Обзор светодиодных лент 12 вольт. Виды светодиодных лент

2 июля 2015

Светодиодная лента – это гибкий источник света, состоящий из подложки, на которую нанесены токопроводящие дорожки и светодиоды. Подложка ленты бывает белая или коричневая, реже – черная. Эти цвета наиболее соответствуют цветам поверхности, на которую их устанавливают.Существуют светодиодные ленты, работающие от напряжения 220В или 12В (реже – 24В). Для подключения лент с рабочим напряжением 220В используют специальный кабель, стабилизирующий напряжение сети 220В. Для подключения низковольтных лент необходимо использовать трансформатор напряжения сети 220В в необходимое напряжение для работы ленты.

Светодиодная лента – типы светодиодов

В данном обзоре рассмотрим подробнее светодиодные ленты 12В, наибольшее распространение получили ленты на основе светодиодов SMD3528 и SMD5050. Цифры указывают на размер светодиода в миллиметрах. SMD диоды характеризуются компактностью, надежностью и длительным сроком эксплуатации. Угол свечения таких светодиодов 120 градусов.Светодиоды SMD5050 более яркие и мощные, чем светодиоды SMD3528. Они состоят из трех кристаллов – красного, зеленого и синего, которые, смешиваясь, создают многообразную палитру цветов и оттенков свечения ленты. Таким образом, led лента smd5050 может быть одноцветной или многоцветной (RGB).

Для регулирования цвета многоцветной LED подсветки используют RGB контроллеры.

Плотность расположения светодиодов 

Основной характеристикой светодиодных лент является плотность расположения светодиодов на один метр ленты.Для светодиодных лент SMD 3528 стандартная плотность – 60 светодиодов на метр, для SMD5050 – 30 диодов на метр. Ленты с удвоенным количеством светодиодов мощнее, дают более равномерное свечение. Такие ленты могут нагреваться при работе, поэтому при монтаже ленты следует обеспечить теплоотвод, например, установить ленту на алюминиевый профиль.

С обратной стороны, как правило, ленты оснащены двусторонним скотчем 3М, что упрощает их монтаж на поверхности. Светодиодные ленты можно разрезать на отрезки (с сохранением их работоспособности) в обозначенных местах, так кратность резки ленты SMD3528 60 диодов на метр составляет 3 светодиода (5 см). Указанное свойство очень удобно при монтаже ленты на мебель, полки и другие поверхности небольших размеров.

Степень влагозащиты светодиодной ленты

Светодиодные ленты отличаются по уровню защиты от влаги и механических воздействий. Данная характеристика обозначается двумя цифрами, первая – уровень защиты от твердых частиц, вторая – уровень защиты от попадания воды. Чем выше значения указанных цифр, тем выше степень защиты ленты от внешних воздействий.

Виды свеодиодных лент с различным уровнем герметизации:

• Ленты светодиодные негерметичные (открытые) имеют степень зашиты IP20, светодиоды в таких лентах не защищены от влаги. Используют негерметичные ленты в сухих помещениях, например для подсветки потолков, карнизов, полок.
• Герметичные светодиодные ленты с защитой IP65 со стороны светодиодов силиконом, который защищает светодиоды от влаги, ленты такого типа можно использовать в помещениях с повышенным уровнем влажности – в ванных комнатах, на верандах, на кухне.
• Светодиодные ленты с наивысшей степенью защиты IP67 представляют собой ленту, помещенную в силиконовый (ПВХ) чехол, который обеспечивает двустороннюю защиту ленты от влаги и механических воздействий. Такую ленту можно применять во влажных помещениях и на улице. 

Выпускаются светодиодные ленты 12В в катушках по 5 метров. 

Как выбрать светодиодную ленту?

Во-первых, необходимо выбрать нужный дизайн и определиться, какого эффекта хотите достичь. Должен свет быть приглушенным или ярким, будет это декоративное освещение или же основной свет в помещении. В зависимости от пожеланий выбирайте более мощные ленты на светодиодах SMD5630, SMD5050 или менее мощные ленты с диодами SMD3528.Во-вторых, свет не должен резать глаза, поэтому оптимальным решением будет направить свет от ленты в стену или потолок. Так вы добьетесь приятной для глаз заливающей стену или потолок подсветки. Если нет возможности так расположить ленту, используйте алюминиевый профиль с рассеивателем, который поможет добиться равномерного свечения.

Также профиль выполнит функцию теплоотвода и не даст светодиодам перегреваться.

Далее следует определить, есть ли возможность попадания воды и влаги на ленту, если да, то выбираете герметичную ленту, если подсветка будет установлена в сухом помещении, подойдет негерметичная лента.Следующий шаг – выбор блока питания. Выбор блока осуществляется по двум основным параметрам: выходное напряжение (12В или 24В) и мощность. Вычислить необходимую мощность нетрудно, надо потребляемую одним метром ленты мощность умножить на количество подключаемой ленты.

Рекомендуется брать блок с небольшим запасом мощности (15-20%), чтобы обеспечить надежную работу подсветки.

В зависимости от места установки блока выбираете герметичный или негерметичный блок соответствующей мощности.Если вы устанавливаете RGB подсветку, кроме ленты и блока питания 12В, Вам понадобится устройство для управления светодиодной подсветкой – RGB контроллер. Если дизайнерская идея подразумевает возможность регулирования уровня освещенности одноцветной подсветки, используйте светодиодный диммер.

После того как у вас есть проект подсветки и все комплектующие для подсветки, можно приступить к монтажу. Если возникла необходимость соединять отрезки лент, их можно спаивать между собой или использовать коннекторы для светодиодной ленты.

 Основные моменты при монтаже светодиодной подсветки:

• перед монтажом ленты убедитесь, что на ней нет повреждений;
• внимательно и без ошибок  подключить полярность – к блоку питания к соответствующим разъемам «+» и «-» присоединяем провода от светодиодной ленты, RGB ленту подключают к контроллеру, на ленте используется общий «плюс» и три «минуса» на каждый цвет, промаркированные соответственно, их подключают к соответствующим разъемам на контроллере;
• если подключаете более 5 метров, рекомендуется использовать параллельный способ подключения, чтобы избежать затухания и неравномерной нагрузки;
• выбрать блок питания, превышающий на 15-20% общую мощность подключаемой led ленты;
• при монтаже на токопроводящую поверхность, необходимо сделать токоизоляцию между поверхностью и лентой.

Схемы подключения светодиодной ленты

На рисунке изображена параллельная схема подключения и схема подключения с двумя блоками питания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже изображены схемы подключения одной и нескольких RGB лент. Когда мощности контроллера недостаточно для работы ленты, используют RGB усилитель.

 

 

Рассказать

Поделиться

Твитнуть

Поделится

Поделится

Новый комментарий

Войти с помощью

Отправить

Светодиодные ленты: виды светодиодных лент, как обеспечить правильную работу, выбор переходника и другие важные особенности

В продаже светодиодные ленты, для облегчения ориентации, разделяются по потребляемой мощности, которая указывается в ваттах на метр. Это очень сильно влияет на интенсивность света. Чем выше энергопотребление светодиодной ленты, тем ярче и интенсивнее она излучает свет.

Светодиодные ленты 4,8 Вт / м

В продаже такой тип присутствует всех оттенков белого и отдельные неизменяемые цветовые варианты, поэтому в этой самой низкой категории вы найдете светодиодные ленты холодного белого, повседневного белого, теплого белого, красного, оранжевого, синего, зеленого и желтого цветов. Низкое энергопотребление светодиодов также означает меньший световой поток, который составляет 55-300 лм / м. Это немного, но как чисто декоративный или дополнительный свет, будет вполне достаточно. Эти устройства обладают степенью защиты IP20 и IP65, вы можете использовать их как в помещении (лестницы с подсветкой, витрины, ТВ-фон), так и на открытом воздухе, где их можно использовать по бокам террасы или беседки.

Светодиодные ленты 9,6Вт / м

Такие типа лент доступны всех оттенков, как и предыдущие, могут присутствовать индивидуальные цветовые вариации. Их световой поток достигает 600 лм / м . Подходящие светодиодные ленты мощностью 9,6 Вт / м служат для дополнения атмосферы или в качестве дополнительного источника света, например, для освещения шкафов. Особенно это касается светодиодных лент 9,6 Вт / м IP20, тогда как светодиодные ленты 9,6 Вт / м IP65 можно легко установить снаружи.

Светодиодные ленты 12Вт / м

В продаже находятся ленты только холодного, повседневного и теплого белого цвета, но как со степенью защиты IP20, так и с более прочной версией типа IP65 . Светодиодные ленты 12 Вт / м имеют относительно высокую светимость при дисперсии 1050-1100 лм / м, что делает их подходящими для освещения под кухней или рабочей поверхностью.

Светодиодные ленты 14Вт / м

Такой тип лент обладает широким диапазоном цветов, светового потока и защитного рассеяния. Светодиодные ленты мощностью 14 Вт / м доступны во всех оттенках белого: холодный, повседневный и теплый белый. Они имеют высокий световой поток 1200 лм / м, что делает их пригодными для освещения рабочих поверхностей или участков, где невозможно установить обычное светодиодное освещение.

Такое же применение предлагают регулируемые светодиодные ленты BI-COLOR 14Вт / м, световой поток которых всего на пятьдесят люмен на метр больше. Однако большим преимуществом цвета регулируемых светодиодных лент 14 Вт / м является возможность непрерывного изменения цвета света светодиодной ленты с теплого белого на его холодный оттенок. Вы будете использовать это, особенно когда данная область, освещенная светодиодной лентой, используется для нескольких целей, и случайное изменение интенсивности света будет полезно.

Светодиодные ленты RGB 14 Вт / м обеспечивают возможность аддитивного смешения цветов, то есть достижения всех цветовых сочетаний между красным, зеленым и синим. Однако эта функция компенсируется меньшим световым потоком 600 лм / м. Однако это не мешает их чисто декоративному использованию.

Очень привлекательной альтернативой для потребителей являются светодиодные ленты 14Вт / м RGBWW. Их название поначалу может показаться непонятным, но у этого скопления букв есть очень простое обоснование — оно указывает на английские сокращения цветов, которые эта светодиодная лента способна сочетать друг с другом. Красный, зеленый, синий и теплый белый — это действительно разнообразная комбинация цветов, не правда ли?

Однако при таком особом цветовом сочетании светодиодной ленты общий световой поток не указан, а только индивидуально для каждого цветового фрагмента.

Для порядка остается только добавить, что предоставлены светодиодные ленты мощностью 14 Вт / м как с защитной версией IP20, которая может использоваться только внутри помещений, так и с максимально прочным вариантом IP65, которая полностью пригодна для использования даже в сложных условиях.

Светодиодные ленты 20Вт / м

Светодиодные ленты 20Вт / м — это самые мощные светодиодные ленты с действительно ярким светом. Световой поток светодиодных лент 20 Вт / м для всех оттенков белого, т.е. холодного белого, дневного белого и теплого белого, составляет 1950-2100 лм / м. Таким образом, он подходит для освещения больших пространств или освещения немного более удаленных рабочих поверхностей. Однако они подходят только для интерьера, так как этот вариант светодиодных лент производится только с низкой степенью защиты IP20.

То же самое и со специальными и цветовыми вариантами самых мощных светодиодных лент. Обе светодиодные ленты RGBCW мощностью 20 Вт / м, которые предлагают, помимо стандартной красно-зелено-синей комбинации, возможность смешивания холодного белого цвета, светодиодные ленты RGBWW не могут использоваться на открытом воздухе. Световой поток этих светодиодных лент снова указывается не в целом, а индивидуально для каждого из смешиваемых цветов отдельно. Светодиодная лента RGBCW 20 Вт / м имеет красный цвет 120 лм / м, зеленый 200 лм / м, синий 55 лм / м и холодный белый 410 лм / м. Для светодиодной ленты 20Вт / м RGBWW световой поток базовой цветовой комбинации такой же, только холодный оттенок белого заменяет теплый белый со значением 370 лм / м.

Что нужно для правильной работы световых полос?

В каждую упаковку входит только самоклеющаяся светодиодная лента. Рекомендуется приобретать блок питания (адаптер), алюминиевый профиль (для лучшего охлаждения и это гарантирует более длительный срок службы светодиодной ленты) и пульт ручного или дистанционного управления (для возможности установки требуемой интенсивности света или изменения цвета). Кабели или разъемы используются для подключения нескольких светодиодных лент.

Покупая светодиодную ленту, необходимо выбрать подходящий адаптер питания, который будет служить источником электричества. Мощность подходящего адаптера можно определить, умножив значение мощности светодиодной ленты на нужную длину светодиодной ленты. Например, если вы планируете купить два метра светодиодной ленты 4,8 Вт / м (2 м * 4,8 Вт / м = 9,6 Вт), этот адаптер на 12 Вт будет идеальным кандидатом. Рекомендовано оставлять не менее 10% запаса при выборе источника питания в соответствии с расчетной мощностью светодиодной ленты, поэтому даже при наличии адаптера мощностью 10 Вт для наших необходимых 2 метров светодиодной ленты 4,8 Вт / м вышеупомянутый адаптер на 12 Вт по-прежнему будет наиболее подходящим вариантом.

Как выбрать элемент управления для светодиодной ленты?

Элементы управления позволяют изменять интенсивность света, а в случае светодиодных лент RGB — цвет. Для каждого светодиодного диммера указана его максимальная нагрузка. Если мы возьмем в качестве примера светодиодную ленту 4,8 Вт / м, то рекомендовано купить диммер на 72 Вт с дистанционным управлением или ручной светодиодный диммер с потребляемой мощностью 96 Вт.

Соотношение потребляемой мощности контроллера и светодиодной ленты затем определяет, сколько метров данной светодиодной ленты мы можем подключить к контроллеру. С нашим первым рекомендованным диммером на 72 Вт с дистанционным управлением вы можете подключить до 15 метров светодиодной ленты. (72 Вт: 4,8 Вт / м = 15 м). Для второго, ручного светодиодного диммера на 96 Вт, вы можете подключить до 20 метров светодиодной ленты 4,8 Вт / м.

Если вы хотите со временем подключить еще одну светодиодную ленту к уже установленным светодиодам и максимально возможной нагрузки исходного драйвера вам уже не хватит, просто купите другой драйвер.

Как установить светодиодные полосы?

Установка светодиодных лент не сложна. Отрежьте светодиодную ленту нужной длины в месте, обозначенном для резки, приклейте ее на нужное место, в идеале — на алюминиевую ленту, которая защищает светодиодную ленту. Затем при необходимости подключите его к другим светодиодным лентам с помощью разъема или кабеля и подключите к источнику. В финале подключаем только диммер.

Знакомство с типами диодов

В зависимости от назначения диоды можно разделить на выпрямительные диоды, детекторные диоды, стабилитроны, варакторы, фотодиоды, светоизлучающие диоды, переключающие диоды, быстровосстанавливающиеся диоды и т.д.

Каталог

 

I Типы диодов

Существует множество типов диодов: в зависимости от материалов: германиевые диоды, кремниевые диоды, арсенид-галлиевые диоды и т.д.; их можно разделить на диоды с поверхностным контактом и диоды с точечным контактом в зависимости от производственного процесса; по разным назначениям их можно разделить на выпрямительные диоды, детекторные диоды, стабилитроны, варакторы, фотодиоды, светоизлучающие диоды, переключающие диоды, быстровосстанавливающиеся диоды и т. д.; по типу соединения их также можно разделить на полупроводниковые переходные диоды, контактные диоды металл-полупроводник и т. д.; по форме корпуса их можно разделить на обычные корпусные диоды, специальные корпусные диоды и т. д. Ниже приведены характеристики различных типов диодов по различному назначению.

1. Выпрямительный диод  

Роль выпрямительного диода заключается в преобразовании переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Он работает, используя односторонние проводящие характеристики диода. Поскольку прямой рабочий ток выпрямительного диода велик, в процессе в основном используется структура поверхностного контакта. Емкость перехода этой структуры относительно велика, поэтому рабочая частота выпрямительного диода обычно меньше 3 кГц.

Выпрямительные диоды в основном поставляются в герметичных корпусах из металлической конструкции и пластиковых корпусах. В нормальных условиях выпрямительный диод с номинальным прямым током Т LF более 1 А упаковывают в металлический корпус для облегчения отвода тепла; номинальный прямой рабочий ток менее 1 А в цельнопластиковом корпусе. Кроме того, в связи с постоянным совершенствованием Т-технологии появилось также много мощных выпрямительных диодов в пластиковых корпусах, которые следует отличать при использовании.

 

Рисунок 1. Схема мостового выпрямителя

Поскольку схема выпрямителя обычно представляет собой схему мостового выпрямителя (как показано на рисунке 1), некоторые производители объединяют четыре выпрямительных диода. Такие резервные части часто называют выпрямительными мостами или полными выпрямительными мостами. Форма обычного выпрямительного диода показана на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Выпрямительный диод

следует учитывать время обратного восстановления. К выпрямительным диодам, применяемым в обычных схемах последовательно регулируемого питания, не предъявляются высокие требования по времени обратного восстановления частоты среза. Если максимальный ток выпрямителя и максимальный обратный рабочий ток соответствуют требованиям, выберите выпрямительный диод (например, серии N, серии 2CZ, серии RLR и т. д.). Выпрямительные диоды, используемые в выпрямительных цепях и импульсных выпрямительных цепях импульсных регулируемых источников питания, должны использовать выпрямительные диоды или диоды с быстрым восстановлением с более высокими рабочими частотами и более коротким временем обратного восстановления.

2. Детекторный диод

Детекторный диод — это устройство, обнаруживающее низкочастотные сигналы, наложенные на высокочастотную несущую, обладающее высокой эффективностью обнаружения и хорошими частотными характеристиками.

 

Рисунок 3 обнаруживающий диод

Детекторные диоды требуют небольшого прямого падения напряжения, высокой эффективности обнаружения, малой емкости перехода и хороших частотных характеристик. Форма детекторного диода обычно представляет собой стеклянную упаковку EA. В диоде общего обнаружения используется структура точечного контакта из германиевого материала.

При выборе детекторного диода следует выбирать детекторный диод с высокой рабочей частотой, малым обратным током и достаточно большим прямым током в соответствии со специфическими требованиями схемы.

3. Переключающий диод

Переключающий диод представляет собой тип полупроводникового диода, который специально разработан и изготовлен для включения и выключения цепи. Время, необходимое для его переключения с включения на выключение или с выключения на включение, короче, чем у обычных диодов. Обычно есть серии 2AK, 2DK и другие, которые в основном используются в электронно-вычислительных машинах, импульсах и схемах переключения. Переключающие диоды в основном используются в бытовой технике, такой как магнитолы, телевизоры, видеоплееры и электронное оборудование, включая схемы переключения, схемы обнаружения и схемы высокочастотных импульсных выпрямителей.

 

Рисунок 4 Переключающий диод

Полупроводниковый диод эквивалентен замкнутому переключателю (цепь включена), когда он включен, и эквивалентен размыканию (цепь выключена), когда он выключен, поэтому диод можно использовать как переключатель. Обычно используется модель 1N4148. Поскольку полупроводниковый диод имеет характеристику однонаправленной проводимости, PN-переход включается при положительном смещении, а сопротивление во включенном состоянии очень мало, от десятков до нескольких сотен Ом; при обратном смещении он выключен. Его сопротивление очень велико. Как правило, кремниевые диоды имеют сопротивление выше 10 мегаом, а германиевые лампы также имеют сопротивление от десятков тысяч до сотен тысяч ом. Благодаря этой функции диод будет играть роль в контроле включения или выключения тока в цепи и станет идеальным электронным переключателем.

Для среднескоростных коммутационных цепей и цепей обнаружения можно выбрать обычные коммутационные диоды серии 2AK. В качестве высокоскоростной схемы переключения можно выбрать высокоскоростные коммутационные диоды серии RLS, серии 1sS, серии 1N, серии 2CK. Мы должны выбрать конкретную модель переключающего диода в соответствии с основными параметрами схемы приложения (такими как прямой ток, максимальное обратное напряжение, время обратного восстановления и т. д.)

4. Стабилитрон

Стабилитрон использует характеристики, согласно которым напряжение не изменяется при изменении тока при обратном пробое PN-перехода для достижения цели стабилизации напряжения. Диод Зенера делится в соответствии с напряжением пробоя, а его значение регулирования напряжения является значением напряжения пробоя. Стабилитроны в основном используются в качестве регуляторов или компонентов опорного напряжения. Стабилитроны можно соединить последовательно, чтобы получить более высокое значение напряжения.

 

Рис. 5 Стабилитрон

Выбранный стабилитрон должен соответствовать требованиям основных параметров в соответствующей схеме. Стабильное значение напряжения стабилитрона должно быть таким же, как и значение опорного напряжения схемы приложения. Максимальный стабильный ток стабилитрона должен быть примерно на 50 % выше, чем максимальный ток нагрузки прикладной схемы.

5. Диод быстрого восстановления (FR D)

Диод быстрого восстановления представляет собой полупроводниковый диод нового типа. Этот тип диода имеет хорошие характеристики переключения и короткое время обратного восстановления. Обычно используется в качестве выпрямительного диода в высокочастотных импульсных источниках питания. Диод с быстрым восстановлением характеризуется коротким временем восстановления, что делает его пригодным для выпрямления высокой частоты (например, частоты сети в телевизоре). Диод с быстрым восстановлением имеет важный параметр, определяющий его рабочие характеристики — время обратного восстановления. Определение времени обратного восстановления состоит в том, что диод резко переходит из состояния прямой проводки в состояние выключения, начиная с падения выходного импульса до нулевых линий.

Диоды со сверхбыстрым восстановлением (SRD) разработаны на основе диодов с быстрым восстановлением. Основное различие между ними заключается в том, что время обратного восстановления короче. Время обратного восстановления обычного диода быстрого восстановления составляет несколько сотен наносекунд, а время обратного восстановления диода сверхбыстрого восстановления (SRD) обычно составляет десятки наносекунд. Чем меньше значение, тем выше рабочая частота быстровосстанавливающегося диода.

 

Рис. 6. Диод быстрого восстановления

При рабочей частоте в диапазоне от десятков до сотен кГц время изменения нормального и обратного напряжения обычных выпрямительных диодов меньше, чем время восстановления, и обычные выпрямительные диоды не могут нормально работать в однонаправленном режиме. Но выпрямительные диоды с быстрым восстановлением вполне годятся на данный момент. Поэтому выпрямительные диоды с питанием от импульсных блоков питания для цветных телевизоров и другой бытовой техники обычно являются диодами с быстрым восстановлением и не могут быть заменены обычными выпрямительными диодами. В противном случае электроприборы могут работать неправильно. Форма обычного диода с быстрым восстановлением показана на рис. 6.9.0003

6. Диод Шоттки (sBD)

Диод Шоттки — это сокращение от диода с барьером Шоттки (сокращенно SBD). Диоды Шоттки — маломощные, сильноточные, сверхбыстродействующие полупроводниковые приборы, выпускаемые в последние годы. Его обратное время восстановления чрезвычайно мало (оно может составлять всего несколько наносекунд), прямое падение напряжения составляет всего около 0,4 В, а выпрямленный ток может достигать нескольких тысяч ампер. Эти превосходные характеристики не имеют себе равных среди диодов с быстрым восстановлением.

 

Рисунок 7 Диод Шоттки

Диоды Шоттки представляют собой металло-полупроводниковые приборы, изготовленные из драгоценных металлов (золота, серебра, алюминия, платины и т. д.) в качестве положительных электродов и полупроводников N-типа в качестве отрицательных электродов. Диоды Шоттки обычно используются в высокочастотных, сильноточных, низковольтных выпрямительных цепях. Внешний вид обычного диода Шоттки показан на рисунке 7.

7. Диод подавления переходных напряжений

Диод для подавления переходного напряжения называется трубкой TVP (подавитель переходного напряжения). Это полупроводниковое устройство, разработанное на основе процесса трубки регулятора напряжения, в основном используется в схемах быстрой защиты от перенапряжения. Его можно широко использовать в компьютерах, электронных счетчиках, коммуникационном оборудовании, бытовой технике, а также в полевом/морском и автомобильном электронном оборудовании для полевых операций. Он также может использоваться в качестве защитного элемента от воздействия перенапряжения, вызванного действиями человека, или поражения электрическим током оборудования.

 

Рис. 8 Диоды для подавления переходных напряжений

Диоды для подавления переходных напряжений можно разделить на четыре категории в зависимости от их пиковой импульсной мощности: 500 Вт, 1000 Вт, 1500 Вт, 5000 Вт. Каждая категория делится на несколько типов по номинальному напряжению. Когда напряжение на обоих концах диода подавления переходного напряжения выше номинального значения, он мгновенно включается. Фиксируется до заданного значения. Форма диода для подавления переходных напряжений показана на рис. 8.

8. Светодиод

Аббревиатура светоизлучающего диода — светодиод, который представляет собой устройство, изготовленное из полупроводниковых материалов, таких как фосфид галлия и арсенид фосфида галлия, которые могут напрямую преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Помимо однонаправленной проводимости обычных диодов, светоизлучающие диоды также могут преобразовывать электрическую энергию в энергию света. Когда на светодиод подается прямое напряжение, он также находится в проводящем состоянии. Когда через кристалл протекает прямой ток, светодиод излучает свет и преобразует электрическую энергию в световую.

Цвет светодиода в основном определяется материалом трубки и типом примесей. В настоящее время распространенными светоизлучающими диодами являются в основном синие, зеленые, желтые, красные, оранжевые, белые и так далее. Среди них белый светодиод — это новый тип продукта, который в основном используется в области подсветки мобильных телефонов, подсветки ЖК-дисплеев и освещения. Рабочий ток светодиода обычно составляет от 2 до 25 мА. Рабочее напряжение (то есть прямое падение напряжения) различно для разных материалов: рабочее напряжение обычных зеленых, желтых, красных и оранжевых светодиодов составляет около 2 В; рабочее напряжение белых светодиодов обычно выше 2,4В; синие светодиоды’ рабочее напряжение обычно выше 3,3 В. Рабочий ток светодиода не должен слишком сильно превышать номинальное значение, иначе существует опасность перегорания. Поэтому резистор R обычно включают последовательно в цепь светодиода в качестве токоограничивающего резистора.

Рисунок 9 Светодиод

Инфракрасный светодиод представляет собой особый вид светодиода. По внешнему виду он похож на светодиоды, но излучает инфракрасный свет, невидимый человеческому глазу в обычных условиях. Его рабочее напряжение составляет около 1,4 В, а рабочий ток обычно менее 20 мА. Некоторые компании упаковывают два светодиода разных цветов вместе, чтобы сделать их двухцветными диодами (также известными как светоизлучающие диоды, изменяющие цвет). Этот светодиод обычно имеет три контакта, один из которых является общим выводом. Он может излучать три цвета света (один из которых представляет собой смесь двух цветов), поэтому его обычно используют в качестве индикатора различных рабочих состояний. Форма обычного светодиода показана на рисунке 9..

9. Лавинный диод

Лавинный диод представляет собой микроволновое силовое устройство, разработанное на основе технологии трубки регулятора напряжения. Он может генерировать высокочастотные колебания под действием приложенного напряжения.

 

Рисунок 10 лавинный диод

В лавинных диодах используется лавинный пробой для инжекции носителей в кристалл. Поскольку носителям требуется определенное время, чтобы пересечь полупроводниковую пластину, их ток отстает от напряжения, и возникает задержка. Влияние отрицательного сопротивления на отношение напряжения будет иметь место, что вызовет высокочастотные колебания. Он часто используется в микроволновой связи, радарах, тактических ракетах, дистанционном управлении, телеметрии, контрольно-измерительных приборах и другом оборудовании.

10.DIAC

DIAC (диод для переменного тока) представляет собой диод, который проводит электрический ток только после того, как на мгновение достигается его пороговое перенапряжение, VBO. DIAC также называют симметричными триггерными диодами. Это кремниевое двунаправленное устройство переключения напряжения. Когда напряжение, приложенное к симметричному триггерному диоду, превышает его напряжение пробоя, два конца включаются, и проводимость будет продолжаться до тех пор, пока ток не прервется или не уменьшится до минимального тока удержания устройства. Выключить снова. Симметричные триггерные диоды обычно используются в схемах защиты от перенапряжения, фазовращательных схемах, тиристорных триггерных схемах и схемах синхронизации.

Рис. 11 Диод для переменного тока

 

VCD) — это специальный полупроводниковый прибор, использующий обратное смещение для изменения емкости узел ПН. Варакторный диод эквивалентен конденсатору переменной емкости. Величина емкости PN-перехода между двумя его электродами изменяется в зависимости от величины обратного напряжения, приложенного к варакторному диоду. Когда обратное напряжение, приложенное к варакторному диоду, увеличивается, емкость варакторного диода уменьшается. Поскольку варакторный диод обладает этой характеристикой, он в основном используется в электрической схеме настройки (например, в высокочастотной головке цветного телевизора) в качестве конденсатора с автоматической подстройкой, которым можно управлять по напряжению. 9Рисунок 12. Варакторный диод цепь приложения.

II Идентификация и обнаружение диодов

1. Идентификация диода

Кристаллические диоды обычно обозначаются VD плюс цифры в схеме, например, VD5 означает диод с номером 5. В национальных стандартных схемах обозначения наиболее часто используемых диодов показаны на рис. 13.

 

Рисунок 13 обозначения диода

Идентификация диода проста: отрицательный полюс маломощного диода обычно маркируется цветным кольцом на поверхности; некоторые диоды также используют символы «P» и «N» для определения полярности диода, «P» представляет положительный электрод, а «N» представляет отрицательный электрод; Диоды в металлическом корпусе обычно печатаются с символом диода той же полярности на поверхности; светодиоды обычно используют положительные и отрицательные контакты для идентификации положительных и отрицательных полюсов, причем длинные ножки являются положительными, а короткие – отрицательными.

Поверхность выпрямительного моста обычно маркируется структурой внутренней схемы или названиями входной клеммы переменного тока и выходной клеммы постоянного тока. Входной разъем переменного тока обычно обозначается «AC» или «~»; выходная клемма постоянного тока обычно представлена ​​символами «+» и «~».

Из-за различной формы чип-диодов их полярность также маркируется различными способами: в чип-диоде с выводами конец трубки с кольцом белого цвета является отрицательным электродом; в чип-диоде с выводами и без цветного кольца более длинный конец вывода положительный; в SMD-диоде без вывода конец с лентой или насечкой – минус.

2. Обнаружение диода

При использовании стрелочного мультиметра для обнаружения диода, первичный черный щуп меньшего номинала подключается к положительному концу, а красный щуп подключается к отрицательному концу. И прямое, и обратное сопротивления бесконечны, что указывает на то, что диод был поврежден из-за разомкнутой цепи; если все прямое и обратное сопротивления равны 0, это означает, что диод был закорочен и поврежден. В нормальных условиях прямое сопротивление германиевого диода составляет около 1,6 кОм.

При использовании цифрового мультиметра для измерения диода красный щуп подключается к положительному полюсу диода, а черный щуп подключается к отрицательному полюсу диода. В это время измеренное сопротивление является прямым сопротивлением диода.

Если для обнаружения диода используется диодный блок цифрового мультиметра, удобнее поместить цифровой мультиметр в диодный блок, а затем подключить отрицательный полюс диода к черному мультиметру цифрового мультиметра, а положительный полюс к красному мультиметру. Диоды из разных материалов имеют разные значения прямого падения напряжения: от 0,55 до 0,7 В для кремниевых диодов и от 0,15 до 0,3 В для германиевых диодов. Если на дисплее отображается «0000», это означает, что трубка закорочена; если он показывает «0L» или «перегрузка», это означает, что диод внутренне открыт или находится в обратном состоянии.

III Основные параметры диодов

Диоды разных типов имеют разные характеристики. Начинающим необходимо знать следующие основные параметры:

1. Номинальный прямой рабочий ток

Номинальный прямой рабочий ток относится к максимальному значению прямого тока, допускаемому диодом во время непрерывной длительной работы T. Потому что при прохождении тока через трубку сердечник будет нагреваться, температура повысится, и температура превысит допустимый предел (около 140°С для кремниевой трубки и около 90°C для германиевой ванны). Поэтому не превышайте номинальный прямой рабочий ток диода во время использования. Например, обычно используемый германиевый диод lN400l имеет номинальный прямой рабочий ток 1 А.

2. Максимальный пусковой ток

Максимальный пусковой ток — это допустимый избыточный прямой ток. Это не нормальный ток, а мгновенный ток. Это значение обычно примерно в 20 раз превышает номинальный прямой рабочий ток.

3．Максимальное обратное рабочее напряжение

Когда обратное напряжение, подаваемое на оба конца диода, достигает определенного значения, трубка выходит из строя и теряет однонаправленную проводимость. Для обеспечения безопасности указано максимальное значение обратного рабочего напряжения. Например, выдерживаемое обратное напряжение диода lN400l равно 50В, а выдерживаемое обратное напряжение диода lN4007 равно 1000В.

4．Обратный ток

Обратный ток относится к обратному току, протекающему через диод при указанной температуре и максимальном обратном напряжении диода. Чем меньше обратный ток, тем лучше однонаправленная проводимость трубки. Стоит отметить, что обратный ток имеет тесную связь с температурой. При повышении температуры на каждые 10°С обратный ток удваивается. Например, германиевый диод типа 2АПл при 25°С, обратный ток 250мкА; при повышении температуры до 35°С обратный ток возрастет до 500 мкА; а при 75°С его обратный ток достигал 8мА. Направленная проводимость также повреждает трубку из-за перегрева. Кремниевые диоды имеют лучшую стабильность при более высоких температурах, чем германиевые диоды.

5．Время обратного восстановления

При переходе от прямого напряжения к обратному идеальной ситуацией является мгновенное отключение тока. Но в целом задержится. Что определяет величину текущей задержки отсечки, так это время обратного восстановления. Хотя она напрямую влияет на скорость переключения диода, не надо говорить, что эта величина мала.

6. Максимальная мощность

Максимальная мощность представляет собой произведение напряжения на диоде на протекающий ток. Этот предельный параметр особенно важен для стабилитронов и т.п.

 

Рекомендуемая статья:

Что такое лазерные диоды?

 

Светодиоды — SparkFun Learn

Авторы: Ник Пул, bboyho

Избранное Любимый 67

Введение

Светодиоды окружают нас повсюду: В наших телефонах, автомобилях и даже домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за этим стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они — бекон электроники. Считается, что они делают любой проект лучше, и их часто добавляют к маловероятным вещам (к всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, они уже не годятся после того, как их приготовили. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Впрочем, обо всем по порядку. Что именно это этот светодиод, о котором все говорят?

Светодиоды (это «элли-и-ди») — это особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле, светодиод означает «светоизлучающий диод». (Он делает то, что написано на банке!) И это отражено в сходстве между диодом и символами схемы светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, светодиоды требуют гораздо меньше энергии для освещения по сравнению с ними. Они также более энергоэффективны, поэтому они не нагреваются, как обычные лампочки (если только вы не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не сбрасывайте их со счетов в мощной игре. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

Вы уже испытываете тягу? Тяга поставить светодиоды на все подряд? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как!

Рекомендуемая литература

Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше.

Что такое цепь?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаете, что такое цепь? Мы здесь, чтобы помочь.

Избранное Любимый 83

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это не простой вопрос, но этот урок прольет на него свет!

Избранное Любимый 85

Диоды

Праймер для диодов! Свойства диодов, типы диодов и применение диодов.

Избранное Любимый 72

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт обучающего веселья!

Избранное Любимый 57

Полярность

Знакомство с полярностью электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она присутствует и как ее определить.

Избранное Любимый 56

Метрические префиксы и единицы СИ

В этом руководстве объясняется, как использовать и преобразовывать стандартные метрические префиксы.

Избранное Любимый 24

Рекомендуем к просмотру

Как их использовать

Итак, вы пришли к разумному выводу, что нужно ставить светодиоды на все. Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет и света. К счастью, это также означает, что вы не сможете сломать светодиод, подключив его наоборот. Скорее просто не получится.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и маркируется более длинным «выводом» или ножкой. Другая, отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду и никогда в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей цепи, блокируя протекание тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода сломает вашу цепь. Попробуйте перевернуть его.

2) Moar Current равен Moar Light

Яркость светодиода напрямую зависит от потребляемого им тока. Это означает две вещи. Во-первых, сверхъяркие светодиоды быстрее разряжают батареи, потому что дополнительная яркость достигается за счет дополнительной потребляемой мощности. Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, контролируя величину тока через него. Но создание настроения — не единственная причина сократить потребление тока.

3) Существует такая вещь, как слишком большая мощность

Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему разрешено потреблять, и, подобно трагическим героям древности, он уничтожить себя. Вот почему важно ограничить величину тока, протекающего через светодиод.

Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от слишком большого тока. Не волнуйтесь, для определения наилучшего номинала резистора требуется лишь немного базовой математики. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебное пособие по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно/последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применение резисторов.

Избранное Любимый 58

Пусть вас не пугает вся эта математика, на самом деле довольно сложно все испортить слишком сильно. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать светодиодную схему без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать техническое описание, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по для чтения .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил для запуска и работы светодиодов. Как вы, вероятно, поняли из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что ее легко найти, и она не может обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для светодиодной цепи довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Так:

Резистор 330 Ом

Хорошим номиналом резистора для большинства светодиодов является 330 Ом (оранжевый — оранжевый — коричневый). Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики . Итак, начните с включения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Метод проб и ошибок

Интересная особенность резисторов заключается в том, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете сжечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, вот блок-схема, которая поможет вам спроектировать схему светодиодов методом проб и ошибок:

Броски с батарейкой типа «таблетка»

Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Так как батарейка типа «таблетка» не может обеспечить ток, достаточный для повреждения светодиода, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку типа «таблетка» CR2032 между выводами светодиода. Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть все это лентой, добавить магнит и приклеить к чему-либо! Ура метателям!

Конечно, если вы не получаете отличных результатов методом проб и ошибок, вы всегда можете взять свой калькулятор и посчитать. Не волнуйтесь, рассчитать наилучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода. Для этого нам нужно сообщить в таблицу…

Узнать подробности

Не подключайте никакие странные светодиоды в свои цепи, это просто вредно для здоровья. Познакомьтесь с ними первыми. А как лучше читать даташит.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего основного красного 5-мм светодиода.

LED Current

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол:

Ах, да, но что все это значит?

В первой строке таблицы указано, какой ток ваш светодиод сможет непрерывно выдерживать. В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Вторая строка говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие скачки до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Это техническое описание даже достаточно полезно, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства. Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это мощность в милливаттах, которую светодиод может использовать до того, как он выйдет из строя. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах рекомендуемых значений напряжения и тока.

Напряжение светодиодов

Посмотрим, какие еще столы они здесь поставили… Ах!

Полезная табличка! Первая строка говорит нам, каким будет прямое падение напряжения на светодиоде. Прямое напряжение — это термин, который часто встречается при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение потребуется вашей схеме для питания светодиода. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти цифры действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже в более подробном разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указана длина волны света. Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного варьироваться, поэтому в таблице указаны минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более подробном разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (помеченная как «Интенсивность света») показывает, насколько ярким может быть светодиод. Единица mcd, или милликандела — стандартная единица измерения интенсивности источника света. Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. При 200 мкд этот светодиод мог бы стать хорошим индикатором.

Угол обзора

Далее у нас есть веерообразный график, представляющий угол обзора светодиода. Различные стили светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо концентрировать большую часть света в одном месте, либо распространять его как можно шире. Некоторые светодиоды подобны прожекторам, испускающим фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если не смотрите прямо на них. Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо вниз на светодиод, он наиболее яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым внешним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, угол, при котором интенсивность света вдвое меньше, проследите за кругом 50% вокруг графика, пока он не пересечет синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы считать угол. Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам понадобятся для установки светодиода в корпус! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это удобно, когда вы хотите установить его в панель. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать техническое описание, давайте посмотрим, какие причудливые светодиоды вы можете встретить в дикой природе…

Типы светодиодов

Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже получили в свои руки несколько светодиодов и начали их освещать, это потрясающе! Как бы вы хотели активизировать свою игру с миганием? Давайте поговорим о том, как сделать что-то необычное за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план суперяркого 5-мм светодиода Крупный план

Типы светодиодов

Вот другие персонажи.

Светодиоды RGB

Светодиоды RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета. Поскольку красный, зеленый и синий являются аддитивными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать любой цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штырек является анодом, а у других катодом.

RGB-светодиоды с обычным прозрачным катодом

Светодиоды с интегральными схемами

Цикличность

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, велосипедный светодиод. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера. Вот крупным планом микросхема (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющая цветами.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вы хотите немного больше действий, но не имеете места для схемы управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!

Адресные светодиоды

Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально. Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельными светодиодами, соединенными вместе. Ниже показан крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа управляет цветами по отдельности.

Адресный WS2812 PTH Close Up

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Это верно. Существуют также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на штыре есть небольшая черная квадратная микросхема для ограничения тока на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором Крупный план

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3 В, 5 В и 9 В.

Сверхяркий зеленый светодиод со встроенным резистором с питанием

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. Тестирование одного на 5 В, он потребляет около 18 мА. Стресс-тестирование с 9V аккумулятор, он тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В в наших стресс-тестах светодиод перегорел.

Корпуса для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды SMD представляют собой не столько определенный вид светодиодов, сколько тип упаковки. По мере того, как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (Surface Mount Device) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов. Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

SMD-светодиоды бывают нескольких размеров, от довольно больших до размеров меньше рисового зерна! Поскольку они такие маленькие и имеют подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал доктор.

Пакет WS2812B-5050	Пакет APA102-2020

9Светодиоды 0002 SMD также упрощают и ускоряют установку машин для установки большого количества светодиодов на печатные платы и ленты. Вы, вероятно, не стали бы вручную припаивать все эти компоненты вручную.

Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5M (APA102-5050) с питанием

High Power

Мощные светодиоды таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче, чем суперяркие! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более. Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них можно построить даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для них часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводного металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. В конструкцию некоторых разделительных досок, таких как показанная ниже, может быть встроено некоторое рассеивание тепла.

Мощный RGB-светодиод	Алюминиевая задняя панель для некоторого рассеивания тепла

Мощные светодиоды могут генерировать столько отработанного тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампочками. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Существуют даже светодиоды, излучающие свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно найти ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят некоторые материалы флуоресцировать, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, поскольку многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению. Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (купюры, кредитные карты, документы и т. д.), солнечных ожогов, список можно продолжить. Пожалуйста, надевайте защитные очки при использовании этих светодиодов.

УФ-светодиод Проверяем банкноту США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие причудливые светодиоды, нет оправдания тому, чтобы оставить что-либо неосвещенным. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, тогда читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и силу света!

Погружаемся глубже

Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще. Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать… э-э… мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте немного углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип полупроводникового материала, легированный примесями, которые создают границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию. В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это связано с тем, что структура энергетических зон полупроводников различается между материалами, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цветам. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED»

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проходящей через диод. Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это больше, чем просто числовое значение того, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандела. Что интересно в этой единице, так это то, что на самом деле это не мера количества световой энергии, а фактическая мера «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции светимости света. Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости представляет собой стандартизированную модель, учитывающую эту чувствительность.

Сила света светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандела. Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайтесь.

Прямое падение напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения. Помните, когда мы смотрели техническое описание, я упомянул, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен иметь разделяет напряжение, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равно доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, вы не сможете питать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизить напряжение на данной части на основе прямого напряжения других частей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с прямым падением напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить токоограничивающий резистор, верно? Как узнать напряжение на этом резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор

5 = 4,8 + Резистор

Резистор = 5 – 4,8

Резистор = 0,2

Итак, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, это даст вам представление о важности прямого падения напряжения. Используя значение напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент с помощью закона Ома. короче , вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет токоограничивающих резисторов

Если вам необходимо рассчитать точное значение токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и продолжение

Вы сделали это! Вы знаете почти все… о светодиодах. Теперь иди и ставь светодиоды на все, что угодно! А теперь… драматическая реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, перегруженного и перегоревшего:

Да… не впечатляет.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие учебные пособия:

Легкий

Light — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

Избранное Любимый 25

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с помощью Arduino.

Избранное Любимый 42

Цилиндр Das Blinken

Цилиндр, украшенный светодиодными лентами, станет отличным свадебным подарком.

Избранное Любимый 1

Как делают светодиоды

Мы совершаем экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как производятся светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.

Избранное Любимый 18

Как делают светодиоды

Мы совершаем экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как производятся светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.

Избранное Любимый 18

Саймон говорит об экспериментах

Итак, вы собрали набор «Саймон говорит»? Что дальше? Этот учебник поможет вам начать работу с программным обеспечением Arduino, проведет вас через несколько примеров эскизов и отправит вас на путь создания собственного. Осторожно, этот материал вызывает сильное привыкание. 🙂

Избранное Любимый 2

Руководство по подключению импульсного источника питания со светодиодной подсветкой Mean Well

В этом руководстве мы будем подключать импульсный источник питания светодиодов Mean Well к адресной светодиодной ленте, управляемой Arduino.

Избранное Любимый 3

 

Хотите узнать больше о светодиодах?

См. нашу страницу LED , где вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

 

Или посмотрите некоторые из следующих сообщений в блоге:

Гонка на дно: светодиодные лампы и DFM

11 мая 2015 г.

Избранное Любимый 7

T³: Приключения с УФ-светодиодами, фотоинициаторами и гель-лаком для ногтей

19 апреля 2016 г.

Избранное Любимый 0

T³: Использование светодиодов в качестве датчиков освещенности

9 августа 2016 г.

Избранное Любимый 2

Распечатанные на 3D-принтере руки-помощники

16 апреля 2018 г.

Избранное Любимый 0

ATP: Схема со светодиодами

2 июля 2018 г.