Красный светодиод характеристики


основные характеристики и области применения

СИД (светоизлучающие диоды), носящие также более привычное для нас английское название LED (аббревиатура от light-emitting diode), являются настоящими невоспетыми героями в мире электроники. Они выполняют десятки различных функций и применяются сейчас чуть ли не в каждом электронном устройстве. Так, например, они отображают символы на световых табло, передают информацию от пульта дистанционного управления к приемнику сигнала, освещают дома или сообщают вам о текущем состоянии прибора. Собранные вместе зеленые, красные и синие светодиоды могут формировать изображение на огромном телевизионном экране или управлять дорожным движением в светофоре.

Светит, но не греет

В принципе, светодиоды – это лишь миниатюрные лампочки, которые отлично устанавливаются в любую электрическую схему. Но при этом у них нет нити накаливания, обязательной для обычных ламп, вследствие чего они несильно нагреваются. Свет, излучаемый СИД, возникает лишь в результате движения электронов в полупроводнике, соответственно, и срок службы у них такой же, как и у обычного транзистора.

Если сравнивать ресурс работоспособности светодиода и лампы накаливания, то у LED он на тысячи часов больше. Крошечные светодиоды стали заменой трубок, освещающих жидкокристаллические экраны высокой четкости, позволив делать их значительно более тонкими.

Откуда взялся этот странный свет?

Не углубляясь в дебри физических процессов, посмотрим, за счет чего светится СИД.

Свет – это форма энергии, выделяемая атомом, состоящая из множества небольших пакетов частиц с энергией и импульсом, которые называли фотонами. Они вырабатываются при перемещении электронов с дальней орбиты на более ближнюю. Чем больше проходимое электроном расстояние, тем больше энергия выделяемого им фотона, характеризующаяся более высокой частотой. Эта частота как раз и отвечает за длину световой волны, которая и определяет цвет излучения. Например, атомы в стандартном кремниевом диоде устроены таким образом, что электрон падает на относительно короткое расстояние. В результате частота фотонов настолько мала, что невидима для человеческого глаза – она находится в инфракрасной части спектра света. Разумеется, это необязательно плохо: инфракрасные светодиоды идеально подходят, в частности, для пультов дистанционного управления.

Горящие красным светодиоды открывают отрезок видимого человеком светового излучения и уже в состоянии, например, подсвечивать цифры в электронных часах. В зависимости от материалов, используемых в СИД, они могут быть настроены для свечения в инфракрасном, ультрафиолетовом и всех цветах видимого между ними спектра.

Двое из ларца, одинаковых с лица

Вскоре после разработки красного светодиода появились СИД и других цветов. Практически сразу их стали комбинировать, размещая в единой оболочке. Двухцветный светодиод – это устройство с двумя выводами, где в одном корпусе параллельно установлены два встречно направленных диода разного цветового излучения. При этом цвет будет зависеть от полярности подаваемого на устройство напряжения.

Широкое применение получили красно-зеленые светодиоды, используемые в качестве индикатора готовности устройства к работе (горит красный – выключено, зеленый – включено).

Нет в мире совершенства, или Пара недостатков идеального источника света

Очевидно, что LED-технологии еще несовершенны. Одним из недостатков является их уязвимость для высоких температур. Протекание слишком большого тока и, как следствие, перегрев светодиодной схемы вызывают необратимое выгорание, часто называемое светодиодным расплавлением. Кроме того, созданные на основе передовых полупроводниковых материалов светодиоды до недавнего времени были слишком дороги для использования в качестве естественного освещения. Но с 2000-х годов, с запуском массового производства, цена на СИД упала в несколько раз и стала соизмерима со стоимостью обычных ламп, а с учетом долгого срока службы, яркого света, экологичности и потрясающей энергоэффективности использование светодиодов стало более экономичным вариантом освещения для дома.

Великий и ужасный красный фонарь

Остановимся более подробно на том, где нашел применение красный светодиод. Его по праву можно считать «старшим братом» в семействе СИД, хотя бы потому, что он был первым светодиодом, работающим в видимом спектре излучения. Естественно, что и применять его для практических нужд стали раньше других и в первую очередь для привлечения внимания в случае неисправности оборудования. Согласитесь, когда вместо равномерного урчания двигателя ритмично моргает красный светодиод, подсвечивая ту или иную иконку на панели вашего любимого автомобиля или ненаглядной стиральной машинки, то как минимум это вызывает чувство легкой тревоги. Да, именно для оповещения о таких чрезвычайных ситуациях чаще всего и используют индикатор такого типа.

Тайна красного цвета

Красный цвет имеет самую большую длину волны и наименее подвержен рассеиванию, соответственно, он виден с наиболее дальнего расстояния. Потому неудивительно, что мигающий красным светодиод широко используется для аварийных и тревожных фонарей. Причем уровень потребления электроэнергии у СИД такого цвета наименьший среди всех других светодиодов видимого спектра, что обеспечивает максимальное время работы используемого устройства освещения.

Красные светодиодные фонари принято использовать там, где есть необходимость в свете высокой интенсивности, при этом не мешая другим людям. Например, они являются предпочтительными в театре, в кино и для чтения астрономических карт. Красный свет не напрягает глаза, способствуя лучшему расширению зрачков, и позволяет отлично видеть отражающие свет объекты.

И у огородников LED-технологии нашли достойное применение. Синий свет стимулирует начальный рост растения, а использование красных светодиодов улучшает процесс цветения и завязи плодов. Здесь СИД вне конкуренции, поскольку, выделяя огромное количество света, не перегревают и не сушат воздух, в отличие от ламп другого типа, способных нанести вред будущему урожаю.

Чем дальше, тем «чудесатее»

Замена старых ламп накаливания на светодиодные является лишь верхушкой айсберга, LED-история только начинается. Благодаря новым разработкам светодиодные решения выходят на новые горизонты, которые ранее для них были недоступны. Наиболее вероятным представляется направление развития, связанное с использованием органических светодиодов, или OLED.

Органические материалы, применяемые для создания этих полупроводников, являются пластичными, что позволяет уже сегодня создавать образцы гибких источников света и даже дисплеев. Похоже, что именно OLED-технологии проложат дорогу для следующего поколения телевизоров и смартфонов. Ведь действительно удобно снять свой телевизор со стены, свернуть в трубочку и забрать с собой, предположим, на дачу.

Трудно сказать, куда светодиодные технологии пойдут в будущем, но ясно одно – возврата к лампочке Эдисона уже не будет.

fb.ru

это что такое? Принцип работы светодиода

Повсеместно происходит замена обычных ламп на светодиодные. На сегодняшний день это лучший способ освещения для автомобилей и домов, более долговечный и лёгкий в замене. Итак, в чем заключается принцип работы светодиода и как его правильно выбрать?

Светодиод и принцип его работы

Светодиод – это специальный электроприбор, который перерабатывает ток в некоторое свечение. На сегодняшний день светодиоды более известны как LED, что значит «светоизлучающий диод».

Прибор является полупроводниковым и состоит из кристалла-чипа, корпуса, контактных выводов и оптического устройства. Свет исходит от кристалла, а его цвет может быть различным и зависит от применяемого материала. Яркость светодиода, как и его цвет, также может быть различной. Так, например, для большего светового эффекта в одну лампу часто вставляют несколько кристаллов, вырабатывающих однотонный свет, который в комплексе образует яркое свечение.

Яркость устройства напрямую зависит от силы подаваемого на него электрического тока. В свою очередь, слишком мощный поток электроэнергии вызывает быстрый перегрев внутреннего кристалла и выводит его из строя. Ввиду этого конструкция светодиода несколько затратна по стоимости материалов, что несколько негативно сказывается на выборе таких ламп.

По яркости светодиоды принято делить на категории:

  • ультраяркие, их минимальная мощность – 1 W;
  • светодиоды повышенной яркости – достигают 20 mW;
  • стандартные лампы.

На сегодняшний день широко применяется блок светодиодов, который встраивается в лампу. Благодаря ему возможна регулировка яркости и выбор оптимального режима свечения.

Преимущество светодиодов перед другими типами освещения

Светодиод – это лучший на сегодняшний день выбор типа освещения, который имеет ряд преимуществ:

  • Долговечность.
  • Возможность регулировки цвета и яркости лампы.
  • Цветовая насыщенность, возможность подобрать красный, синий, зеленый светодиод или заставить цвет меняться.
  • Возможность электронного управления.
  • Экологически чистые материалы, которые не содержат тяжёлых веществ, вредных для окружения и опасных при неправильной утилизации.
  • Низкая потребляемая мощность, на 1 ватт вырабатывается в несколько раз больше света.
  • Свет чистый и максимально приближён к естественному.
  • Не перегреваются благодаря грамотному светоотводу.
  • Надёжность и прочность.

Почему светодиоды стали популярны в автоиндустрии? Этот тип освещения идеально подходит для автомобилей, постепенно вытесняя галогенные и ксеноновые лампы. Его положительные качества:

  • возможность направления освещения за поворотом руля – создание адаптивных фар;
  • эстетически выглядит лучше других видов фар;
  • повышение безопасности благодаря улучшению видимости на дороге;
  • устойчивость к вибрации;
  • зачастую светодиоды установлены в корпус, куда не проникает влага;
  • достижение рабочего состояния происходит быстрее, по этой причине стоп-сигналы срабатывают лучше.

Конечно, эти преимущества присущи только действительно качественным продуктам, поэтому экономить на них не стоит, тем более, что период их эксплуатации значительно увеличен по сравнению с китайской продукцией. Дополнительно период эксплуатации светодиодных ламп, если сравнивать с обычными, также значительно больше.

Классификация светодиодов

Выделяют 2 основных вида светодиодов – для подсветки (индикаторные) и для освещения. Их сила и долговечность зависят от подачи электротока, ввиду этого второй вид светодиодов служит меньший срок, так как кристалл изнашивается быстрее. Тем не менее, эти осветительные устройства очень долговечны и служат несколько тысяч часов.

Осветительный светодиод – это устройство, обеспечивающее надёжный и мощный свет. Оно широко применяется в дизайне, создавая нужный уровень освещённости.

По типу корпуса принято выделять светодиод в форме «Звезды», «Пираньи» и SMD. Среди них самыми популярными являются «Пираньи», так как их световой поток представляется более качественным. Их конструктивной особенностью является форма прямоугольника с выводами по краям, с помощью них обеспечивается жёсткое сцепление с поверхностью. Кроме того, подложка устройства обладает отличной теплоотводностью. Эти приборы используют широко в автомобилях и в рекламе. Они разнообразны по размерам и цветам: красный, белый, зелёный, синий светодиод.

Индикаторные светодиоды имеют конструкцию попроще, их свет не такой сильный и используется для подсветки дисплеев и приборных панелей. По форме выделяют круглые, овальные и прямоугольные индикаторные светодиоды.

Линзы также отличаются друг от друга, они могут быть встроены и в осветительные, и в индикаторные лампы. Некоторые предназначены для рассеивания света (этих устройств подавляющее большинство), другие – для фокусировки, благодаря направленному пучку производимого света. Причём во второй группе выделяют линзы плоские, конусообразные и круглые.

По цвету линзы светодиоды бывают:

  • бесцветными прозрачными;
  • окрашенными прозрачными;
  • окрашенными матовыми.

Кроме того, цветовая гамма исполнения прибора сейчас очень разнообразна. Существует жёлтый, красный, синий, зеленый светодиод и т. д. Эти цвета умело комбинируются, создавая ещё более широкий спектр. Наиболее сложно, как ни странно, получить чистый белый цвет.

Белый светодиод получают тремя способами:

  • одновременное использование в правильных пропорциях красного, синего и зелёного цветов даёт ощущение белого цвета;
  • применение синего диода с примесью жёлтого;
  • третий метод требует применения люминесцентных материалов, который преобразовывает ультрафиолет, действуя по принципу флуоресцентной лампы.

Белый светодиод наиболее распространён, хоть и получить его несколько сложно. Он бывает холодным и тёплым. На лампочке обычно этот параметр указан в кельвинах, чем меньше показатель, тем цвет будет желтее и теплее. Производители рекомендуют остановить свой выбор на усреднённом параметре, хотя и к холодному, синеватому свету также можно быстро привыкнуть.

Выбор лампы для дома

Выбор лампы для дома включает несколько этапов, где необходимо определиться с типом сети, диаметром цоколя и внешним видом самого осветительного прибора.

Светодиод 220 вольт выпущен в наиболее распространённых типах цоколя – Е27 и Е14. Цифры обозначают диаметр резьбы в миллиметрах. Первый вид ламп зачастую встречается в форме шара, второй – шара или кукурузы.

В чём же заключаются их главные преимущества? Во-первых, это возможность блокировки и настройки яркости свечения самостоятельно. Во-вторых, это выбор цветового освещения и возможность дистанционного управления им. В-третьих, долговечность эксплуатации и повышенная надёжность.

Выбирая форму, нужно обратить внимание на то, что лампы-кукурузы хоть и имеют достаточно неплохие характеристики, они всё же небезопасны. Их контакты выходят наружу, и производители отказываются в последнее время от выпуска устройств подобной формы.

Для освещения нежилых помещений или ванных комнат используются менее мощные лампы, поэтому если нет необходимости применять светодиод 220 вольт, можно обойтись маленькими плоскими приборами с цоколем G53 и GX53. Это круглые лампы, где используется несколько диодов.

Цвет рекомендуется выбирать обычный белый, так как это не слишком тёплый и не очень холодный цвет, оптимальная характеристика которого составляет 4200 К.

Обратить внимание при приобретении лампы стоит и на следующие характеристики:

  • количество диодов – от того, сколько светодиодов находится в лампе, зависит её яркость, особенно при длительном периоде использования, когда они начинают тускнеть и перегорать;
  • режим рабочей температуры – нужно учитывать, что при выборе лампы для улицы она должна быть эффективной и при возможных морозах, это обычно указывается в паспорте устройства;
  • возможность пульсаций – мигание встречается у дешёвых ламп, обычно при покупке дорогостоящей оно сводится к минимуму;
  • условия эксплуатации иногда требуют повышенной защиты устройства, допустим, стойкость к влаге, необходимо об этом параметре поинтересоваться у продавца;
  • при выборе производителя нужно обращать внимание на диаметр цоколя, так как не все импортные разработчики выпускают светодиод 220В;
  • необходимый световой поток, который измеряют в Люменах, – осветительные или индикаторные лампы.

Выбор производителя

На рынке присутствует множество производителей, которые демонстрируют различный уровень качества. Соответственно, их ценовая политика поставщиков также значительно отличается.

Главным недостатком светодиодов является их стоимость. Поэтому, если уже платить немаленькие деньги за продукт, необходимо, чтобы он был действительно качественным. Поэтому стоит с ответственностью подойти к выбору производителя и поставщика.

Производителей условно можно разделить на 5 групп.

  1. Китайские дешёвые никому не известные бренды.
  2. Известные китайские и азиатские производители. Наиболее популярными являются Selecta, Camelion, LG. Они используют современное оборудование, и качество выпущенной продукции у этих компаний достаточно высокое, поэтому достаточно большой сегмент отечественного рынка занят товаром из Азии. Отдельно стоит отметить светодиоды LG, которые с 2016 года значительно уменьшили цену на свой товар благодаря использованию новых технологий в производстве. Причём качество остаётся на прежнем уровне. В этом можно не сомневаться. Специализируется компания на лампах средней мощности и достаточно неплохо себя проявляет относительно аналогов.
  3. Отечественные производители, которые делают продукт высокого качества, но их технология достаточно дорогая, поэтому и цена на лампы соответственная. К сожалению, на территории России поздно узнали о широких возможностях светодиодов и отечественных производителей пока не так много. Это, к примеру, "Оптоман" и Gauss. Эти компании имеют свой модельный ряд продукции и доступны по всей стране.
  4. Европейские производители представлены преимущественно немецкими фирмами Philips, Osram, Bioledex, которые имеют огромный опыт производства ламп. Пожалуй, Philips остаётся лидером в этом сегменте рынка, хотя и стоит он относительно дорого.
  5. Китайско-российские проекты, такие как Ecola, Newera – также неплохие по качеству и цене бренды, которые значительно моложе фирм-конкурентов.

Таким образом, среди такого обилия производителей иногда достаточно сложно выбрать достойный бренд, поэтому особенно важно и нужно обращать внимание главным образом на характеристики продукта и условия его эксплуатации.

Приблизительный алгоритм действий при установке светодиода

Если есть хоть малейшие познания в электрике и был опыт установки любых ламп, можно светодиод попробовать установить и самому. Для начала нужно убедиться в работоспособности ламп. Последовательность действий должна быть следующей:

  • изучение технических характеристик и подсчёт, сколько вольт потребляет один светодиод;
  • составление схемы подключения с учётом напряжения;
  • вычисление потребляемой мощности электроцепи;
  • далее нужно подобрать блок питания, который бы подошёл по мощности, это также может быть и драйвер;
  • на ножках светодиода указана полярность, к которым нужно припаять провода;
  • подключение блока питания;
  • установка диодов и их закрепление;
  • если всё в порядке, необходимо измерить такие характеристики, как количество потребляемой энергии, нагрев, электроток;
  • корректировка электротока;
  • прогрев в течение получаса – чтобы ничего не случилось при первоначальной установке и для того, чтобы предупредить перегрев, светодиоды лучше покупать на подложке в форме звезды.

В процессе эксплуатации, особенно, если это продукция китайского производства, иногда необходима замена светодиодов. Чем обращаться к специалистам, замену можно выполнить самостоятельно при наличии нужных инструментов. Раскрутив лампу, с помощью цифрового мультиметра прозванивают диоды. Они, в свою очередь, слабо подсвечиваются, и некоторые из них могут не работать. Ненужные диоды отпаивают и меняют на новые. Конечно, это происходит, когда запасные светодиоды есть в наличии, для этого можно взять старую лампу.

На сегодняшний день популярным дополнением является программа "Ардуино". Светодиод, подключая к нему, можно заставить мигать. Плата "Ардуино" имеет много возможностей, вводы-выводы, а также к ней можно подключить практически любое устройство. Эта программа способна принимать сигналы от различных устройств, что и заставляет воздействовать на них. Это лёгкая и удобная среда для программирования, с которой несложно справиться даже обычному пользователю.

Выбор светодиодов для автомобиля

Автовладельцы всё чаще переходят на новый тип освещения в своей машине. Это действительно хорошее решение не только в плане режима работы, но и относительно внешнего вида автомобиля. Авто значительно преобразится, привлекая взгляды проезжающих мимо водителей. Освещением светодиодного типа можно смело заменить все лампы, которые используются в автомобиле.

Как выбрать габариты и свет для передних стоп-сигналов?

Большая часть автопрома применяет лампы без цоколя, устанавливаемые в проёме между передними фарами. Преимуществом светодиодов является их стойкость к любым температурам, так как они находятся вблизи от главной осветительной лампы, возможен перегрев кристалла и преждевременный его выход из строя. Ввиду этого, при выборе освещения необходимо обратить внимание на дополнительную защиту светодиодов – наличие стабилизатора электротока.

При выборе ламп нужно обратить внимание на их серию, допустим, серия SF хоть и не имеет стабилизатора, вполне подходит для автомобиля, так как имеет большое количество диодов и работает в широком диапазоне, отлично освещая пространство.

Нужно также обратить внимание на размеры лампы, так, указанный пример SF – достаточно большое устройство. Нужно хорошо все продумать перед покупкой освещения.

Популярной также является серия для габаритов - СМД, которая имеет отличные характеристики, но и стоит немалых денег.

Заднее освещение автомобиля

Задние стоп-сигналы принято оборудовать цокольными двухконтактными светодиодами. Наиболее популярные серии: МСД, 14НР и 3х1W. Они имеют несколько различный режим работы, отличаются количеством диодов. Но все имеют достаточно высокие показатели. Эти светодиоды являются яркими, обеспечивают насыщенный свет и долговременный срок службы.

Самые доступные по стоимости – лампы серии SF.

Светодиоды для салона

Перед выбором ламп для салона необходимо определиться с типом его освещения и величиной плафона.

В салон нужно подбирать лампу фестонного типа – это продолговатые устройства, размером 31-41 мм. Выделяют 3 вида светодиодов для салона.

  1. Устанавливаются в разъём плафона вместо старой обычной лампочки. По размеру такие светодиоды практически идентичны обычным осветительным приборам, они применяются при невозможности из-за небольшой величины плафона использовать другую лампу.
  2. Светодиоды большего размера, чем стандартная лампочка. Перед установкой нужной убедиться, подойдёт ли такое устройство под плафон. Благодаря большему размеру, увеличивается и количество диодов в лампе. Таким образом, освещение становится значительно ярче обычного.
  3. Матрицы, вмещающее большое количество диодов. Если плафон достаточно большой и может вместить прямоугольную матрицу, то этот тип освещения будет наиболее ярким и насыщенным.

В салонном освещении используются лампы типа SF или СМД.

Кроме того, в автомобилях широко применяется замена противотуманных фар на лампы со светодиодом. Особое внимание стоит обратить автолюбителям, желающим выделиться среди других, на подсветку светодиодной лентой и на «ангельские глазки».

Подводя итог

Светодиод – это отличная альтернатива старым лампочкам, которая помогает решить проблему недостаточного освещения помещения. Даже при большей стоимости, чем обычная лампа, это отличное капиталовложение, так как светодиод способен служить не один год и дарить яркий свет дому и автомобилю.

fb.ru

Все о светодиодах.

Что такое светодиод?

Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств. Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода к испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциал приложен к своим анодом и катодом.

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

Светодиодная технология промышленность стала бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости типов и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды был введен в 1990 году, который использует индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника. Белый светодиод содержит голубых фишек с белым неорганического фосфора. Когда голубой свет попадает на люминофор, он излучает белый свет.

Что делает светодиод идеальным?

Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами. Некоторые важные особенности, которые делают светодиодные идеал в электронных схемах, являются:

  • Светодиоды заключены в пластиковый или смолы, так что они могут выдерживать механические удары.
  • В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
  • Светодиоды требуют очень низких токов и напряжений обычно 20 мА текущих и 1,8 вольта. Так что это идеал в батарейках схемы.

Что находится внутри светодиод?

Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе рп смещен в прямом. Различные цвета создаются dopping основного материала с другими веществами.

Внутри светодиодах

INSIDE-LED

Светодиодная технология следовать некоторым физике

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

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

Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования факторов, влияющих на яркость и эффективность светодиодов. Прямой ток (IF) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом, и оно должно быть ограничено 10 до 30 милли ампер другие мудрые светодиодной будут уничтожены.

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

Возглавляет требуется балластный резистор?

Светодиодные всегда подключен к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает индикатор от повреждений, вызванных избыточным током. Он регулирует прямого тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

Номинал резистора определяет прямого тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение Vs — Vf / Если используется для выбора резистора. Vs представляют входного напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиодов и если допустимый ток через светодиод. Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на общую светодиодов.

КрасныйОранжевыйЖелтыйЗеленыйСинийБелый
1,8 В2 V2,1 В2,2 В3,6 В3,6 В

Типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него .Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость стандартных красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода.Ограничение тока балластный резистор защищает индикатор от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластный резистор должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодной а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как балластный резистор выбран.

R = V / I

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

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

Но 510 Ом резистор как правило, не доступны. Поэтому 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается. Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

Ниже готова арифметические для выбора ограничительный резистор для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

Добавлено цветов

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

Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Две микросхемы установлены на двух клеммы, так что анод один светодиод формы катода других. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленой, когда направление тока на противоположное.

Триколор и многоцветные светодиоды , также доступны, которые имеют два или более фишек, заключенных в общий пакет. Трехцветный светодиодный имеет два анодов для красных и зеленых фишек и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, который несет ток.Если оба аноды подключены к положительным, так светодиодами свет и желтый цвет получается. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также доступны.

Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основана на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветная светодиодная содержит более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном пакете. Мигает тип многоцветных светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает дисплей радуга цвета, который является весьма привлекательным.

Инфракрасный диод — источник Невидимый свет

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

Инфракрасные диоды

Фотодиод — Он может увидеть свет

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

Фотон, который поглощается полупроводника в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной. Дырок и электронов будет транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покинуть область истощения они едут к клеммам фотодиод, чтобы сформировать фото ток во внешней цепи. В большинстве схем на фотодиод, обратный предвзятым, так что заряд переносится на внешние носители заряда. Время отклика фотодиода, как правило, 250 секунд нано.

Фотодиоды

Лазерные диоды — указывая лучом

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

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

Лазерные Диоды

radioschema.ru

Общие сведения о светодиодах tinyAVR

Светодиоды (LED) — это замечательные электронные компоненты. Они бывают самых разных размеров и цветов (рис. 2.1). Многие светодиоды заключены в прозрачный корпус, поэтому цвет их свечения по внешнему виду определить невозможно. Светодиод излучает свет при прохождении тока в прямом направлении. На рис. 2.2 показан малогабаритный светодиод и его условное обозначение. Выводы светодиода разной длины: длинный — анод, короткий — катод.

Интенсивность излучаемого света пропорциональна электрическому току, проходящему через светодиод. Падение прямого напряжения на светодиоде зависит от ширины запрещенной зоны полупроводникового материала, т. е. можно сказать, что это напряжение связано с длиной волны излучаемого света. Красный светодиод имеет самую маленькую ширину запрещенной зоны, а синий — самую большую. Поэтому падение напряжения на красном светодиоде составляет 2 В, а на синем — 3,7 В. В табл. 2.1 приведены электрические и оптические характеристики различных светодиодов.

Таблица 2.7. Электрические и оптические характеристики светодиодов размером 5 мм (компания Lite-On Optoelectronics)

Цвет

свечения

Прямой ток 1Пр, мА

Предельно

допустимый

ТОК Imax, МА

Типичное прямое напряжение Unp, В

Угол

видимости,

град

Длина волны света, нм

Красный

20

120

2,0

30

635

Оранжевый

20

60

2,5

15

624

Желтый

20

90

2,0

20

591

Зеленый

20

100

3,5

15

504

Синий

20

100

3,7

20

470

Белый

20

100

3,5

20

Широкий

спектр

Рис. 2.1. Различные типы светодиодов

Рис. 2.2. Светодиод и его условное обозначение

Поскольку светодиод — это один из видов диода, то вполне естественно ждать от него таких же характеристик по напряжению и току, что и от обычного импульсного диода. Импульсные диоды изготавливают из кремния или германия и напряжение их включения составляет для кремниевых примерно 0,7 В, для германиевых— 0,2 В. Для изготовления светодиодов применяют арсенид галлия (GaAs), в который добавляют примеси для получения нужного цвета. Ширина запрещенной зоны GaAs составляет 1,45 эВ, а кремния— 1,1 эВ. Поэтому напряжение включения у диода из арсенида галлия должно быть выше, чем у кремниевого диода. На рис. 2.3 показана прямая ветвь вольт-амперной характеристики красного светодиода.

Рис. 2.3. Прямая ветвь вольт-амперной характеристики красного светодиода

Для включения светодиода нужен источник постоянного напряжения и дополнительная схема ограничения прямого тока. Прямой ток для конкретного светодиода подбирают исходя из требуемой интенсивности свечения и ориентируясь на предельно допустимый ток, который может выдержать этот светодиод. Нежелательна длительная работа при больших прямых токах, поскольку это может привести к повреждению светодиода. Максимально допустимое значение прямого тока вообще превышать нельзя. В самом простом варианте ограничителем тока служит резистор. При напряжении питания ί/ΗΠ (Vcc), падении напряжения £/пр и желательном токе в 10 мА сопротивление резистора (в килоомах) должно быть равно

Пример: если наш светодиод имеет характеристику, показанную на рис. 2.3, a t/„n=5 В и падение напряжения равно t/np= 1,98 В, то величина сопротивления получится 302 Ом. Стандартные резисторы имеют номиналы 270 и 33 Ом, их можно соединить последовательно и получить 303 Ом, что нас вполне устроит. Если же в схеме будет один резистор в 270 Ом, ток через светодиод увеличится до 11 мА, а при резисторе в 330 Ом ток составит 9,15 мА.

Интенсивность свечения светодиода пропорциональна току, проходящему через него. Для иллюстрации этого свойства была собрана схема, показанная на рис. 2.4 и построен график. Результат этого небольшого эксперимента показан на рис. 2.5. Связь между интенсивностью свечения и током будет изучаться далее в этом же разделе и в последующих проектах.

Рис. 2.4. Схема исследования светодиода

Рис. 2.5. График зависимости интенсивности свечения светодиода от тока через него

Типы светодиодов

Рис. 2.6. Двухцветный светодиод с общим анодом и его условное обозначение

Рис. 2.7. Внешний вид двухцветных и трехцветных светодиодов

Помимо изображенных на рис. 2.1, выпускаются двухцветные и трехцветные (RGB) светодиоды. На рис. 2.6 показан двухцветный светодиод с общим анодом и его условное обозначение. На рис. 2.7 приведена фотография двухцветных и трехцветных светодиодов.

Бывают также двухцветные светодиоды с общим катодом. В одном корпусе могут совмещаться светодиоды любых цветов: красно-желтый, красно-зеленый, синежелтый, сине-красный и т. д. Трехцветный светодиод объединяет в одном корпусе красный, зеленый и синий диоды. В таком приборе четыре вывода: общий анод и три катода (или общий катод и три анода). При помощи двухцветных светодиодов можно получать несколько цветов (одновременно включая оба светодиода). Так, при помощи двухцветного красно-зеленого светодиода можно получить желтый (включив одновременно красный и зеленый светодиоды). Если же красный светодиод включить "вполнакала”, а зеленый полностью, то можно получить и другие оттенки желтого. Трехцветные светодиоды обеспечивают более широкую палитру цветов (путем управления интенсивностью трех основных цветов). В следующем разделе мы подробно обсудим, как управлять интенсивностью свечения светодиодов. На основе светодиодов изготавливают более сложные дисплеи: семисегментные, алфавитно-цифровые, столбчатые и точечно-матричные (о них речь пойдет в главе 3).

Источник: Гадре, Д., Занимательные проекты на базе микроконтроллеров tinyAVR / Дхананья Гадре, Нигул Мэлхотра: Пер. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 352 с.: ил. — (Электроника)

nauchebe.net

основные характеристики и области применения

СИД (светоизлучающие диоды), носящие также более привычное для нас английское название LED (аббревиатура от light-emitting diode), являются настоящими невоспетыми героями в мире электроники. Они выполняют десятки различных функций и применяются сейчас чуть ли не в каждом электронном устройстве. Так, например, они отображают символы на световых табло, передают информацию от пульта дистанционного управления к приемнику сигнала, освещают дома или сообщают вам о текущем состоянии прибора. Собранные вместе зеленые, красные и синие светодиоды могут формировать изображение на огромном телевизионном экране или управлять дорожным движением в светофоре.

Светит, но не греет

В принципе, светодиоды – это лишь миниатюрные лампочки, которые отлично устанавливаются в любую электрическую схему. Но при этом у них нет нити накаливания, обязательной для обычных ламп, вследствие чего они несильно нагреваются. Свет, излучаемый СИД, возникает лишь в результате движения электронов в полупроводнике, соответственно, и срок службы у них такой же, как и у обычного транзистора.

Если сравнивать ресурс работоспособности светодиода и лампы накаливания, то у LED он на тысячи часов больше. Крошечные светодиоды стали заменой трубок, освещающих жидкокристаллические экраны высокой четкости, позволив делать их значительно более тонкими.

Откуда взялся этот странный свет?

Не углубляясь в дебри физических процессов, посмотрим, за счет чего светится СИД.

Свет – это форма энергии, выделяемая атомом, состоящая из множества небольших пакетов частиц с энергией и импульсом, которые называли фотонами. Они вырабатываются при перемещении электронов с дальней орбиты на более ближнюю. Чем больше проходимое электроном расстояние, тем больше энергия выделяемого им фотона, характеризующаяся более высокой частотой. Эта частота как раз и отвечает за длину световой волны, которая и определяет цвет излучения. Например, атомы в стандартном кремниевом диоде устроены таким образом, что электрон падает на относительно короткое расстояние. В результате частота фотонов настолько мала, что невидима для человеческого глаза – она находится в инфракрасной части спектра света. Разумеется, это необязательно плохо: инфракрасные светодиоды идеально подходят, в частности, для пультов дистанционного управления.

Горящие красным светодиоды открывают отрезок видимого человеком светового излучения и уже в состоянии, например, подсвечивать цифры в электронных часах. В зависимости от материалов, используемых в СИД, они могут быть настроены для свечения в инфракрасном, ультрафиолетовом и всех цветах видимого между ними спектра.

Двое из ларца, одинаковых с лица

Вскоре после разработки красного светодиода появились СИД и других цветов. Практически сразу их стали комбинировать, размещая в единой оболочке. Двухцветный светодиод – это устройство с двумя выводами, где в одном корпусе параллельно установлены два встречно направленных диода разного цветового излучения. При этом цвет будет зависеть от полярности подаваемого на устройство напряжения.

Широкое применение получили красно-зеленые светодиоды, используемые в качестве индикатора готовности устройства к работе (горит красный – выключено, зеленый – включено).

Нет в мире совершенства, или Пара недостатков идеального источника света

Очевидно, что LED-технологии еще несовершенны. Одним из недостатков является их уязвимость для высоких температур. Протекание слишком большого тока и, как следствие, перегрев светодиодной схемы вызывают необратимое выгорание, часто называемое светодиодным расплавлением. Кроме того, созданные на основе передовых полупроводниковых материалов светодиоды до недавнего времени были слишком дороги для использования в качестве естественного освещения. Но с 2000-х годов, с запуском массового производства, цена на СИД упала в несколько раз и стала соизмерима со стоимостью обычных ламп, а с учетом долгого срока службы, яркого света, экологичности и потрясающей энергоэффективности использование светодиодов стало более экономичным вариантом освещения для дома.

Великий и ужасный красный фонарь

Остановимся более подробно на том, где нашел применение красный светодиод. Его по праву можно считать «старшим братом» в семействе СИД, хотя бы потому, что он был первым светодиодом, работающим в видимом спектре излучения. Естественно, что и применять его для практических нужд стали раньше других и в первую очередь для привлечения внимания в случае неисправности оборудования. Согласитесь, когда вместо равномерного урчания двигателя ритмично моргает красный светодиод, подсвечивая ту или иную иконку на панели вашего любимого автомобиля или ненаглядной стиральной машинки, то как минимум это вызывает чувство легкой тревоги. Да, именно для оповещения о таких чрезвычайных ситуациях чаще всего и используют индикатор такого типа.

Тайна красного цвета

Красный цвет имеет самую большую длину волны и наименее подвержен рассеиванию, соответственно, он виден с наиболее дальнего расстояния. Потому неудивительно, что мигающий красным светодиод широко используется для аварийных и тревожных фонарей. Причем уровень потребления электроэнергии у СИД такого цвета наименьший среди всех других светодиодов видимого спектра, что обеспечивает максимальное время работы используемого устройства освещения.

Красные светодиодные фонари принято использовать там, где есть необходимость в свете высокой интенсивности, при этом не мешая другим людям. Например, они являются предпочтительными в театре, в кино и для чтения астрономических карт. Красный свет не напрягает глаза, способствуя лучшему расширению зрачков, и позволяет отлично видеть отражающие свет объекты.

И у огородников LED-технологии нашли достойное применение. Синий свет стимулирует начальный рост растения, а использование красных светодиодов улучшает процесс цветения и завязи плодов. Здесь СИД вне конкуренции, поскольку, выделяя огромное количество света, не перегревают и не сушат воздух, в отличие от ламп другого типа, способных нанести вред будущему урожаю.

Чем дальше, тем «чудесатее»

Замена старых ламп накаливания на светодиодные является лишь верхушкой айсберга, LED-история только начинается. Благодаря новым разработкам светодиодные решения выходят на новые горизонты, которые ранее для них были недоступны. Наиболее вероятным представляется направление развития, связанное с использованием органических светодиодов, или OLED.

Органические материалы, применяемые для создания этих полупроводников, являются пластичными, что позволяет уже сегодня создавать образцы гибких источников света и даже дисплеев. Похоже, что именно OLED-технологии проложат дорогу для следующего поколения телевизоров и смартфонов. Ведь действительно удобно снять свой телевизор со стены, свернуть в трубочку и забрать с собой, предположим, на дачу.

Трудно сказать, куда светодиодные технологии пойдут в будущем, но ясно одно – возврата к лампочке Эдисона уже не будет.

загрузка...

sunjulia.ru

Фитолампа на светодиодах 440нм и 660нм

Прошлый раз я изготавливал фитолампы из наборов для изготовления китайских светильников.

Основным недостатком было применение светодиодов, не совсем подходящих по спектру  (455-460 нм и 625-630 нм)  для реакции фотосинтеза, что значительно снизило эффективность данных ламп. Решил исправить эту ошибку и заказал на ТАОБАО светодиоды «правильного» спектра.

Заказ светодиодов 440 и 660 нм

Ссылка на товар. В опциях лота можно выбрать синие, красные, 1, 3 и 5 Вт, а также уже напаянные на алюминиевую звездочку.

Синий светодиод (450-455нм) 3вт без радиатора — $0.23 x 20шт = $4.6Красный светодиод (660-670нм) 3вт без радиатора — $0.31 x 20шт = $6.2С доставкой и комиссией получается около $17 или $0.42 за штуку если больше ничего не брать.Я брал, поэтому мне они вышли дешевле.

Пришли в таких пакетиках

Характеристики светодиодов

Сайт производителя на китайском языке. К сожалению, до полноценных даташитов а производитель пока не дорос, поэтому есть только короткие описания.

Красные светодиоды 3Вт
  • Код производителя: PJH-P3R140A1-60T
  • Длина волны: 660-670 нм
  • Рабочее напряжение: 2.6-3.0 В
  • Максимальный ток: 700 мА
  • Размер кристалла: 43mil
  • Световой поток: 60-80 лм

 

Синие светодиоды 3Вт
  • Код производителя: PJH-P3R140A1-30T
  • Длина волны: 450-455 нм
  • Рабочее напряжение: 3.4-3.8 В
  • Максимальный ток: 700 мА
  • Размер кристалла: 45mil
  • Световой поток: 30-40 лм

Люминофора у монохромных светодиодов нет, линзы прозрачные и кристаллы видны. У синего (слева) кристалл чуть больше чем у красного (справа), что соответствует описанию.

Сборка фитолампы

Распаиваю проверенным методом при помощи термопасты и фена на алюминиевые радиаторы-звездочки.

Радиаторы звездочки намазываю КПТ-8 и двумя капельками суперклея креплю к алюминиевому профилю

Подключаю к драйверу для светодиодов (4-6)x3Вт. Драйвер помещаю в монтажную коробку.

Подключаю и получаю мигалку-цветомузыку ))). Светодиоды начинают моргать примерно раз в секунду. Похоже, что падение напряжения светодиодов при заданном драйвером токе не соответствует его характеристикам. Значит нужно померить реальное напряжения на диодах.

Реальные вольт-амперные характеристики светодиодов

Подключаю поочередно синий и красный диоды к источнику 5В через мощный переменный резистор.

Получаю такую таблицу ВАХ и мощностей

Как видно из графика и таблицы, красный светодиод при паспортном токе 700мА выдает мощность 1.65 Вт при рабочем напряжении 2.36 В. Синий ближе к заявленным характеристикам. Недостаток напряжения на цепочки светодиодов и вызвали нестабильную работу драйвера.

Настройка светильника и реальные характеристики

Припаиваю последовательно светодиодам резистор 2Ом 2Вт и все работает без мигания. В перспективе добавлю вместо сопротивления еще один красный светодиод.

Ток в цепи светодиодов составляет 600мА при напряжении на всех пяти светодиодах — 13.5В

Померил напряжение на каждом диоде, посчитал мощность, получил, что синие работают на 2Вт, красные на 1.3Вт.Мощность по синему цвету — 4Вт, по красному 3.9Вт.Суммарная мощность светильника 7.9Вт + чуть меньше 1 Вт на сопротивлении.

После часа работы светодиодов, радиатор нагрелся до 41 С

Тестирование спектральных характеристик

Для измерения спектра попросил у знакомого учителя физики принести из кабинета спектрометр. Получил дифракционную решетку с шагом 0.002 мм и комментарий, что они спектры так уроках измеряют.

Сворачиваю бумажную трубу, вставляю туда решетку. Креплю к алюминиевому профилю с напечатанной линейкой.

Посветил зеленым лазером 532 нм. Четко видно отклонение луча с 1-м и 2-м максимумом света

Белый цвет фонарика разлагается на цвета

Светодиод дает круг. Установка на входе трубы щели 1мм форму пятна не меняет, а яркость пятен снижает. Значит будем мерить между краями пятен.

 

Для сравнения взяты «неправильные светодиоды» предыдущей фитолампы. Для каждого источника света были проведены ряд измерений с разным расстоянием до решетки. Получаем следующую таблицу

Длина волны каждого источника соответствует заявленным характеристикам. Точность измерения не менее 5%.Для большей точности нужно собирать жесткую конструкцию спектрометра.

Выводы

  1. Спектральные характеристики светодиодов близки к заявленным производителем. Если синие довольно близки по характеристикам к тем, что применялись мною раньше, то красные имеют «более правильный» спектр для реакции фотосинтеза.
  2. Мощность красного светодиода меньше синего при одинаковом токе и ниже заявленной в характеристиках. Для поднятия мощности их ближе к паспортной нужно питать красные светодиоды отдельно драйвером на 900 — 1000 мА, но сколько они проработают в таком режиме, неизвестно. Я решаю проблему разности мощности увеличением количества красных светодиодов.
  3. В целом светодиоды вполне оправдали мои ожидания и годятся для изготовления фитоламп.
  4. Эффективность фитолампы оценить пока трудно. Растения хорошо живут с дополнительным светом. Весной будут ящики с рассадой. Освещу половину фитосветом и сравню рост.

 Готовая фитолампа

Переделал кормушку для птиц. Кот временно занят. Хотя в кресле под фиолетовым светом очень любит лежать. Наверное скоро позеленеет. )))

 

Если интересно приобрести уже готовые изделия, то можно обсудить это на форуме

со своего сайта.

samopal.pro


Смотрите также