Он расширен как устройство для поверхностного монтажа и популярен в светодиодном освещении. Встроенные в лампочку SMD-чипы имеют дополнительную яркость, которая надежна в офисе и дома.

COB

COB означает «чип на плате», который представляет собой другое поколение светодиодов и предлагает более сильное количество света, чем SMD, и имеет доступную опцию, поскольку пользователь считает луч управляющего света. Он обеспечивает лучшее соотношение ватт к люмену, что означает, что он имеет высокую производительность.

Графеновый светодиод

Популярный канал BBC поручил эволюцию света использовать светодиодную нить накаливания с графеновым покрытием, отмеченную как самая доступная в конце 2015 года. Она дешевле стандартных ламп и претендует на снижение счетов за электроэнергию примерно на 10%. Использование графена было изобретено русским ученым, работавшим в Манчестерском университете. Битва уже началась и помогает найти инновационное применение прочным материалам.

Традиционные и неорганические светодиоды

Доступен традиционным методом со встроенным диодом и производится из неорганических компонентов. Наиболее широко применяемые светодиоды изготавливаются из составных полупроводников, таких как:

• фосфид арсенида галлия,
• арсенид галлия алюминия
• и многое другое. 

Цвет светодиодного света зависит от используемых материалов.

Эти светодиоды олицетворяются в виде небольшого светодиода, который подразумевается в панелях индикации с различным форматом светодиода и его типами. Его можно даже отнести к категории неорганических светодиодов, которые имеют различные стили светодиодов, такие как светодиоды для поверхностного монтажа, мигающие светодиоды, многоцветные и двухцветные светодиоды, которые могут работать от переменного напряжения, одноцветные светодиоды размером 5 мм, буквенно-цифровой светодиодный дисплей. Такие типы неорганических светодиодов очень распространены.

Яркие светодиоды

Светодиоды высокой интенсивности и светодиоды высокой яркости относятся к неорганическим светодиодам и начали их внедрение в приложения для освещения и украшения.  

Такой тип светодиодов в настоящее время становится обязательным, как и неорганические светодиоды, и имеет выходную мощность с максимальной световой энергией. Чтобы получить максимальное количество света на выходе, светодиоду необходимы управляемые уровни рассеиваемой мощности и тока. Светодиод может быть установлен на радиаторе для устранения нежелательного излучения тепла.

Говоря об эффективности, светодиоды являются значительной заменой многих традиционных осветительных приборов. В настоящее время широко применяется бытовое освещение с автоматизированной лампой. Он имеет большие преимущества с точки зрения факторов окружающей среды и эффективности по сравнению с КЛЛ, компактными люминесцентными лампами и лампами накаливания. 

Органический светодиод

Органический светодиод развернут с фундаментальной идеей светоизлучающих диодов. Как следует из названия, светодиод изготовлен из органических компонентов. Базовый светоизлучающий диод использует базовые неорганические полупроводники с различными уровнями примесей и излучает свет от специальных PN-переходов, которые являются фокусом света.  Органический светодиодный дисплей изготавливается из тонких листов и создает зону рассеянного света.

В основном это тонкопленочный материал, который печатается на стеклянной подложке. Схема, выполненная из полупроводниковых компонентов, используется для передачи электрических зарядов на встроенные пиксели, которые заставляют светодиод светиться. Светодиодная технология постоянно растет вместе с уровнем ее эффективности и не имеет границ, которые можно было бы установить в любой области.

OLED

Некоторые светодиоды идут с органическими полупроводниками (небольшие молекулы или полимеры на основе углерода), а аббревиатура OLEDs обозначает эти светодиоды на основе органических полупроводников. Они очень похожи на светодиоды на основе неорганических полупроводников в том, что прохождение электрического тока через OLED генерирует возбужденное состояние, которое затем может излучать свет. Это основной компонент для телевизоров и мониторов нового поколения.

Светодиод включает в себя полупроводниковые материалы, легированные примесями, для получения p-n перехода, при этом электрический ток может прямолинейно течь в одном направлении от p-стороны (анод) к n-стороне (катод), однако не в обратном направлении. Светоизлучающий диод излучает свет, возбуждая электроны через запрещенную зону между зоной проводимости и валентной зоной дырок (полупроводниковый активный или светоизлучающий слой). Комбинация электрона и дырки может спонтанно генерировать фотон с определенной длиной волны или диапазоном длин волн. 

Основной элемент

Фотон — это квант электромагнитного излучения или частица, передающая свет. Перефразируя, свет переносится в пространстве фотонами. Цветовые вариации видимого света обычно определяются электромагнитным излучением или оптическими длинами волн. Длина волны света, излучаемого любым конкретным светодиодом, зависит от количества энергии, выделяющейся при рекомбинации электрона и дырки. Цвет света (длина волны), излучаемого светоизлучающим диодом, зависит от полупроводниковых материалов активных слоев светоизлучающего диода. Различные длины волн света могут быть созданы с использованием различных материалов путем изменения запрещенных зон полупроводниковых слоев и формирования активного слоя внутри p-n перехода.

Длина волны цвета светодиода

Светодиоды могут излучать свет в одном диапазоне длин волн, например, красный, янтарный, желтый, зеленый, синий и т.д., Или могут быть изготовлены для излучения белого света с использованием широкого спектра различных типов полупроводниковых материалов, таких как, например, полупроводниковые материалы III-V и II-Vполупроводниковые материалы. Одноцветные светодиоды могут быть изготовлены с применением комбинации светодиода, излучающего свет первой длины волны, и материала преобразования света, например люминофора, который поглощает часть или всю первую излучаемую длину волны и повторно излучает ее на второй длине волны.

Светоизлучающие диоды могут работать индивидуально или в любых комбинациях, необязательно в сочетании с одним или несколькими люминесцентными материалами (например, люминофорами или сцинтилляторами) и/или фильтрами, излучая свет любого предпочтительного воспринимаемого цвета (включая белый).

Люминофор — это люминесцентный материал, который производит чувствительное излучение (в первую очередь видимый свет) при возбуждении источником возбуждающего излучения. Чаще всего реагирующее излучение имеет длину волны, которая обычно больше длины волны возбуждающего излучения. Включение люминесцентных материалов в светодиодные устройства в основном достигается путем включения люминесцентных материалов в прозрачный пластиковый инкапсулирующий материал (например, материал на основе эпоксидной смолы или силикона). Синий светодиод (обычно 460 нм), окруженный желтым люминофором, например, легированным церием иттриево-алюминиевым гранатом (YAG: Ce), который излучает свет в широкой полосе с центром в 550 нм.

Сочетание номинально желтого светового излучения от люминофора и синего света от светодиода излучает источник света, который имеет типично белый внешний вид. Опять же, светодиод, который излучает ультрафиолет (<400 нм), можно использовать для возбуждения смеси красных, зеленых и синих люминофоров.

В типичном светодиодном светильнике белого света монохроматический светодиод инкапсулирован прозрачным материалом, который содержит подходящие компенсационные люминофоры. Длина волны света, излучаемого компенсационным люминофором, дополняет длину волны света, излучаемого светодиодом, чтобы гарантировать, что длины волн от светодиода и компенсационного люминофора смешиваются вместе для генерации белого света.

Светодиодные чипы — умное устройство света

Светодиодные чипы обычно заключены в пакет, который извлекает свет и защищает чип от повреждения. Широко признанный и коммерчески доступный «светодиод», который продается (например) в магазинах электроники, обычно представляет собой «упакованное» устройство, состоящее из множества деталей. Вообще говоря, светодиодный пакет состоит из подложки, светодиодной матрицы (альтернативно называемой светодиодной микросхемой), предварительно установленной на подложке, и инкапсуляции, сформированной на подложке для покрытия светодиодной матрицы. Инкапсулятор инкапсулирует светодиодный чип и часть носителя для защиты светодиодного чипа и выставляет часть носителя за пределы инкапсулятора, чтобы дать функцию внешних электродов. Линза обычно крепится к светодиодной упаковке с помощью инкапсулята для направления или изменения природы света, излучаемого светодиодом. Светодиодная матрица часто монтируется на большую подложку для рассеивания тепла и упаковки. Подложка может содержать другие схемы, такие как устройство пассивного электростатического разряда. Пакет дополнительно имеет прочные анодные и катодные выводы для пайки к печатной плате.

Теплоотвод светодиодов

Как известно, светодиод также производит нежелательный побочный продукт — тепло во время генерации света. Когда электрон встречается с дыркой, он попадает на более низкий энергетический уровень и производит энергию в виде света (фотон, лучистая энергия) и тепла (фонон, тепловая энергия). Производительность светодиода чрезвычайно чувствительна к рабочей температуре, что делает тепловое управление жизненно важной задачей в дизайне светодиодного пакета. Тепло должно систематически рассеиваться, и / или мощность электропривода (и, следовательно, светоотдача) должна поддерживаться достаточно низкой, чтобы предотвратить дисфункцию или быстрое ухудшение производительности и / или поддерживать эффективность работы.

Существует целый ряд методов, которые были использованы для рассеивания тепла от упакованных электронных устройств. Типичные системы охлаждения могут включать в себя применение теплоотвода и / или вентилятора для охлаждения точки соединения. Теплоотвод — это компонент или узел, который подает генерируемое тепло в низкотемпературную среду. Радиаторы обеспечивают путь для поглощения тепла, производимого светодиодами, и для рассеивания тепла непосредственно или излучением в окружающую среду.

Напряжение для светодиодов

Светодиод переменного тока — это светодиод, который работает непосредственно от линейного напряжения переменного тока, в то время как светодиод постоянного тока использует драйвер для преобразования линейного напряжения в постоянный ток (DC).

Светодиоды — это низковольтные устройства, управляемые током, что означает, что они обычно работают с постоянным током. Светодиоды получают входной сигнал или модулированный прямоугольный входной сигнал для того, чтобы постоянный ток протекал через светодиодные чипы для генерации света. Поэтому интеграция светодиодов в жилые и коммерческие системы освещения (которые традиционно подключаются для приема переменного тока) требует подключения светодиода к цепи «драйвера», которая преобразует переменный ток в подходящий постоянный ток для светодиода.

Светодиодные драйверы можно регулировать освещенность светодиодов, контролируя количество тока, протекающего через светодиоды. Кроме того, светодиодные приводные цепи также могут преобразовывать мощность с одного уровня напряжения на другой.

Как управлять светодиодами?

Светодиоды управляются током, а не напряжением. Когда подается прямое напряжение и ток начинает течь, электроны в отрицательной области прыгают через зону истощения (переход), чтобы рекомбинировать с дырками в положительной области. Каждая рекомбинация электрона и дырки высвобождает квант электромагнитной энергии в виде света. Выход люмена (яркость) светодиода пропорционален прямому току, проходящему через светодиод. Чем выше ток привода, тем ярче светодиод.  В то же время, однако, большее количество тепла генерируется на полупроводниковом переходе. Это связано с тем, что светодиоды преобразуют только около 50% энергии в свет, а оставшаяся часть энергии выделяется в виде тепла.

При превышении максимально допустимой температуры перехода высокий тепловой поток может привести к необратимому повреждению светодиода, а также к тепловому падению, которое является уменьшением оптической мощности при повышении температуры. При работе с более высокой плотностью тока высокие кинетические электроны могут генерироваться эффектом шнека. Нерадиационный процесс рекомбинации шнека может привести к снижению эффективности светодиода, известному как снижение эффективности или плотности тока. Таким образом, светодиоды не могут быть чрезмерно управляемыми, потому что это не только вызовет как тепловое падение, так и падение плотности тока, но и резко сократит срок службы светодиода.

  Каталог светильников ФОКУС

Разновидность светодиодов и их параметры.

Светодиод — это разновидность диода, электронного прибора обладающего односторонней проводимостью электрического тока. Диод, или как его еще называют выпрямительный диод, обладая своими уникальными свойствами изменять электрическое сопротивление в зависимости от полярности приложенного к нему напряжения, применяют для выпрямления переменного тока. Конструкция выпрямительного диода может строиться как на базе радиоэлектронных ламп, так и на базе полупроводниковых кристаллов.

В отличие от выпрямительного диода светодиод выполняется только на базе полупроводниковых кристаллов. Принцип действия у обоих электронных приборов основан на инжекции (диффузии) электронов и дырок в области p —n перехода, то есть области контакта двух полупроводников с разным типом проводимости. Под инжекцией подразумевается переход избыточных электронов из области n -типа в область p -типа, а также переход избыточных дырок из области p -типа в область n -типа, где существует их недостаток. В результате инжекции в обеих областях, возле границы перехода, образуются не скомпенсированные слои электронов и дырок. На стороне n -перехода слой дырок, а на стороне p -перехода слой электронов. Эти слои образуют так называемый запирающий слой, внутреннее электрическое поле которого препятствует дальнейшей инжекции (рисунок 1).

Рисунок 1. Запирающий слой p —n перехода

Наступает определенное равновесие. При подаче отрицательного напряжения к области кристалла с проводимостью n -типа и положительного напряжения к области кристалла с проводимостью p -типа под действием внешнего электрического поля направленного против запирающего поля открывается путь основным носителям через p —n переход. Запирающий слой становится тоньше и его сопротивление уменьшается. Происходит массовое перемещение свободных электронов из n -области в p -область и дырок из p -области в n -область. В цепи возникает электрический ток (рисунок 2).

Рисунок 2. Включение в прямом направлении

Если подать обратное напряжение, то запирающий слой становится толще и электрическое сопротивление значительно увеличивается. Электрический ток при подаче обратного напряжения практически отсутствует (рисунок 3).

Рисунок 3. Включение в обратном направлении

Нужно помнить, что допустимая величина обратного напряжения у светодиодов, при которой не происходит его пробоя, значительно ниже, чем у выпрямительных диодов. Зачастую эта величина равна максимальному значению прямого напряжения. Поэтому, включая светодиод в электрическую цепь переменного тока, не следует забывать про амплитудное значение напряжения. Для синусоидального напряжения частотой 50 Гц его амплитудное значение в 1,41 раза больше чем действующее. Такие включения используются редко, так как назначение светодиода все-же «светиться», а не «выпрямлять». Обычно светодиод включается на постоянное напряжение.

Видео 1. Полупроводники

При перемещении свободных электронов через p —n переход электроны и дырки излучают фотоны по причине их перехода с одного энергетического уровня на другой. Не все полупроводниковые материалы эффективно излучают свет при инжекции. Например, диоды, выполненные из кремния, германия, карбида кремния, свет практически не излучают. А диоды, выполненные из арсенида галлия или сульфида цинка, обладают наилучшими излучающими способностями.

Излучаемый свет не когерентен и лежит в узком спектре. В связи с этим у каждого светодиода свой спектр волн, со своей длиной и частотой, которые могут быть видны или не видны человеческому глазу. В качестве примера применения светодиодов с не видимым спектром излучения, можно привести светодиоды, применяемые в пультах дистанционного управления любой современной радио-электронной аппаратуры. Для того чтобы увидеть излучение возьмите пульт дистанционного управления и любой сотовый телефон имеющий фото-видео камеру. Переведите телефон в режим съемки видео, направьте объектив камеры на передний край пульта и нажмите на пульте любую из кнопок. При этом на экране телефона вы будете наблюдать свечение светодиода.

Спектр излучения зависит от химического состава кристалла полупроводника. Каждый спектр излучения имеет свой цвет. Поэтому светодиоды излучающие свет в видимом человеческому глазу спектре, воспринимаются разноцветными, красными, зелеными, синими.

Свечение твердотельного диода впервые обнаружил британский экспериментатор Генри Раунд (Henry Round). В 1907 году, проводя свои исследовательские работы он случайно заметил, что вокруг точечного контакта работающего диодного детектора возникает свечение. Однако вывода о практическом применении этого явления им сделано не было.

Через несколько лет, в 1922 году, Олег Владимирович Лосев во время своих ночных радиовахт, точно также как и Генри раунд, случайно стал наблюдать за возникающим свечением кристаллического детектора. Для получения устойчивого свечения кристалла, он подавал на точечный контакт диодного детектора напряжение от гальванической батарейки и тем пропускал через него электрический ток. Это была первая попытка найти практическое применение работы светодиода.

В 1951 году в США начались исследовательские работы по разработке «полупроводниковых лампочек», действие которых было основано на «эффекте Лосева». В 1961 году, была открыта и запатентована технология изготовления инфракрасного светодиода, авторами которой стали Роберт Байард и Гари Питтман. Через год, в 1962 году, Ник Холоньяк (Nick Holonyak), работающий в компании General Electric, изготовил первый в мире красный светодиод, работающий в световом диапазоне и нашедший впоследствии первое практическое применение. Он имел низкую энерго-эффективность, потреблял сравнительно большой ток, но при этом имел тусклое свечение. Тем не менее, технология получилась перспективной и получила дальнейшее развитие.

Следующим шагом в развитии светодиодной техники явилось изобретение желтого светодиода. Бывший ученик Ника Холоньяка — Джордж Крафорд, в 1972 году вместе с изобретением желтого светодиода, увеличил в 10 раз яркость свечения красных и красно-оранжевых светодиодов. Практически одновременно с этими изобретениями, в начале 70-х годов, были получены светодиоды зеленого цвета. Свое применение они нашли в калькуляторах, наручных часах, электронных приборах, световых указателях и дорожных светофорах. Значительного увеличения светового потока, до 1 люмена (Лм), красных, желтых и зеленых светодиодов смогли достичь только к 1990 году.

В 1993 году, японский инженер, работник компании Nichia, Суджи Накамура (Shuji Nakamura), смог получить первый светодиод высокой яркости который излучал синий цвет. Это изобретение стало революцией в развитии светодиодной техники, так как были получены светодиоды трех основных цветов, красного, зеленого и синего. С этого момента можно было получить свечение любого цвета, включая белого.

В 1996 году появились первые белые светодиоды. Они состояли из двух светодиодов – синего и ультрафиолетового с люминофорным покрытием.

К 2011 году были построены конструкции светодиодов белого свечения, которые обеспечивали светоотдачу до 210 Лм/Вт. Каким же образом ученые и инженеры добились таких успехов. Для этого рассмотрим известные на сегодняшний день способы получения светодиодов белого цвета.

Известно, что все цвета и оттенки складываются из трех основных цветов — красного, зеленого, синего. Белый свет не исключение. Существует четыре варианта получения излучения светодиодами белого цвета (рисунок 4).

Рисунок 4. Получение светодиодов излучающих белый свет

Первый вариант — использование в конструкции светодиода трех отдельных p —n переходов излучающих красный, зеленый и синий свет. При этом варианте для каждого p —n перехода требуется свой собственный источник питания. Регулируя напряжение на каждом p —n переходе добиваются создания белого свечения со своим оттенком (цветовой температурой).

Второй вариант — при этом варианте в конструкции светодиода используется один p —n переход синего свечения, покрытый желтым или желто-зеленым люминофором. Такой вариант применяется чаще всего, так как для работы светодиода требуется один источник питания. Однако цветовые характеристики этого светодиода уступают характеристикам светодиодов получаемых другими способами.

Третий вариант — здесь также используется один p —n переход синего свечения, но покрытый слоями люминофоров двух цветов — красного и зеленого. Конструкции светодиодов, изготавливаемые данным способом, позволяют получить лучшие цветовые характеристики.

Четвертый вариант — конструкция светодиода при этом варианте строится на основе ультрафиолетового светодиода покрываемого тремя слоями люминофоров красным, зеленым и синим. Конструкции таких светодиодов самые не экономичные, так как преобразование коротковолновых ультрафиолетовых лучей в длинноволновые видимые лучи, во всех трех слоях люминофора, сопровождается потерями энергии.

Значение светоотдачи сверхярких светодиодов белого цвета в 210 Лм/Вт пока было достигнуто только в лабораторных условиях. Максимальная же светоотдача ярких светодиодов доступных для общего применения не превышает 120 Лм/Вт. Такие светодиоды очень дороги и используются редко. Основная масса светодиодов имеет светоотдачу 60 — 95 Лм/Вт.

Светоотдача светодиода, так же как и любого другого источника света работающего под действием электрической энергии, зависит от величины проходящего через него тока. Чем больше ток, тем больше светоотдача. Но также как и любого другого источника света, большая часть энергии в нем превращается в тепло. Нагрев светодиодов сопровождается падением их светоотдачи. В связи с этим производители вынуждены использовать массивные металлические корпуса для охлаждения кристалла и рассеивания выделяющегося тепла в окружающую среду. Такие меры позволяют несколько повысить эффективность его использования.

Если сравнивать энергоэффективность различных источников света то выяснится, что светодиоды имея коэффициент полезного действия 40 — 45% являются самыми экономичными. К примеру, лапы накаливания имеют КПД равный 2 — 5%, — 15 — 25%, — 24 — 30%.

Режим работы светодиода, когда кристалл имеет температуру близкую к комнатной, несомненно, благоприятно сказывается на его сроке службы. При таких режимах работы светодиод способен работать до 50000 часов не теряя светоотдачи. Если ставится цель повысить светоотдачу увеличивая ток, то это само собой пагубно сказывается на его сроке службы. В первую очередь к концу срока службы значительно падает светоотдача. Падение происходит плавно и достигает 70% от начального значения. Во вторых увеличивается вероятность его полного выхода из строя.

Этот факт говорит о том, что выбирая светильники и лампы при разработке проектов освещения необходимо каждый раз оценивать какой из них более выгоден с экономической точки зрения.

Светодиод — это диод способный светится при протекании через него тока. По-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

Цвет свечения светодиода зависит от добавок добавленных в полупроводник. Так, например, примеси алюминия, гелия, индия, фосфора вызывают свечение от красного до желтого цвета. Индий, галлий, азот заставляет светодиод светится от голубого до зеленного цвета. При добавке люминофора в кристалл голубого свечения, светодиод будет светиться белым светом. В настоящее время промышленность выпускает светодиоды свечения всех цветов радуги, однако цвет зависит не от цвета корпуса светодиода, а именно от химических добавок в его кристалле. Светодиод любого цвета может иметь прозрачный корпус.

Первый светодиод был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса. В начале 1990-ых годов на свет появились яркие светодиоды, а чуть позже сверх яркие.
Преимущество светодиодов перед лампочками накаливания не оспоримы, а именно:

* Низкое электропотребления — в 10 раз экономичней лампочек
* Долгий срок службы – до 11 лет непрерывной работы
* Высокий ресурс прочности – не боятся вибраций и ударов
* Большое разнообразие цветов
* Способность работать при низких напряжениях
* Экологическая и противопожарная безопасность – отсутствие в светодиодах ядовитых веществ. светодиоды не греются, от чего пожары исключаются.

Маркировка светодиодов

Рис. 1. Конструкция индикаторных 5 мм светодиодов

В рефлектор помещается кристалл светодиода. Этот рефлектор задает первоначальный угол рассеивания.
Затем свет проходит через корпус из эпоксидной смолы. Доходит до линзы — и тут начинает рассеиваться по сторонам на угол, зависящий от конструкции линзы, на практике — от 5 до 160 градусов.

Излучающие светодиоды можно разделить на две большие группы: светодиоды видимого излучения и светодиоды инфракрасного (ИК) диапазона. Первые применяются в качестве индикаторов и источников подсветки, последние — в устройствах дистанционного управления, приемо-передающих устройствах ИК диапазона, датчиках.
Светоизлучающие диоды маркируются цветовым кодом (табл. 1). Сначала необходимо определить тип светодиода по конструкции его корпуса (рис. 1), а затем уточнить его по цветной маркировке по таблице.

Рис. 2. Виды корпусов светодиодов

Цвета светодиодов

Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый. Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.
Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса. Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его…

Таблица 1. Маркировка светодиодов

Многоцветные светодиоды

Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенные в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.

Светодиоды подключаются к источнику тока, анодом к плюсу, катодом к минусу. Минус (катод) светодиода обычно помечается небольшим спилом корпуса или более коротким выводом, но бывают и исключения, поэтому лучше уточнить данный факт в технических характеристиках конкретного светодиода.

При отсутствии указанных меток полярность можно определить и опытным путём, кратковременно подключая светодиод к питающему напряжению через соответствующий резистор. Однако это не самый удачный способ определения полярности. Кроме того, во избежание теплового пробоя светодиода или резкого сокращения срока его службы, нельзя определять полярность «методом тыка» без токоограничивающего резистора. Для быстрого тестирования резистор с номинальным сопротивлением 1кОм подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее.

Сразу следует предупредить: не следует направлять луч светодиода непосредственно в свой глаз (а также в глаз товарища) на близком расстоянии, что может повредить зрение.

Напряжение питания

Две главных характеристики светодиодов это падение напряжения и сила тока. Обычно светодиоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но бывают и исключения, например, четырехъкристальные светодиоды обычно рассчитаны на 80 мА, так как в одном корпусе светодиода содержаться четыре полупроводниковых кристалла, каждый из которых потребляет 20 мА. Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется “рабочей” зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.

Напряжение питания — параметр для светодиода неприменимый. Нет у светодиодов такой характеристики, поэтому нельзя подключать светодиоды к источнику питания напрямую. Главное, чтобы напряжение, от которого (через резистор) питается светодиод, было выше прямого падения напряжения светодиода (прямое падение напряжения указывается в характеристике вместо напряжения питания и у обычных индикаторных светодиодов колеблется в среднем от 1,8 до 3,6 вольт).
Напряжение, указанное на упаковке светодиодов — это не напряжение питания. Это величина падения напряжения на светодиоде. Эта величина необходима, чтобы вычислить оставшееся напряжение, «не упавшее» на светодиоде, которое принимает участие в формуле вычисления сопротивления резистора, ограничивающего ток, поскольку регулировать нужно именно его.
Изменение напряжение питания всего на одну десятую вольта у условного светодиода (с 1,9 до 2 вольт) вызовет пятидесятипроцентное увеличение тока, протекающего через светодиод (с 20 до 30 милиампер).

Для каждого экземпляра светодиода одного и того же номинала подходящее для него напряжение может быть разным. Включив несколько светодиодов одного и того же номинала параллельно, и подключив их к напряжению, например, 2 вольта, мы рискуем из-за разброса характеристик быстро спалить одни экземпляры и недосветить другие. Поэтому при подключении светодиода надо отслеживать не напряжение, а ток.

Величина тока для светодиода является основным параметром, и как правило, составляет 10 или 20 миллиампер. Неважно, какое будет напряжение. Главное, чтобы ток, текущей в цепи светодиода, соответствовал номинальному для светодиода. А ток регулируется включённым последовательно резистором, номинал которого вычисляется по формуле:

R — сопротивление резистора в омах.
Uпит — напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются.
I — максимальный прямой ток светодиода в амперах (указывается в характернистиках и составляет обычно либо 10, либо 20 миллиамперам, т.е. 0,01 или 0,02 ампера). При последовательном соединении нескольких светодиодов прямой ток не увеличивается.
0,75 — коэффициент надёжности для светодиода.

Не следует также забывать и о мощности резистора. Вычислить мощность можно по формуле:

P — мощность резистора в ваттах.
Uпит — действующее (эффективное, среднеквадратичное) напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и обычно находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении нескольких светодиодов величины падений напряжений складываются. .
R — сопротивление резистора в омах.

Типичные характеристики светодиодов

Типовые параметры белого индикаторного светодиода: ток 20 мА, напряжение 3,2 В. Таким образом, его мощность составляет 0,06 Вт.

Также к маломощным относят светодиоды поверхностного монтажа — SMD. Он подсвечивают кнопки в вашем сотовом, экран вашего монитора, если он с LED-подсветкой, из них изготовлены декоративные светодиодные ленты на самоклеющейся основе и многое другое. Есть два наиболее распостраненных типа: SMD 3528 и SMD 5050. Первые содержат такой же кристалл, как и индикаторные светодиоды с выводами, то есть его мощность 0,06 Вт. А вот второй — три таких кристалла, поэтому его нельзя уже называть светодиодом — это светодиодная сборка. Принято называть SMD 5050 светодиодами, однако это не совсем правильно. Это — сборки. Их общая мощность, соответственно, 0,2 Вт.
Рабочее напряжение светодиода зависит от полупроводникового материала, из которого он сделан, соответственно есть зависимость между цветом свечения светодиода и его рабочим напряжением.

Таблица падения напряжений светодиодов в зависимости от цвета

По величине падения напряжения при тестировании светодиодов мультиметром можно определить примерный цвет свечения светодиода согласно таблице.

Последовательное и параллельное включение светодиодов

При последовательном подключении светодиодов сопротивление ограничивающего резистора рассчитывается также, как и с одним светодиодом, просто падения напряжений всех светодиодов складываются между собой по формуле:

При последовательном включении светодиодов важно знать о том, что все светодиоды, используемые в гирлянде, должны быть одной и той же марки. Данное высказывание следует взять не за правило, а за закон.

Что б узнать какое максимальное количество светодиодов, возможно, использовать в гирлянде, следует воспользоваться формулой

* Nmax – максимально допустимое количество светодиодов в гирлянде
* Uпит – Напряжение источника питания, например батарейки или аккумулятора. В вольтах.
* Uпр — Прямое напряжение светодиода взятого из его паспортных характеристик (обычно находится в пределах от 2 до 4 вольт). В вольтах.
* При изменении температуры и старения светодиода Uпр может возрасти. Коэфф. 1,5 дает запас на такой случай.

При таком подсчете “N” может иметь дробный вид, например 5,8. Естественно вы не сможете использовать 5,8 светодиодов, посему следует дробную часть числа отбросить, оставив только целое число, то есть 5.

Ограничительный резистор, для последовательного включения светодиодов рассчитывается точно также как и для одиночного включения. Но в формулах добавляется еще одна переменная “N” – количество светодиодов в гирлянде. Очень важно чтобы количество светодиодов в гирлянде было меньше или равно “Nmax”- максимально допустимому количеству светодиодов. В общем, должно выполнятся условие: N =

Теперь приведем модернизированные формулы расчета под последовательное включение.

Все остальные действия по расчетам производятся в аналогии расчета резистора при одиночном включении светодиода.

Если напряжения источника питания не хватает даже для двух последовательно соединённых светодиодов, тогда на каждый светодиод нужно ставить свой ограничительный резистор.

Параллельное включение светодиодов с общим резистором — плохое решение. Как правило, светодиоды имеют разброс параметров, требуют несколько различные напряжения каждый, что делает такое подключение практически нерабочим. Один из диодов будет светиться ярче и брать на себя тока больше, пока не выйдет из строя. Такое подключение многократно ускоряет естественную деградацию кристалла светодиода. Если светодиоды соединяются параллельно, каждый из них должен иметь свой собственный ограничительный резистор.

Последовательное соединение светодиодов предпочтительнее ещё и с точки зрения экономного расходования источника питания: вся последовательная цепочка потребляет тока ровно столько, сколько и один светодиод. А при параллельном их соединении ток во столько раз больше, сколько параллельных светодиодов у нас стоит.

Рассчитать ограничительный резистор для последовательно соединённых светодиодов так же просто, как и для одиночного. Просто суммируем напряжение всех светодиодов, отнимаем от напряжения источника питания получившуюся сумму (это будет падение напряжения на резисторе) и делим на ток светодиодов (обычно 15 — 20 мА).

А если светодиодов у нас много, несколько десятков, а источник питания не позволяет соединить их все последовательно (не хватит напряжения)? Тогда определяем исходя из напряжения источника питания, сколько максимально светодиодов мы можем соединить последовательно. Например для 12 вольт — это 5 двухвольтовых светодиодов. Почему не 6? Но ведь на ограничительном резисторе тоже должно что-то падать. Вот оставшиеся 2 вольты (12 — 5х2) и берём для расчёта. Для тока 15 мА сопротивление будет 2/0.015 = 133 Ома. Ближайшее стандартное — 150 Ом. А вот таких цепочек из пяти светодиодов и резистора каждая, мы уже можем подключить сколько угодною Такой способ называется параллельно-последовательным соединением.

Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом что бы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление.

Далее рассмотрим стабилизированную схему включения светодиодов. Коснёмся изготовления стабилизатора тока. Существует микросхема КР142ЕН12 (зарубежный аналог LM317), которая позволяет построить очень простой стабилизатор тока. Для подключения светодиода (см. рисунок) рассчитывается величина сопротивления R = 1.2 / I (1.2 — падение напряжения не стабилизаторе) Т.е., при токе 20 мА, R = 1,2 / 0.02 = 60 Ом. Стабилизаторы рассчитаны на максимальное напряжение в 35 вольт. Лучше не напягать их так и подавать максимум 20 вольт. При таком включении, например, белого светодиода в 3,3 вольта возможна подача напряжения на стабилизатор от 4,5 до 20 вольт, при этом ток на светодиоде будет соответствовать неизменному значению в 20 мА. При напряжении 20В получаем, что к такому стабилизатору можно подключить последовательно 5 белых светодиодов, не заботясь о напряжении на каждом из них, ток в цепи будет протекать 20мА (лишнее напряжение погасится на стабилизаторе).

Важно! В устройстве с большим количеством светодиодов протекает большой ток. Категорически воспрещается подключать такое устройство к включенному источнику питания. В этом случае, в месте подключения, возникает искра, которая ведет к появлению в цепи большого импульса тока. Этот импульс выводит из строя светодиоды (особенно синие и белые). Если светодиоды работают в динамическом режиме (постоянно включаются, выключаются и подмаргивают) и такой режим основан на использовании реле, то следует исключить возникновение искры на контактах реле.

Каждую цепочку следует собирать из светодиодов одинаковых параметров и одного производителя.
Тоже важно! Изменение температуры окружающей среды влияет на протекающий ток через кристалл. Поэтому желательно изготавливать устройство так, чтобы протекающий ток через светодиод был равен не 20мА, а 17-18 мА. Потеря яркости будет незначительная, зато долгий срок службы обеспечен.

Как запитать светодиод от сети 220 В.

Казалось бы все просто: ставим последовательно резистор, и всё. Но нужно помнить об одной важной характеристике светодиода: максимально допустимом обратном напряжении. У большинства светодиодов оно около 20 вольт. А при подключении его в сеть при обратной полярности (ток-то переменный, полпериода в одну сторону идёт, а вторую половину — в обратную) к нему приложится полное амплитудное напряжение сети — 315 вольт! Откуда такая цифра? 220 В — это действующее напряжение, амплитудное же в {корень из 2} = 1,41 раз больше.
Поэтому, чтобы спасти светодиод нужно поставить последовательно с ним диод, который не пропустит к нему обратное напряжение.

Еще один вариант подключения светодиода к электросети 220в:

Или же поставить два светодиода встречно-параллельно.

Вариант питания от сети с гасящим резистором не самый оптимальный: на резисторе будет выделяться значительная мощность. Действительно, если применим резистор 24 кОм (максимальный ток 13 мА), то рассеиваемая на нём мощность будет около 3 Вт. Можно снизить её в два раза, включив последовательно диод (тогда тепло будет выделяться только в течение одного полупериода). Диод должен быть на обратное напряжение не менее 400 В. При включении двух встречных светодиодов (существуют даже такие с двумя кристаллами в одном корпусе, обычно разных цветов, один кристалл красного свечения, другой зелёного) можно поставить два двухваттных резистора, каждый сопотивлением в два раза меньше.
Оговорюсь, что применив резистор большого сопротивления (например 200 кОм) можно включить светодиод и без защитного диода. Ток обратного пробоя будет слишком мал, чтобы вызвать разрушение кристалла. Конечно, яркость при этом весьма мала, но например для подсветки в темноте выключателя в спальне её будет вполне достаточно.
Благодаря тому, что ток в сети переменный, можно избежать ненужных трат электричества на нагрев воздуха ограничительным резистором. Его роль может выполнять конденсатор, который пропускает переменный ток, не нагреваясь. Почему так — вопрос отдельный, рассмотрим его позже. Сейчас же нам нужно знать, что для того, чтобы конденсатор пропускал переменный ток, через него должны обязательно проходить оба полупериода сети. Но ведь светодиод проводит ток только в одну сторону. Значит, ставим встречно-параллельно светодиоду обычный диод (или второй светодиод), он и будет пропускать второй полупериод.

Но вот мы отключили нашу схему от сети. На конденсаторе осталось какое-то напряжение (вплоть до полного амплитудного, если помним, равного 315 В). Чтобы избежать случайного удара током, предусмотрим параллельно конденсатору разрядный резистор большого номинала (чтобы при нормальной работе через него тёк незначительный ток, не вызывающий его нагрева), который при отключении от сети за доли секунды разрядит конденсатор. И для защиты от импульсного зарядного тока тоже поставим низкоомный резистор. Он также будет играть роль предохранителя, мгновенно сгорая при случайном пробое конденсатора (ничто не вечно, и такое тоже случается).

Конденсатор должен быть на напряжение не менее 400 вольт, или специальный для цепей переменного тока напряжением не менее 250 вольт.
А если мы хотим сделать светодиодную лампочку из нескольких светодиодов? Включаем их все последовательно, встречного диода достаточно одного на всех.

Диод должен быть рассчитан на ток, не меньший чем ток через светодиоды, обратное напряжение — не менее суммы напряжения на светодиодах. А ещё лучше взять чётное число светодиодов и включить их встречно-параллельно.

На рисунке в каждой цепочке нарисовано по три светодиода, на самом деле их может быть и больше десятка.
Как расчитать конденсатор? От амплитудного напряжения сети 315В отнимаем сумму падения напряжения на светодиодах (например для трёх белых это примерно 12 вольт). Получим падение напряжения на конденсаторе Uп=303 В. Ёмкость в микрофарадах будет равна (4,45*I)/Uп, где I — необходимый ток через светодиоды в миллиамперах. В нашем случае для 20 мА ёмкость будет (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 мкФ. Можно поставить два конденсатора 0,15 мкф (150 нФ) параллельно.

Наиболее распространённые ошибки при подключении светодиодов

1. Подключение светодиода напрямую к источнику питания без ограничителя тока (резистора или специальной микросхемы-драйвера). Обсуждалось выше. Светодиод быстро выходит из строя из-за плохо контролируемой величины тока.

2. Подключение параллельно включенных светодиодов к общему резистору. Во-первых, из-за возможного разброса параметров, светодиоды будут гореть с разной яркостью. Во-вторых, что более существенно, при выходе из строя одного из светодиодов, ток второго возрастёт вдвое, и он может тоже сгореть. В случае использования одного резистора целесообразнее подключать светодиоды последовательно. Тогда при расчёте резистора ток оставляем прежним (напр. 10 мА), а прямое падение напряжения светодиодов складываем (напр. 1,8 В + 2,1 В = 3,9 В).

3. Включение последовательно светодиодов, рассчитанных на разный ток. В этом случае один из светодиодов будет либо работать на износ, либо тускло светиться — в зависимости от настройки тока ограничивающим резистором.

4. Установка резистора недостаточного сопротивления. В результате текущий через светодиод ток оказывается слишком большим. Поскольку часть энергии из-за дефектов кристаллической решётки превращается в тепло, то при завышенных токах его становится слишком много. Кристалл перегревается, в результате чего значительно снижается срок его службы. При ещё большем завышении тока из-за разогрева области p-n-перехода снижается внутренний квантовый выход, яркость светодиода падает (это особенно заметно у красных светодиодов) и кристалл начинает катастрофически разрушаться.

5. Подключение светодиода к сети переменного тока (напр. 220 В) без принятия мер по ограничению обратного напряжения. У большинства светодиодов предельно допустимое обратное напряжение составляет около 2 вольт, тогда как напряжение обратного полупериода при запертом светодиоде создаёт на нём падение напряжения, равное напряжению питания. Существует много различных схем, исключающих разрушающее воздействие обратного напряжение. Простейшая рассмотрена выше.

6. Установка резистора недостаточной мощности. В результате резистор сильно нагревается и начинает плавить изоляцию касающихся его проводов. Потом на нём обгорает краска, и в конце концов он разрушается под воздействием высокой температуры. Резистор может безболезненно рассеять не более той мощности, на которую он рассчитан.

Мигающие светодиоды

Мигающий сеетодиод (МСД) представляет собой светодиод со встроенным интегральным генератором импульсов с частотой вспышек 1,5 -3 Гц.
Несмотря на компактность в мигающий светодиод входит полупроводниковый чип генератора и некоторые дополнительные элементы. Также стоит отметить то, что мигающий светодиод довольно универсален — напряжение питания такого светодиода может лежать в пределах от З до 14 вольт — для высоковольтных, и от 1,8 до 5 вольт для низковольтных экземпляров.

Отличительные качества мигающих сеетодиодое:

. Малые размеры
Компактное устройство световой сигнализации
Широкий диапазон питающего напряжения (вплоть до 14 вольт)
Различный цвет излучения.

В некоторых вариантах мигающих светодиодов могут быть встроены несколько (обычно — 3) разноцветных светодиода с разной периодичностью вспышек.
Применение мигающих светодиодов оправдано в компактных устройствах, где предьявляются высокие требования к габаритам радиоэлементов и электропитанию — мигающие светодиоды очень экономичны, т..к электронная схема МСД выполнена на МОП структурах. Мигающий светодиод может с лёгкостью заменить целый функциональный узел.

Условное графическое обозначение мигающего светодиода на принципиальных схемах ничем не отличается от обозначения обычного светодиода за исключением того, что линии стрелок- пунктирные и символизируют мигающие свойства светодиода.

Если взглянуть сквозь прозрачный корпус мигающего светодиода, то можно заметить, что конструктивно он состоит из двух частей. На основании катодного (отрицательного вывода) размещён кристалл светоизлучающего диода.
Чип генератора размещён на основании анодного вывода.
Посредством трёх золотых проволочных перемычек соединяются все части данного комбинированного устройства.

Отличить МСД от обычного светодиода легко по внешнему виду, разглядывая его корпус на просвет. Внутри МСД находятся две подложки примерно одинакового размера. На первой из них располагается кристаллический кубик светоизлучателя из редкоземельного сплава.
Для увеличения светового потока, фокусировки и формирования диаграммы направленности применяется параболический алюминиевый отражатель (2). В МСД он немного меньше по диаметру, чем в обычном светодиоде, так как вторую часть корпуса занимает подложка с интегральной микросхемой (3).
Электрически обе подложки связаны друг с другом двумя золотыми проволочными перемычками (4). Корпус МСД (5) выполняется из матовой светорассеивающей пластмассы или из прозрачного пластика.
Излучатель в МСД расположен не на оси симметрии корпуса, поэтому для обеспечения равномерной засветки чаще всего применяют монолитный цветной диффузный световод. Прозрачный корпус встречается только у МСД больших диаметров, обладающих узкой диаграммой направленности.

Чип генератора состоит из высокочастотного задающего генератора — он работает постоянно -частота его по разным оценкам колеблется около 100 кГц. Совместно с ВЧ-генератором работает делитель на логических элементах, который делит высокую частоту до значения 1,5- 3 Гц. Применение высокочастотного генератора совместно с делителем частоты связано с тем, что для реализации низкочастотного генератора требуется использование конденсатора с большой ёмкостью для времязадающей цепи.

Для приведения высокой частоты до значения 1-3 Гц используются делители на логических элементах, которые легко разместить на небольшой площади полупроводникового кристалла.
Кроме задающего ВЧ-генератора и делителя на полупроводниковой подложке выполнен электронный ключ и защитный диод. У мигающих светодиодов, рассчитанных на напряжение питания 3-12 вольт, также встраивается ограничительный резистор. У низковольтных МСД ограничительный резистор отсутствует Защитный диод необходим для предотвращения выхода из строя микросхемы при переполюсовке питания.

Для надёжной и долговременной работы высоковольтных МСД, напряжение питания желательно ограничить на уровне 9 вольт. При увеличении напряжения возрастает рассеиваемая мощность МСД, а, следовательно, и нагрев полупроводникового кристалла. Со временем чрезмерный нагрев может привести к быстрой деградации мигающего светодиода.

Безопасно проверить исправность мигающего светодиода можно с помощью батарейки на 4,5 вольта и последовательно включенного совместно со светодиодом резистора сопротивлением 51 Ом, мощностью не менее 0,25 Вт.

В заключении следует обратить внимание на такие вопросы как пайка и монтаж светодиодов. Это тоже очень важные вопросы, которые влияют на их жизнеспособность.
светодиоды и микросхемы боятся статики, неправильного подключения и перегрева, пайка этих деталей должна быть максимально быстрая. Следует использовать маломощный паяльник с температурой жала не более 260 градусов и пайку производить не более 3-5 секунд (рекомендации производителя). Не лишним будет использование медицинского пинцета при пайке. Светодиод берется пинцетом выше к корпусу, что обеспечивает дополнительный теплоотвод от кристалла при пайке.
Ножки светодиода следует гнуть с небольшим радиусом (чтобы они не ломались). В результате замысловатых изгибов, ноги у основания корпуса должны остаться в заводском положении и должны быть параллельны и не напряжены (а то устанет и кристалл отвалится от ножек).

Чтобы ваше устройство защитить от случайного замыкания или перегрузки следует ставить предохранители.

В связи с быстрым развитием оптоэлектроники классификация светодиодов по видам и типам стала достаточно условной. Большинство производителей светодиодов подразделяют свои чипы на группы с общими признаками. Причем, классификация идет только по им известным схемам, личным соображениям и «предпочтениям».

Не смотря на то, что это не правильно, это имеет «место быть». Такая классификация по видам светодиодов обоснована. Мы не можем разделять диоды точно по характеристикам. По одной из характеристик, к примеру цвет излучения, чипы можно объединить в одну группу, а по второй (мощность светодиода) они уже не «объединяются», т.к. при идентичном цвете излучения мощность может варьироваться до нескольких десятков Ватт и наоборот. Как быть в этом случае? Поэтому разделение светодиодов по видам можно рассматривать только с позиции производителя. Одни могут свести к одному классу диоды на COB и SMD, другие на основании силы света поставят в один ряд индикаторные диоды и SMD. Кто прав или виноват не понятно. Но нам это и не нужно.

Можно рассматривать диоды по первичным и вторичным характерным признакам. В этом случае, опять же, не понятно, какой из признаков стоит отнести к первичным, а какой к второстепенным.

Примем просто во внимание, что виды светодиодов – характеристика условная. Всего выделяют два класса полупроводников: индикаторные и осветительные. Остановимся подробнее на них.

Виды и типы индикаторных светодиодов

«Первооткрыватели». Именно с них началась эра становления светодиодного освещения. Они маломощные, неказистые на вид, но не смотря на это до сих пор популярны ввиду своей дешевизны и простоты монтажа.

DIP (Dual In-line Package) или DIL (Dual In-Line – англ. двойное размещение в линию)

Дословный перевод диодов типа (вида) DIP(DIL) – двойное размещение в линию. По способу монтажа их стоит определять, как PHT (Plating Through Holes – англ. через отверстие платы).

К характерным представителям данного вида относим «древние» 3мм, 5мм, 8мм и 10мм светодиоды.

Почему «древние»? В принципе, они достаточно широко используются до сих пор. Просто на заре становления твердотельного освещения это были первопроходцы.

Полупроводники этого типа различаются по цвету, материалу и диаметру колбы 3мм, 5мм, 8мм,10мм и т.д. Выбор – просто огромен, на любой вкус и цвет. Основным достоинством стоит отметить – малый нагрев при достаточно не плохой яркости. По большей части такие типы используют в электронных табло, бегущих строках, разнообразных индикаторах (отчего и идет такое разделение)

По конструктивной составляющей — диоды цилиндрические, со встроенной выпуклой линзой. Могут быть как монохромные, так и многоцветными RGB.

Отдельно можно поместить в эту группу диоды OLED (Organic Light Emitting Diode)- органические светодиоды. На их основе выпускают подсветку ЖК экранов, а также независимая работа ОЛЕД телевизоров и мониторов.

Индикаторные диоды — Super Flux «Пиранья»

Из данной группы диодов их можно охарактеризовать как самые лучшие по световому потоку. Они, как правило, прямоугольной формы с 4 выводами (пинами). Выпускаются в 4-х цветах: красный, зеленый, синий, белый. Размеры: 3мм, 5мм и Falt.

Основная ниша эксплуатации сверхярких светодиодов «Пиранья» — автомобильная промышленность и реклама.

Главная особенность и преимущество перед индикаторными диодами 3,5,10мм – наличие 4-х выводов. При любой нештатной ситуации они уже вряд ли отпадут от печатной платы.

В большей своей массе основание Пираньи выполняется из свинца, имеющего низкое температурное сопротивление. Рабочий температурный режим достаточно широк, легко выдерживают высокие входные мощности. Но тут встает вопрос ребром о безопасности применения… Все-таки свинец…

Угол рассеивания светового потока варьируется от 40 до 120 градусов.

Среди большого многообразия индикаторных видов светодиодов полупроводники Пиранья одни из самых востребованных.

Волоконные светодиоды — новейший вид 2015 года

Данные светодиоды –новинка в твердотельном освещении 2015 года от южнокорейских ученых. В настоящее время их можно использовать только как отдельные волокна, но предполагается, что в скором времени из них будут шить одежду. Как только это произойдет, волоконные LEDs можно будет перенести в класс осветительных.

Способ производства основан на покрытии подложки полиэтилентерефталатом, пропитанным раствором PEDOT:PSS (поли-3,4-этилендиокситиофена полистиролсульфоната). Далее волокна покрывают олед диодом, сушат и наносят завершающий слой фтористого лития\алюминия (Li\Al).

Виды и типы осветительных светодиодов

Для освещения мы используем светодиоды, излучающие белый свет, который в свою очередь делится на: холодный белый, теплый белый. Сами светодиоды не могут излучать белый свет, поэтому производители используют технологию RGB. Это одна из дешевых технологий. Однако, она ухудшает индекс цветопередачи. Индекс цветопередачи — достаточно «тяжелый» термин для понимания. Если перевести на русский язык, то при таком освещении существенно изменяются цвета освещаемых объектов при зрительном восприятии.

Другой, не менее распространенный метод получения белого цвета – покрытие светодиода тремя слоями люминофора. При возбуждении чипа получаются синий, зеленый и красный цвета. В смешении их мы и получаем белое свечение. Данный метод распространяется на диоды ультрафиолетового излучения.

Третий способ получения белого цвета – нанесение двух слоев люминофора на голубой диод. Данный способ самый распространенный. В этом случае мы получаем желтый и зеленый цвета, или красный и зеленый. Этот метод идеален, если мы желаем получить цвет максимально приближенный к люминесцентному.

Осветительные светодиоды вида SMD

В дословном переводе SMD переводится как: (Surface Mounted Device – англ. прибор. монтируемый на поверхность).

Строение SMD достаточно сложное. Светодиод состоит из алюминиевой или медной подложки. На подложке крепится кристалл, припаеваемый к контактам корпуса, в котором заключена подложка.

Кристалл накрывается линзой или люминофором. На контакты подается напряжение. На одной подложке крепят от одного до трех диодов. Количество кристаллов формируется в зависимости от будущего применения источника света.

Наиболее распространенный вид светодиодов – COB

Другими, наиболее распространенными и модными видами являются диоды COB типа (Chip On Board – англ. чип на плате). В этом случае на одну плату (подложку) монтируется от 9 и более кристаллов. Их заливают люминофором. В таком виде мы получаем чип с большой яркостью. Данная технология упростила и существенно удешевила изготовление светотехнических LED устройств. Световой поток COB диодов на порядок больше, чем у СМД.

Основное назначение – освещение. В то время, как SMD можно использовать и в качестве индикаторов.

В плане ремонтопригодности COB наименее предпочтительны, т.к. в случае перегорания придется поменять всю матрицу.

В COB чипах достаточно сложно (простому обывателю) определить количество, размер кристаллов. А соответственно и сопоставить полученные измерения (подсчеты) с заявленными характеристиками источников света.

Ну и последняя новинка 2015 года в твердотельном освещении – filament светодиоды.

Новый вид светодиодов – filament

Широкое распространение эти «палочки» получили в 2015 году. И сразу завоевали любовь потребителей и производителей в результате того, что при одинаковой мощности (в сравнении с COB или SMD) мы получаем на порядок большую освещенность.

Пока основное применение светодиодов LED filament – диодные лампы. Особенность филаментных чипов – монтаж происходит непосредственно на стеклянную подложку. Технология – Chip-On-Glass. В результате чего, свет распространяется на 360 градусов. Достаточно интересная и «далеко идущая» технология.

Заключение

В принципе, данную классификацию можно расширять, применяя ряд подвидов и классов. Но именно такая характеристика достаточно понятна. Кому-то она покажется простой. Кому-то правильной, кому-то смешной. Но в силу того, что никакой определенной «научной концепции» по классификации светодиодов не существует, то для общего понимания того, как можно разделить светодиоды на виды и классы мы получили. Чего, в принципе и добивались. Может что-то и пропустили. А значит принимаем только конструктивную критику в комментариях, для дополнения материала

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.

светодиодов: что это такое? (Определение, типы и использование)

На этой странице:

Скорее всего, вы слышали термин «светодиод», когда речь идет об осветительной арматуре и электрическом оборудовании. Светодиоды используются повсюду вокруг нас для целого ряда различных приложений и имеют множество различных применений. Светодиоды могут быть разных типов и размеров, тип используемого светодиода зависит от таких факторов, как источник питания, пространство и факторы окружающей среды.

В этой статье мы рассмотрим все, что связано со светодиодами. Мы начнем с рассмотрения того, что такое светодиоды на самом деле, различных типов светодиодов, способов их использования и, наконец, мы ответим на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о них.

Что такое светодиод?

Светодиод или светоизлучающий диод — это электрический компонент, излучающий свет при прохождении через него тока. Светодиоды являются полупроводниковыми устройствами, свет возникает, когда электроны соединяются с материалом, используемым в качестве полупроводника. Светодиоды могут быть разных форм, цветов и размеров. Светодиоды могут производить такое же количество света примерно на 90% эффективнее, чем старые люминесцентные лампы или лампы накаливания.

Когда ток протекает через полупроводник, он излучает свет. Светодиоды бывают разных цветов и размеров, цвет света определяется энергией, необходимой для пересечения запрещенной зоны полупроводника.

В отличие от некоторого электрического оборудования, которое имеет несколько разных контактов, светодиоды просты, так как для них требуется только два провода или контакта. Один из проводов на светодиоде положительный, а один из проводов отрицательный.

Положительный контакт = Анод

Отрицательный контакт = катод

Светодиоды работают только в одном направлении, поэтому важно обеспечить правильное подключение к каждому контакту. Если вам случится подключить положительный источник питания к неправильному контакту, это не сломает светодиод — он просто не будет работать.

В светодиодах используется радиатор, который поглощает выделяемое ими тепло и рассеивает его в окружающую среду. Использование радиаторов — вот почему светодиодные светильники настолько эффективны, а также почему они могут работать намного дольше, чем традиционные и старые источники света.

В настоящее время вы можете найти светодиодную лампу любого размера, чтобы заменить традиционные лампы. Они бывают разных форм, размеров и разных цветов.

Что такое символ для светодиода?

Светодиоды, как и любые электрические компоненты, обозначаются на электрических чертежах символом. Символ ниже показывает, какие светодиоды показаны на электрических схемах.

Какие бывают типы светодиодов?

Светодиоды могут быть разных типов, форм и размеров и выбираются в зависимости от области применения, для которой они используются. Пространство, источники питания и факторы окружающей среды также могут играть роль в том, как они выбираются. Теперь мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных типов светодиодов, которые используются сегодня.

Светодиоды для сквозных отверстий

Светодиоды для сквозных отверстий являются одним из наиболее распространенных типов светодиодов, с которыми вы столкнетесь. У них есть две ножки, которые проходят через отверстия, чтобы их можно было припаять к печатным платам и интегрировать в электрические схемы.

Встраиваемые светодиоды бывают различных форм, размеров, уровней яркости и цветов. Некоторые из форм включают круглые, овальные и прямоугольные.

Светодиоды для поверхностного монтажа

Светодиоды для поверхностного монтажа обычно представляют собой светодиоды меньшего размера. Они могут монтироваться на поверхность и иметь плоское основание. Они используются в приложениях, где пространство ограничено. Светодиоды для поверхностного монтажа обладают высокой устойчивостью к вибрации и ударам.

Светодиоды для поверхностного монтажа бывают различных цветов, уровней яркости и могут иметь различные линзы.

Двухцветные светодиоды

Двухцветные светодиоды — это лампы с несколькими цветовыми температурами. Например, их можно переключать с 3000K на 5000K. Некоторые двухцветные светодиоды также предлагают промежуточную точку, например, около 4000k.

RGB-светодиоды (красный, синий, зеленый)

RGB-светодиоды — это источники света, которые могут воспроизводить три цвета (красный, синий и зеленый) и иметь более 16 миллионов оттенков различных цветов. Однако есть некоторые цвета, которые просто невозможно получить путем комбинирования трех цветов.

Они работают, регулируя интенсивность каждого цвета. Например, если вы просто хотите воспроизвести красный свет, вы должны установить для красного цвета максимальную интенсивность, а для двух других — самую низкую. Для других оттенков цвета это будет смесь интенсивности всех трех светодиодов.

Светодиоды высокой мощности

Светодиоды высокой мощности могут давать гораздо более высокую интенсивность света и в некоторых случаях могут производить до 100 люмен на ватт. Мощные светодиоды потребляют гораздо больше электроэнергии и потребляют гораздо больший ток, чем стандартные светодиоды.

Из-за большого количества тока, потребляемого мощными светодиодами, они выделяют довольно много тепловой энергии. Охлаждение имеет важное значение для мощных светодиодов, и это было учтено в их конструкции. Задняя сторона мощных светодиодов обычно изготавливается из металлической печатной платы, что обеспечивает охлаждение компонентов и достаточное рассеивание тепла.

Где используются светодиоды?

Светодиодные фонари имеют множество преимуществ, таких как эффективность, возможность выбора цвета, а также длительный срок службы. Их можно найти в панелях освещения, аварийном освещении, кнопках, световых маяках на машинах, автомобилях и вывесках.

Кто изобрел светодиоды?

О первом светодиоде сообщил русский изобретатель Олег Лосев в 1927 году. Однако Ник Холоньяк изготовил первый светодиод видимого света в 1962 году.

Из чего сделаны светодиоды?

Светодиоды изготавливаются из смеси различных полупроводниковых материалов. Они состоят из нескольких небольших диодов, изготовленных из полупроводникового материала. Некоторые из наиболее распространенных материалов, которые используются для производства светодиодов:

• Нитрид индия-галлия (InGaN) — этот материал может быть использован при производстве синих, зеленых и ультрафиолетовых светодиодов
• Алюминий-галлий-фосфид (AlGaInP) — этот материал используется для производства желтых, оранжевых и красных светодиодов
• Алюминий-галлий-арсенид (AlGaAs) — этот материал используется в производстве красных и инфракрасных светодиодов
• Фосфид галлия (GaP) — этот материал может использоваться при производстве желтых и зеленых светодиодов

Каковы преимущества использования светодиодов по сравнению с традиционным освещением?

Благодаря преимуществам, которые они могут предложить, светодиоды заменяют стандартные традиционные источники света в различных областях применения. Если вы думаете о лампочках в вашем доме или фарах в вашем автомобиле, традиционное освещение теперь заменено светодиодными лампами. Теперь мы рассмотрим некоторые из причин, по которым в электрических цепях теперь используются светодиоды.

Преимущества использования светодиодных светильников по сравнению с традиционным освещением:

• Их длительный срок службы – в некоторых случаях они могут прослужить до 6 раз дольше!
• Они потребляют на 90 % меньше энергии, чем традиционные источники света
• Они излучают свет в разных направлениях, а не во всех направлениях, как традиционные источники света, что позволяет не тратить свет впустую
• Дешевая покупка
• Доступны различные цвета
• Мгновенная яркость
• Прочный
• Без УФ излучения

Что делать, если светодиод не загорается?

Светодиоды — это очень простые электронные устройства, и с ними мало что может выйти из строя. Как правило, при тестировании светодиода нужно проверить всего несколько вещей.

Первое, что вы должны сделать, это проверить правильность подключения светодиода к цепи. Светодиоды пропускают ток только в одном направлении. Попробуйте сначала отключить светодиод и переключить соединения.

Следующее, что нужно проверить, это входное напряжение питания. Вы должны убедиться, что ваше напряжение соответствует диапазону для вашего светодиода. Если он слишком низкий или высокий, светодиод не загорится.

Если вы проверили две указанные выше вещи, но ваш светодиод по-прежнему не светится, пришло время заменить светодиод.

Лиам Коуп

Привет, меня зовут Лиам. Я основал Engineer Fix с целью предоставить студентам, инженерам и людям, которые могут быть любопытны, онлайн-ресурс, который может упростить проектирование.

Я работал на различных инженерных должностях, выполняя бесчисленное количество часов механических и электрических работ/проектов. Я также прошел 6-летнее обучение, которое включало повышение квалификации и получение степени HNC в области электротехники.

Основные сведения о светодиодах | Министерство энергетики

Твердотельное освещение

В отличие от ламп накаливания, светодиоды по своей природе не являются источниками белого света. Вместо этого светодиоды излучают почти монохроматический свет, что делает их очень эффективными для цветных световых приборов, таких как светофоры и знаки выхода. Однако для использования в качестве общего источника света необходим белый свет. Белый свет можно получить с помощью светодиодов тремя способами:

• Преобразование люминофора, при котором люминофор используется на светодиоде или рядом с ним для преобразования цветного света в белый свет
• Системы со смешанным цветом, в которых свет от нескольких монохроматических светодиодов (например, красного, зеленого и синего) смешивается, в результате чего получается белый свет.

Способность светодиодной технологии производить высококачественный белый свет с беспрецедентной энергоэффективностью является основной мотивацией для интенсивного уровня исследований и разработок, которые в настоящее время поддерживаются Министерством энергетики США.

Будущее светодиодов

На рынке представлено множество продуктов с белым светодиодным освещением, и их число продолжает расти, постоянно появляются новые поколения устройств. Хотя многие из этих продуктов работают достаточно хорошо, их энергоэффективность и цветовые качества могут различаться; но стандарты, процедуры испытаний и ресурсы, такие как ENERGY STAR ^®  и Список сертифицированных продуктов DesignLights Consortium™, помогают покупателям делать осознанный выбор.

Технология светодиодного освещения в настоящее время предлагает самую высокую светоотдачу (и КПД) среди всех технологий источников света, а низкие цены привели к значительному внедрению. Но, несмотря на этот прогресс, дальнейшие улучшения возможны и желательны. Технология все еще может быть улучшена с точки зрения эффективности, цветовых характеристик, распределения света, форм-фактора и интеграции в здание. Также могут быть улучшения в новых границах освещения, которые включают экономию энергии за счет более эффективного использования освещения, освещения, способствующего здоровью и производительности, и расширенного использования элементов управления для обеспечения нужного света в нужное время. Технология производства светодиодного освещения также может быть улучшена, чтобы снизить затраты, повысить ценность и обеспечить производство по индивидуальному заказу и по требованию, что приведет к максимально возможной экономии энергии, а также к преимуществам для здоровья и производительности для нации.

• Узнайте больше о передовых исследованиях и разработках в области освещения и проектах передовых исследований и разработок в области освещения, финансируемых Министерством энергетики
.
• Узнайте больше о потенциальной экономии энергии благодаря светодиодному освещению

Часто задаваемые вопросы

Чем светодиодное освещение отличается от других энергосберегающих технологий освещения?

Светодиоды позволяют сократить энергопотребление общего освещения почти вдвое к 2030 году, повысить отказоустойчивость сети, сэкономить средства на энергию и сократить выбросы углерода в процессе. Их уникальные характеристики, в том числе компактный размер, долгий срок службы, устойчивость к поломке и вибрации, хорошие характеристики при низких температурах, отсутствие инфракрасного или ультрафиолетового излучения и мгновенное включение, являются полезными во многих областях освещения. Еще одним преимуществом технологической платформы светодиодного освещения являются возможность диммирования и управления цветом.

Одной из отличительных особенностей светодиодов является то, что их небольшой размер и яркий свет обеспечивают хороший оптический контроль. Это снижает оптические потери, что повышает эффективность и позволяет использовать новые, более эффективные форм-факторы. Напротив, люминесцентные лампы и лампы накаливания в форме «колбы» излучают свет во всех направлениях, в результате чего большая часть излучаемого ими света теряется внутри светильника или выходит в направлении, непригодном для предполагаемого применения, или требует дорогих и громоздких светильников. оптика, чтобы получить свет в нужном месте. Со многими типами светильников, включая встраиваемые потолочные светильники, трофферы и светильники под шкафами, нередко излучается от 50% до 60% всего производимого света.

Поскольку светодиодные источники по своей природе диммируются и мгновенно контролируются, их можно легко интегрировать с датчиками и системами управления, что обеспечивает дополнительную экономию энергии за счет использования датчиков присутствия, сбора дневного света и локального управления уровнями освещенности. Все это дает возможность улучшить характеристики и ценность освещения совершенно новыми способами.

Насколько энергоэффективны светодиоды?

Светодиодное освещение уже является наиболее энергоэффективной технологией освещения, эффективность которой в некоторых специализированных случаях достигает 150 люменов на ватт и более. Но все еще остаются значительные возможности для повышения эффективности и широкого внедрения более эффективных продуктов. Долгосрочная цель исследований и разработок Министерства энергетики требует создания экономичных комплектов светодиодов с теплым белым светом, производящих от 250 до 325 люменов на ватт, и в результате интегрированных осветительных приборов со световым потоком от 250 до 275 люменов на ватт.

Важно учитывать два аспекта энергоэффективности: эффективность самого светодиодного устройства (эффективность источника) и то, насколько хорошо устройство и светильник работают вместе для обеспечения необходимого освещения (эффективность светильника). Количество потребляемой электроэнергии зависит не только от светодиодного устройства, но и от конструкции осветительного прибора, эффективности источника питания и включения функций, которые могут снизить эффективность источника, но имеют другие преимущества. Достижения во всех аспектах конструкции светильников имеют решающее значение для достижения полной производительности светодиодной технологии.

Что можно сказать о качестве светодиодного освещения?

Ключевыми аспектами высококачественного света являются внешний вид самого источника света, который описывается его цветовыми координатами, но часто сводится (со значительной потерей информации) к коррелированной цветовой температуре (CCT), а также то, как свет влияет цветопередача объектов, называемая точностью цветопередачи. Точность цветопередачи можно количественно оценить с помощью индекса цветопередачи (CRI) или другого цветового показателя, недавно разработанного TM-30. Светодиодные источники света продемонстрировали, что они могут достигать широкого диапазона цветовых качеств в зависимости от требований освещения. Однако для достижения высокого уровня точности цветопередачи обычно приходится идти на компромисс между стоимостью и эффективностью. Как правило, для внутреннего освещения рекомендуется минимальный индекс цветопередачи 80, и светодиодные продукты легко достигают этих показателей. Индекс цветопередачи 90 или выше указывает на превосходную точность цветопередачи; Светодиоды также могут соответствовать этому порогу. CRI далек от идеального показателя и особенно плохо подходит для предсказания точности насыщенных красных тонов, для которых часто используется дополнительное значение R9. Индекс точности (R _f ) и индекс гаммы (R _g ), которые описаны в IES TM-30-15, могут обеспечить более полную оценку цветопередачи. Узнайте больше о TM-30-15 и цветовых характеристиках светодиодов.

Как долго служат светодиоды?

Светодиодные осветительные приборы обычно служат намного дольше, чем их обычные аналоги. Срок службы светодиодного светильника или лампы обычно описывается количеством часов работы до тех пор, пока он не будет излучать 70% своего исходного светового потока. Ожидается, что качественные белые светодиодные осветительные приборы будут иметь срок службы от 30 000 до 50 000 часов или даже больше. Типичная лампа накаливания работает около 1000 часов; сопоставимый CFL, от 8 000 до 10 000 часов; и лучшие линейные люминесцентные лампы, более 30 000 часов. Узнайте больше о сроке службы и надежности светодиодов.

Другие аспекты надежности также следует учитывать. Катастрофический отказ описывает ситуацию, когда светильник больше не излучает свет, как правило, из-за отказа электроники. Долгий срок службы светодиода означает, что электроника может выйти из строя до того, как светодиод выйдет из строя. Другой тип отказа связан с изменением цвета. Все источники света со временем меняют цвет. Долгий ожидаемый срок службы светодиодного осветительного изделия означает, что до того, как светодиод выйдет из строя, цвет света может измениться до неприемлемой степени, в зависимости от применения. В целом, светодиодное освещение оправдывает свои обещания относительно долгого срока службы, но при выборе продукта следует учитывать все аспекты надежности.

Являются ли светодиоды рентабельными?

Цены на светодиодные осветительные приборы сильно различаются. Некоторые светодиодные лампы (лампочки) могут стоить от 1 до 2 долларов или значительно дороже. Различия в цене среди продуктов светодиодного освещения обычно связаны с различиями в различных характеристиках освещения, таких как качество цвета, срок службы, оптические характеристики и диммируемость. Как и в случае с большинством продуктов, потребители должны найти баланс между ценой и производительностью. Потребители также должны тщательно выбирать, чтобы получить желаемые цветовые качества (CCT и точность цветопередачи), диммируемость и срок службы. Платформа светодиодного освещения может обеспечить широкий диапазон уровней производительности в различных ценовых категориях.

Ресурсы

Цветовые характеристики светодиодов

Срок службы и надежность

TM-30

Что такое светодиоды? | Вандополис

ТЕХНОЛОГИИ — Изобретения

Задумывались ли вы когда-нибудь…

• Что такое светодиоды?
• Как долго служат светодиоды?
• Каковы некоторые преимущества светодиодов?

Метки:

Просмотреть все метки

• алюминий,
• Американский,
• арсенид,
• лампа,
• цепь,
• диод,
• электричество,
нить
• ,
• галлий,
• освещение,
• лампа накаливания,
• изобретение,
• светодиод,
• свет,
• светодиоды,
• лампочка,
• Ник Холоньяк,
• полупроводник,
• технология

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Стивом. Стив Уондерс , “ Что такое светодиодная лампочка? ”Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Стив!

Вы когда-нибудь представляли, какой была жизнь до появления электрических лампочек? Было много частей жизни, которые были более трудными. Люди использовали свечи, факелы и фонари, чтобы осветить свои дома. Чтобы поиграть в семейную настольную игру после ужина, потребуется газовая лампа. Вам даже нужно зажечь свечу, чтобы прочитать сказку на ночь! Ни для кого не секрет, что лампочка изменила мир.

Томас Эдисон изобрел лампочку в 1879 году. С тех пор люди внесли множество усовершенствований в освещение. Оглянись. Сколько типов огней вы видите? В вашем настольном светильнике дома, вероятно, есть обычная лампочка. Это то, что ученые называют лампой накаливания. Люминесцентные лампы могут освещать вашу школу. В некоторых случаях фонари содержат светодиоды.

LED означает светоизлучающие диоды. Американец Ник Холоньяк-младший изготовил первый светодиод в 1962 году. Сегодня эти лампочки можно найти во многих вещах. Вы когда-нибудь видели цифровые часы? Как насчет пульта дистанционного управления? Оба этих устройства используют светодиоды для освещения и отправки сигналов. Светодиоды могут освещать наручные часы и светофоры. Ваш телевизор может также использовать светодиоды!

Но что такое светодиоды? По сути, как крошечные лампочки, которые являются частью простой электрической цепи. Они во многом отличаются от обычных лампочек. Они не сильно нагреваются, что делает их более безопасными для домов с маленькими детьми. Они также посылают свет в одном направлении, что делает их полезными для рабочего освещения. Эти особенности делают светодиоды очень популярными для многих продуктов.

Работа светодиодов основана на перемещении электронов по полупроводнику. Это движение электронов вызывает высвобождение света. Затем форма светодиодной лампы направляет свет наружу.

Вы когда-нибудь включали выключатель и обнаруживали, что лампочка перегорела? Обычные лампочки часто перегорают через несколько сотен часов использования. Светодиодные лампы могут работать 25 000 часов. Это более трех лет, если они работают 24 часа в сутки!

Светодиоды обычно стоят дороже, чем обычные лампочки. Однако они используют силу. Люди, которые используют светодиоды дома, обнаруживают, что это снижает их счета за электроэнергию. Поскольку они также служат намного дольше, чем обычные лампы, светодиоды в конечном итоге становятся дешевле.

В 2012 году в США было установлено 49 миллионов светодиодов. Вместе они сэкономили около 675 миллионов долларов на энергозатратах. Если бы все США перешли на светодиоды, это сэкономило бы 250 миллиардов долларов в течение следующих двух десятилетий! Это также снизит выбросы углерода на 1 800 миллионов метрических тонн.

Какие еще способы применения светодиодов могут найти люди? Появится ли еще лучшая лампочка? Только время может сказать! Какие еще альтернативы обычным лампочкам вы можете придумать?

Common Core, Научные стандарты следующего поколения и Национальный совет по социальным исследованиям. »> Стандарты: CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.10, CCRA.L.1, CCRA.L.2, CCRA.SL.1, CCRA .W.2, CCRA.W.9

Интересно, что дальше?

Насколько ваше место жительства влияет на то, кто вы есть? Узнайте завтра в Вандерополисе!

Попробуйте

Еще не время выключать свет! Пригласите друга или члена семьи и проверьте одно или несколько из следующих действий:

• Думаете, светодиоды имеют только практическое применение? Подумайте еще раз! Смотрите Quarter Past Midnight онлайн, чтобы увидеть, как профессиональные лыжники разрывают склоны в специальных костюмах со светодиодами. Как здорово было бы покататься на лыжах в одном из них? Считаете ли вы, что светодиодные костюмы будут практичны для всех, чтобы носить их ночью во время катания на лыжах? Почему или почему нет?
• Посетите магазин электроники с другом или членом семьи, чтобы проверить телевизоры, доступные сегодня. Вы, вероятно, увидите большое разнообразие различных типов телевизоров. Сравните светодиодные телевизоры с плазменными телевизорами. Что дороже? У кого лучше картинка? Вы видите разницу между светодиодными телевизорами и другими типами? Какой ты предпочитаешь? Почему?
• Готовы узнать больше о типах лампочек? Прочитайте больше по теме, а затем поделитесь тем, что вы узнали, в абзаце. Какие типы ламп существуют? Чем они отличаются? Какие самые интересные факты вы узнали о каждом из них?

Wonder Sources

• https://www.energy.gov/energysaver/save-electricity-and-fuel/lighting-choices-save-you-money/led-lighting (по состоянию на 6 июня 2019 г.)
• https: //www.lrc.rpi.edu/programs/nlpip/lightinganswers/led/whatisanled.asp (по состоянию на 6 июня 2019 г.)
• https://www.energy.gov/articles/top-8-things-you-didn -t-know-about-leds (по состоянию на 6 июня 2019 г.)

Вы поняли?

Wonder Contributors

Мы хотели бы поблагодарить:

Итан, Анна и Джордж
за ответы на вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

• цифровой
• устройств
• особенности
• цепь
• электрический
• электронов
• полупроводник
• флуоресцентный
• альтернативы

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте Чудо дня® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции. Узнай первым!

Поделись со всем миром

Расскажите всем о Вандополисе и его чудесах.

Поделиться Wonderopolis

Wonderopolis Widget

Хотите делиться информацией о Wonderopolis® каждый день? Хотите добавить немного чуда на свой сайт? Помогите распространить чудо семейного обучения вместе.

Добавить виджет

Ты понял!

Продолжить

Не совсем!

Попробуйте еще раз

Что такое светодиоды и как их использовать? — Электроника NightShade

Created On January 30, 2021

Last Updated On January 30, 2021

byAaron Liebold

Print

• Main
• Electronics Tutorials
• Components
• What are LEDs and How Do I Use Them?

< Все темы

Светодиод или светодиод, по сути, является диодом. Светодиод обладает всеми характеристиками и свойствами обычного диода с добавлением излучающего света. Будучи диодом, мощность, протекающая через светодиод, испытывает только падение напряжения с очень небольшим сопротивлением. Следовательно, светодиод всегда должен иметь последовательно соединенный провод резистора, чтобы ограничить величину тока, который будет протекать.

Какие существуют типы светодиодов?

Светодиоды бывают нескольких типов. Основные различия, которые вы заметите, — это форм-фактор, длина волны излучаемого света (цвет, ИК, УФ и т. д.) и мощность (которая определяет количество излучаемого света).

Светодиодные индикаторы

Большинство светодиодов излучают небольшое количество света различных цветов и используются в качестве индикаторов; предназначены для непосредственного просмотра. Эти типичные светодиоды имеют падение напряжения около 2 В и обычно работают в диапазоне 5-30 мА.

Светодиоды освещения

Светодиоды, используемые в освещении, намного мощнее, чем те, которые используются для индикации. Их падение напряжения намного выше, чем у обычных светодиодов. Они варьируются от 2,7 В до 120 В. Эти невероятно высокие напряжения связаны с тем, что светодиод состоит из множества последовательно соединенных светодиодов, что приводит к увеличению падения напряжения. Осветительные светодиоды также рассчитаны на гораздо больший ток: от 10 мА до 10,5 А!

Инфракрасные светодиоды

Последний распространенный тип светодиодов, который мы должны обсудить, — это инфракрасные (ИК) светодиоды. Этот светодиод используется в пультах дистанционного управления повсюду вокруг нас. Они излучают инфракрасный свет, невидимый человеческому глазу, но легко воспринимаемый электроникой с ИК-приемниками. Он используется в пультах дистанционного управления, потому что его не видят люди, поэтому он не мешает, но он также получает небольшие помехи от обычного света. ИК-светодиоды имеют низкое падение напряжения около 1,2 В и высокий номинальный ток, обычно от 50 до 100 мА.

Как использовать светодиод?

Как было сказано ранее, светодиоды являются диодами и создают падение напряжения, но они не ограничивают протекающий ток. Следовательно, светодиод всегда должен быть подключен последовательно с резистором. Какого размера резисторы, спросите вы? Размер резистора зависит от падения напряжения на светодиоде, напряжения источника и номинального тока светодиода. Если вы используете светодиод с максимальным номинальным током 30 мА, вы, вероятно, захотите использовать его немного ниже, чтобы не злоупотреблять им.

Запуск светодиода от источника питания 5 В при 20 мА

Предположим, вы выбрали питание светодиода при 20 мА от источника питания 5 В, а падение напряжения на светодиоде составляет 2 В. Затем вы начнете вычислять значение резистора, необходимого для определения того, какое напряжение будет на резисторе. Напряжение на резисторе равно напряжению источника минус падение напряжения на светодиоде. Это верно независимо от того, стоит ли резистор до или после светодиода.

\(\большой V_{резистор} = V_{источник} — V_{падение} = 5В — 2В = 3В\)

Теперь мы знаем напряжение на резисторе и можем использовать закон Ома (V = I x R) для расчета тока через резистор. И мы знаем, что ток, протекающий через все компоненты последовательно, одинаков, поэтому он будет таким же, как ток, протекающий через светодиод.

\(\large V = I \times R, \quad R = \frac{V}{I} = \frac{V_{резистор}}{I} = \frac{3V}{0,020A} = 150 \ Омега\)

Теперь мы подсчитали, что если мы подключим резистор 150 Ом последовательно со светодиодом в нашей гипотетической цепи, мы получим ток 20 мА.

Попробуйте сами!

В этом примере вы можете увидеть падение напряжения, вызванное светодиодом в цепи, и что не имеет значения, светодиод или резистор стоят первыми. Если резистор стоит первым, напряжение падает с 5 В до 2 В на резисторе и с 2 В до 0 В на светодиоде. Если светодиод находится первым, напряжение падает с 5 В до 3 В на светодиоде, а затем с 3 В до 0 В на резисторе. В любом случае на резисторе есть 3 В, что делает наш расчет верным. Последняя часть примера показывает, что светодиоды на самом деле являются диодами, показывая, что ток будет течь через светодиод только в одном направлении.

В этом примере два светодиода подключены к источнику питания переменного тока параллельно и обращены в противоположных направлениях. Одновременно загорается только один, в зависимости от направления потока энергии. Вот так подключаются светодиодные рождественские гирлянды, чтобы они могли работать от сети переменного тока. Обычно они мигают при питании от стены 60 Гц.

Предыдущий Что такое регуляторы напряжения и как их использовать?

Следующий Что такое реле и как их использовать?

Содержание

Для чего используются светодиоды? | Все о светодиодах

Для чего используются светодиоды?

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

в основном используются для двух целей: освещения и индикации . Это технические слова, но их полезно понять, потому что, если вы хотите светодиод для одной вещи, а покупаете не ту вещь, вы будете очень обделены.

Фары должны быть яркими!

Освещение означает «светить на что-то» — например, фонарик или фары. Вы хотите, чтобы ваши фары были чертовски яркими.

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

Индикация означает «указать что-то» — например, сигнал поворота или стоп-сигналы на автомобиле. Вы же не хотите, чтобы сигнал поворота вашего автомобиля ослеплял людей!

Если вы выберете неправильный тип, вы можете получить тусклый самодельный фонарик или панель управления, которая выжигает людям глаза!

Рассеянный Светодиоды действительно хороши в индикации, выглядят мягкими и равномерными, их хорошо видно под любым углом.

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

Давайте проверим это. На этой макетной плате я подключил два светодиода, один красный рассеянный и один чистый ярко-синий светодиод. Оба имеют одинаковый резистор (что означает, что они в основном используют одинаковое количество энергии). Вы должны следовать за ним, подключая по одному из каждого. Используйте резистор 1,0 кОм или около того от катода (более короткий контакт) к земле и подключите анод (более длинный контакт) к + 5 В.

При включении вы увидите, что рассеянный светодиод светится мягко, а синий светодиод — резко и очень ярко.

Если вы посмотрите сбоку, то увидите, что рассеянный светодиод выглядит почти так же. Синий светодиод, однако, не такой яркий сбоку, если вы внимательно посмотрите, то сможете увидеть тонкий «конус» яркого света от чашки, которая удерживает кусок кремния от линзы.

Один из способов узнать, насколько ярким является ваш светодиод, прежде чем вы его купите, — посмотреть на милликандела рейтинг, иногда сокращается до мкд . Немного сложно объяснить, насколько что-то яркое с помощью текста или даже фотографий (поскольку вживую это выглядит иначе). Вместо этого мы собираемся дать вам несколько приблизительных цифр того, насколько яркими светодиоды будут казаться большинству людей.

Таким образом, сверхъяркий светодиод может рекламировать себя как «5000 милликандела!») — это максимальная яркость, которую вы можете от него получить. Как правило, чем ярче светодиод, тем он дороже.

Изменение яркости с помощью резисторов

Итак, теперь мы знаем о прозрачных и рассеянных светодиодах и немного о яркости. Сейчас самое время сообщить вам, что если вы купили у нас Arduino Starter Pack или ARDX, рассеянные зеленые или красные светодиоды имеют световой поток около 500 мкд, а яркие прозрачные светодиоды — около 5000 мкд. Это немного приблизительно, так как мы иногда получаем светодиоды с разных заводов.

Вернемся к нашей базовой схеме светодиодов: один светодиод и один резистор, подключенный от 5В к земле. На этот раз мы продублируем его, чтобы у нас было три светодиода, за исключением того, что каждый резистор будет другим. Светодиод № 1 будет иметь резистор 100 Ом (коричневый черный коричневый), светодиод № 2 будет иметь 1,0 кОм (коричневый черный красный), а светодиод № 3 будет использовать 10 кОм (коричневый черный оранжевый).

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

Какой светодиод самый яркий (какой резистор)?

Тот, что с резистором 100 Ом.

Какой светодиод самый тусклый (какой резистор)?

Тот, что с резистором 10К.

Если бы у нас был светодиод с резистором 5 кОм, какой светодиод был бы ярче? Какой светодиод будет тусклее?

С резистором 5K он будет ярче, чем светодиод с резистором 10K, но тусклее, чем светодиод с резистором 1K.

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

Изменение яркости с помощью напряжения

Узнав немного о том, как использовать резисторы для изменения яркости светодиода, мы теперь попробуем эксперимент № 2. На этот раз мы будем использовать только резисторы 1.0K, но подключим аноды к разным напряжениям. Один светодиодный анод пойдет на 3,3 вольта другой пойдет на 5,0 вольт и третий пойдет на Vin (который, если у вас есть один из наших стартовых пакетов, идет к сетевому адаптеру 9В, поэтому его 9,0 вольт

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

Какой светодиод самый яркий (какое напряжение)?

Тот, что подключен к Вин (9 вольт).

Какой светодиод самый тусклый (какое напряжение)?

Тот, что подключен к 3,3 В.

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

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

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

Максимальная яркость!?

Давайте проведем еще один быстрый эксперимент. Допустим, у нас есть волшебный резистор с ручкой, сопротивление которой мы можем изменять от нуля (как кусок провода) до бесконечного сопротивления (что-то непроводящее, например, резина).

Подсоединяем наш светодиод к резистору, как бы превращаем его из бесконечности в ноль, что происходит?

По мере уменьшения резистора, от бесконечности до нуля, светодиод будет становиться все ярче и ярче.

Аналогично, допустим, у нас есть машина, которая может изменять выходное напряжение от 0 вольт до бесконечности вольт.

Подключаем наш светодиод через резистор 1К, так как регулируем напряжение от 0 вольт до бесконечности вольт, что происходит?

Чем выше и выше напряжение, тем ярче будет светиться светодиод.

Казалось бы, если нам нужен действительно очень яркий светодиод, мы должны просто использовать резистор с нулевым сопротивлением и подключить его к максимально возможному напряжению, верно? И кто бы не хотел, чтобы светодиод был настолько ярким, насколько это возможно?

Давайте создадим цепь светодиода с резистором с нулевым сопротивлением (также известным как провод) к Vin , поэтому обязательно подключите Arduino к стене с помощью штепсельной вилки/настенной бородавки. (По довольно подробным причинам, которые мы рассмотрим в другом руководстве, использование контактов питания 3,3 В или 5 В не будет делать то, что нам нужно, нам нужно использовать Vin ).

Предупреждение! Спойлер! Этот следующий эксперимент, вероятно, уничтожит ваш светодиод, поэтому не используйте один из хороших прозрачных светодиодов. Если у вас есть светодиод, который не используется, самое время его использовать. Если вы не готовы жертвовать светодиодом, просто посмотрите видео!

Подключите светодиод к arduino так, чтобы длинный штырь шел к Vin , а короткий штырь к заземлению.

Что случилось?

Светодиод мигнул на долю секунды, а затем погас.

Теперь светодиод необратимо поврежден. Урок? Существуют ограничения по напряжению и сопротивлению, если мы превысим эти пределы, светодиод умрет!

 Что такое светодиод? Спецификация светодиода

Это руководство было впервые опубликовано 11 февраля 2013 года. обновлено 11 февраля 2013 г.

Эта страница (Для чего используются светодиоды?) последний раз обновлялась 17 сентября 2022 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Милликандела	Яркость
10	«Тусклый» индикатор, о яркости крохотного рассеянного индикатора на дешевой электронной игрушке. Вероятно, не видно при дневном свете.
200	«Слегка тусклый» индикатор, примерно яркость красного рассеянного светодиода в примере выше. Не видно при ярком дневном свете. Вы можете легко посмотреть на эти
500	«Очень ярко». Насчет яркости красного рассеянного светодиода, если вы его запитали до упора (об этом позже). Вы можете смотреть на них, если находитесь на расстоянии более нескольких дюймов, иначе вы увидите пятна.
1000	«Довольно яркий», о яркости прозрачного светодиода в предыдущем примере, может быть, о яркости тех дешевых светодиодных фонариков-брелоков. Вы можете смотреть на них, если находитесь на расстоянии более нескольких дюймов, иначе вы увидите пятна.
5000	«Ярко!» — они такие же яркие, как сверхъяркие 5-миллиметровые светодиоды. Если вы полностью включили прозрачный светодиод (мы сделаем это позже). Дорогие 5-миллиметровые светодиодные фонари, когда они новые, примерно такие же яркие. Смотреть прямо на это неприятно.
20 000	«Действительно яркий» — 5-миллиметровые светодиоды не могут дать такой яркости, но если вы приобретете светодиоды «1 Вт», они легко дадут вам 20 кандел света. Они хороши для велосипедных фар, больших ярких фонарей и тому подобного. Не смотрите на них прямо, глаза болят.

Что такое светодиоды? | LEDバレイ徳島

Характеристики светодиодов

Токусима, мировой лидер по производству светодиодов

Токусима — это регион, где впервые в мире были успешно произведены синие светодиоды, и теперь он известен как ведущий регион мира по производству светодиодов. В Токусиме собралось более 100 компаний, связанных со светодиодами, в том числе компания, известная как крупнейший производитель белых светодиодов в мире.

Широкое применение светодиодов

1 Знакомое использование светодиодного освещения

● Светодиодное базовое освещение/светодиодное направленное освещение

[В Kenmin Hall, расположенном на первом этаже

в офисе префектуры Токусима］

Светодиоды использовались повсеместно в основном для специальных осветительных приборов или в коммерческих целях, пока не появились обычные светодиодные лампочки. мы видим сегодня стало доступным. Недорогие бытовые светодиодные светильники становятся все более популярными в настоящее время. Светодиоды можно было бы использовать во многих других областях, помимо простого освещения, за счет повышения их эффективности, массового производства и снижения цен.

2 Высокая видимость и качество дисплея

● Led Aurora Vision для стадионов

(824 дюйма)

［на стадионе Pocari Sweat

в Naruto Otsuka Sports Park］

Losts также используются в Muruto Otsuka. продукты, такие как большие мониторы или вывески по городу, на стадионах, торговых центрах или других объектах. Из-за высокой видимости светодиодов, высокого качества цвета и быстрого отклика они также широко используются во внешних прокручиваемых дисплеях для рекламы. Стадион Pocari Sweat, домашний стадион футбольной команды лиги J2, TokushimaVortis, в городе Muya в Наруто, имеет большой AuroraVision (метод светодиодов высокой яркости) из 9.3 метра в высоту и 18,7 метра в ширину.

3 Обеспечение более безопасной жизни

● Светодиодные светофоры

Возможно, вы заметили некоторые из новых светодиодных светофоров в городах, на которых вы видите маленькие частицы света каждого цвета. Старые светофоры, в которых использовались лампы накаливания и отражатели, вызывали псевдоосвещение, при котором солнечный свет отражается таким образом, что некоторые цвета светофоров казались освещенными, хотя на самом деле это не так. Высокая видимость светодиодов может предотвратить такое ложное считывание сигналов светофора. Кроме того, зная, что светодиодные светофоры потребляют намного меньше электроэнергии, сейчас все больше и больше светофоров заменяется светодиодными светофорами. Токусима стала первой префектурой, где в 19 году установили светодиодные светофоры.94 и хорошо провели техническое обслуживание светофоров.

4 Использование в транспортных средствах

● Светодиодные фонари для транспортных средств

Предполагается, что в ближайшем будущем применение светодиодов в транспортных средствах будет расширяться. Некоторые автомобили уже используют светодиоды для внутреннего освещения, в том числе вокруг спидометров и задних фонарей. Будущие светодиодные фонари еще более высокого качества будут использоваться для фар многих типов транспортных средств, включая гибридные и электрические автомобили.

5 Светодиодные городские фонари

●LED Art Festival 2010

В последнее время светодиодные светильники также популярны для праздничных украшений благодаря своей эффективности, ярким цветам и безопасному использованию тепла.
Кроме того, каждые три года в городе Токусима проводится фестиваль светодиодного искусства Токусима. Участники из Токусимы, в том числе художники и студенты, работают вместе, чтобы показать, как светодиоды могут художественно сочетаться с природой Токусимы.

6 Обеспечение лучшего будущего в области сельского, лесного и рыбного хозяйства

Из-за особой длины волны светодиоды в настоящее время используются при выращивании овощей. Комитет по производству растений Токусима был создан префектурой Токусима для проведения дальнейших исследований с университетами и государственными научно-исследовательскими институтами относительно того, как светодиодное освещение влияет на растения или живых существ, а также для продвижения области заводов по производству растений в сотрудничестве с промышленностью и научными кругами. Кроме того, долговечные светодиодные рыболовные фонари используются в качестве аттракторов в рыбной промышленности.

7 Помощь при стихийных бедствиях

● Автономные светодиодные лампы аварийного освещения

［Пожертвовано компаниям Осима, город Кесеннума, Мияги

в префектуре Токусима после землетрясения］

В настоящее время производятся автономные светодиодные аварийные фонари как на батареях, так и на солнечных батареях. Даже без электричества, например, во время стихийных бедствий, светодиодные устройства аварийного освещения могут заряжаться от солнечной энергии в течение дня и иметь достаточно света в ночное время. Эти светодиодные аварийные фонари были подарены острову Осима в городе Кесеннума в Мияги в апреле 2011 года в качестве важного источника света на острове, когда после сильного землетрясения не было электричества.