Cik vatu vienā LED. Gaismas diožu raksturojums un gaismas diožu izvēle tām

Gaismas diožu galvenās īpašības:

1. Spīdēšanas efektivitāte(gaismas jauda) - lielākā daļa nozīmīga īpašība Gaismas diodes, kas nosaka to izmantošanas ekonomisko iespējamību dažādu mērķu apgaismes sistēmās. To definē kā starojuma plūsmas attiecību pret patērēto jaudu (Lm / W).

Salīdzinājumam:

10-12lm/W - kvēlspuldze;

40-150Lm/W - gāzizlādes lampas;

50-120Lm/W - LED.

Tādējādi gaismas diodes raksturo lieliski gaismas jaudas indikatori, kas ļauj tām izdevīgi konkurēt ar nātrija, halogēna un dienasgaismas spuldzēm. Turklāt, izsniedzot LED lampas atstarotāji nav nepieciešami, jo to gaismas plūsma ir vērsta vienā pusplaknē.

2. Jauda

Mazjaudas gaismas diodes: līdz 0,5W;

Vidējas jaudas gaismas diodes: 0,5-3W;

Lieljaudas gaismas diodes: 3W un vairāk.

3. Krāsu temperatūra:

2500-4000K: balta silta gaisma, līdzīga kvēlspuldzēm;

4000-6500K: balta neitrāla gaisma;

6500-9500K: auksti balta gaisma.

Eksperimentālo pētījumu rezultātā tika noskaidrots, ka tieši baltā neitrāla gaisma izceļas ar vislielāko krāsu atveides skaidrību un ir visveiksmīgākā darbam ar dokumentiem biroja vidē.

4. Degradācija- Tas ir process, kurā pakāpeniski tiek zaudēti gaismas diožu darbības rādītāji. Parasti ražotāji norāda apmēram 100 tūkstošus stundu. darbs un vairāk. Būtisku ietekmi uz gaismas diožu resursu atstāj pārmērīga strāvu iedarbība, kas pārsniedz to nominālvērtību, un augsta temperatūra, tiek izmantoti īpaši dizaina risinājumi, lai novērstu priekšlaicīgu novecošanos.

Cits gaismas diožu degradācijas veids ir sākuma efekts. Tas ir zems un sasniedz aptuveni 5-6%, parasti to nosaka pirmajās 1000 lampas degšanas stundās.

5. Gaismas leņķis

Parasti gaismas diodēm tas ir 120-140 grādi, bet indikatoru gaismas diodēm tas ir 15-45 grādi.

Mūsdienās nepārtraukti notiek tehnoloģiski jauninājumi. Ikgadēja jaunu produktu parādīšanās elektronikā, sadzīves tehnikas un automobiļu rūpniecībā ir kļuvusi par ierastu parādību. Tas, kas pārsteidza pirms diviem vai trim gadiem, bieži vien ir bezcerīgi novecojis. šodien. Lielākā daļa izmaiņu ir par esošo lietu uzlabošanu, piemēram, auto dzinējs kļūst ekonomiskāks un videi draudzīgāks no modeļa uz modeli. Ieviestos uzlabojumus saprot galvenokārt šaurs speciālistu loks. Dzinējus ražo tās pašas firmas vienās un tajās pašās rūpnīcās. Ārēji nozare mainās diezgan lēni un pakāpeniski.

Daudz retāk notiek fundamentālas izmaiņas – tehnikas revolūcijas. Revolūcijas laikā mainās pati pieeja problēmas risināšanai. Tas noved pie būtiskām izmaiņām produktu īpašībās un nozarē kopumā.

Mūsdienās apgaismojuma tehnoloģiju pasaulē notiek tieši tāda tehniska revolūcija. Šī revolūcija nākamo 3-5 gadu laikā var pilnībā mainīt apgaismojuma tirgu, kā arī ietekmēt galveno spēlētāju sarakstu. Par situāciju ir pamats aizdomāties gan esošajiem ražotājiem, gan jaunajiem uzņēmumiem, kas līdz šim šajā jomā nav bijuši saistīti.
Ņemsim vēsturisku piemēru. Līdz pagājušā gadsimta 70. gadiem radiotehnikas ierīču pamats bija elektroniskās vakuumierīces - radiolampas. Pirmie datori tika būvēti uz lampām, un tieši lampām tie ir parādā savu ciklopisko izmēru un izmaksas ar kalkulatora skaitļošanas jaudu.
50. gados aktīvs pusvadītāju tehnoloģiju attīstība, parādījās tranzistori un vēlāk integrētās shēmas, kas saturēja simtiem un tūkstošiem tranzistoru. Elektroniskās lampas tika pilnībā izspiesti no vairuma apgabalu, to ražošanas apjoms samazinājās desmitkārtīgi. Daudzi ražošanas uzņēmumi bija spiesti pilnībā pārorientēties vai pazust no tirgus. Pusvadītāji ir sagrābuši pasauli, paverot iespējas tūkstošiem uzņēmumu un neskaitāmas jaunas lietojumprogrammas. Tālāk atgriezīsimies pie šī piemēra, lai saskatītu interesantas paralēles starp revolūciju pirms pusgadsimta un to, kas tagad notiek mūsu acu priekšā.
Pusvadītāji, šie pārsteidzoši materiāli- mūsdienu elektronikas pamats. Tiem ir svarīgas īpašības, ko izmanto tranzistoros un mikroshēmās. Tomēr to izmantošana neaprobežojas ar to.
Pat pagājušā gadsimta sākumā vāja mirdzuma ietekme apgabalā elektriskais kontakts pusvadītāji dažādi veidi vadītspēja. Toreiz šī parādība netika izprasta un pētīta. Tiek uzskatīts, ka pirmā pusvadītāju LED tika ražota 1962. gadā ASV.
Līdz 90. gadiem gaismas diodes tika plaši izmantotas kā displeja ierīces un dekoratīvie elementi. Gaismas diožu izmantošanu apgaismojuma tehnoloģijā apgrūtināja grūtības iegūt baltu mirdzumu. Fakts ir tāds, ka kristāls, uz kura ir uzbūvēta diode, var izstarot tikai stingri noteikta viļņa garuma gaismu. Mūsu acs šādu starojumu uztver kā tīru krāsu no spektra, piemēram, sarkanu vai zaļu. Mēs redzam balta krāsa kad mūsu acīs nonāk ļoti plašs viļņu garumu spektrs vai vairāku specifisku primāro krāsu sajaukums.
Šo problēmu var atrisināt trīs veidos.
Pirmais ir vienā mikroshēmā salikt trīs krāsu gaismas diodes, piemēram, sarkanu, zaļu un zilu.
Šis veids ir atradis savu pielietojumu video ekrānos un dekoratīvā apgaismojuma elementos ar mainīgu krāsu, otrs ir izmantot dienasgaismas spuldžu principu: ultravioletās gaismas diodes starojums ietriecas fosforā, kas ultravioletā starojuma ietekmē mirdz baltā krāsā.

Trešais veids ir izmantot zilu LED, kas pārklāts ar dzeltenu fosforu. maisījums dzeltenā un zilā krāsā arī acs uztver kā baltu (1. att.).
Pēdējā metode izrādījās visērtākā un efektīvākā īpaši spilgtu gaismas diožu ražošanai. Pirmo reizi šādas gaismas diodes tika demonstrētas 1997. gadā. Kopš tā laika ir sākusies arī gaismas diožu izmantošana vispārējo apgaismojuma problēmu risināšanai.
Pašlaik parasti ir pieejamas gaismas diodes, kas nodrošina gaismas plūsmu līdz 140 lūmeniem uz 1 vatu enerģijas patēriņa. Laboratorijas apstākļos ir iegūtas ierīces, kas izstaro līdz 200 lūmeniem 1 uz vatu. Mūsdienu tehnoloģiju teorētiskais ierobežojums ir aptuveni 300 lūmeni 1 uz vatu.
Salīdzinājumam: kvēlspuldze dod aptuveni 7 lm / W, bet moderna enerģijas taupīšanas dienasgaismas spuldze līdz 105 lm / W. Nātrija lampu efektivitāte ir salīdzināma ar gaismas diodēm 130 lm / W līmenī augstspiediena. Būtisks trūkums nātrija lampas ir to gandrīz monohromatiskā oranži dzeltenā gaisma, kas pasliktina objektu krāsu atveidi.
Avota gaismas plūsma, kas izteikta lūmenos, raksturo tā izstarošanos, neņemot vērā starojuma modeli. Kad mēs novērtējam gaismas avota radīto lietderīgo efektu, mums ir svarīgs gaismas sadalījums no lampas telpā. Piemēram, ceļa lukturim ir jādod vienmērīgs un spilgts gaismas punkts uz ceļa, vienlaikus neapžilbinot vadītājus un neapgaismojot apmales tālāko malu. Lai to panāktu, tiek izmantoti atstarotāji un lēcas – atstarojoša vai fokusējoša optika. Jebkura atstarotāja vai lēcas efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no gaismas avota ģeometrijas. LED ir gandrīz punktveida avots, kas ļauj sasniegt 80-90% efektivitāti apgaismotās zonas veidošanā. Lampa izstaro visos virzienos, un tai ir liels virsmas laukums, kas izstaro gaismu. Lai sasniegtu vēlamo starojuma modeli, jums būs jāupurē 40 līdz 70% gaismas. Šī iemesla dēļ, pat ar tādu pašu energoefektivitāti (lūmeni uz vatu), LED ir pusotras līdz divas reizes efektīvāka nekā tradicionālā lampa.

Osram ir unikāls risinājums, integrēts objektīvs LED ar starojuma modeli, kas ideāli piemērots ielu un automaģistrāļu apgaismojumam (2. att.). Izmantojot šādu diodi, nav nepieciešams izmantot sekundāro optiku, tāpēc nav gaismas zudumu un papildu izmaksu.
Gaismas diodes apgalvo, ka tās ir nopietna alternatīva citiem gaismas avotiem.
Apsveriet to priekšrocības un trūkumus, lai neatkarīgi novērtētu, cik pamatotas ir šīs cerības.
Tātad, pirmā un vissvarīgākā priekšrocība ir energoefektivitāte. Elektrība LED tiek pārvērsta tieši gaismas kvantos - fotonos. Šāda transformācija teorētiski notiek bez enerģijas zudumiem – cik enerģijas iztērē, tik izdala. Praksē, protams, ir zaudējumi, taču jau ir sasniegti iespaidīgi rezultāti salīdzinājumā ar citiem avotiem. Gaismekļa gaismas sadalījums ir izveidots ar daudz mazākiem gaismas zudumiem.
Uzticamība un kalpošanas laiks. Sāksim ar ierīces kalpošanas laika definīciju. Gaismas diodes kalpošanas laiks ir stundu skaits, cik ilgi tā darbosies, pirms tā samazinās. gaismas plūsma par 30%. Vadošie ražotāji (piemēram, Osram) apgalvo, ka kalpošanas laiks pārsniedz 100 000 stundu. Salīdziniet: kvēlspuldze - 1000 stundas, standarta dienasgaismas spuldze - 12 tūkstoši stundu, gāzizlādes spuldzes - līdz 40 tūkstošiem stundu. Dati par tradicionālajiem gaismas avotiem tiek sniegti saskaņā ar avota pilnīgas atteices kritēriju.
Maza izmēra LED. Osram ražotās jaudīgās viena vata OSLON sērijas LED korpusa izmērs ir 3x3 mm. Tas ļauj to ietilpināt jebkurā lampas dizainā, kā arī izveidot miniatūru un tajā pašā laikā ļoti jaudīgu apgaismojums. (3. att.).
Vides drošība. Pati LED satur simtdaļas grama vielas kristāliskā, ļoti ķīmiski inertā veidā. Luminiscences spuldze satur cilvēkiem un dabai ļoti bīstamas vielas, piemēram, dzīvsudrabu. Šādu lampu likvidēšana ir dārgs un sarežģīts process.
Ieslēgšanas-izslēgšanas laika un spilgtuma kontrole. Ir vajadzīgas mikrosekunžu daļas (150 ns baltam 1 vata Golden Dragon Plus LED), lai gaismas diode sāktu darboties ar pilnu jaudu pēc tam, kad tā ir iedarbināta. Tas ļauj regulēt gaismas plūsmu, izmantojot īsus strāvas impulsus, kas seko augstā frekvencē. Tādējādi lampas spilgtumu var regulēt jebkurā diapazonā, vienlaikus saglabājot 100% efektivitāti. Var atzīmēt vēl vienu efektu - gaismas diode nav kritiska ieslēgšanas-izslēgšanas ciklu skaitam, kas ir posts, piemēram, lētām enerģijas taupīšanas spuldzēm.
Mehāniskā izturība un triecienizturība. LED ir ciets kristāls plastmasas vai keramikas apvalkā. Ja vēlaties, to var iznīcināt ar āmuru. Praksē tas ir absolūti nejutīgs pret vibrācijām un citām iedarbībām, kas raksturīgas rūpnieciskiem lietojumiem.
Stabila darbība plkst zemas temperatūras nesamazinot kalpošanas laiku un nezaudējot spilgtumu.
LED lampai nav nepieciešama iedarbināšana, tā gandrīz acumirklī sasniedz iestatīto temperatūru.

Gaismas diožu trūkumi

Lielākais izaicinājums, izstrādājot LED ķermeņus, ir rīkoties ar radīto siltumu. Kā jau minēts, LED pārvērš elektrisko enerģiju tieši gaismas plūsmā.
Šī ir priekšrocība, kas pārvēršas par trūkumu, kad runa ir par siltuma izkliedi. Fakts ir tāds, ka gaismas diode praktiski neizstaro jaudu spektra infrasarkanajā diapazonā. Infrasarkanais starojums mēs jūtamies kā siltums, kas izplūst no spuldzes. No mūsu acu viedokļa tas ir bezjēdzīgi, bet ļoti labi noņem lieko siltumu no gaismas avota.
Praksē aptuveni 25% enerģijas pārvēršas gaismā, bet pārējā - siltumā. Pusvadītājiem nepatīk siltums, to kalpošanas laiks ievērojami samazinās temperatūrā virs 130-150 0C. (salīdzinājumam kvēlspuldzes spirāle uzsilst līdz 2300 0С, un halogēna lampai tā uzsilst līdz 2700 0С).
Tātad, trūkums numur 1: jums ir nepieciešams noņemt siltumu, un jums tas jādara ar radiatoru palīdzību un dažreiz pat ar aktīvām dzesēšanas sistēmām. Lai iegūtu gaidīto LED lampas efektivitāti, jums ir jārūpējas par pareizo strāvas avotu. Avotam ir jānodrošina stabilizēts (nevis spriegums, kā to prasa lielākā daļa ierīču) līmenī no 100 mA līdz 1 A atkarībā no diodes veida. Lai panāktu efektivitāti, parasti tiek izmantoti pārslēgšanas avoti ar jaudas koeficienta korekciju.
Trūkums numurs 2 - salīdzinoši sarežģīta jaudas shēma.
Trūkums numur 3, iespējams, tikai īslaicīgs, ir LED augstā cena. Apgaismojuma nozarē ir pieņemts runāt par lūmeniem, kas saņemti uz vienu iztērēto dolāru vai eiro. Šobrīd šī vērtība ir līdz 3 eiro centiem par 1 lūmenu, kas ir par kārtu augstāka nekā 1 lūmena izmaksas dienasgaismas spuldze. Tas ir galvenais faktors, kas neļauj plaši izmantot LED lampas ikdienas dzīvē. Tomēr jomās, kur īpašumtiesību izmaksas, tostarp uzturēšanas izmaksas, ir svarīgas, LED jau ir lētākas nekā parastās lampas.
Lai par to pārliecinātos, pietiek aprēķināt darbu izmaksas, izmantojot gaisa platformu, lai nomainītu lampas ielu apgaismojuma mastos, nemaz nerunājot par ievērojamu enerģijas ietaupījumu. Ļoti bieži pāreja uz gaismas diodēm notiek vienkārši fiziska trūkuma dēļ. elektriskā jauda tuvumā.
Nav nejaušība, ka raksta sākumā ir stāsts par radiolampām un tranzistoriem. Papildus labākajiem tehniskajiem parametriem, ar kuriem, starp citu, pirmie tranzistori nevarēja lepoties, pusvadītāji pavēra ceļu uz nozari tūkstošiem mazu uzņēmumu. Līdz ar to parādīšanos ir strauji samazinājusies finansiālā un tehnoloģiskā barjera ienākšanai tirgū. Pirmie datori jauna ēra tika savākti garāžās. Milži zaudēja savu monopolu, un elektronikas nozarē parādījās neticami spēcīga konkurence.
Gaismas diožu parādīšanās paver ceļu lampu ražošanai milzīgam skaitam uzņēmumu, kas iepriekš ar to nav bijuši saistīti. Pirmajā posmā ir nepieciešams tikai parastais aprīkojums elektronisko shēmu plates montāžai. Mūsu valstī ir tādas ražošanas pārpalikums, kas gaida spārnos.

Pēdējā laikā internetā dažādos datoru forumos pamanu cilvēkus, kuri vēlas modēšanai izmantot gaismas diodes, bet kuriem nav pietiekamu zināšanu. Tā vietā noderīgi padomi, šādi cilvēki bieži vien tajos pašos forumos klausās dažādu tēmu nesaprotošu amatieru argumentus, un pat visvienkāršākais jautājums izraisa episkus strīdus ar filozofisku argumentāciju. Lielākā daļa informācijas no šādām tēmām ne tikai nedos nekādu labumu, bet bieži vien var nodarīt kaitējumu. Lai novērstu visus populārākos jautājumus un maldīgos priekšstatus, kas attiecas uz LED izmantošanu modēšanā, es nolēmu uzrakstīt šo īso opusu.

Kas ir gaismas diodes

AT pēdējie laiki daudz tiek runāts par LED, ziņas par arvien jaudīgākām LED, jaunumiem un jauniem produktiem, kuru pamatā ir LED (ir vērts atcerēties vismaz jaunus LCD monitorus ar LED fona apgaismojums no Apple). Tātad, kas ir LED? Gaismas diode ir pusvadītāju ierīce, kas izstaro gaismu, kad caur to tiek izlaista elektriskā strāva. Pastāv liels skaits dažādi pusvadītāju materiāli, no kuriem tiek izgatavotas gaismas diodes, un gaismas diožu īpašības (spīdēšanas krāsa, spīduma spilgtums utt.) ir atkarīgas no ķīmiskais sastāvsšie materiāli.

Gaismas diožu izmantošana moddēšanā

Gaismas diodes ir viena no pirmajām lietām, ko sāka izmantot modēšanā, jo tālajā 1999. gada beigās - 2000. gada sākumā pirmie modderi mainīja savos korpusos esošos garlaikoto krāsu gaismas diodes pret spilgtākiem interesantu un neparastu krāsu LED. Turklāt daži modderi izgatavoja paši savus ventilatorus ar LED gaismām, LED lampa korpusa apgaismojums un citi modificēšanas piederumi. Līdz ar optisko peļu parādīšanos modderi sāka tajās aizstāt standarta gaismas diodes, kā arī instalēt papildu. Tomēr nevar teikt, ka līdz ar sērijveida aizmugurgaismojuma ventilatoru parādīšanos LED izmantošana moddēšanā ir iegājusi vēsturē, drīzāk tā ir kļuvusi par klasiku, piemēram, stiepļu noapaļošana (kas, kā visi zina) un caurumu griešana. Patiešām, mūsdienu gadījumos jau no rūpnīcas ir spilgtas zilas, baltas un citu krāsu gaismas diodes, taču mēs vēlamies padarīt lietas unikālas un personalizētas, jo šim nolūkam mēs nodarbojamies ar modificēšanu un, ņemot vērā pašreizējo lēto un jaudīgas gaismas diodes, tos neizmantot modēšanā ir grēks =), tāpēc tiek izmantotas pilnībā: izceļ korpusus, klaviatūras, ventilatorus, gravējumus, luminiscējošās krāsas utt. Gaismas diodes lieliski pielietojamas tur, kur nepieciešams lokāls vai kompakts apgaismojums, spilgts vai otrādi blāvs, lieliski noder ūdens dzesēšanas sistēmas apgaismošanai utt.

Gaismas diodēm, ja tās tiek izmantotas modēšanā, ir šādas priekšrocības un trūkumi.

Priekšrocības

Spilgtas un piesātinātas krāsas
Uzticamība (ilgs kalpošanas laiks)
Augsta efektivitāte
Praktiski nav siltuma
Kompakts izmērs

Trūkumi

Viegli izdeg, ja savienojums ir nepareizi
Savienojamības ziņā tālu no plug-and-play

Gaismas diožu šķirnes

Gaismas diodes tiek iedalītas dažādās šķirnēs atkarībā no izmēra, kristālu skaita vienā iepakojumā, spilgtuma, jaudas, starojuma krāsas, kā arī citiem parametriem.

Ģeometriskā forma un izmēri. Populārākās ir standartizētu izmēru gaismas diodes cilindriskā korpusā: 3/5/10 mm diametrā, retāk 8 mm, lai gan dažreiz tiek atrasti līdz 20 mm diametrā. Ir arī SMD gaismas diodes, kuru izmērs ir ļoti kompakts - līdz 2 x 2 mm, tie ir paredzēti lodēšanai tieši uz tāfeles un parasti tiek izmantoti ekrānu apgaismošanai. Ir arī gaismas diodes, kas izgatavotas kvadrātveida vai taisnstūrveida korpusos.

kristālu skaits. Vairumā gadījumu vienas gaismas diodes korpusā ir viens pusvadītāju kristāls, tomēr ir gadījumi, kad vienas gaismas diodes korpusā ir uzstādīts vairāk nekā viens kristāls, piemēram:

Daudzkrāsu gaismas diodes

Ja nepieciešams izgatavot daudzkrāsu LED, vienas gaismas diodes korpusā ir uzstādīts vairāk nekā viens pusvadītāju kristāls, un paši kristāli ir izgatavoti no dažādiem materiāliem un attiecīgi izstaro dažādas krāsas: zilu, zaļu, sarkanu, dzeltenu. , un tā tālāk. Divkrāsu gaismas diodes visbiežāk izmanto kā indikatorus (parasti sarkanā / zaļā krāsā), trīskrāsu gaismas diodes visbiežāk izmanto displeju apgaismošanai un LED ekrānu veidošanai, jo šīs gaismas diodes var attēlot trīs pamatkrāsas (zilu / zaļu / sarkanu), kad sajaucot, varat iegūt visu krāsu paleti, kas nepieciešama, lai pietiekami kvalitatīvi parādītu fotoattēlus un videoklipus. Četru krāsu gaismas diodes ir diezgan reti sastopamas un satur kristālus, lai parādītu, kā norāda nosaukums, četrās krāsās (zilā / zaļā / sarkanā / dzeltenā), un tos galvenokārt izmanto, lai izveidotu balta gaisma ar augstas kvalitātes raksturlielumiem CRI (Color rendering index).

Lieljaudas gaismas diodes

Lai palielinātu gaismas diodes spilgtumu (gaismas daudzumu), dažkārt vienas gaismas diodes korpusā tiek uzstādīti vairāki vienas krāsas gaismu izstarojoši kristāli (parasti tiek ievietoti četri kristāli), kas vairākkārt palielina gaismas diodes spilgtumu. To var salīdzināt ar četrkodolu procesoriem =).

Spilgtums. Pateicoties plašā LED pielietojuma klāstam, ražotāji ražo gaismas diodes ar dažādu spilgtumu: no ne pārāk spilgtas indikatoru vajadzībām līdz īpaši spilgtām, galvenokārt, lai kaut ko izceltu. Spilgtuma vērtību ietekmē arī gaismas diodes starojuma shēma, piemēram, tādas pašas jaudas gaismas diode ar 20 grādu stara leņķi izskatās spilgtāka nekā tādas pašas jaudas gaismas diode, bet ar platāku stara leņķi, piemēram, 140 grādi. .

Jauda. Dažādiem nolūkiem tiek ražotas dažādas jaudas gaismas diodes: no vatu simtdaļām līdz nopietniem 5 vai vairāk vatiem vienā mikroshēmā. Tipisko modderu, tā saukto "īpaši spilgto" gaismas diožu jauda ir aptuveni 60 mW (apmēram 1/16 W), un, ja tos izmanto vidēja izmēra korpusa fona apgaismojumā, tiem var būt nepieciešami aptuveni 15 līdz 25 gabali. Vidējai 4 mikroshēmu īpaši spilgtai gaismas diodei ir aptuveni 240 mW (1/4 W) jauda, un, lai apgaismotu vidēja izmēra korpusu, jums ir nepieciešami aptuveni 4 līdz 8 šīs gaismas diodes atkarībā no citām funkcijām. Superjaudīgo gaismas diožu klasē ietilpst gaismas diodes ar viena vata jaudu, kas no pirmā acu uzmetiena šķiet maz, bet tas ir tikai no pirmā acu uzmetiena - šādas gaismas diodes ir vidēji 15-20 reizes spilgtākas nekā visizplatītākās gaismas diodes! Viena vai divas no šīm gaismas diodēm var apgaismot visu ķermeni!

Krāsa. Atkarībā no pusvadītāja, uz kura pamata tiek izgatavota gaismas diode, atšķiras arī gaismas diodes izstarotā krāsa. Pārdošanā visbiežāk var atrast šādu krāsu gaismas diodes: sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila, violeta, ultravioletā. Visu krāsu gaismas diodes tiek izmantotas modēšanā gan indikatoru vajadzībām, gan fona apgaismojumam. Ir arī gaismas diodes, kas darbojas infrasarkanajā diapazonā, taču, tā kā to starojums nav redzams ar neapbruņotu aci, to izmantošana aprobežojas ar tālvadības pultīm un nakts redzamības kamerām.

Zilās, violetās un ultravioletās gaismas diodes ir pelnījušas īpašu uzmanību - tās visas izraisa dažu krāsvielu luminiscenci (fluorescenci), bet dažādās pakāpēs. Zilas gaismas diodes izraisīt ne pārāk spilgtu luminiscenci, kā arī nedaudz izkropļot tās krāsu, pieskaroties tās zilajam starojumam. Savukārt violetās gaismas diodes izskatās blāvas, bet rada spēcīgu luminiscenci, tās parasti pārdod ultravioleto gaismas diožu aizsegā, taču tas tā nav. Ultravioletās gaismas diodes tiek pārdotas diezgan reti, un parasti tiek atrastas ultravioletās gaismas diodes ar garo viļņu ultravioleto diapazonu, tā saukto UV-A (UV-A) - visdrošākās, ārēji šīs gaismas diodes izskatās ļoti vājas, jo zema cilvēka acs jutība pret diapazonu, kas mazāks par 400 nm, taču šīs gaismas diodes rada vēl spēcīgāku luminiscenci nekā violetā – tas ir saistīts ar šī starojuma diapazona augstāko enerģiju.

Gaismas diožu tipiskās īpašības

Divas galvenās gaismas diodes īpašības ir spriegums un strāva. Parasti gaismas diodes ir paredzētas 20 mA strāvai, taču ir arī izņēmumi, piemēram, četru mikroshēmu gaismas diodes parasti ir paredzētas 80 mA, jo vienā LED korpusā ir četri pusvadītāju kristāli, no kuriem katrs savukārt patērē 20 mA. viena vata gaismas diodes parasti patērē 300–400 mA. Gaismas diodes darba spriegums ir atkarīgs no pusvadītāja materiāla, no kura tas ir izgatavots, attiecīgi pastāv saistība starp gaismas diodes krāsu un darba spriegumu.

Lietojot gaismas diodes, vislabāk ir noskaidrot pie mazumtirgotāja vai ražotāja, cik voltu LED ir nepieciešams, taču, ja šī informācija nav pieejama, var izmantot šādu tabulu.

Tabula ar aptuveno LED spriegumu atkarībā no krāsas

Gaismas diožu pieslēgšanas noteikumi un aprēķins

LED pārraida elektrība tikai vienā virzienā, kas nozīmē, ka, lai gaismas diode izstarotu gaismu, tai jābūt pareizi pievienotai. LED ir divi kontakti: anods (pluss) un katods (mīnus). Parasti gaismas diodes garais kontakts ir anods, taču ir izņēmumi, tāpēc labāk šo faktu precizēt tehniskās specifikācijasīpaša LED.

Gaismas diodes ir elektronisko komponentu veids, kas, ilgu un stabila darbība, svarīgs ir ne tikai pareizais spriegums, bet arī optimālais strāvas stiprums - tāpēc vienmēr, pieslēdzot LED, tie ir jāpievieno caur atbilstošo rezistoru. Dažreiz šis noteikums tiek atstāts novārtā, bet rezultāts visbiežāk ir vienāds - LED vai nu uzreiz izdeg, vai arī tās resurss ir ļoti ievērojami samazināts. Rezistors ir iebūvēts dažās gaismas diodēs “no rūpnīcas” un tās var uzreiz pieslēgt 12 vai 5 voltu avotam, taču šādas gaismas diodes pārdošanā ir diezgan reti un visbiežāk LED ir jāpievieno ārējais rezistors.

Ir vērts atcerēties, ka rezistori atšķiras arī pēc to īpašībām, un, lai tos savienotu ar gaismas diodēm, jums ir jāizvēlas pareizas vērtības rezistors. Lai aprēķinātu nepieciešamo rezistora vērtību, jums vajadzētu izmantot Oma likumu - tas ir viens no svarīgākajiem fiziskajiem likumiem, kas saistīti ar elektrību. Šo likumu visi apguva skolā, bet gandrīz neviens to neatceras =).

Oma likums ir fizisks likums, ar kura palīdzību var noteikt sprieguma (U), strāvas (I) un pretestības (R) savstarpējo atkarību. Ego būtība ir vienkārša: strāvas stiprums vadītājā ir tieši proporcionāls spriegumam starp vadītāja galiem, ja strāvas pārejas laikā vadītāja īpašības nemainās.

Šis likums tiek vizuāli attēlots, izmantojot formulu: U= I*R
Kad zināt spriegumu un pretestību, izmantojot šo likumu, jūs varat atrast strāvas stiprumu, izmantojot formulu: I \u003d U / R
Kad zināt spriegumu un strāvu, varat atrast pretestību: R = U/I
Kad zināt strāvu un pretestību, varat aprēķināt spriegumu: U \u003d I * R

Tagad apskatīsim piemēru. Jums ir gaismas diode ar darba spriegumu 3 V un strāvu 20 mA, vēlaties to savienot ar 5 V sprieguma avotu no USB savienotāja vai PSU, lai tas neizdegtu. Tātad mums ir 5 V spriegums, bet LED nepieciešami tikai 3 V, kas nozīmē, ka mums ir jāatbrīvojas no 2 V (5 V - 3 V \u003d 2 V). Lai atbrīvotos no papildu 2 V, mums ir jāizvēlas rezistors ar pareizo pretestību, ko aprēķina šādi: mēs zinām spriegumu, kas jānovērš, un mēs zinām strāvu vēlamā LED— izmantosim iepriekš minēto formulu R = U/I. Attiecīgi 2V / 0,02 A \u003d 100 omi. Tātad jums ir nepieciešams 100 omu rezistors.

Dažreiz, atkarībā no gaismas diodes īpašībām, nepieciešamais rezistors tiek iegūts ar nestandarta vērtību, kuru nevar atrast pārdošanā, piemēram, 129 vai 111,7 omi =). Šajā gadījumā jums vienkārši jāņem rezistors ar nedaudz lielāku pretestību nekā aprēķinātais - LED nedarbosies ar 100 procentiem no jaudas, bet ar aptuveni 90-95%. Šajā režīmā gaismas diode darbosies uzticamāk, un spilgtuma samazināšanās nebūs vizuāli pamanāma.

Varat arī aprēķināt, cik jaudīgs ir nepieciešamais rezistors, lai reizinātu spriegumu, kas paliks uz rezistora, ar strāvu, kas būs ķēdē. Mūsu gadījumā tas ir 2 V x 0,02 A = 0,04 W. Tātad jums ir piemērots šādas vai vairāk jaudas rezistors.

Gaismas diodes dažreiz tiek savienotas vairākas paralēli vai virknē, izmantojot vienu rezistoru. Priekš pareizs savienojums Jāatceras, ka, pieslēdzot paralēli, tiek summēts strāvas stiprums, savukārt, savienojot virknē, tiek summēts nepieciešamais spriegums. Jūs varat savienot tās pašas gaismas diodes tikai paralēli un virknē, izmantojot vienu un to pašu rezistoru, un, ja izmantojat dažādas gaismas diodes ar dažādas īpašības, tad labāk ir aprēķināt rezistoru katrai LED - tas būs uzticamāks. Pat viena un tā paša modeļa gaismas diodēm ir neliela parametru neatbilstība un, pieslēdzot lielu skaitu gaismas diožu paralēli vai virknē, šī mazā parametru neatbilstība var izraisīt daudzu LED izdegšanu =). Vēl viens slazds var būt fakts, ka pārdevējs vai ražotājs (daudz retāk) var sniegt nedaudz nepareizus datus par gaismas diodēm, un pašām gaismas diodēm var nebūt skaidrs darba spriegums, bet gan minimālā/optimālā un maksimālais spriegums. Šis faktors īpaši neietekmēs, pievienojot nelielu skaitu gaismas diožu, un, ja tiek pievienots liels skaits, rezultāts var būt tās pašas izdegušās gaismas diodes. Tātad ar paralēlo un seriālo pieslēgumu nevajadzētu pārāk aizrauties, būs ticamāk, ka katram LED vai nelielai LED grupai (3-5 gab.) ir pievienots atsevišķs rezistors. Apskatīsim dažus savienojumu piemērus.

1. piemērs Jūs vēlaties virknē savienot trīs gaismas diodes, katra ar nominālo spriegumu 3 V un 20 mA, ar 12 V avotu (piemēram, molex savienotāju). Trīs 3 voltu gaismas diodes kopā patērēs 9 voltus (3 V x 3 = 9 V). Mūsu strāvas avotam ir attiecīgi 12 voltu spriegums, būs jāatbrīvojas no 3 voltiem (12 V - 9 V = 3 V). Tā kā pieslēgums ir seriālais, tad strāvas stiprums būs attiecīgi 20mA, 3 volti (spriegums, kas jālikvidē) tiek dalīts ar 0,02 A (strāvas stiprums, kas nepieciešams katrai LED) un mēs iegūstam nepieciešamās pretestības vērtību - 150 omi. Tātad jums ir nepieciešams 150 omu rezistors.

2. piemērs Jums ir četras gaismas diodes, katra ar nominālo spriegumu 3 volti, un barošanas avots 12 V. Šādā situācijā jūs varētu domāt, ka rezistors nav vajadzīgs, taču tas tā nav - gaismas diodes ir ļoti jutīgas pret strāvas stiprumu, un labāk ir pievienojiet rezistoru līdz 1 om Šīs vērtības rezistors neietekmēs mirdzuma spilgtumu, bet būs kaut kas līdzīgs “drošinātājam” - gaismas diodes darbosies daudz uzticamāk. Neizmantojot rezistoru, šajā gadījumā gaismas diodes var vienkārši izdegt, ātri vai nē.

3. piemērs. Jūs vēlaties paralēli savienot trīs gaismas diodes, katra ar nominālo spriegumu 3 V un 20 mA, 12 V barošanai. 3 = 60 mA). Mūsu strāvas avotam ir 12 voltu spriegums, un gaismas diodēm ir nepieciešams 3 voltu spriegums, tāpēc jums ir jāatbrīvojas no 9 voltiem (12 V - 3 V = 9 V). Tā kā pieslēgums ir paralēls, tad strāvas stiprums būs attiecīgi 60mA, 9 volti (spriegums, kas jālikvidē) tiek dalīts ar 0,06 A (strāvas stiprums, kas nepieciešams visām gaismas diodēm) un mēs iegūstam nepieciešamās pretestības vērtību - 150 omi. Tātad jums ir nepieciešams 150 omu rezistors.

Arī internetā ir liels skaits dažādu "gaismas diožu kalkulatoru", kurus varat izmantot. Pietiek doties uz atbilstošo vietni, norādīt gaismas diodes īpašības un strāvas avotu, un jūs saņemsit visus nepieciešamos datus par rezistoru, kā arī tā. krāsu kodēšana. Šāda kalkulatora piemēru varat redzēt vietnē.

Gadu gaitā tirgus piedāvā arvien lielāku gaismas diožu klāstu. Tie atšķiras pēc krāsas, sprieguma, jaudas utt.
Ja jūsu rokās ir LED un vēlaties to izmantot, tad noteikti ir jāizdomā, cik jaudīga ir šī ierīce, pretējā gadījumā jūs varat to vienkārši sadedzināt.
Kā noteikt LED jaudu? Mēs par to runāsim šajā rakstā.
LED ir pusvadītāju kristāls. Tas var būt lietā vai bez tā, bet jebkurā gadījumā tam būs divi secinājumi: pozitīvs un negatīvs. LED jaudu bieži sauc par vatiem. Tomēr tā nav gluži taisnība. Tas tiek darīts, lai atvieglotu izpratni. Gaismas diodēm ir indikators, kas norāda uz maksimālo darba strāvu, ar kādu tās var strādāt. Un jauda ir atkarīga no strāvas daudzuma, ko jūs tai piešķirat.

Tos sauc arī par indikatoriem. Tos var droši saukt par visizplatītāko gaismas diožu veidu. Tie ir maza izmēra (2-20 milimetri diametrā). Tos sauc par indikatoriem atkarībā no biežākās lietošanas - jūs, iespējams, tos redzējāt gandrīz visās mājsaimniecības ierīces. Gandrīz visu balto mazjaudas gaismas diožu parametri ir 20MA 3,2 volti. Tas ir, tā jauda ir 0,06 vati.
Par šāda veida gaismas diodēm tiek sauktas arī virsmas montāžas gaismas diodes vai SMD — LED. Tās ir gaismas diodes, kas apgaismo ekrānus, pogas utt. No tiem ir izgatavots tas pats led sloksne bieži izmanto telpu dekorēšanai.
Lentes ir vai nu SMD 3528, vai 5050. SMD 3528 ir izgatavotas tieši no šādām indikatora gaismas diodēm. Bet SMD 5050 ir izgatavoti no gaismas diodēm, kas savienotas ar trim. To jauda ir aptuveni 0,2 vati.

Jaudīgas gaismas diodes

Nosacīti var iedalīt:

Zīmols (CREE, Nichia, Osram un citi…)
ķīniešu

Kas attiecas uz firmas zīmoliem, tad tie der visiem, izņemot, iespējams, pārāk dārgos. Bet, iegādājoties šādas gaismas diodes, jūs būsiet pārliecināts par to kvalitāti, turklāt instrukcijā ir norādīti visi rādītāji, ieskaitot jaudu. Jāpatur prātā arī tas, ka šādi uzņēmumi ražo gaismas diodes rūpnīcas montāžai. To var izdarīt arī manuāli, taču tas būs daudz grūtāk.
Ķīniešu gaismas diodēm ir daudz lielāks sortiments. Bet ar visu dažādību ķīniešu gaismas diodes cieš no novirzēm no standartiem (precīzāk, standartu vienkārši nav) un zemas kvalitātes.
Tipiska Ķīnā ražota LED jauda ir aptuveni 2,6 vati.
Viņi arī ražo gaismas diodes ar palielinātu kristālu.

Kāda strāva dos maksimālo jaudu LED?

Ja nepieciešams sasniegt maksimālu lampas efektivitāti - izmantojiet gaismas diodes, kas dod aptuveni 120 lūmenus uz vatu. Strāvai tiem jābūt ne vairāk kā 300 mA. Ar labu siltuma izkliedi šādas gaismas diodes darbosies bezgalīgi.
Ja galvenais ir spilgtums, tad 35-38 mil mikroshēmas pie 600mA strāvas būs labs risinājums.

Kā noteikt LED jaudu?

Pieņemsim, ka jūs tikko atradāt LED uz sava galda. Par viņu informācijas nav. Kā tādā gadījumā būt?
Vienkāršākais veids ir ieslēgt to zemsprieguma barošanas avotā virknē ar 1-1,5 kΩ rezistoru. Gandrīz jebkura gaismas diode darbosies. Bet, ja nepieciešami precīzāki rādītāji, mēs rīkojamies šādi: korelējam rādītājus pēc izskata.
Mazs (3–10 mm):

Infrasarkanais (strāva - mazāk nekā 2 vati, spriegums - apmēram 20 mA)
Sarkans (strāva - no 1,7 līdz 2 vatiem, spriegums - no 15 līdz 20 mA)
Oranža (strāva - apmēram 2 vati, spriegums -20 mA)
Dzeltens (strāva - 2,1-2,2 vati, spriegums - 20 mA)
Zaļš (strāva - 1,9-3,6 vati, spriegums - 20 mA)
Zils (strāva - 2,5-3,6 vati, spriegums - 20 mA)
Violeta (strāva - 2,7-4 vati, spriegums -20 mA)

Liels:

Dzeltens (parasti uz radiatora) (strāva - 2,1-2,2 vati, spriegums -300 mA)
Balta, rozā (strāva - 3,2-3,6 vati, spriegums -20 mA)

LED sloksnes (strāva - 12 vai 24 vati, spriegums - aprēķina atkarībā no sloksnes garuma).

Precīza jaudas noteikšana

Jums būs nepieciešams:

multimetrs
Barošanas avots, kas var vienmērīgi palielināt spriegumu
500 omu rezistors

Šis paņēmiens nav piemērojams lāzera gaismas diodēm!
Pievienojiet LED rezistoram un barošanas avotam. Ievērojiet polaritāti! To var noteikt arī ar multimetru.
Pakāpeniski palieliniet barošanas avota spriegumu, salīdzinot rādījumus uz tā un gaismas diodes.
Ērtāk būs izmantot barošanas bloku, kas parāda darba spriegumu, vai izmantot divus voltmetrus.
Kas notiks? sākotnēji identisks spriegums pakāpeniski mainīsies uz bloka un LED. Ir svarīgi, lai gaismas diode deg normālā spilgtumā.

Kāpēc tas nevar spīdēt?

ja tas ir infrasarkanais
ja tas ir salauzts
ja spriegums divos punktos proporcionāli mainās no nulles uz maksimumu, bet sāk spīdēt no 3 voltiem, tad LED iekšpusē ir rezistors, kas ierobežo strāvas padevi. Šajā opcijā jūs ierobežojat strāvu līdz vērtībai, kas nepārsniedz 20 mA, atkarībā no gaismas diodes apgaismojuma.

Padoms
Ja nezināt precīzus gaismas diodes rādījumus, nedodiet tai vairāk par 350 mA. Ja jums joprojām ir nepieciešams vairāk, sagatavojiet spēcīgu siltuma izlietni. Pie aptuveni 700 mA gaismas diodei būs nepieciešami aptuveni 80 kV. skatiet radiatoru. Optimālā temperatūra ir 60 grādi pēc Celsija.

Instrukcija

Gaismas diodes var labi kalpot daudzus gadus, ātri sabojājas, ja tās darbojas ar lielu strāvu. Lai pareizi aprēķinātu strāvas stiprumu, jums jāzina spriegums, kuram ir paredzēts konkrētais LED.

Lielākajai daļai gaismas diožu barošanas spriegumu var noteikt pēc to mirdzuma krāsas. Tātad baltajām, zilajām un zaļajām gaismas diodēm barošanas spriegums parasti ir 3 V (pieļaujams līdz 3,5 V). Sarkanās un dzeltenās gaismas diodes ir paredzētas 2 V barošanas spriegumam (1,8 - 2,4 V). Lielākā daļa parasto gaismas diožu ir paredzētas 20 mA, lai gan ir LED, kas spēj apstrādāt vairāk nekā 150 mA.

Tāme nominālā strāva nezināma LED, ja nav atsauces materiālu, ir diezgan grūti. Paskatieties uz spuldzi - jo lielāka tā ir, jo lielāka parasti ir nominālā strāva. Viena no pazīmēm, ka iestatītā strāva ir lielāka par pieļaujamo, var būt izstarotās gaismas spektra izmaiņas. Piemēram, ja baltas gaismas diodes emisija iegūst zilu nokrāsu, tad strāvas stiprums ir nepārprotami pārsniegts.

Neaizmirstiet, ka gaismas diodes ir ļoti jutīgas pret pārmērīgu barošanas spriegumu. Piemēram, pievienojot 2V LED divām virknē 1,5V baterijām (kopā 3V), varat to izdegt.

Ja tiek izmantots barošanas spriegums, kas ir lielāks par ieteikto, papildu volti jādzēš ar papildu (dzēšanas) rezistoru. Jūs varat aprēķināt rezistora pretestību, izmantojot formulu R \u003d U / I. Piemēram, jums ir jāpieslēdz 3 V gaismas diode no automašīnas 12 V elektriskās sistēmas. Jums ir papildu 9 V. Ar nominālo LED strāvu 20 mA (0,02 A), jūs iegūstat vēlamo vērtību, dalot 9 ar 0,02 - tas būs 450 omi.

Pēc ķēdes montāžas ar LED, noteikti izmēriet tās patērēto strāvu, ieslēdzot testeri atvērtā ķēdē. Ja strāva pārsniedz 20 mA, tā jāsamazina, palielinot rezistora vērtību. Nedaudz mazāka strāva, piemēram, 18 mA, nāks tikai par labu LED, palielinot tā kalpošanas laiku.

Pārliecinieties, vai LED savienojums ir pareizs. Anods ir savienots ar barošanas avota plusu, katods ir savienots ar mīnusu. Katodam ir vairāk īsa izvade, uz kolbas sānā tiek izdarīts griezums (līdzens laukums).

Nesenie sasniegumi gaismas diožu jomā ir radījuši milzīgu dažādību šo radio komponentu diapazonā. Sarkans, zaļš, zils, mirgojošs, liels un mazs. Tomēr katrs veids LED ir savi parametri, kas būtiski atšķiras no cita veida. Piemēram, strāva sarkanās gaismas diodes vairumā gadījumu ir 20mA, un strāva zaļš ir diapazonā no 5 līdz 20 mA. Dažos gadījumos jums ir jāzina strāva LED nezinot tās īpašības.

Jums būs nepieciešams

laboratorijas barošana 12 V, fiksētie rezistori: 2,2 kOhm; 1 kOhm; 560 omi, 470-680 omi jaudīgs mainīgais rezistors, miliammetri, digitālais voltmetrs, savītas montāžas stieples gabali.

Instrukcija

Tagad salieciet salīdzinoši sarežģīto elektriskā ķēde: nomainiet 2,2 kΩ fiksēto rezistoru ar 560 Ω sarkanām gaismas diodēm, pievienojiet šai ķēdei virknē mainīgo rezistoru un miliammetru. Paralēli LED pievienojiet voltmetru ar izšķirtspēju 0,1 V. Iestatiet mainīgo rezistoru uz maksimālo pretestību.

Pievienojiet šo ķēdi barošanas avotam saskaņā ar noteikto polaritāti. Gaismas diode vāji mirgos.

Ierakstiet instrumentu rādījumus.

Pakāpeniski samaziniet mainīgā rezistora pretestību un ievērojiet voltmetra rādījumus. Sākumā spriegums palielināsies 0,3–0,5 V robežās, salīdzinoši lineārā atkarībā no mainīgā rezistora griešanās leņķa. Palielināsies strāva, mirdzuma spilgtums LED arī palielināsies. Ierakstiet instrumenta rādījumus ik pēc 0,1 V pieaugoša sprieguma.

Brīdī, kad spriegums pieaugs mazākā mērā nekā strāva, jums jāpārtrauc rezistora pretestības samazināšana. Šajā brīdī optimālais strāva LED kad vēl palielināsies strāva un tas netiks pavadīts ar mirdzuma spilgtuma palielināšanos, bet tikai izraisīs tā kalpošanas laika samazināšanos.

Vienšūņi LED Lukturis sastāv no LED, rezistora un akumulatora. Dažos gadījumos rezistors nav nepieciešams. Šāds lukturītis ir mazāk efektīvs nekā sarežģītāks, kas aprīkots ar pārveidotāju, taču zemā cena un montāžas ātrums kompensē šo trūkumu.

Instrukcija

Ja nezināt gaismas diodes krāsu, īsi pievienojiet to litijam akumulators izmērs 2016, 2025 vai 2032. Tajā pašā laikā jūs uzzināsiet LED vadu polaritāti, mēģinot savienot tos abos veidos. Pie elementa marķējums tiek uzlikts uz plus oderes, kam ir lielāks izmērs. Gaismas diodes ar korpusu (tas ir, nav izgatavotas SMD versijā), uz tādiem akumulators var pieslēgt bez rezistora. Nekad neīsiniet elementu.

Ja plānojat izmantot 2016., 2025. vai 2032. gada litija elementu, lai darbinātu LED ar korpusu, vai trīs sērijveidā savienotas LR41 (L736, AG3) subminiatūras mangāna-cinka šūnas, varat izlaist rezistoru. Strāvas padevei no tiem pašiem SMD diodes barošanas avotiem ir ieteicams rezistors ar nominālo vērtību aptuveni 30 omi. Izmantojot trīs zīmola AG13 (LR44) elementus, viens un tas pats rezistors būs jāievieto virknē ar korpusa LED.

Dažreiz rūpnieciskajās laternās divas 2016. gada baterijas bez rezistora ir savienotas virknē, lai darbinātu zilas vai baltas gaismas diodes. To nevar izdarīt, jo tas izraisīs strauju diodes nodilumu un elementa izlādi.

Pievienojot LED barošanas avotam, kas sastāv no AA vai AAA baterijām, izmantojiet rezistoru bez neveiksmēm. Ja gaismas diode ir sarkana, dzeltena vai zaļa, jums būs nepieciešami divi virknē savienoti elementi, ja zils vai balts - trīs.

Pats rezistors sākotnēji tiek ņemts ar pretestību 100 omi. Izmēriet strāvu caur diodi un, ja tā ir lielāka par nominālo, palieliniet pretestību, ja tā ir mazāka, samaziniet to. Diodēm, kuru nominālā strāva nav zināma, izvēlieties 10 mA (gaismas diožu apgaismošanai ar diametru 3 mm), 20 mA (lielāka diametra apgaismošanai) un 3 mA (SMD un jebkuram indikatoram).

Pēc tam izmēriet sprieguma kritumu pāri rezistoram, reiziniet to ar strāvu un izkliedējiet jaudu. Ja nepieciešams, palieliniet rezistora jaudu, vispirms noapaļojot to līdz tuvākajai vērtībai no standarta diapazona.

Līdz nesenai uzstādīšanai Gaismas diodes tikai pagriezienā gaismas vai automašīnas bremžu gaismas. Pašlaik jau tiek ražoti tādi paraugi, kas praktiski nav zemāki par kvēlspuldzēm. Jūs pats varat uzlabot savas automašīnas apgaismojuma sistēmu.

Pēdējā laikā internetā dažādos datoru forumos pamanu cilvēkus, kuri vēlas modēšanai izmantot gaismas diodes, bet kuriem nav pietiekamu zināšanu. Noderīgu padomu vietā šādi cilvēki bieži vien tajos pašos forumos klausās dažādu tēmu nesaprotošu amatieru argumentus, un pat visvienkāršākais jautājums izraisa episkus strīdus ar filozofisku argumentāciju. Lielākā daļa informācijas no šādām tēmām ne tikai nedos nekādu labumu, bet bieži vien var nodarīt kaitējumu. Lai noņemtu visus populārākos jautājumus un nepareizos priekšstatus, kas attiecas uz LED pielietojums modēšanā, es nolēmu uzrakstīt šo mazo opusu.

Kas ir gaismas diodes

Pēdējā laikā daudz tiek runāts par gaismas diodēm, ziņas par arvien jaudīgākām gaismas diodēm, jaunumiem un jauniem produktiem, kuru pamatā ir LED (padomājiet par Apple jaunajiem LCD monitoriem ar LED aizmugurgaismojumu). Tātad, kas ir LED? Gaismas diode Pusvadītāju ierīce, kas izstaro gaismu, kad caur to tiek laista elektriskā strāva.. Ir liels skaits dažādu pusvadītāju materiālu, no kuriem tiek izgatavotas gaismas diodes, un gaismas diožu īpašības (gaismas krāsa, gaismas spilgtums utt.) ir atkarīgas no šo materiālu ķīmiskā sastāva.

Dažādu izmēru, krāsu un spilgtuma gaismas diodes

Gaismas diožu izmantošana moddēšanā

Gaismas diodesšī ir viena no pirmajām lietām, ko sāka izmantot modificēšana, jo tālajā 1999. gada beigās - 2000. gada sākumā pirmie modderi savos korpusos nomainīja garlaikoto krāsu gaismas diodes pret spilgtākiem interesantu un neparastu krāsu LED. Turklāt daži modderi izgatavoja paši savus LED ventilatorus, korpusa LED gaismas un citus modificēšanas piederumus. Līdz ar optisko peļu parādīšanos modderi sāka tajās aizstāt standarta gaismas diodes, kā arī instalēt papildu. Tomēr nevar teikt, ka līdz ar sērijveida aizmugurgaismojuma ventilatoru parādīšanos LED izmantošana moddēšanā ir iegājusi vēsturē, drīzāk tā ir kļuvusi par klasiku, kā vadu noapaļošana (kas, kā visi zina, ir iekļuvusi vielmaiņā katra moddera) un caurumu griešana. Patiešām, mūsdienu gadījumos jau no rūpnīcas ir spilgtas zilas, baltas un citu krāsu gaismas diodes, taču mēs vēlamies padarīt lietas unikālas un personalizētas, jo šim nolūkam mēs nodarbojamies ar modificēšanu un, ņemot vērā pašreizējo lētu un jaudīgu gaismas diožu izplatību. , tos neizmantot modēšanā ir grēks =), tāpēc tiek izmantotas pilnībā: izceļ korpusus, tastatūras, ventilatorus, gravējumus, luminiscējošās krāsas un tā tālāk. Gaismas diodes lieliski pielietojamas tur, kur nepieciešams lokāls vai kompakts apgaismojums, spilgts vai otrādi blāvs, lieliski noder ūdens dzesēšanas sistēmas apgaismošanai utt.

Ventilators ar LED gaismu

elastīga LED sloksne

Elastīga LED lampa

Gaismas diodēm, ja tās tiek izmantotas modēšanā, ir šādas priekšrocības un trūkumi.

Priekšrocības

Spilgtas un piesātinātas krāsas
Uzticamība (ilgs kalpošanas laiks)
Augsta efektivitāte
Praktiski nav siltuma
Kompakts izmērs

Trūkumi

Viegli izdeg, ja savienojums ir nepareizi
Savienojamības ziņā tālu no plug-and-play

Gaismas diožu šķirnes

Gaismas diodes tiek iedalītas dažādās šķirnēs atkarībā no izmēra, kristālu skaita vienā korpusā, spilgtuma, jaudas, starojuma krāsas, kā arī citiem parametriem.

Populārāko LED izmēru piemērs

Dažādu formu un krāsu gaismas diodes

Gaismas diožu spīdums ar difūzu (krāsu) korpusu

Daudzkrāsu gaismas diodes

Ja nepieciešams izgatavot daudzkrāsu LED, vienas gaismas diodes korpusā ir uzstādīts vairāk nekā viens pusvadītāju kristāls, un paši kristāli ir izgatavoti no dažādiem materiāliem un attiecīgi izstaro dažādas krāsas: zilu, zaļu, sarkanu, dzeltenu. , un tā tālāk. Divkrāsu gaismas diodes visbiežāk izmanto kā indikatorus (parasti sarkanā / zaļā krāsā), trīskrāsu gaismas diodes visbiežāk izmanto displeju apgaismošanai un LED ekrānu veidošanai, jo šīs gaismas diodes var attēlot trīs pamatkrāsas (zilu / zaļu / sarkanu), kad sajaucot, varat iegūt visu krāsu paleti, kas nepieciešama, lai pietiekami kvalitatīvi parādītu fotoattēlus un videoklipus. Četru krāsu gaismas diodes ir diezgan reti sastopamas un satur kristālus, lai parādītu, kā norāda nosaukums, četrās krāsās (zilā / zaļā / sarkanā / dzeltenā krāsā), un tos galvenokārt izmanto, lai radītu baltu gaismu ar augstas kvalitātes CRI (krāsu atveidošanas indeksa) īpašībām.

Lieljaudas gaismas diodes

Zilās, violetās un ultravioletās gaismas diodes ir pelnījušas īpašu uzmanību - tās visas izraisa dažu krāsvielu luminiscenci (fluorescenci), bet dažādās pakāpēs. Zilās gaismas diodes rada ne pārāk spilgtu luminiscenci, kā arī nedaudz izkropļo tās krāsu, pieskaroties ar savu zilo starojumu. Violetās gaismas diodes, gluži pretēji, izskatās blāvas, bet rada spēcīgu luminiscenci, tās parasti pārdod ultravioleto gaismas diožu aizsegā, taču tas tā nav. Ultravioletās gaismas diodes tiek pārdotas diezgan reti, un parasti tiek atrastas ultravioletās gaismas diodes ar garo viļņu ultravioleto diapazonu, tā saukto UV-A (UV-A) - visdrošākās, ārēji šīs gaismas diodes izskatās ļoti vājas, jo zema cilvēka acs jutība pret diapazonu, kas mazāks par 400 nm, taču šīs gaismas diodes rada vēl spēcīgāku luminiscenci nekā violetā – tas ir saistīts ar šī starojuma diapazona augstāko enerģiju.

Viļņojošas gaismas diodes ar caurspīdīgu korpusu

Gaismas diožu tipiskās īpašības

Lietojot gaismas diodes, vislabāk ir noskaidrot pie mazumtirgotāja vai ražotāja, cik voltu LED ir nepieciešams, taču, ja šī informācija nav pieejama, var izmantot šādu tabulu.

Tabula ar aptuveno LED spriegumu atkarībā no krāsas

Krāsu īpašība	garš vilnis	spriegums
infrasarkanais	no 760 nm	līdz 1,9 V
sarkans	610 - 760 nm	no 1,6 līdz 2,03 V
apelsīns	590 - 610 nm	no 2,03 līdz 2,1 V
dzeltens	570 - 590 nm	2,1 līdz 2,2 V
Zaļumi	500 - 570 nm	2,2 līdz 3,5 V
Zils	450 - 500 nm	2,5 līdz 3,7 V
violets	400 - 450 nm	2,8 līdz 4 V
ultravioletais	līdz 400 nm	3,1 līdz 4,4 V
Balts	Plašs spektrs	3 līdz 3,7 V

Gaismas diožu pieslēgšanas noteikumi un aprēķins

Gaismas diode ļauj elektrībai plūst tikai vienā virzienā, kas nozīmē, ka, lai gaismas diode izstaro gaismu, tai jābūt pareizi pieslēgtai vadiem. LED ir divi kontakti: anods (pluss) un katods (mīnus). Parasti gaismas diodes garais kontakts ir anods, taču ir arī izņēmumi, tāpēc šo faktu labāk precizēt konkrētas gaismas diodes tehniskajos parametros.

Gaismas diodes ir elektronisko komponentu veids, kam ilgstošai un stabilai darbībai ir svarīgs ne tikai pareizs spriegums, bet arī optimālais strāvas stiprums – tāpēc vienmēr, pieslēdzot LED, tās jāpievieno caur atbilstošu rezistoru. Dažreiz šis noteikums tiek atstāts novārtā, bet rezultāts visbiežāk ir vienāds - LED vai nu uzreiz izdeg, vai arī tās resurss ir ļoti ievērojami samazināts. Rezistors ir iebūvēts dažās gaismas diodēs “no rūpnīcas” un tās var uzreiz pieslēgt 12 vai 5 voltu avotam, taču šādas gaismas diodes pārdošanā ir diezgan reti un visbiežāk LED ir jāpievieno ārējais rezistors.

E šo likumu vizuāli attēlo, izmantojot formulu: U= I*R
Kad zināt spriegumu un pretestību, izmantojot šo likumu, jūs varat atrast strāvas stiprumu, izmantojot formulu: I \u003d U / R
Kad zināt spriegumu un strāvu, varat atrast pretestību: R = U/I
Kad zināt strāvu un pretestību, varat aprēķināt spriegumu: U \u003d I * R

Tagad apskatīsim piemēru. Jums ir gaismas diode ar darba spriegumu 3 V un strāvu 20 mA, vēlaties to savienot ar 5 V sprieguma avotu no USB savienotāja vai PSU, lai tas neizdegtu. Tātad mums ir 5 V spriegums, bet LED nepieciešami tikai 3 V, kas nozīmē, ka mums ir jāatbrīvojas no 2 V (5 V - 3 V \u003d 2 V). Lai atbrīvotos no papildu 2 V, mums jāizvēlas rezistors ar pareizo pretestību, ko aprēķina šādi: mēs zinām spriegumu, kas ir jānovērš, un mēs zinām strāvas stiprumu, kas nepieciešams LED - mēs izmantojam iepriekš minēto formulu. R \u003d U / I. Attiecīgi 2V / 0,02 A \u003d 100 omi. Tātad jums ir nepieciešams 100 omu rezistors.

Varat arī aprēķināt, cik jaudīgs jums ir nepieciešams rezistors - šim nolūkam mēs reizinām spriegumu, kas paliks uz rezistora, ar strāvu, kas būs ķēdē. Mūsu gadījumā tas ir 2 V x 0,02 A = 0,04 W. Tātad jums ir piemērots šādas vai vairāk jaudas rezistors.

Gaismas diodes dažreiz tiek savienotas vairākas paralēli vai virknē, izmantojot vienu rezistoru. Pareizam savienojumam jāatceras, ka, pieslēdzot paralēli, tiek summēts strāvas stiprums, savukārt, savienojot virknē, tiek summēts nepieciešamais spriegums. Paralēli un virknē jūs varat savienot tikai tās pašas gaismas diodes, izmantojot vienu rezistoru, un, ja izmantojat dažādas gaismas diodes ar atšķirīgām īpašībām, labāk ir aprēķināt savu rezistoru katram LED - tas būs uzticamāks. Pat viena un tā paša modeļa gaismas diodēm ir neliela parametru neatbilstība un, pieslēdzot lielu skaitu gaismas diožu paralēli vai virknē, šī mazā parametru neatbilstība var izraisīt daudzu LED izdegšanu =). Vēl viens slazds var būt fakts, ka pārdevējs vai ražotājs (daudz retāk) var norādīt nedaudz nepareizus datus par gaismas diodēm, un pašām gaismas diodēm var nebūt skaidrs darba spriegums, bet gan minimālā/optimālā un maksimālā sprieguma parametru kopa. Šis faktors īpaši neietekmēs, pievienojot nelielu skaitu gaismas diožu, un, ja tiek pievienots liels skaits, rezultāts var būt tās pašas izdegušās gaismas diodes. Tātad ar paralēlo un seriālo pieslēgumu nevajadzētu pārāk aizrauties, būs ticamāk, ka katram LED vai nelielai LED grupai (3-5 gab.) ir pievienots atsevišķs rezistors. Apskatīsim dažus savienojumu piemērus.

LED paralēlā diagramma

Gaismas diožu seriālā savienojuma shēma

3. piemērs. Jūs vēlaties paralēli savienot trīs gaismas diodes, katra ar nominālo spriegumu 3 V un 20 mA, 12 V barošanai. 3 = 60 mA). Mūsu strāvas avotam ir 12 voltu spriegums, un gaismas diodēm ir nepieciešams attiecīgi 3 voltu spriegums, jums ir jāatbrīvojas no 9 voltiem (12 V - 3 V = 9 V). Tā kā pieslēgums ir paralēls, tad strāvas stiprums būs attiecīgi 60mA, 9 volti (spriegums, kas jālikvidē) tiek dalīts ar 0,06 A (strāvas stiprums, kas nepieciešams visām gaismas diodēm) un mēs iegūstam nepieciešamās pretestības vērtību - 150 omi. Tātad jums ir nepieciešams 150 omu rezistors.

Arī internetā ir liels skaits dažādu "gaismas diožu kalkulatoru", kurus varat izmantot. Pietiek, lai dotos uz atbilstošo vietni, norādītu gaismas diodes īpašības un strāvas avotu, un jūs saņemsiet visus nepieciešamos datus par rezistoru, kā arī tā krāsu marķējumu. Šāda kalkulatora piemēru varat redzēt vietnē.