схему резистор с определенным сопротивлением, которое рассчитывается с помощью закона Ома:

    R = U/I.

    Резисторы с различными значениями сопротивления

    Таким образом, отношение 2В к 0,02А составит 100 Ом, т.е. именно такой необходим резистор.

    Очень часто бывает, что учитывая параметры светодиодов, сопротивление резистора имеет нестандартное для прибора значение. Такие ограничители тока нельзя отыскать в точках продажи, например, 128 или 112,8 Ом. Тогда следует использовать резисторы, сопротивление которых имеет ближайшее большее значение по сравнению с расчетным. При этом светодиоды будут функционировать не в полную силу, а лишь на 90-97%, но это будет незаметно для глаза и положительно отразится на ресурсе прибора.

    В интернете представлено множество вариантов калькуляторов расчетов светодиодов. Они учитывают основные параметры: падение напряжения, номинальный ток, напряжение на выходе, количество приборов в цепи. Задав в поле формы параметры LED-приборов и источников тока, можно узнать соответствующие характеристики резисторов. Для определения сопротивления маркированных цветом токоограничителей также существуют онлайн расчеты резисторов для светодиодов.

    Схемы параллельного и последовательного подключения светодиодов

    При сборке конструкций из нескольких LED-приборов используют схемы включения светодиодов в сеть 220 Вольт с последовательным или параллельным соединением. При этом для корректного подключения следует учитывать, что при последовательном включении светодиодов требуемое напряжение представляет собой сумму падений напряжений каждого прибора. В то время как при параллельном включении светодиодов складывается сила тока.

    Схемы параллельного подключения светодиодов. В варианте 1 на каждую цепь диодов используется отдельный резистор, в варианте 2 — один общий для всех цепей

    Если в схемах используются LED-приборы с разными параметрами, то для стабильной работы необходимо рассчитать резистор для каждого светодиода отдельно. Следует отметить, что двух совершенно одинаковых светодиодов не существует. Даже приборы одной модели имеют незначительные отличия в параметрах. Это приводит к тому, что при подключении большого их количества в последовательную или параллельную схему с одним резистором, они могут быстро деградировать и выйти из строя.

    Расхождение в параметрах при параллельном подключении нескольких светодиодов, допустим 4-5 шт., не повлияет на работу приборов. А если в такую схему подключить много светодиодов – это будет плохим решением. Даже если LED-источники имеют незначительный разброс характеристик, это приведет к тому, что некоторые приборы будут излучать яркий свет и быстро сгорят, а другие – будут слабо светиться.  Поэтому при параллельном подключении следует всегда использовать отдельный резистор для каждого прибора.

    Что касается последовательного соединения, то здесь имеет место экономное потребление, так как вся цепь расходует количество тока, равное потреблению одного светодиода. При параллельной схеме, потребление составляет сумму расходования всех включенных в схему LED-источников, включенных в схему.

    Схема последовательного подключения светодиодов

    Как подключить светодиоды к 12 Вольтам

    В конструкции некоторых приборов резисторы предусмотрены еще на этапе изготовления, что дает возможность подключения светодиодов к 12 Вольт или 5 Вольт. Однако такие приборы не всегда можно найти в продаже. Поэтому в схеме подключения светодиодов к 12 вольт предусматривают ограничитель тока. Первым делом необходимо выяснить характеристики подключаемых светодиодов.

    Такой параметр, как прямое падение напряжения у типовых LED-приборов составляет около 2В. Номинальный ток у этих светодиодов соответствует 0,02А. Если требуется подключить такой светодиод к 12В, то «лишние» 10В (12 минус 2) необходимо погасить ограничительным резистором. С помощью закона Ома можно рассчитать для него сопротивление. Получим, что 10/0,02 = 500 (Ом). Таким образом, необходим резистор с номиналом 510 Ом, который является ближайшим по ряду электронных компонентов Е24.

    Чтобы такая схема работала стабильно, требуется еще вычислить мощность ограничителя. Используя формулу, исходя из которой мощность равна произведению напряжения и тока, рассчитываем ее значение. Напряжение величиной 10В умножаем на ток 0,02А и получаем 0,2Вт. Таким образом, необходим резистор, стандартный номинал мощности которого составляет 0,25Вт.

    Схема подключения RGB светодиодной ленты к 12В

    Если в схему необходимо включить два LED-прибора, то следует учитывать, что напряжение падающее на них, будет составлять уже 4В. Соответственно для резистора останется погасить уже не 10В, а 8В. Следовательно, дальнейший расчет сопротивления и мощности резистора делается на основании этого значения. Расположение резистора в схеме можно предусмотреть в любом месте: со стороны анода, катода, между светодиодами.

    Как проверить светодиод мультиметром

    Один из способов проверки рабочего состояния светодиодов – тестирование мультиметром. Таким прибором можно диагностировать светодиоды любого исполнения. Перед тем как проверить светодиод тестером, переключатель прибора устанавливают в режиме «прозвонки», а щупы прикладывают к выводам. При замыкании красного щупа на анод, а черного на катод, кристалл должен излучать свет. Если поменять полярность, на дисплее прибора должна отображаться показание «1».

    Схема проверки светодиода с помощью цифрового мультиметра

    Тестирование LED-приборов можно произвести, не используя щупы. Для этого в отверстия, расположенные в нижнем углу прибора, анод вставляют в отверстие с символом «Е», а катод – с указателем «С». Если светодиод в рабочем состоянии – он должен засветиться. Этот метод тестирования подходит для светодиодов с достаточно длинными контактами, очищенными от припоя. Положение переключателя при таком способе проверки не имеет значения.

    Как проверить светодиоды мультиметром, не выпаивая? Для этого необходимо припаять к щупам тестера кусочки от обычной скрепки. В качестве изоляции подойдет текстолитовая прокладка, которая укладывается между проводами, после чего обрабатывается изолентой. На выходе получается своеобразный переходник для подключения щупов. Скрепки хорошо пружинят и надежно фиксируются в разъемах. В таком виде можно подключить щупы к светодиодам, не выпаивая их из схемы.

    Что можно сделать из светодиодов своими руками

    Многие радиолюбители практикуют сборку различных конструкций из светодиодов своими руками. Собранные самостоятельно изделия не уступают по качеству, а иногда и превосходят аналоги производственного изготовления. Это могут быть цветомузыкальные устройства, мигающие конструкции светодиодов, бегущие огни на светодиодах своими руками и многое другое.

    Использование светодиодов в создании сценических костюмов

    Сборка стабилизатора тока для светодиодов своими руками

    Чтобы ресурс светодиода не выработался раньше положенного срока, необходимо чтобы ток, протекающий через него, имел стабильное значение. Известно, что светодиоды красного, желтого и зеленого цвета могут справляться с повышенной нагрузкой по току. В то время как сине-зеленые и белые LED-источники даже при небольшой перегрузке сгорают за 2 часа. Таким образом, для нормальной работы светодиода необходимо решить вопрос с его питанием.

    Если собрать цепочку из последовательно или параллельно соединенных светодиодов, то обеспечить им идентичное излучение можно в том случае, если ток, проходящий через них, будет иметь одинаковую силу. Кроме того, импульсы обратного тока могут негативно повлиять на ресурс LED-источников. Чтобы такого не произошло, необходимо включить в схему стабилизатор тока для светодиодов.

    Качественные признаки светодиодных светильников зависят от применяемого драйвера – устройства, которое преобразует напряжение в стабилизированный ток с конкретным значением. Многие радиолюбители собирают схему питания светодиодов от 220В своими руками на базе микросхемы LM317. Элементы для такой электронной схемы имеют небольшую стоимость и такой стабилизатор легко сконструировать.

    Схема подключения мощного светодиода с использованием интегрального стабилизатора напряжения LM317

    При использовании стабилизатора тока на LM317 для светодиодов регулируют ток в пределах 1А. Выпрямитель на базе LM317L стабилизирует ток до 0,1А. В схеме устройства используют всего лишь один резистор. Его рассчитывают посредством онлайн калькулятора сопротивления для светодиода. Для питания подойдут имеющиеся подручные устройства: блоки питания от принтера, ноутбука или другой бытовой электроники. Более сложные схемы собирать самостоятельно не выгодно, так как их проще приобрести в готовом виде.

    ДХО из светодиодов своими руками

    Применение на автомобилях дневных ходовых огней (ДХО) заметно повышает видимость автомобиля в светлое время другими участниками дорожного движения. Многие автолюбители практикуют самостоятельную сборку ДХО с использованием светодиодов. Один из вариантов – устройство ДХО из 5-7 светодиодов мощностью 1Вт и 3Вт на каждый блок. Если использовать менее мощные LED-источники, световой поток не будет соответствовать нормативам для таких огней.

    Дневные ходовые огни улучшают видимость автомобиля на дороге

    Для основания можно использовать плату из алюминиевого профиля с площадками для крепления светодиодов. Светодиоды фиксируются на плате с помощью теплопроводного клеящего состава. В соответствии с типом LED-источников подбирается оптика. В данном случае подойдут линзы с углом свечения 35 градусов. Линзы устанавливаются на каждый светодиод отдельно. Провода выводятся в любую удобную сторону.

    Далее изготавливается корпус для ДХО, служащий одновременно и радиатором. Для этого можно использовать П-образный профиль. Готовый светодиодный модуль располагают внутри профиля, закрепив его на винтах. Все свободное пространство можно залить прозрачным герметиком на силиконовой основе, оставив на поверхности только линзы. Такое покрытие будет служить в качестве влагозащиты.

    Подключение ДХО к питанию производится с обязательным использованием резистора, сопротивление которого предварительно просчитывается и проверяется. Способы подключения могут быть разными, учитывая модель автомобиля. Схемы подключения можно отыскать в сети интернет.

    Схема подключения ДХО с блоком управления

    Как сделать, чтобы светодиоды мигали

    Наиболее популярными мигающими светодиодами, купить которые можно в готовом виде, являются приборы, регулируемые уровнем потенциала. Мигание кристалла происходит за счет изменения питания на выводах прибора. Так, двухцветный красно-зеленый LED-прибор излучает свет в зависимости от направления проходящего по нему тока. Эффект мигания в RGB-светодиоде достигается подключением трех выводов для отдельного управления к конкретной системе регулирования.

    Но можно сделать мигающим и обычный одноцветный светодиод, имея в арсенале минимум электронных компонентов. Перед тем как сделать мигающий светодиод, необходимо выбрать работающую схему, которая будет простой и надежной. Можно использовать схему мигающего светодиода, которая будет запитана от источника с напряжением 12В.

    Схема состоит из транзистора небольшой мощности Q1 (подойдет кремниевый высокочастотный КТЗ 315 или его аналоги), резистора R1 820-1000 Ом, 16-вольтового конденсатора С1 емкостью 470 мкФ и LED-источника. При включении схемы конденсатор заряжается до 9-10В, после этого транзистор на миг открывается и отдает накопленную энергию светодиоду, который начинает мигать. Данную схему можно реализовать только в случае питания от источника 12В.

    Мигание светодиодов используется, например, в елочной гирлянде

    Можно собрать более усовершенствованную схему, которая работает по аналогии с транзисторным мультивибратором. В схему входят транзисторы КТЗ 102 (2 шт.), резисторы R1 и R4 по 300 Ом каждый, чтобы ограничить ток, резисторы R2 и R3 по 27000 Ом, чтобы задавать ток базы транзисторов, 16-вольтовые полярные конденсаторы (2 шт. емкостью 10 мкФ) и два LED-источника. Данная схема питается от источника постоянного напряжения 5В.

    Схема работает по принципу «пары Дарлингтона»: конденсаторы С1 и С2 попеременно заряжаются и разряжаются, что служит причиной открывания конкретного транзистора. Когда один транзистор отдает энергию С1, загорается один светодиод. Далее плавно заряжается С2, а ток базы VT1 снижается, что приводит к закрытию VT1 и открытию VT2 и загорается другой светодиод.

    Схема вспышек на светодиоде

    Сборка цветомузыки на светодиодах своими руками

    Чтобы реализовать достаточно сложные схемы цветомузыки на светодиодах своими руками, необходимо сначала разобраться, как работает простейшая схема цветомузыки. Она состоит из одного транзистора, резистора и LED-прибора. Такую схему можно запитать от источника с номиналом от 6 до 12В. Функционирование схемы происходит за счет каскадного усиления с общим излучателем (эмиттером).

    На базу VT1 поступает сигнал с изменяющейся амплитудой и частотой. В том случае, когда колебания сигнала превышают заданный порог, транзистор открывается и загорается светодиод. Минусом данной схемы является зависимость мигания от степени  звукового сигнала. Таким образом эффект цветомузыки будет проявляться только при определенной степени громкости звука. Если звук увеличить. светодиод будет все время гореть, а при уменьшении – чуть вспыхивать.

    Чтобы добиться полноценного эффекта, используют схему цветомузыки на светодиодах с разбивкой диапазона звука на три части. Схема с трехканальным преобразователем звука питается от источника напряжением 9В. Огромное количество схем цветомузыки можно найти в интернете на различных форумах радиолюбителей. Это могут быть схемы цветомузыки с использованием одноцветной ленты, RGB-светодиодной ленты, а также схемы плавного включения и выключения светодиодов. Так же в сети можно отыскать схемы бегущих огней на светодиодах.

    Схема для сборки цветомузыки своими руками

    Конструкция индикатора напряжения на светодиодах своими руками

    Схема индикатора напряжения включает резистор R1 (переменное сопротивление 10 кОм), резисторы R1, R2 (1кОм), два транзистора VT1 КТ315Б, VT2 КТ361Б, три светодиода – HL1, HL2 (красные), HLЗ (зеленый). X1, X2 – 6-вольтовые источники питания. В данной схеме рекомендуется использовать LED-приборы с напряжением 1,5В.

    Алгоритм работы самодельного светодиодного индикатора напряжения представляет собой следующее: когда подается напряжение, светится центральный LED-источник зеленого цвета. В случае падения напряжения, включается светодиод красного цвета, расположенный слева. Увеличение напряжения заставляет светиться красный светодиод, размещенный справа. При среднем положении резистора все транзисторы будут в закрытом положении, и напряжение поступит лишь на центральный зеленый светодиод.

    Открытие транзистора VT1 происходит, когда ползунок резистора передвигают вверх, тем самым повышая напряжение. В этом случае поступление напряжения на HL3 прекращается, и оно подается на HL1. При перемещении ползунка вниз (понижение напряжение) происходит закрытие транзистора VT1 и открытие VT2, что даст питание светодиоду HL2. С незначительной задержкой LED HL1 погаснет, HL3 один раз мелькнет и засветится HL2.

    Схема сборки индикатора напряжения на светодиодах своими руками

    Такую схему можно собрать, используя радиодетали от устаревшей техники. Некоторые собирают ее на текстолитовой плате, соблюдая масштаб 1:1 c размерами деталей, чтобы все элементы могли разместиться на плате.

    Безграничный потенциал LED-освещения дает возможность самостоятельно конструировать из светодиодов различные светотехнические приборы с отличными характеристиками и достаточно низкой стоимостью.

    как определяется, на что влияет

    Светодиод — полупроводниковый прибор, который преобразует прямой электрический ток в световое излучение. Английское название LED расшифровывается, как light emitting diode. Если раньше светодиоды представляли интерес только для узкого круга ученых, то сейчас их активно используют оформители для украшения помещений и разработки концепции светодизайна. В отличие от ламп накаливания, светодиоды преобразуют ток в световое излучение с минимальными потерями, то есть LED-лампы практически не нагреваются при наличии хорошего теплоотвода.

    Если еще в середине прошлого века ученым удавалось получить мизерный КПД только в 2%, то сейчас светодиоды в среднем выдают КПД 35-45%, хотя встречаются и настоящие рекордсмены, у которых КПД достигает фантастических 60%. Светодиоды могут работать на протяжении длительного времени. Приборы относятся к низковольтным, то есть безопасным для человека. Основное эстетическое достоинство светодиодов — свет, излучаемый им, «чистый», так как лежит в узком диапазоне спектра. У приборов есть несколько основных ТХ: мощность, сила потребляемого тока, цветовая температура и напряжение. О том, как определить напряжение и поговорим дальше.

    Как определить напряжение питания светодиодов

    Источник питания для светодиодов — основная комплектующая деталь, которая преобразует сетевое напряжение. Как известно светодиоды питаются током, но напряжение, которое подается в данном случае, значения не имеет. Это может быть как 12 В, так и 1000 В. Главное для светодиода — это ток. При его нехватке свет лампочек тускнеет, а при переизбытке они начинают нагреваться, и даже теплоотвод не всегда может справиться. Если простая лампа накаливания «самостоятельно» выбирает для себя ток, то светодиод сам выбирает напряжение. Если светодиод требует напряжение в 5 В, а блок питания подает ему, к примеру, 5 В, то высока вероятность того, что светодиод просто сгорит. Дело в том, что возникает «конфликт» между источником питания и светодиодом. Первый пытается честно выдать 5 В, а второй старается взять только положенные для себя 3 В. Светодиод может «просадить» напряжение до нужного, если блок питания слабенький, но чаще в этой схватке все же побеждает хаос и разрушение и светодиод перегорает.

    Чтобы подобных проблем не возникло, необходимо стабилизировать ток. Самый простой вариант — резистор. Он подключается последовательно со светодиодами. Резистор помогает ослабить источник питания и заставить его выдавать светодиоду нужное напряжение. Если речь идет о мощных светодиодах, то слабенькому резистору с ними не справиться. В этой ситуации потребуется полноценный стабилизатор.

    Расчет резистора провести довольно просто. Для вычислений необходимо знать напряжение питания, падение напряжения и ток. От значения напряжения питания отнимают падение напряжения, а получившуюся величину делят на ток. Теперь остается только выбрать резистор с ближайшим стандартным сопротивлением. Некоторые предпочитают вообще убирать из формулы падение напряжения, так как его точное значение не всегда известно, но ниже приведены два способа для определения этой величины.

    Как узнать падение напряжения на светодиоде

    Падение напряжения на светодиоде — это одна из его важных характеристик. С помощью падения напряжения можно узнать, на сколько вольт уменьшится напряжение во время прохождения через один светодиод, если соединение было последовательным. К примеру, если падение напряжения на светодиоде 2,3 вольта, а напряжение питания 24 вольт, то после первой лампочки остальным останется 24—2,3=21,7 вольт. После прохождения второго светодиода значение станет еще меньше: 21,7—2,3=19,4 вольт.

    Подсчеты можно проводить до тех пор, пока полученное значение не будет меньше падения напряжения, то есть на следующий диод его уже не хватит. После проведения нехитрых подсчетов можно прийти к выводу, что запитать при таких условиях можно только 10 светодиодов, а 11-й сиротливо останется в сторонке. Если в ленте их больше, то на остальных уже не хватит. Падение напряжения можно измерить двумя способами: практическим и теоретическим.

    Теоретический метод

    Для теоретического метода определения падения напряжения в светодиоде необходимы таблицы. Изменения этой характеристики напрямую связаны с его цветом. Для изготовления светодиодов разных цветов используются разные полупроводниковые материалы. Здесь производители во мнении не сходятся, а единого стандарта нет, поэтому каждый делает из того, из чего считает нужным. Падение напряжения во многом определяется химическим составом полупроводника. Точных значений для светодиодов одного цвета нет, но существует определенный диапазон, в котором они варьируются. К примеру, для синих и белых 3—3,6 В, для красных 1,8—2В, для жёлтых и зелёных 2—2,4В. Эти данные можно посмотреть по даташиту.

    У белых светодиодов показатель самый высокий, а в хвосте списке расположились красные. Хотя данные и приблизительные, этого обычно достаточно для проведения расчетов. Если светодиоды достались по наследству без документации, то можно поискать в интернете похожие, а после скачать документацию для них. Такой метод, к сожалению, совершенно ненадежен, так как под идентичными корпусами может скрываться разная начинка, соответственно и характеристики у нее будут другими.

    Практический метод

    В реальности проще это падение напряжения на светодиоде измерить вольтметром в схеме, чем выискивать в графиках и таблицах. Не нужно объяснять, что вольтметр должен быть включен на постоянное напряжение, если через диод течет постоянный ток, а щупы должны касаться анода и катода диода. Если возникают трудности с идентификацией, то отличить их легко. Катод короче анода, что видно невооруженным глазом.

    Итоги: что делать, если напряжение светодиода упало

    Падение напряжения может сильно колебаться даже у одинаковых светодиодов от одного производителя в рамках одной партии. Этот показатель меняется по мере изнашивания светодиода. Также эта характеристика зависит от температуры. Сильный нагрев сокращает срок службы светодиода, поэтому необходим хороший теплоотвод и стабилизатор.

     

    Напряжение питания светодиодов

    Светоизлучающему диоду, как и человеку, необходимо питаться правильно. Только в этом случае он гарантирует многолетнюю и безотказную работу. Светодиоды имеют нелинейную вольтамперную характеристику, схожую с обычным диодом. Поэтому их питание должно осуществляться стабильным током – это один из ключевых принципов. Если его не соблюдать, последствия для светодиодов могут быть самые плачевные.

    Чтобы определить, какая схема питания будет оптимальной в том или ином случае, необходимо для начала узнать исходные данные:

    • параметры светодиода, нормируемые производителем;
    • параметры питающей сети (сеть 220 В, аккумулятор, батарейки или что-то другое).

    Содержание статьи

    Параметры светодиода

    Самые важные параметры –  это номинальный и максимальный ток. При номинальном обычно нормируются световые характеристики – сила света в канделах или световой поток в люменах. Максимальный ток – это предельное значение, при котором можно эксплуатировать данный прибор. Значения этих параметров в современных однокристальных приборах варьируются от нескольких мА до 3 А.

    Прямое падение напряжения – напряжение питания светодиодов, которое падает на p-n-переходе при номинальном токе. Его значение пригодиться при расчете выходных параметров источника питания.

    Максимальная температура корпуса и p-n-перехода, максимальное обратное напряжение  — параметры тоже важные, но в случаях, когда соблюдаются токовые режимы и схема не предусматривает обратного включения, на них можно не обращать внимания.

    Параметры питающей сети

    При изготовлении любого устройства своими руками, необходимо определить параметры источника, который будет осуществлять питание светодиодов. Сеть 220 В, автомобильный аккумулятор на напряжение 12 В или простые батарейки – в любом случае необходимо определить диапазон питающего напряжения, то есть минимальное и максимальное его значение. На сеть 220 В дается (но не всегда соблюдается) допуск ±10%. Для аккумулятора берется в расчет напряжение при полной зарядке и в разряженном состоянии. С батарейками и так всё понятно.

    В случае с автономными источниками питания важно также узнать их емкость и максимальный выходной ток.

    Простейшая схема

    Пусть стоит задача сделать своими руками примитивный светодиодный фонарик, питающийся от одной батарейки. Возьмем, к примеру, светодиод C503C (CREE) с номинальным током ILED=20 мА и падением напряжения ULED =3,2 В.

    В качестве источника питания используем литиевую батарейку на 3,7В (если использовать пальчиковые батарейки, то одной не обойдешься).

    Если включать светодиод напрямую, то сила тока через светодиод будет ограничиваться только внутренним сопротивлением батарейки, что в лучшем случае будет приводить к очень быстрому ее разряду, а в худшем к выходу из строя светодиода. Простейшая схема включения показана на рисунке ниже.

    Для ограничения тока используется резистор, сопротивление которого определяется по формуле R=(UБ-ULED)/ ILED. В нашем случае сопротивление составит 25 Ом.

    При увеличении мощности диода, схема будет усложняться, т.к. при больших токах применять резистор нецелесообразно – слишком большие потери мощности. Если напряжение питания имеет большой диапазон, эта схема тоже не годится, потому что не обеспечивает стабилизацию тока.

    Развиваем тему

    Питание мощных светодиодов осуществляется с применением стабилизаторов тока – драйверов. Они могут быть выполнены как на основе дискретных компонентов, так и с применением специализированных микросхем. Драйвер можно приобрести в готовом виде, а можно изготовить своими руками – это не сложно, учитывая, что схем и рекомендаций в интернете с избытком.

    Еще один важный момент организации питания полупроводниковых источников света: при объединении светодиодов в группы, рекомендуется их последовательное соединение. Это обусловлено тем, что падение напряжения на p-n-переходе имеет определенный разброс от прибора к прибору, и при параллельном включении токи через них будут отличаться.

    Питание светодиодов от 220 В сети , организуется с помощью так называемых сетевых драйверов. По сути, это импульсные источники питания для светодиодов, они преобразуют сетевое напряжение в стабильный постоянный ток. Изготавливать такой источник своими руками – довольно сложно, если вы не специалист в этой области, а учитывая широкую номенклатуру, представленную на современном рынке еще и нецелесообразно.

     

    Характеристики светодиода, требующие внимания < зависят от температуры перехода > | Основы электроники

    Изменение характеристик в зависимости от температуры (светимость, длина волны, прямое напряжение)

    Некоторые характеристики светодиода зависят от температуры кристалла (Tj: температура перехода светоизлучающего блока), которая включает температуру окружающей среды и тепловыделение светодиода во время работы.

    Типичные изменения характеристик описаны ниже.

    Светимость

    Обычно, когда Tj увеличивается, интенсивность света уменьшается. Это связано с повышенной рекомбинацией электронов и дырок, которые не вносят вклад в излучение света.

    Длина волны

    Длина волны излучения изменяется в зависимости от изменений температуры так же, как изменяется светимость. В первую очередь ширина запрещенной зоны полупроводника изменяется в зависимости от температуры, что приводит к изменению длины волны.

    Величина изменения длины волны будет отличаться в зависимости от материала, но со светодиодами InGaAlP изменение будет происходить в сторону более длинных волн, при этом? D изменяется на 0.1 нм / ° C в зависимости от повышения температуры. В приложениях с ограниченными требованиями к температуре необходимо учитывать изменение длины волны в пределах гарантированного диапазона рабочих температур устройства.

    прямое напряжение (VF)

    За исключением особых случаев, изменения VF вызваны вариациями длины волны излучения и ширины запрещенной зоны полупроводника. При повышении температуры VF уменьшается на 2 мВ / ° C. Изменение VF - важное соображение при проектировании схем.

    Когда светодиод работает при постоянном токе, изменение VF не должно вызывать серьезных проблем в качестве постоянной цепи.Однако при постоянном напряжении VF будет падать при повышении температуры, вызывая увеличение тока.

    По мере увеличения тока Tj будет продолжать увеличиваться, что приведет к дальнейшему падению VF до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Напротив, при низких температурах VF увеличивается, вызывая падение тока, что может затруднить получение требуемой яркости при работе с постоянным напряжением.

    Характеристики Колебания

    Светодиоды

    по своей природе обладают распределенными характеристиками и вариациями в процессе производства.По этой причине установлены минимальные значения ранга светимости и даже электрических характеристик.

    В результате необходимо учитывать эти различия в оптических и схемотехнических конструкциях. Например, до того, как возникнут какие-либо колебания V F из-за температуры, изменения будут основаны на конкретном распределении.

    Следовательно, при недостаточном расчетном запасе, когда изменение V F велико, важно учитывать, можно ли получить желаемые характеристики с учетом колебаний температуры.В зависимости от схемы и заданных характеристик может потребоваться сузить диапазон вариаций характеристик. В этом случае важно определить, можно ли рассмотреть и поддержать введение специальных стандартов.

    светодиодов (светоизлучающих диодов) | Electronics Club

    Светодиоды (светоизлучающие диоды) | Клуб электроники

    Тестирование | Цвет | Размеры и формы | Резистор | Светодиоды последовательно | Светодиодные данные | Мигает | Количество дисплеев

    См. Также: Лампы | Диоды

    LED = светоизлучающий диод

    светодиода излучают свет, когда через них проходит электрический ток.

    Электрические характеристики светодиода сильно отличаются от поведения лампы, и он должен быть защищен от пропускание чрезмерного тока, обычно это достигается подключением резистора последовательно со светодиодом. Никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания.

    светодиода должны быть подключены правильно, на схеме может быть указано a или + для анода и k или - для катода (да, это действительно k, а не c, для катода).Катод - это короткий вывод, и на корпусе может быть небольшое сглаживание. круглых светодиодов. Если вы видите внутри светодиода, катод - это электрод большего размера, но это не официальный метод идентификации.

    Пайка светодиодов

    Светодиоды

    могут быть повреждены нагреванием при пайке, но риск невелик, если вы не будете очень медленными. При пайке большинства светодиодов никаких специальных мер предосторожности не требуется.

    Rapid Electronics: светодиоды


    Тестирование светодиода

    Никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания , потому что светодиод может быть разрушенным чрезмерным током, проходящим через него.

    Светодиоды

    должны иметь последовательно включенный резистор для ограничения тока до безопасного значения для в целях тестирования 1к резистор подходит для большинства светодиодов, если напряжение питания составляет 12 В или меньше. Не забудьте правильно подключить светодиод.

    Пожалуйста, смотрите ниже объяснение того, как выработать подходящий резистор. значение для светодиода.


    Не хватает денег на проекты в области электроники? Продайте свой старый iPhone, iPad, MacBook или другое устройство Apple: macback.co.uk


    Цвета светодиодов

    Цвет светодиода определяется его полупроводниковым материалом, а не цветом «упаковки» (пластиковый корпус).Светодиоды всех цветов доступны в неокрашенном виде. упаковки, которые могут быть рассеянными (молочными) или прозрачными (часто называемыми «прозрачными от воды»). Цветные упаковки также доступны в диффузных (стандартный тип) или прозрачных.

    Синие и белые светодиоды могут быть дороже других цветов.

    Двухцветные светодиоды

    Двухцветный светодиод имеет два светодиода, подключенных «обратно параллельно» (один вперед, один назад) объединены в один корпус с двумя выводами. Одновременно может гореть только один из светодиодов и они менее полезны, чем трехцветные светодиоды и светодиоды RGB, описанные ниже.

    Трехцветные светодиоды

    Самый популярный тип трехцветного светодиода, в котором красный и зеленый светодиоды объединены в один. пакет с тремя выводами. Их называют трехцветными, потому что смешанные красный и зеленый свет кажется желтым, и он появляется, когда горят и красный, и зеленый светодиоды.

    На схеме показана конструкция трехцветного светодиода. Обратите внимание на разные длины трех выводов. Центральный вывод (k) является общим катодом для оба светодиода, внешние выводы (a1 и a2) являются анодами для светодиодов, что позволяет каждый из них должен быть освещен отдельно, или оба вместе, чтобы дать третий цвет.

    Rapid Electronics: красный / зеленый светодиод

    RGB светодиодов

    светодиодов RGB содержат красный, зеленый и синий светодиоды в одном корпусе. Каждый внутренний светодиод можно переключить включается и выключается по отдельности, позволяя производить диапазон цветов:

    • Красный + зеленый дает желтый
    • Красный + синий дает пурпурный
    • Зеленый + синий дает голубой
    • Красный + зеленый + синий дает белый

    Более широкий диапазон цветов можно получить, изменяя яркость каждого внутреннего светодиода.

    Rapid Electronics: RGB LED



    Размеры, формы и углы обзора светодиодов

    Светодиоды

    доступны в широком ассортименте размеров и форм. «Стандартный» светодиод имеет круглое поперечное сечение диаметром 5 мм, и это, вероятно, лучший тип для общего использования, но также популярны круглые светодиоды диаметром 3 мм.

    Светодиоды круглого сечения используются часто и их очень легко установить на коробки, просверлив отверстие под диаметр светодиода, добавив пятно клея, поможет удержать светодиод, если необходимо.Также доступны зажимы для светодиодов (показаны на рисунке) для фиксации светодиодов в отверстиях. Другие формы поперечного сечения включают квадратные, прямоугольные и треугольные.

    Фотография © Rapid Electronics

    Светодиоды различаются не только цветами, размерами и формами, но и углом обзора. Это говорит вам, насколько распространился луч света. Стандартные светодиоды имеют обзор угол 60 °, но другие имеют узкий луч 30 ° или меньше.

    Склад Rapid Electronics особенно широкий выбор светодиодов и их веб-сайт является хорошим руководством к широкому ассортименту доступных включая новейшие светодиоды высокой мощности.


    Расчет номинала светодиодного резистора

    Светодиод должен иметь последовательно подключенный резистор для ограничения тока через светодиод. иначе он выгорит практически мгновенно.

    Номинал резистора R определяется по формуле:

    R = значение резистора в омах ().
    В S = напряжение питания.
    В L = напряжение светодиода (2 В или 4 В для синих и белых светодиодов).
    I = ток светодиода в амперах (A)

    Ток светодиода должен быть меньше максимально допустимого для вашего светодиода.Для светодиодов стандартного диаметра 5 мм максимальный ток обычно составляет 20 мА, поэтому значения 10 мА или 15 мА подходят для многих цепей. Для расчета ток должен быть в амперах (А). Чтобы преобразовать мА в А, разделите ток в мА на 1000.

    Если расчетное значение недоступно, выберите ближайшее стандартное значение резистора. что на больше , так что ток будет немного меньше, чем вы выбрали. На самом деле вы можете выбрать резистор большего номинала, чтобы уменьшить ток. (например, для увеличения срока службы батареи), но это сделает светодиод менее ярким.

    Например

    Если напряжение питания V S = 9V, и у вас красный светодиод (V L = 2V), требующий тока I = 20 мА = 0,020 А,
    R = (9В - 2В) / 0,02А = 350, так что выберите 390 (ближайшее стандартное значение, которое больше).

    Напряжение светодиода

    Напряжение светодиода V L определяется цветом светодиода. Красные светодиоды имеют самое низкое напряжение, желтые и зеленые немного выше. Наибольшее напряжение имеют синий и белый светодиоды.

    Для большинства целей точное значение не критично, и вы можете использовать 2 В для красного, желтого и зеленого или 4 В для синих и белых светодиодов.

    Расчет формулы светодиодного резистора по закону Ома

    Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где:
    В = напряжение на резисторе (в данном случае = В S - В L )
    I = ток через резистор

    Итак, R = (V S - V L ) / I

    Для получения дополнительной информации о расчетах см. Страницу Закона Ома.



    Подключение светодиодов последовательно

    Если вы хотите, чтобы несколько светодиодов горели одновременно, их можно подключить последовательно. Это продлевает срок службы батареи за счет включения нескольких светодиодов таким же током, как и только один светодиод.

    Все светодиоды, соединенные последовательно, пропускают одинаковый ток , поэтому лучше всего, если они все того же типа. Источник питания должен иметь достаточное напряжение, чтобы обеспечить около 2 В для каждого светодиода. (4 В для синего и белого) плюс еще минимум 2 В для резистора.Чтобы выработать ценность для резистора необходимо сложить все напряжения светодиодов и использовать это для V L .

    Пример расчетов:

    Для последовательного красного, желтого и зеленого светодиода требуется напряжение питания не менее 3 × 2 В + 2 В = 8 В, поэтому батарея 9 В и будет идеальной.
    В L = 2 В + 2 В + 2 В = 6 В (три напряжения светодиодов суммируются).
    Если напряжение питания V S составляет 9 В, а ток I должен быть 15 мА = 0,015 А,
    Резистор R = (В S - В L ) / I = (9 - 6) / 0.015 = 3 / 0,015 = 200,
    , поэтому выберите R = 220 (ближайшее стандартное значение, которое больше).

    Избегайте параллельного подключения светодиодов!

    Как правило, подключение нескольких светодиодов параллельно с одним общим резистором является плохой идеей.

    Если для светодиодов требуется немного другое напряжение, загорится только светодиод с самым низким напряжением. может быть разрушен большим током, протекающим через него. Хотя идентичные светодиоды могут быть успешно подключены параллельно с одним резистором, что редко дает полезные преимущества потому что резисторы очень дешевые, а ток такой же, как при подключении светодиодов по отдельности.

    Если светодиоды включены параллельно, у каждого из них должен быть свой резистор.


    Чтение таблицы технических данных для светодиодов

    Веб-сайты и каталоги поставщиков обычно содержат таблицы технических данных для таких компонентов, как светодиоды. Эти таблицы содержат много полезной информации в компактной форме, но они могут будет сложно понять, если вы не знакомы с используемыми сокращениями. Вот важные свойства светодиодов:

    • Максимальный прямой ток, I F макс.
      «Вперед» означает, что светодиод правильно подключен.
    • Типичное прямое напряжение, В F тип.
      Это V L в расчете светодиодного резистора, около 2В или 4В для синих и белых светодиодов.
    • Сила света
      Яркость при заданном токе, например 32 мкд при 10 мА (мкд = милликандела).
    • Угол обзора
      60 ° для стандартных светодиодов, другие излучают более узкий луч около 30 °.
    • Длина волны
      Пиковая длина волны излучаемого света, она определяет цвет светодиода, е.г. красный 660 нм, синий 430 нм (нм = нанометр).

    Следующие два свойства можно игнорировать для большинства цепей:

    • Максимальное прямое напряжение, В F max.
      Этим можно пренебречь, если у вас есть подходящий резистор, включенный последовательно.
    • Максимальное обратное напряжение, В R max.
      Это можно игнорировать, если светодиоды подключены правильно.

    Мигающие светодиоды

    Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, но содержат ИС (интегральную схему) а также сам светодиод.ИС мигает светодиодом с низкой частотой, например 3 Гц (3 мигания в секунду). Мигающие светодиоды предназначены для прямого подключения к определенному напряжению питания, например, 5 В или 12 В. без последовательного резистора. Обратитесь к поставщику, чтобы узнать безопасный диапазон напряжения питания для конкретный мигающий светодиод. Частота вспышек фиксированная, поэтому их использование ограничено, и вы можете предпочесть построить свою собственную схему для мигания обычного светодиода, например Проект мигающего светодиода, в котором используется 555 нестабильная схема.

    Rapid Electronics: мигающие светодиоды


    Светодиодные дисплеи

    Светодиодные экраны

    представляют собой пакеты из множества светодиодов, расположенных по схеме, наиболее знакомой схеме. является 7-сегментным дисплеем для отображения чисел (цифры 0-9).Картинки ниже проиллюстрировать некоторые из популярных дизайнов.

    гистограмма, 7-сегментный, звездообразный и матричный светодиодный дисплей
    Фотографии © Rapid Electronics

    Rapid Electronics: светодиодные дисплеи

    Подключение выводов светодиодных дисплеев

    Существует много типов светодиодных дисплеев, поэтому для получения дополнительной информации см. Каталог или веб-сайт поставщика. штыревые соединения. На диаграмме справа показан пример из Быстрая электроника. Как и многие 7-сегментные дисплеи, этот пример доступен в двух версиях: Общий анод (SA) со всеми соединенными вместе анодами светодиодов и общий катод (SC) со всеми катодами, соединенными вместе.Буквы a-g относятся к 7 сегментам, A / C является общим анодом или катодом, в зависимости от ситуации (на 2 штыря). Обратите внимание, что некоторые контакты нет (NP), но их позиция все еще пронумерована.

    См. Также: Драйверы дисплея.


    Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент светодиодов, других компонентов и инструментов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.


    Книги по комплектующим:


    Политика конфиденциальности и файлы cookie

    Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста посетите AboutCookies.org.

    electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

    Веб-сайт размещен на Tsohost

    Что такое светодиод | Цветовая кинетика

    Продукты Продукты Семейства продуктов Семейства продуктов
    • Акцент
    • Взрыв gen4
    • Взрыв
    • Скрытый интерьер
    • Flex
    • FlexElite
    • Пастись
    • Светящийся текстиль
    • OneSpace
    • PureStyle
    • Достичь
    • ReachElite
    • Посмотреть все продукты
    Продукты Продукты
    • Расширенный поиск
    LED Mix LED Mix
    • IntelliHue
    • RGBW - RGBA - RGB
    • Настраиваемый белый
    • Сплошной цвет
    • Сплошной белый
    Окружающая обстановка Окружающая среда
    • Интерьер
    • Внешний вид
    • & nbsp
    Производственные линии Линии продуктов
    • Цветовая кинетика
    • Светящиеся поверхности
    • Серия Вая
    • & nbsp
    заявка Приложение
    • Выпас
    • Мыть - Потоп - Пятно
    • Скрытый интерьер - бухта
    • Прямой просмотр
    Системные компоненты Компоненты системы
    • Контроллеры
    • Активный сайт
    • Взаимодействовать Landmark
    • Источники питания / данных
    Программа "Сделано на складе" Программа "Сделано на складе"
      Продукты, снятые с производства Товары, снятые с производства
        Витрина Витрина Витрина Витрина
        • Изобразительное искусство
        • Мосты
        • Казино
        • Образование
        • Фасады
        • Фильмы / Трансляция / Студия
        • Фонтаны
        • Правительство
        & nbsp & nbsp
        • Здравоохранение
        • Жилая недвижимость высокого класса
        • Гостеприимство
        • Интерактивный
        • Офис
        • Общественные пути
        • Музей и экспонаты
        • Розничный дисплей
        & nbsp & nbsp
        • Ретроспектива
        • Вывески
        • Стадионы и арены
        • Театр Развлечения
        • Транспорт
        • Видео с погружением
        • Поклонение
        Учить больше Узнать больше О цветовой кинетике О цветовой кинетике
        • Преимущество цветовой кинетики
        • Что такое светодиод?
        • Сила света
        • Вопросы качества
        • Цветология
        • Свет имеет значение
        • Оптика имеет значение
        & nbsp & nbsp
        • Все технологии Color Kinetics
        • OptiField
        • IntelliHue
        & nbsp & nbsp
        • База знаний
        • Университет освещения
        Связаться с нами

        руководств: узнать: arduino: светодиоды.html [AdaWiki]

        Об этом руководстве!

        В этом уроке будут рассмотрены чудесные мигающие светодиоды. Мы уже говорили и играли со светодиодами в Уроке № 3, где мы мигали несколькими светодиодами, а также играли с разноцветными светодиодами, чтобы создать меняющий цвет светящийся шар. Если вы еще не прошли этот урок, пожалуйста, пройдите все, хорошо? Так мы сможем начать с некоторого опыта.

        Мы воспользуемся этим руководством, чтобы более подробно рассмотреть светодиоды. Мы расскажем, как рассчитать ток, протекающий через светодиод, а пока познакомим вас с двумя важными электронными законами: Закон Кирхгофа о напряжении и Закон Ома . Мы начнем с проведения экспериментов, которые продемонстрируют, как напряжение и сопротивление влияют на ток, а затем докажем эти результаты с помощью небольшой математики.

        В этом упражнении не используется кодирование, и, хотя мы используем Arduino в изображениях, вам не нужно его выполнять.Мы предлагаем какой-нибудь другой источник питания, чтобы вы могли опробовать эксперименты, но вы можете использовать даже батарейки в батарейном отсеке!

        светодиодов!

        Кто не любит светодиоды? Они яркие и мигающие или мягкие и элегантные. Они праздничные! Они красочные! Их везде , и они очень веселые. Мы любим светодиоды, когда пишем учебники, потому что большая часть взлома электроники скрыта в микросхемах или происходит очень быстро, и мы не можем увидеть или почувствовать это без дорогостоящего оборудования.Но светодиоды легко увидеть всем - так мы можем визуально определить, что происходит внутри нашего микроконтроллера.

        Начнем с урока анатомии… Детали светодиода!

        Детали светодиода

        Светодиоды настолько распространены, что бывают разных форм и размеров. Скорее всего, вы будете использовать светодиоды со сквозным отверстием и светодиоды с двумя ножками. Есть много светодиодов, которые маленькие и их трудно припаять, но их легко использовать с макетной платой, потому что у них есть длинные провода, которые мы можем вставить.Прозрачная лампочка - это то, что защищает излучатель света (вот где происходит волшебство). Фактически, первые две буквы LED обозначают Light Emitting .

        Светодиоды действительно хороши тем, что они очень простые. В отличие от некоторых микросхем, у которых есть десятки контактов с названиями и специальными назначениями, светодиоды имеют только два провода. Один провод - это анод (положительный), а другой - катод (отрицательный). У этих двух проводов разные названия, потому что светодиоды работают только в одном направлении, и нам нужно отслеживать, какой контакт какой.Один идет на положительное напряжение, а другой - на отрицательное. Электронные компоненты, которые работают только в «одном направлении», называются диодами , это последняя буква LED .

        • Длинный провод подключается к более положительному напряжению

        • Ток идет в одном направлении, от анода (положительный) к катоду (отрицательный)

        • Перевернутые светодиоды не работают - но и не ломаются

        Все это немного сбивает с толку - нам часто приходится думать, что есть что.Чтобы упростить задачу, вам нужно запомнить только одну вещь: светодиод не загорится, если вы вставите его задом наперед. Если у вас когда-либо возникают проблемы со светодиодами там, где они не горят, просто переверните их. Очень сложно повредить светодиод, вставив его задом наперед, поэтому не бойтесь, если вы это сделаете.

        Если это поможет, вернитесь к этим фотографиям и схемам или распечатайте их для справки.

        Все разные размеры и цвета


        светодиода 5мм! Зеленый, красный, синий (в прозрачном корпусе) и инфракрасный (в голубоватом корпусе)

        Одна из лучших особенностей современных светодиодов - это все цвета, в которых они используются.Раньше светодиоды были только красными или, может быть, желтыми и оранжевыми, поэтому ранняя электроника 70-х и 80-х годов имела только красные светодиоды. Цвет, излучаемый светодиодом, зависит от того, из какого материала он сделан. Так, например, красный цвет получается из арсенида галлия. С тех пор ученые экспериментировали со многими другими материалами и выяснили, как получить другие цвета, такие как зеленый и синий, а также фиолетовый и белый. (Вы можете увидеть огромную таблицу всех различных материалов, используемых для изготовления светодиодов на странице википедии)

        Когда мы впервые начали производить электронику в конце 90-х, мы купили несколько 5-миллиметровых синих светодиодов по цене 3 долларов за штуку.Теперь за эту цену можно легко получить дюжину светодиодов. Жизнь хороша!

        Светодиоды также бывают самых разных размеров. Вот фотография, на которой показаны светодиоды 3 мм , 5 мм и 10 мм . Размер «миллиметр» относится к диаметру светодиода мм. Например, если вам нужно просверлить отверстие в коробке для 5-миллиметрового мигающего светодиода, размер отверстия должен быть 5 мм, и вам понадобится 5-миллиметровое сверло, чтобы сделать это. 5 мм - самый распространенный размер, который вы увидите, и они могут быть очень яркими!

        Зеленые светодиоды 3 мм, красные 5 мм и белые 10 мм

        • 5-миллиметровые светодиоды могут быть такими яркими, их часто используют как подсветку (освещение чего-то, например фонарика, об этом поговорим дальше)

        • 3-миллиметровые светодиоды не такие яркие, но они меньше и подходят для индикации (как светодиод, который сообщает вам, что что-то горит).Они не так хороши для освещения, потому что имеют меньшую освещаемую площадь.

        • 10-миллиметровые светодиоды немного реже, они огромные и массивные, но обычно представляют собой 5-миллиметровые светодиоды с большим корпусом, поэтому они не ярче. Они могут быть хорошими индикаторами, но мы редко видим их в качестве источников света.

        Для чего используются светодиоды?

        Светодиоды в основном используются для двух вещей: подсветки и индикации . Это технические слова, но их полезно понять, потому что, если вам нужен светодиод для одной цели и вы покупаете не то, вы будете очень разочарованы.

        Фары должны быть яркими!

        Подсветка означает «направить свет на что-то» - например, фонарик или фары. Вы хотите, чтобы ваши фары были чертовски яркими.


        Стоп-сигналы должны быть достаточно яркими, чтобы видеть, но не должны освещать дорогу!

        Индикация означает «указать что-то» - например, сигнал поворота или стоп-сигналы на автомобиле. Вы же не хотите, чтобы сигнал поворота вашей машины слепил людей!

        Если вы выберете не тот тип, вы можете получить тусклый фонарик DIY или панель управления, которая жжет глаза людям!

        Рассеянные светодиоды действительно хороши в индикации, они выглядят мягкими и однородными, их хорошо видно под любым углом.

        Clear Светодиоды действительно хорошо освещают, свет прямой и мощный, но вы не можете хорошо их видеть под углом, потому что свет идет только вперед.

        Давайте это проверим. На этой макетной плате я подключил два светодиода, один красный рассеянный и один чистый ярко-синий. У обоих одинаковый резистор (что означает, что они в основном используют одинаковую мощность). Следуйте инструкциям, подключив по одному из каждого. Подключите резистор 1,0 кОм от катода (более короткий вывод) к заземлению и подключите анод (более длинный вывод) к + 5 В.

        Когда он горит, вы увидите, что рассеянный светодиод светится мягко, но синий светодиод резкий и очень яркий.

        Если вы посмотрите сбоку, вы увидите, что рассеянный светодиод выглядит примерно так же. Синий светодиод, однако, не такой яркий сбоку, если внимательно присмотреться, можно увидеть тонкий «конус» яркого света от чашки, которая удерживает кусок силикона из линзы.

        Один из способов определить яркость вашего светодиода перед покупкой - это посмотреть на рейтинг милликандела , иногда сокращенный до мкд .С текстом или даже фотографиями сложно объяснить, насколько что-то яркое (так как лично это выглядит иначе). Вместо этого мы собираемся дать вам приблизительные цифры того, насколько яркими светодиоды будут казаться большинству людей.

        MilliCandela Яркость
        10
        «Тусклый» индикатор, про яркость крошечного рассеянного индикатора на дешевой электронной игрушке. Наверное, не видно при дневном свете.
        Вы можете легко взглянуть на эти
        200
        Индикатор «Слегка тусклый», о яркости красного рассеянного светодиода в примере выше.Не виден при ярком дневном свете.
        Вы можете легко взглянуть на эти
        500
        «Какая-то яркая». О яркости красного рассеянного светодиода, если вы включили его полностью (мы сделаем это позже),
        Вы можете посмотреть на них, если вы находитесь на расстоянии более нескольких дюймов, иначе вы увидите пятна.
        1,000
        «Достаточно яркий», о яркости прозрачного светодиода в предыдущем примере, может быть, о яркости тех дешевых светодиодных фонариков-брелков.
        Вы можете смотреть на них, если вы находитесь на расстоянии более нескольких дюймов, иначе вы увидите пятна.
        5,000
        «Ярко!» - они такие же яркие, как сверхъяркие светодиоды 5 мм. Если вы полностью включили прозрачный светодиод (мы сделаем это позже). Дорогие 5-миллиметровые светодиодные фонарики, когда они новые, примерно такие же яркие.
        Неприятно смотреть прямо на это.
        20,000
        «Действительно яркие» - 5-миллиметровые светодиоды не могут стать такими яркими, но если вы приобретете светодиоды «1 Вт», они легко дадут вам 20 кандел света.Они хороши для велосипедных фар, больших ярких фонарей и т. Д.
        Не смотри прямо на это, тебе повредит глаза.

        Так что сверхъяркий светодиод может рекламировать себя как «5000 милликандел!») - это максимальная яркость, которую вы от него получите. В целом, чем ярче светодиод, тем он дороже.

        Изменение яркости резисторами

        Итак, теперь мы знаем о прозрачных и рассеянных светодиодах и немного о яркости.Сейчас хорошее время, чтобы сообщить вам, что если вы купили у нас Arduino Starter Pack или ARDX, размер рассеянных зеленых или красных светодиодов составляет около 500 мкд, а ярких прозрачных светодиодов - около 5000 мкд. Это немного приблизительно, потому что светодиоды мы иногда получаем с разных заводов.

        Вернемся к нашей базовой настройке светодиодов: один светодиод и один резистор подключены от 5 В к земле. На этот раз мы продублируем его, чтобы у нас было три светодиода, за исключением того, что каждый резистор будет другим. Светодиод №1 будет иметь резистор 100 Ом (коричневый, черный, коричневый), светодиод №2 - 1.0K (коричневый, черный, красный) и светодиод №3 будут использовать 10K (коричневый, черный, оранжевый).

        Включите Arduino и посмотрите, как каждый светодиод горит по-разному. Время для быстрой викторины!

        Какой светодиод самый яркий (какой резистор)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Тот, с резистором 100 Ом

        Какой светодиод самый тусклый (какой резистор)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Тот, с резистором 10K

        Если бы у нас был светодиод с резистором 5 кОм, какой светодиод был бы ярче? Какой светодиод будет тусклее?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        С резистором 5 кОм он будет ярче, чем резистор-светодиод 10 кОм, но тусклее, чем резистор-светодиод 1 кОм

        Как вы видели в этом эксперименте, резистор, который мы используем со светодиодом, влияет на его яркость. больше резистор (большее сопротивление) диммер светодиод. Маленький резистор (меньшее сопротивление) делает светодиод ярче.

        Изменение яркости при напряжении

        Узнав немного о том, как использовать резисторы для изменения яркости светодиода, мы попробуем эксперимент №2. На этот раз мы будем использовать резисторы только 1.0K, но подключим аноды к разному напряжению. Один анод светодиода перейдет на 3,3 В , другой на 5.0 вольт , а третий пойдет на Vin (который, если у вас есть один из наших стартовых пакетов, идет на сетевой адаптер 9 В, поэтому его 9,0 вольт

        Включите Arduino и посмотрите, как каждый светодиод горит по-разному. Время для быстрой викторины!

        Какой светодиод самый яркий (какое напряжение)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Тот, который подключен к Vin (9 вольт)

        Какой светодиод самый тусклый (какое напряжение)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Тот, который подключен к 3.3в

        Если бы у нас был светодиод с резистором 1,0 кОм, подключенный к источнику питания 4,2 В, какой светодиод был бы ярче? Какой светодиод будет тусклее?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        При подключении к 4 В он будет ярче, чем светодиод 3,3 В, и тусклее, чем 5 В

        Как вы видели в этом эксперименте, напряжение, которое мы используем для подключения к светодиоду, влияет на его яркость. Чем выше напряжение, тем ярче светодиод.Более низкое напряжение приведет к уменьшению яркости светодиодов.

        Максимальная яркость !?

        Давайте проведем еще один быстрый эксперимент. Допустим, у нас был магический резистор с ручкой, с которым мы могли изменять сопротивление от 0 (как кусок проволоки) до бесконечного сопротивления (что-то непроводящее, например резина).

        Подключаем наш светодиод к резистору, по мере его поворота с бесконечности на ноль, что происходит?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        По мере уменьшения сопротивления резистора от бесконечности до нуля светодиод становится все ярче и ярче

        Точно так же, допустим, у нас есть машина, которая может изменять выходное напряжение с 0 вольт до бесконечности.

        Мы подключаем наш светодиод через резистор 1 кОм, когда мы регулируем напряжение от 0 вольт до бесконечности, что происходит?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Чем выше и выше напряжение, тем ярче светодиодный индикатор.

        Тогда может показаться, что если нам нужен действительно действительно яркий светодиод, мы должны просто использовать резистор нулевым сопротивлением и подключаться к максимально возможному напряжению, верно? А кто бы не хотел, чтобы светодиод был максимально ярким?

        Давайте построим светодиодную схему с нулевым резистором (также известным как провод) на Vin , поэтому обязательно подключите Arduino к стене с помощью штепсельной вилки / настенной бородавки. (По несколько подробным причинам, которые мы рассмотрим в другом руководстве, использование выводов питания 3,3 В или 5 В не даст того, что мы хотим, нам нужно использовать Vin )

        Предупреждение! Спойлер! Этот следующий эксперимент, вероятно, приведет к разрушению вашего светодиода, поэтому не используйте один из хороших прозрачных светодиодов.Если у вас есть светодиод, который не используется, это хорошее время для его использования. Если вы не готовы жертвовать светодиодом, просто посмотрите видео!

        Подключите светодиод к Arduino так, чтобы длинный вывод шел на Vin , а короткий вывод - на земли

        Что случилось?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Светодиод мигнул на долю секунды, а затем погас

        Светодиод теперь необратимо поврежден.Урок? Есть ограничения на то, сколько напряжения и сопротивления, если мы выйдем за пределы, светодиод умрет!

        Проверка таблицы

        Теперь, когда мы знаем, что даже у мощного светодиода есть свои пределы, нам нужно убедиться, что мы не превышаем эти пределы. Будьте добры к своим светодиодам, чтобы они прослужили дольше и оставались сияющими и яркими!

        Давайте рассмотрим спецификации для 5-миллиметрового светодиода, спецификации также называются листами данных . Таблицы данных чрезвычайно полезны, они содержат всю информацию, необходимую для электронного компонента.Вы можете скачать таблицу, на которую мы будем ссылаться здесь.

        Первое, что вы найдете, - это размерная «упаковка». «Пакет» здесь - это сам светодиод.

        Как вы можете видеть, основной диаметр светодиода составляет 5 мм (это «светодиод 5 мм»), и есть выступ, который составляет около 6 мм. Кромка может пригодиться, если вы вклеиваете светодиод в просверленное отверстие, чтобы он не провалился. В таблице также указано, какой вывод является катодом, а также указаны другие длины и размеры.Обратите внимание, что цифры даны в миллиметрах, а после них указаны дюймы.

        Продолжайте прокручивать вниз. Далее вы найдете эту небольшую таблицу. В этом разделе рассказывается, насколько ярким является светодиод в mcd . Поскольку это светодиоды общего назначения, яркость может немного отличаться, в среднем эти светодиоды составляют около 250 мкд, но производитель может продавать вам светодиоды с тусклостью до 180 мкд. Этот вариант довольно стандартный.

        Ниже на той же странице представлена ​​таблица электрических характеристик.

        Первые две строки говорят о «длине волны» - это особый способ обозначения цвета.В конце концов, «супер яркий красный» - очень субъективное описание. С помощью длины волны мы можем точно знать, какой цвет излучается.
        Третья строка в основном говорит «насколько цвет отличается от длины волны»
        Четвертая строка не так важна, мы пропустим ее.

        А вот пятая строка - это то, что мы ищем ...

        прямое напряжение и КВЛ

        Для каждого светодиода, чтобы использовать его должным образом, нам нужно знать прямое напряжение .Что это за прямое напряжение? Поясним это на фото:

        В нашей трехкомпонентной схеме есть батарея (которая генерирует напряжение) и резистор + светодиод (который использует напряжение). Теперь я расскажу вам очень важный «закон» электроники:

        В любой «петле» цепи напряжения должны уравновешиваться: генерируемая сумма = используемая сумма

        Этот закон «петли напряжения» был открыт парнем по имени Кирхгоф (поэтому он называется законом напряжения Кирхгофа = KVL).И мы можем видеть петлю выше, где одна часть сделана из батареи +9 В. Другая половина должна использовать +9 В (сделав это -9 В, чтобы обе половины контура были равны).

        Итак, какое это имеет отношение к прямому напряжению светодиода? Что ж, прямое напряжение - это «отрицательное напряжение», используемое светодиодом, когда он включен. Что-то вроде «отрицательной батареи»! Итак, давайте немного изменим нашу диаграмму

        Когда светодиод горит, напряжение, которое он использует, находится где-то между 1.85 В и 2,5 В. Мы скажем 2,2 В для среднего. Если мы вычтем это из 9 В, мы получим около 6,8 В. Это напряжение, которое должно «поглощаться» резистором.


        Допустим, у нас есть такая же схема, указанная выше, за исключением того, что на этот раз это батарея 5 В и светодиод с прямым напряжением 2,5 В, какое напряжение должно быть «поглощено» резистором?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ \

        Voltages Generate = Используемые напряжения, поэтому 5 В = 2.5 В + резистор Напряжение. Напряжение на резисторе 2,5 В

        Допустим, у нас есть такая же схема, указанная выше, за исключением того, что на этот раз это батарея 5 В и светодиод с прямым напряжением 3,4 В, какое напряжение должно «поглощаться» резистором?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Voltages Generate = Используемые напряжения, поэтому 5 В = 3,4 В + напряжение резистора. Напряжение на резисторе 1,6В

        Закон Ома

        Что интересно в законе, который мы только что узнали (KVL), так это то, что мы нигде не используем сопротивление резистора .Это никогда не появляется в уравнении. Тем не менее, из наших предыдущих экспериментов мы знаем, что изменение сопротивления влияет на яркость светодиода. Должно быть что-то еще, давайте продолжим работать над пониманием деталей ...

        Далее мы добавим еще один важный закон. Этот называется законом Ома - и он описывает, как работают резисторы.

        В Напряжение на резисторе (вольт) = ток через резистор (амперы) * сопротивление резистора R (Ом)

        Есть более распространенные сокращенные обозначения, которые вы увидите очень часто.

        В = I * R

        Или два других способа записи для определения тока или сопротивления:

        I = V / R

        R = V / I

        В, - для напряжения, R - для сопротивления, а I , что сбивает с толку, - для тока.Да, то, что I немного раздражает, не так ли, поскольку в слове current нет ни одного I ? К сожалению, 100 лет здесь работают против нас, так что терпите нас в этом году.


        Если у меня есть резистор на 3 Ом (R) с током 0,5 Ампера (I), проходящим через него. Какое напряжение (В) на резисторе?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы будем использовать форму V = I * R закона Ома.В = 0,5 А * 3 Ом = 1,5 В

        Теперь у меня есть резистор на 1000 Ом (R) и напряжение на нем 6,8 В (В). Какой ток (I) проходит через резистор?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы будем использовать форму I = V / R закона Ома. Ток = 6,8 В / 1000 = 6,8 мА

        Закон Ома очень важен, и стоит немного просверлить, чтобы с ним ознакомиться. Мы предлагаем придумать другое сочетание + соответствие значений сопротивлений, токов и напряжений и использовать их для поиска неизвестного значения.Если вы работаете с другом, задайте вопросы друг другу и проверьте свои ответы ! Есть также онлайн-калькуляторы, по которым вы можете проверить себя.

        Решение для текущего

        Теперь мы объединим KVL и Закон Ома с нашей диаграммой. Наш светодиод подключен к резистору на 1000 Ом (вы должны убедиться в этом, проверив цветные полосы резистора!), И напряжение на этом резисторе должно составлять 6,8 В (закон KVL), поэтому ток через резистор должен составлять быть 6.8 В / 1000 Ом = 6,8 мА (закон Ома)

        Наша диаграмма становится немного плотнее, но мы почти закончили. Ток резистора составляет 6,8 мА, и этот ток также проходит через светодиод, поэтому ток светодиода составляет 6,8 мА. Вы можете сказать «Большой возглас». "Какое мне дело до тока светодиода?" Причина, по которой вам следует заботиться, заключается в следующем:

        Величина тока (I), проходящего через светодиод, прямо пропорциональна его яркости

        Ага! Наконец, последний кусочек головоломки. Если увеличить ток, то светодиод станет ярче . Аналогично , если вы уменьшите ток, светодиод будет тусклее . Выбрав правильный резистор, вы полностью контролируете внешний вид светодиода.

        При использовании светодиода убедитесь, что всегда имеет резистор ! Резистор ограничивает ток , что предотвращает перегорания светодиода!

        В большинстве случаев вам понадобится действительно яркий светодиод, поэтому вы будете рассчитывать наименьший резистор, который вам может сойти с рук, и не повредить светодиод.Но учтите, что чем больше ток используется светодиодом, тем быстрее вы разрядите аккумулятор. Таким образом, есть веские причины для управления яркостью, если, скажем, у вас небольшая батарея, и вы хотите, чтобы свет работал долгое время.

        Поскольку, как мы видели, слишком большой ток заставит светодиод погаснуть, какой ток лучше всего использовать? Для некоторых очень больших «мощных светодиодов» ток может достигать 1 или 2 ампера, но почти для каждого светодиода 3 мм, 5 мм или 10 мм величина тока, которую вы должны использовать, составляет 20 мА.Вы можете увидеть это в таблице данных, о которой мы говорили ранее. Видите крайний правый столбец? IF - это F или более ранний Current (I) , и они используют 20 мА.

        Для 99% светодиодов, с которыми вы столкнетесь, оптимальный ток составляет 20 миллиАмпер (0,02 А). , но не бойтесь увеличить его до 30 мА, если вам нужно немного больше яркости.

        Пересмотр резисторов

        Давайте вернемся и вспомним наши молодые годы, когда мы просто волей-неволей подключали разные резисторы к светодиодам.Вы можете вспомнить этот макет, на котором мы использовали три красных светодиода и резистор 100 Ом, 1000 Ом и 10 000 Ом для настройки яркости.

        Поскольку для вас так важно практиковаться в применении тех законов, которые вы только что изучили, мы собираемся провести еще один тест. Пожалуйста, попробуйте решить проблемы, используя схемы выше. Да, в Интернете есть калькуляторы, которые сделают это за вас, но часть обучения электронике - это возможность производить вычисления даже на необитаемом острове.


        На макете, показанном выше, генератор напряжения составляет + 5В, прямое напряжение светодиодов равно 2.2В. Какое напряжение на резисторе 10 000 Ом?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Это вопрос KVL. 5 В = 2,2 В + V резистор, поэтому V резистор = 2,8 В

        Теперь, когда вы знаете напряжение, сколько тока (I) проходит через резистор 10 000 Ом (R)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы определили, что напряжение (В) составляет 2,8 В, мы используем закон Ома I = V / R = 2.8/10000 = 0,00028 А = 0,28 мА

        В той же макетной плате генератор напряжения + 5В, прямое напряжение 2,2В, какое напряжение на резисторе 1000 Ом?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Этот вас не обманул, правда? Напряжение точно такое же, сопротивление для КВЛ значения не имеет, все равно 2,8В

        Теперь, когда вы знаете напряжение, сколько тока (I) проходит через резистор на 1000 Ом (R)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы определили, что напряжение (В) равно 2.8 В, мы используем закон Ома I = V / R = 2,8 / 1000 = 0,0028 А = 2,8 мА

        Сколько тока (I) проходит через резистор 100 Ом (R)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы определили, что напряжение (В) составляет 2,8 В, мы используем закон Ома I = V / R = 2,8 / 100 = 0,028 А = 28 мА

        Теперь вы можете увидеть, как изменение резистора влияет на яркость и почему меньший резистор означает более яркий светодиод.

        Revisiting Volts

        Теперь мы повторно посетим другой из наших предыдущих экспериментов, на этот раз мы снова посмотрим на светодиодную плату с тремя напряжениями питания.На этой макетной плате использовались 3 разных напряжения ( 3,3 В , 5,0 В и 9,0 В ) и один и тот же резистор. Как вы помните, чем выше напряжение, тем ярче светодиод, даже с таким же резистором.

        Бьюсь об заклад, вы знаете, что будет дальше!


        Начнем со светодиода с питанием от 9 В. Прямое напряжение светодиода 2,2 В, какое напряжение на резисторе?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Это вопрос KVL.9 В = 2,2 В + V резистор, поэтому V резистор = 6,8 В

        Теперь, когда вы знаете напряжение, сколько тока (I) проходит через резистор на 1000 Ом (R)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы определили, что напряжение (В) составляет 6,8 В, мы используем закон Ома I = V / R = 6,8 / 1000 = 0,0068 А = 6,8 мА

        Далее мы рассмотрим светодиод с питанием от 5 В. Прямое напряжение 2,2 В, какое напряжение на резисторе?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Еще один КВЛ! 5 В = 2.2V + V резистор. Vрезистор = 2,8 В

        Теперь, когда вы знаете напряжение, сколько тока (I) проходит через резистор на 1000 Ом (R)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы определили, что напряжение (В) составляет 2,8 В, мы используем закон Ома I = V / R = 2,8 / 1000 = 0,0028 А = 2,8 мА

        Наконец, рассмотрим светодиод с питанием 3,3 В. Прямое напряжение 2,2 В, какое напряжение на резисторе?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Еще один КВЛ! 3.3 В = 2,2 В + Резистор. Vрезистор = 1,1 В

        Теперь, когда вы знаете напряжение, сколько тока (I) проходит через резистор на 1000 Ом (R)?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Мы определили, что напряжение (В) равно 1,1 В, мы используем закон Ома I = V / R = 1,1 / 1000 = 0,0011 А = 1,1 мА

        Как вы видели в расчетах, увеличение напряжения питания как резистора, так и светодиода увеличивает напряжение на резисторе, что вызывает протекание большего тока.

        Что настроить?

        Учитывая, что у вас есть два способа регулировки яркости светодиода, резистора и напряжения, что вы должны использовать? То есть следует увеличивать напряжение (добавляя батарейки) или уменьшать сопротивление, чтобы светодиод стал ярче? Ответ в том, как используется мощность:

        Батарея (или источник питания) вырабатывает мощность , светодиод и резистор используют мощность , но они делают это по-разному. Светодиод использует энергию для создания света (больше мощности, больше света).Резистор не светит, он выделяет тепло (больше мощности, больше тепла). И как вы знаете из последней викторины, любое напряжение, оставшееся от светодиода, используется резистором. Это напряжение и ток в резисторе навсегда теряются в виде тепла и не делают ничего полезного в нашей схеме. Поскольку просто перекачивать всю энергию батареи в воздух в виде тепла неэффективно, мы должны сделать мощность, потребляемую резистором, как можно меньше, и лучший способ сделать это - поддерживать низкое напряжение.

        Результат? Если вам нужно сделать светодиод ярче, добавление батареек будет расточительным: вам лучше использовать меньший резистор! Если вы собираете источник питания, добавляя AA в блок, постарайтесь иметь минимальный запас на половину или один вольт выше максимального прямого напряжения, чтобы у вас был небольшой резистор, около 100 или 200 Ом.Опускаться ниже этого не рекомендуется, потому что прямое напряжение может меняться, и резисторы могут меняться, и батарея может меняться, и все эти небольшие отклонения в 0,2 В или около того складываются, и вы не получите желаемой яркости.

        Регулировка яркости

        Мы закончим, представив еще одну деталь, которая есть в вашей сумке. Это потенциометр (иногда также называемый потенциометром , потому что слово потенциометр просто ужасно длинное)

        Вспомните, о, столько часов назад, когда мы говорили о волшебном резисторе, который можно было бы изменить с 0 Ом на бесконечное, и использовали это, чтобы подумать о том, как сопротивление изменяет яркость светодиода? Что ж, в конце концов, это не такая уж фантастическая вещь, на самом деле они довольно распространены.Потенциометры представляют собой резисторы, которые регулируются ручкой. Мы поговорим о потенциометрах более подробно в следующем уроке, так что считайте это легким введением!

        Потенциометры, как и резисторы, имеют значение Ом. Например, этот потенциометр - 2Kohm (его напечатано вверху). Потенциометры имеют три контакта: два «внешних» и один «средний». Средний штифт иногда называют дворником.

        Вы можете понять, почему он называется дворником, открыв горшок, он буквально похож на дворник! Черно-коричневый материал, который проходит на 3/4 круга, - это материал резистора, сопротивление от одного конца до другого составляет, скажем, 2 кОм для этого парня.По мере того, как дворник (вещь с тройным пальцем) перемещается от одного конца к другому, сопротивление между этим штифтом и правым или левым штифтом изменяется, чем ближе стеклоочиститель к боковому штифту, тем меньше сопротивление. Когда горшок повернут полностью к влево на , сопротивление между левым и средним контактами составляет ноль Ом , а сопротивление между средним и правым контактами составляет 2 кОм, (или любой другой максимум этого потенциометр. Когда горшок повернут до упора вправо, все наоборот.

        Сопротивление между двумя внешними штырями всегда одинаково.Сопротивление между средним и левым или правым контактами меняется!


        Для потенциометра 2 кОм здесь, если ручка находится прямо посередине, какое сопротивление между средним и левым контактами?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        В середине это будет 1/2 от максимума, 1 кОм

        Какое сопротивление между средним и правым штифтами?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Схематический символ потенциометра выглядит так: это вроде как резистор, а стрелка, указывающая посередине, - это дворник.Маленькая стрелка слева указывает, в какую сторону движется дворник, когда потенциометр поворачивается по часовой стрелке (это не очень важно, если вы ошиблись на макетной плате, просто поверните горшок.

        Конечно, мы только что узнали так много об использовании резисторов для регулировки тока, проходящего через светодиод, что можем использовать ручку потенциометра как физический способ управления светодиодом.

        Используйте потенциометр 10K для этого упражнения, найдите тот, на котором напечатано 103 (это то же самое, что 10 (первые две цифры) с 3 нулями после этого = 10 000)

        Обратите внимание, что мы подключаемся к дворнику и одному концу, а не , а не к обоим концам.Кроме того, у нас есть резистор 100 Ом между потенциометром и светодиодом.

        Пожалуйста, попробуйте построить эту схему, убедитесь, что светодиод гаснет и светится при повороте потенциометра

        100 Ом добавляют к сопротивлению потенциометра!


        Если подключение резистора 100 Ом, как показано на схеме, означает, что сопротивления складываются, каково общее сопротивление, когда потенциометр 10K повернут до упора «вниз»?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        При понижении сопротивления сопротивление потенциометра между средним и левым выводами равно нулю.0 + 100 = 100 Ом всего

        Каково полное сопротивление, когда потенциометр 10K повернут до упора «вверх»?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        Когда потенциометр повернут до упора, сопротивление составляет 10 кОм = 10 000 Ом. добавление 100 Ом дает 10100 Ом

        А если посередине?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        1/2 или 10К составляет 5К, поэтому 5000 Ом + 100 Ом = 5100 Ом

        Почему у нас вообще эти 100 Ом? Разве мы не можем просто настроить потенциометр, чтобы получить желаемое сопротивление? Да, но подумайте, что бы произошло, если бы у нас не было резистора на 100 Ом, и мы повернули бы потенциометр вниз… сопротивление было бы нулем! Нулевое сопротивление - это то же самое, что и отсутствие сопротивления, и мы знаем, что отсутствие сопротивления очень плохо для светодиода, потому что нет ничего, что могло бы ограничить ток, протекающий через светодиод, .По этой причине у нас есть дополнительный резистор на 100 Ом. Это предотвращает падение сопротивления ниже 100 Ом.


        Сколько тока проходит через светодиод, если горшок опущен? Прямое напряжение светодиодов составляет 2,2 В.
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        2,2 В / 100 Ом = 22 мА

        Что делать, если потенциометр повернут до упора «вверх»?
        Выделите текст ниже, чтобы увидеть ответ

        2.2 В / 10100 Ом = 0,217 мА

        Уф, это был долгий и очень насыщенный математикой урок. Мы вернемся к большему с программным обеспечением и веселым миганием в будущих уроках, но мы надеемся, что это руководство помогло вам понять некоторые детали того, как разумно использовать светодиоды!

        /home/ladyada/public_html/wiki/data/pages/tutorials/learn/arduino/leds.html.txt · Последнее изменение: 28.01.2016, 18:05 (внешнее редактирование)

        Исследователи демонстрируют светодиоды низкого напряжения

        Когда атомарно тонкие полупроводники объединяются вместе в стиле Lego, они излучают свет при более низком напряжении, что потенциально приводит к устройствам с низким энергопотреблением.

        Пока это исследование находится в своей фундаментальной стадии, оно дает надежду на практическое применение в оптоэлектронике и телекоммуникациях.

        Напряжение светодиода обычно равно или больше энергии запрещенной зоны, приходящейся на один заряд электрона. Группа исследователей из Манчестерского университета, Варшавского университета, Лаборатории сильного магнитного поля в Гренобле и Национального института материаловедения в Японии смогла продемонстрировать светодиоды, которые включаются при гораздо более низком напряжении.

        Идея складывать слои из разных материалов для создания так называемых гетероструктур восходит к 1960-м годам, когда исследовали полупроводниковый арсенид галлия для создания миниатюрных лазеров, которые сейчас широко используются.

        Сегодня гетероструктуры широко распространены и очень широко используются в полупроводниковой промышленности в качестве инструмента для разработки и управления электронными и оптическими свойствами устройств.

        Совсем недавно, в эпоху атомно тонких двумерных (2-D) кристаллов, таких как графен, появились новые типы гетероструктур, в которых атомно тонкие слои удерживаются вместе относительно слабыми силами Ван-дер-Ваальса.

        Новые структуры, получившие название «гетероструктуры Ван-дер-Ваальса», открывают огромный потенциал для создания многочисленных дизайнерских материалов и новых устройств путем наложения вместе любого количества атомарно тонких слоев. Сотни комбинаций становятся возможными иным образом, недоступными в традиционных трехмерных материалах, потенциально открывая доступ к новым неизученным функциям оптоэлектронных устройств или необычным свойствам материалов.

        Различные исследовательские группы в мире проводят множество экспериментов, посвященных изучению светоизлучающих свойств дихалькогенидов переходных металлов.Однако часто эти исследования проводятся чисто оптическими средствами. Для практических приложений более желательно электрическое излучение света.

        «Удивительно, как добавление всего одного атомарно тонкого материала может так резко изменить свойства устройства. В этом заключается сила гетероструктур Ван-дер-Ваальса в действии», - говорит доктор Алексей Козиков из Национального института графена.

        Как опубликовано в Nature Communications , группа под руководством доктора Алексея Козикова, профессора Кости Новоселова и проф.Марек Потемски смог сделать это с помощью электричества. Они связывают электроны и дырки, находящиеся в дихалькогенидах переходных металлов, так называемых межслоевых экситонах. Исследователи создали экспериментальные условия, когда эти экситоны рекомбинируют безызлучательно, эффект Оже. Высвободившаяся энергия передается другим носителям, которые затем могут переходить в более высокие энергетические состояния. В результате носители заряда, энергия которых изначально была слишком низкой для преодоления запрещенной зоны материала, теперь могут легко пересечь этот потенциальный барьер, рекомбинировать и излучать свет.Этот эффект называется повышающим преобразованием.

        Графеновые электроды используются для электрического инжекции носителей заряда через гексагональный нитрид бора, уложенного в гетероструктуру, в дисульфид молибдена (MoS 2 ) и диселенид вольфрама (WSe 2 ). Изменение расстояния между этими дихалькогенидами переходных металлов путем добавления нитрида бора между ними позволяет переключать светодиоды с нормального режима работы на работу при низком напряжении и наблюдать эффект повышающего преобразования.

        С фундаментальной точки зрения наблюдаемые эффекты знаменуют важный шаг на пути к реализации экситонной конденсации и сверхтекучести ван-дер-ваальсовых гетероструктур.

        Доктор Йоханнес Биндер, первый автор статьи из Варшавского университета, сказал: «Когда мы начали измерять первые устройства MoS 2 / WSe 2 , мы были действительно удивлены, увидев излучение при таких низких приложенных напряжениях. Это преобразованное с повышением частоты излучение убедительно показывает важность оже-процессов для межслоевых экситонов в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах.Наши открытия проливают больше света на физику в малоизученном режиме высокой плотности носителей, который имеет решающее значение для оптоэлектронных приложений, а также для фундаментальных явлений, таких как межслойная экситонная конденсация ».

        Доктор Алексей Козиков добавил: «Удивительно, как добавление всего лишь одного атомарно тонкого материала может так резко изменить свойства устройства. В этом заключается сила гетероструктур Ван-дер-Ваальса в действии».


        1 + 1 не равно 2 для графеноподобных двумерных материалов
        Дополнительная информация: Дж.Binder et al. Превращенная с повышением частоты электролюминесценция через оже-рассеяние межслоевых экситонов в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-10323-9 Предоставлено Манчестерский университет

        Ссылка : Исследователи демонстрируют светодиоды низкого напряжения (2019, 1 августа) получено 20 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2019-08-Voltage.html

        Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

        Какой тип светодиодного драйвера или источника питания мне нужен?

        Обычные источники питания AC-DC и преобразователи DC-DC обеспечивают выходной сигнал, который регулируется для обеспечения «постоянного напряжения».Однако светодиоды работают наиболее эффективно и безопасно с приводом постоянного тока. В результате было разработано много новых устройств, обеспечивающих этот тип привода светодиодов. Источники питания светодиодов, которые обеспечивают выход «постоянного тока», обычно называют драйверами светодиодов. В прошлом источники питания переменного и постоянного тока, которые обеспечивали стабилизированное «постоянное напряжение» светодиодов, назывались источниками питания светодиодов. Сегодня термины «драйвер светодиода» и «источник питания светодиодов» используются как синонимы. Важно помнить, обеспечивает ли выход силового устройства «постоянное напряжение» или «постоянный ток».”

        Когда мне нужен драйвер светодиода« постоянного напряжения »?

        Большинство имеющихся в продаже светодиодных «световых модулей» строятся путем последовательного или параллельного соединения ряда светодиодов с образованием кластерных или цепочечных конфигураций. В случаях, когда эти световые модули включают драйвер «постоянного тока» как часть сборки, требуется внешний драйвер «постоянного напряжения» или источник питания. Некоторые схемы светодиодов управляют током, протекающим через светодиод, с помощью простого резистора. Это еще один случай, когда требуется источник питания постоянного напряжения.Другие примеры использования внешних источников постоянного напряжения включают в себя рекламные вывески с подсветкой, дорожные информационные знаки и светодиодные дисплеи высокого разрешения с большим экраном, такие как те, что описаны в этой статье: http://www.ledsmagazine.com/products/20877 . Драйверы постоянного напряжения бывают разных форм. Они могут выглядеть как обычные блоки питания или могут быть закрытыми для защиты от влаги / окружающей среды.

        Когда мне нужен драйвер светодиода «постоянного тока»?
        В случаях, когда изготовленный кластер или цепочка светодиодов не включает в себя внутренний драйвер «постоянного тока», требуется внешний драйвер светодиодов или источник питания, обеспечивающий «постоянный ток».Драйверы светодиодов постоянного тока доступны во многих различных конфигурациях корпуса, от интегральных схем до закрытых влагозащищенных корпусов, в зависимости от приложения и требуемой выходной мощности.

        Серия и параллельные конфигурации светодиодов
        В зависимости от области применения светодиоды могут быть подключены последовательно и / или параллельно. Очевидно, что при последовательном подключении светодиодов прямое падение напряжения каждого светодиода в цепочке является аддитивным. Например, если вы поместите 15 светодиодов последовательно, и каждый из них имеет падение напряжения 3 В (при его номинальном токе), вам необходимо обеспечить источник напряжения 45 В (15 x 3 В = 45 В) для управления требуемым током.Вот почему драйверы «постоянного тока» всегда включают в свои спецификации диапазон выходного напряжения, который они могут обеспечить для преодоления падений напряжения на светодиодах. Чтобы ограничить напряжение возбуждения до разумных уровней, несколько цепочек последовательно соединенных светодиодов можно разместить параллельно и управлять ими с помощью драйверов постоянного тока с несколькими выходами.

        Ниже приводится выдержка из таблицы данных для светодиодных драйверов серии ALD6 от TDK-Lambda. Как видно из схемы, этот драйвер содержит до 6 независимых драйверов светодиодов «постоянного тока».Выход 38 В соответствует комбинированному прямому падению напряжения 10 типичных белых светодиодов, соединенных последовательно. Для сильноточных приложений доступно до 300 мА для питания одной серии светодиодов высокой яркости. Для приложений, где светодиоды требуют до 50 мА, это устройство может запитать до 6 цепочек светодиодов через свои драйверы с несколькими выходами. Эти драйверы идеально подходят для подсветки ЖК-дисплеев и общего светодиодного освещения.

        Нажмите, чтобы увеличить

        Как осуществляется затемнение светодиодов?
        Светоотдачей светодиодов можно управлять, изменяя величину тока, протекающего через светодиод (в определенных пределах), или путем включения и выключения светодиода с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ).Драйверы светодиодов, такие как серия ALD6, могут обеспечивать «затемнение» обоими этими популярными методами.
        На приведенном выше рисунке показаны два метода затемнения света, которые включены в драйвер светодиода ALD6. Допускается одновременное использование комбинации обоих этих методов.

        «Rbr» - это вход внешнего переменного резистора 10 кОм. Изменяя этот потенциометр от 1 кОм до 10 кОм, достигается аналоговое регулирование яркости. В этом случае максимальная яркость светодиода достигается, когда потенциометр установлен на 10 кОм.Этот же вход может работать с переменным аналоговым напряжением от 1,6 до 3,8 вольт. В некоторых приложениях этот вход может быть подключен к датчику температуры, который может уменьшать ток, протекающий через светодиоды при повышении температуры, тем самым обеспечивая средство для температурной компенсации.
        «Vpwm» - это вход «широтно-импульсной модуляции», который регулирует яркость светодиода, изменяя рабочий цикл входного сигнала от 1% до 100%. Типичные частоты ШИМ могут находиться в диапазоне от 180 до 270 Гц.

        Дополнительную информацию о драйверах / расходных материалах для светодиодов можно найти по следующим веб-ссылкам:
        http://us.tdk-lambda.com/lp/products/ledsigns.htm
        http://us.tdk-lambda.com/ lp / products / ald-series.htm
        http://power-topics.blogspot.com/search/label/LED%20lights

        .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *