Цвет и материалы светодиодов — Традиция

Цвет и материалы свето излучающих диодов (СИД) определяют сферу их применения — от индикаторных целей до источников освещения. Цвет и спектр излучения светодиодных (СИД) излучателей определяется физическими параметрами P/N перехода используемых полупроводниковых материалов.

Длина волны излучаемого света зависит главным образом от ширины запрещённой энергетической зоны P/N перехода, при этом имеет силу следующая зависимость:

λ=hc/E

где:

λ — длина волны, мкм

E — ширина запрещённой зоны, эВ

hc = 1,2398

1 эВ = 1,60218∙10‾¹⁹ Дж

Например у арсенид-галиевых (GaAs) светодиодов величина Е составляет 1,43 эВ, поэтому длина волны λ равна 0,87 мкм (при комнатной температуре). Соответствующая длина волны λ для диодов на основе фосфида индия (InP), имеющего Е = 1,35 эВ, составляет 0,92 мкм (при комнатной температуре). Спектральная ширина полосы излучения светодиода Δλ приблизительно пропорциональна квадрату длины волны λ. Поэтому она сильно увеличивается в области более длинных волн.

В таблице показаны цвета, диапазон длин волн, падение напряжения и состав материала:

Ультрафиолетовые и синие светодиоды[править]

Синие светодиоды.

Светодиоды c широкой запрещённой зоной обычно создают на основе GaN (нитрид галлия), и InGaN (нитрид галлия-индия).

Первые синие свето излучающие диоды (СИД) были созданы в 1971 Жаком Панковым в лаборатории RCA. Изначально эти устройства имели слишком небольшую фотоотдачу, чтобы найти большое практическое применение. Однако, в настоящий момент светодиоды быстро нашли применение например в качестве яркого источника излучения в индикаторных панелях различных приборов например в автомобилях

[7],^[8],^[9]

В конце 1980-ых, были достигнуты ключевые крупные достижения в технологии эпитаксиального роста материала нитрида галия GaN с легированием p-типа, описанные в «современная эра оптоэлектронных устройств на базе GaN». Используя эти наработки, в 1993 были продемонстрированы синие светодиоды (СИД) высокой яркости.

К концу 1990-ых, синие светодиоды СИД стали широко доступным.

Зеленые СИД, изготовленные на базе системы InGaN-GaN, намного более эффективны и более ярки, чем зеленые СИД, произведенные из других полупроводниковых систем.

С полупроводниковыми системами, содержащими алюминий, чаще всего это AlGaN и AlGaInN, возможно достичь излучения еще более коротких длин волн. Уже сейчас на рынке становятся доступными ультрафиолетовые СИД, излучающие свет в диапазоне коротких длин волн. Почти все ультрафиолетовые СИД работающие в диапазоне длин волн ~ 375-395 нм уже дёшевы в производстве и часто применяются, например, для заменены лампы невидимого (УФ) излучения, для проверки подлинности денежных знаков и документов в УФ лучах. Светоизлучающие диоды с излучением в области более коротких длин волн, пока более дороги. Однако и их производство возможно вплоть до для длин волн 247 нм.

[10] Поскольку фоточувствительность микроорганизмов приблизительно соответствует спектру поглощения ДНК, с пиком приблизительно в 260 нм, ультрафиолетовое (невидимое) излучение в области 250–270 нм может использоваться в приборах для дезинфекции и устройствах для стерилизации помещений и инструментов. Недавнее исследование показало, что коммерчески доступные ультрафиолетовые СИД (365 нм) — уже применяются как более эффективное средство при дезинфекции и для устройств стерилизации инструментов.^[11]

Светодиоды для получения дальнего УФ-излучения были созданы в лабораториях, с использованием нитрида алюминия (210 нм),^[12] нитрид бора (215 нм)^[13]

[14] и алмаза (235 нм)^[15].

Белый цвет[править]

Есть три основных способа получить интенсивный белый свет при использовании светодиодных излучателей СИД:

Первый способ заключается в использовании трёх светодиодных излучателей, каждый из которых должен излучать индивидуально один из трёх так называемых основных цветов (RGB)^[16] — красный, зеленый, и синий — при одновременном восприятии этих цветов при определённых интенсивностях (Аддитивный синтез цвета) возможно получить ощущение белого света. Здесь используется эффект метамерии, при котором возможно подобрать различные наборы спектров, которые будут ощущаться нами как белый свет.

Другой способ также использует эффект метамерии. Он основан на использовании люминесцентного материала для того, чтобы к основному излучению синего светодиода добавить преобразованный люминофором жёлтый цвет в такой пропорции, чтобы глаз воспринимал их в виде белого цвета.

Ещё один способ основан также на использовании люминесцентного материала, но для того, чтобы полностью преобразовать монохроматический ультрафиолетовый свет УФ к широкому спектру воспринимаемому, как белый свет. Таким же образом работает например флуоресцентная лампа. В настоящее время этот принцип конструирования белых светодиодных излучателей — основной.

RGB системы[править]

Спектральные характеристики для синего, зеленого, и красного полупроводниковых твердотельных светоизлучающих диодов высокой яркости. Спектральная ширина полосы излучения — приблизительно 24-27 нанометров для каждого из трех цветов.

Белый свет может быть произведен путём одновременного излучения нескольких СИД: — красного, зеленого и синего. Этот метод некоторые называют, разноцветный белый СИД (иногда называют RGB СИД). Его механизм связан с свойством нашего зрения воспринимать одновременное излучение нескольких различных цветов как белый цвет, но этот подход редко используется для производства белых излучателей. Однако он может быть интересен в других приложениях из-за гибкости при необходимости получать ощущения различных цветов, ^[17] кроме того, этот метод имеет более высокую квантовую эффективность при эмиссии белого света.

Существуют несколько типов белых СИД: двух, трёх, и четырёх цветные.

СИД с преобразованием спектра люминофором[править]

Спектр «белого» излучателя использующего первичное излучение (синий цвет), которое непосредственно испускается переходом созданным на базе GaN (пик приблизительно в 465 нм) и преобразуется люминофором, в вторичное излучение с длинами волн в области примерно 500-700 нм.

Этот метод заключается в использовании покрытия светодиодного излучателя (главным образом излучающего в синей области, сделанного из InGaN) люминофорами различных цветов для того, чтобы получить ощущение белого света; полученный таким образом светоизлучающий диод называют белым светоизлучающим диодом на основе люминофора.

[18] Излучение синего цвета подвергается «преобразованию» с помощью люминофора и при этом возможно преобразовать излучение кристалла светодиода с коротковолнового, в более длинноволновый диапазон. В зависимости от цвета излучателя исходного кристалла, использование различных люминофоров позволяет получать различные цвета свечения. Если используются несколько люминесцентных слоев отличающихся цветов, то испускаемый спектр расширяется, эффективно изменяя цвет, при высоком показателе эффективности излучателя. ^[19]

При использовании люминофоров, СИД имеют более низкую эффективность, чем классические СИД, из-за высокой потери отдачи при преобразовании, а также в связи с другими потерями связанными с возникающей проблемой деградации люминофоров. Однако, люминесцентный метод — не самая популярная технология для получения светодиодных излучателей с высокой интенсивностью белого света. Проектирование и производство источника света для широкого применения, используя одноцветный излучатель с люминесцентным преобразованием, более просто и более дешево, чем сложная система состоящая например из двух или трёх излучателей на разных длинах волн вызывающих при совместной работе ощущение белого света. Большинство чипов сверхярких излучателей на рынке, например белых СИД, теперь изготовлены, с использованием люминофоров, преобразовывающих основную полосу УФ излучателя в видимый свет.

Самая большая сложность на пути к высокой эффективности, по-видимому, обусловлено снижением потребляемой энергии. Большие усилия тратятся на оптимизацию этих устройств, чтобы обеспечить максимальную яркость при более высоких температурных режимах. Например, эффективность может быть увеличена, при использовании более эффективного излучателя или матрицы излучателей, или при использовании более подходящего типа люминофора. Патентованный конформный процесс покрытия Филипса Ламиледса обращается к проблеме переменной толщины люминофоров, излучая белым СИД более гомогенный белый цвет.

[20] Продолжающееся развитие базируется на увеличении эффективности люминофора, и СИД, вообще и расширяется с появлением каждого нового продукта.

Белый СИД может быть также получен покрытием кристалла, свето излучающего диода с диапазоном ультрафиолетового излучения (УФ), плёнкой со смесью высокоэффективных люминофоров красно-синего света, полученных на основе «европия phosphors», добавляя излучение зелёного цвета легированием сульфида цинка медью и алюминием (ZnS:Cu, Ал). Этот метод, аналогичен работе флуоресцентных ламп. Он менее эффективен, чем метод преобразования синего цвета излучателя с люминофором YAG:Ce, поскольку является объёмным и требует больше энергии. Преобразования способствуют нагреву, но при этом удаётся получать при отдаче цвета с лучшими спектральными особенностями. Из-за более высокой энергии излучаемой ультрафиолетовыми СИД по сравнению с синими LEDами, оба подхода предлагают сопоставимую яркость. Однако существует проблема заключающаяся в том, что ультрафиолетовое излучение может проходить от излучающего чипа через внешние покрытия светодиодного источника света и тем самым может представлять опасность (или даже нанести вред) глазам или коже.

Органические светоизлучающие диоды (OLEDs)[править]

Если светоизлучающий диод создан на базе органических материалов, то такой излучатель известен как светоизлучающий диод на базе органических соединений (OLED). Чтобы функционировать как полупроводник, органический материал излучателя должен иметь характеристики полупроводника. ^[21] Материалом такого излучателя могут быть органические молекулы или полимеры. Материалы из полимера могут быть гибкими; такие OLEDs известны как PLEDs или FLEDs.

По сравнению с стандартными неорганическими СИД, OLEDs легче, а материал для их изготовления может ещё иметь и специальные характеристики, для того чтобы обеспечить например гибкость светоизлучающей панели. Предполагается, что в будущем OLEDs будут: недорогими, гибкими устройствами для использования в дисплеях, источниках света и как элементы художественного оформления.

OLEDs используются в производстве дисплеев для портативных электронных устройств, типа сотовых телефонов, цифровых камер, и MP3-плееров. Демонстрировались также и большие дисплеи,^[22] но их продолжительность работы все еще слишком мала (<1 000 часов) для того, чтобы стать широко применимыми в практических целях.

Сегодня, OLEDs работают с существенно более низкой эффективностью, чем неорганический СИД.^[23]

Квантовый точечный (экспериментальный) СИД[править]

Квантовые точки — свечение в нанокристаллах полупроводника при пропускании через них тока, обладающие уникальными оптическими свойствами.^[24]Цвет их эмиссии может варьировать во всём спектре видимого света включая инфракрасный участок.

В сентябре 2009 Группа Nanoco объявила, что подписала объединенное соглашение развития с одной из ведущих японских компанией электроники, при содействии которой она будет разрабатывать свето излучающие диоды СИД созданные на базе излучающих квантовых точек. Предполагается, что они могут найти применение при создании нового поколения плоских экранов.^[25]

Внешний вид дискретных светодиодных излучателей[править]

Многообразие размеров, форм и цветов светодиодных излучателей

Миниатюрные СИД[править]

Фото светоизлучающих диодов СИД, размещённых для наглядности рядом со спичкой, с внешними диаметрами 8 мм., 5 мм. и 3 мм.

Миниатюрные светоизлучающие диоды являются главным образом дискретными СИД, которые восновном используются как индикаторы, они имеют различные размеры с диаметром корпуса от 2 мм до 8 мм, изготавливаются в виде отдельных корпусных приборов или в виде чипов приспособленных для поверхностного монтажа. Они обычно просты в использовании и не требуют отдельного охлаждения.^[26] Типичные токи потребления соответствуют от 1 миллиампера до 20 миллиампер. При этом несмотря на небольшие размеры приборов их поверхность более чем достаточна для естественного охлаждения излучающего перехода и не нуждается в дополнительном теплоотводе.

СИД Средней мощности[править]

СИД средней мощности используются, когда необходима световая отдача на уровне нескольких люменов. Их иногда изготавливают в виде устройства состоящего из четырёх кристаллов, которое использует (два катода и два анода) с улучшенным отводом температуры от кристаллов, и имеет интегрированную полимерную линзу. Например светодиодные излучатели компании Philips Lumileds. Эти СИД обычно используются как аварийное освещение например при пожаре и в автомобильных задних фарах. Они в состоянии работать с более высокими токами (приблизительно до 100 миллиампер). Более высокий ток подразумевает и более высокую световую отдачу, требуемую для задних автомобильных фар и аварийного пожарного освещения.

Мощные СИД[править]

Высокомощные излучатели СИД от Philips, Lumileds, которые применяются как элементы освещения, устанавливают на печатную плату в форме звезды диаметром 21 мм.

Высокомощные излучатели СИД от Philips, Lumileds, которые применяются как элементы освещения, устанавливают на печатную плату в форме звезды диаметром 21 мм. Мощные СИД (HPLED) могут работать при режимах с силой тока в цепи от сотен миллиампер до Ампера и больше, по сравнению с десятками миллиампер для обычных СИД. Некоторые излучатели могут достигать яркости более чем тысячи ^[27],^[28] люмен. Так как перегрев является разрушительным фактором для чипа, HPLEDs должен быть установлен на теплоотводящей основе, переносящей тепловое излучение от чипа к внешнему радиатору. Если высокое тепловое излучение HPLED не будет отведено, то устройство может быть сожжено за секунды. Единственный чип HPLED часто может заменять лампу накаливания в прожекторе, или может быть собран в виде матрицы чипов, формирующих мощный излучающий источник света.

Некоторые известные HPLEDs в этой категории — «Излучающий диод Lumileds, Osram Opto Полупроводниковый Золотой Дракон и X-лампа Cree». На сентябрь 2009 эффективность некоторых HPLEDs, изготовленных Cree Inc, теперь превышает 105 lm/W ^[29] (например XP-г XLamp светоизлучающий чип, испускающий холодный (характеристика цветовой температуры) белый свет), применяющийся в лампах, предназначенных, для замены ламп накаливания, галогенных, и даже флуоресцентных источников света, поскольку LEDs становятся всё более конкурентоспособными.

СИД используемые для индикаторных панелей[править]

Калькулятор с дисплеем выполненным на светодиодных семисегментных индикаторах, 1970-ые годы.

Для сокращения числа выводов у многоразрядных светодиодных матриц их объединяют в одном корпусе и соединяют между собой равнозначные сегменты в каждом разряде. Количество выводов при этом сокращается до семи, плюс количество анодов (катодов) по одному на каждый разряд. При этом при отображении многоразрядного числа, на общие выводы подают поочерёдно коды каждого из отображаемых разрядов, при этом питание (в этот момент) подводится только к аноду (катоду) того разряда, код которого подан в данный момент на общую шину. Такой способ отображения называется динамической индикацией. При этом, используя специфику нашего зрения мы видим одновременное отображение всех разрядов индикатора.

Цветные СИД — фактически два различных СИД размещённых в одном случае. Они состоят из двух светоизлучающих диодов, и в нормальном состоянии подключены встречно, последовательно друг другу. Протекающий в одну сторону ток вызывает работу только одного из светоизлучающих диодов и вызывает излучение только одного цвета. Ток пропущенный в другом направлении вызывает излучение другого цвета. Чередование направления тока в устройстве в двух направлениях с достаточной частотой вызывает появление смешанного третьего цвета. Например, поочерёдное быстрое чередование красного/зеленого, излучения произведёт ощущение желтого цвета.

Трёхцветные СИД по сути являются теми же двумя СИД размещёнными в одном корпусе, при этом эти два СИД связаны так, чтобы они могли работать как одновременно, так и по отдельности. При этом этими двумя СИД можно управлять независимо и получать ощущения различного цвета. Например красный и зелёный излучатели при одновременной работе вызывают ощущение жёлтого цвета. Изменяя режимы обоих светодиодов можно получить ощущение цвета с любым оттенком от красного до зелёного цветов.

RGB СИД содержат красные, зеленые и синие эмитенты, используют для управления всего четыре отвода, при этом один из отводов является общим для всех. Эти СИД могут иметь, или общее Анод или общий Катод.

Алфавитно-цифровые излучатели обычно изготавливают в формате «starburst» в виде семисегментных светодиодных матриц. Семисегментные излучатели могут отобразить все числа и ограниченный набор знаков. Семисегментные светодиодные матрицы для экранов, ранее были широко распространенными и использовались восновном в 1970-ых и 1980-ых годах, но в дальнейшем, в связи с увеличением использования жидкокристаллических мониторов (с их более низким расходом энергии и большими возможностями при индикации), их популярность резко уменьшилась.

1. ↑ OSRAM: green LED
2. ↑ (2001) «Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction». Science 292 (5523): 1899. DOI:10.1126/science.1060258. PMID 11397942.
3. ↑ (2007) «Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure». Science 317 (5840): 932. DOI:10.1126/science.1144216. PMID 17702939.
4. ↑ (2004) «Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal». Nature Materials 3 (6): 404. DOI:10.1038/nmat1134. PMID 15156198.
5. ↑ (2006) «An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres». Nature 441 (7091): 325. DOI:10.1038/nature04760. PMID 16710416.
6. ↑ LEDs move into the ultraviolet, physicsworld.com, May 17, 2006. Проверено 2007-08-13.
7. ↑ 1981 VW Rabbit Owner’s manual. Page 52. Volkswagen of America. 1980.
8. ↑ «GaN-based blue light emitting device development by Akasaki and Amano» (PDF). Takeda Award 2002 Achievement Facts Sheet. The Takeda Foundation. 2002-04-05. http://www.takeda-foundation.jp/en/award/takeda/2002/fact/pdf/fact01.pdf. Retrieved 2007-11-28.
9. ↑ U.S. Patent 5,578,839 «Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device» Nakamura et al., Issue date: November 26, 1996
10. ↑ Sensor Electronic Technology, Inc.: Nitride Products Manufacturer
11. ↑ Mori, Mirei; Hamamoto, Akiko; Takahashi, Akira; Nakano, Masayuki; Wakikawa, Noriko; Tachibana, Satoko; Ikehara, Toshitaka; Nakaya, Yutaka et al. (2007). «Development of a new water sterilization device with a 365 nm UV-LED». Medical & Biological Engineering & Computing 45: 1237. doi:10.1007/s11517-007-0263-1.
12. ↑ Taniyasu, Yoshitaka; Kasu, Makoto; Makimoto, Toshiki (2006). «An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres». Nature 441 (7091): 325. doi:10.1038/nature04760. PMID 16710416.
13. ↑ Kubota, Y.; Watanabe, K.; Tsuda, O.; Taniguchi, T. (2007). «Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure». Science 317 (5840): 932. doi:10.1126/science.1144216. PMID 17702939
14. ↑ Watanabe, Kenji; Taniguchi, Takashi; Kanda, Hisao (2004). «Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal». Nature Materials 3 (6): 404. doi:10.1038/nmat1134. PMID 15156198.
15. ↑ Koizumi, S.; Watanabe, K; Hasegawa, M; Kanda, H (2001). «Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction». Science 292 (5523): 1899. doi:10.1126/science.1060258. PMID 11397942
16. ↑ J. H. Wold and A. Valberg (2000). «The derivation of XYZ tristimulus spaces: A comparison of two alternative methods». Color Research & Application 26 (S1): S222. doi:10.1002/1520-6378(2001)26:1+<::AID-COL47>3.0.CO;2-4.
17. ↑ Ivan Moreno, Ulises Contreras (2007). «Color distribution from multicolor LED arrays». Optics Express 15 (6): 3607. doi:10.1364/OE.15.003607. PMID 19532605.
18. ↑ Tanabe, S. and Fujita, S. and Yoshihara, S. and Sakamoto, A. and Yamamoto, S.. «YAG glass-ceramic phosphor for white LED (II): luminescence characteristics». Proc. of SPIE Vo 5941: 594112—1.
19. ↑ Ohno, Y.. «Color rendering and luminous efficacy of white LED spectra». Proc. of SPIE Vol 5530: 89.
20. ↑ WO patent 2008104936
21. ↑ Burroughes, JH and Bradley, DDC and Brown, AR and Marks, RN and Mackay, K. and Friend, RH and Burns, PL and Holmes, AB, (1990). «Light-emitting diodes based on conjugated polymers,». Nature 347 (6293): 539–541. doi:10.1038/347539a0.
22. ↑ Lawler, Richard (2007-01-08). «Sony’s 1,000,000:1 contrast ratio 27-inch OLED HDTV». Engadget. http://www.engadget.com/2007/01/08/sonys-1-000-000-1-contrast-ratio-27-inch-oled-hdtv/. Retrieved 2009-02-15.
23. ↑ «New study says OLED efficiency is less than previously reported». LEDs Magazine (PennWell Corporation). 2008-08-20. http://www.ledsmagazine.com/news/5/8/18. Retrieved 2009-02-15.
24. ↑ Quantum-dot LED may be screen of choice for future electronics Massachusetts Institute of Technology News Office, December 18, 2002
25. ↑ Nanoco Signs Agreement with Major Japanese Electronics Company, 23/09/2009
26. ↑ LED-design
27. ↑ «Luminus Products». Luminus Devices, Inc.. http://www.luminus.com/content1044. Retrieved 2009-10-21
28. ↑ «Luminus Products CST-90 Series Datasheet». Luminus Devices, Inc.. http://www.luminus.com/stuff/contentmgr/files/0/7c8547b3575bcecc577525b80d210ac7/misc/pds_001314_rev_03__cst_90_w_product_datasheet_illumination.pdf. Retrieved 2009-10-25.
29. ↑ «XLamp XP-G LED». Cree, Inc.. http://www.cree.com/products/xlamp_xpg.asp. Retrieved 2009-09-28

Все что нужно знать про светодиоды

Последнее время, в интернете на различных компьютерных форумах я замечаю людей, которые хотят применить светодиоды для моддинга, однако не обладают достаточными знаниями для этого. Вместо полезных советов, такие люди зачастую выслушивают на тех же форумах рассуждения различных дилетантов, которые не разбираются в теме, а даже самый просто вопрос порождает эпические споры с философскими рассуждениями. Большинство информация из таких тем не только не принесет никакой пользы, а зачастую может и навредит. Для того что бы снять все самые популярные вопросы и заблуждения, которые касаются применения светодиодов в моддинге, я и решил написать сей небольшой опус.

Что такое светодиоды

В последнее время ведется много разговоров о светодиодах, постоянно появляются новости о все более мощных светодиодах, новых разработках и новых товарах на основе светодиодов (стоит вспомнить хотя бы новые жк-мониторы со светодиодной подсветкой от компании Apple). Так что же такое светодиод? Светодиод – это прибор на основе полупроводника, который излучает свет при пропускании через него электрического тока. Существует большое количество различных полупроводниковых материалов из которых делают светодиоды, причем характеристики светодиодов (цвет свечения, яркость свечения и т.д.) зависят от химического состава данных материалов.

Светодиоды разных размеров, цветов и яркости

Применение светодиодов в моддинге

Светодиоды это одни из первых вещей, которые начали применять в моддинге, ведь еще в конце 1999 – начале 2000 года первые моддеры меняли в своих корпусах стоковые светодиоды наскучивших цветов на более яркие светодиоды интересных и необычных цветов. Кроме того, некоторые моддеры самостоятельно изготавливали вентиляторы со светодиодной подсветкой, светодиодные лампы подсветки для корпуса и прочие моддинг-аксессуары. С появлением оптических мышек, моддеры начали заменять в них стандартные светодиоды, а так же устанавливать дополнительные. Однако нельзя сказать что, с появлением серийных вентиляторов с подсветкой, применение светодиодов в моддинге ушло в историю, скорее оно перешло в разряд классики, как и раундинг проводов (который, как всем известно, вошел в метаболизм каждого моддера) и прорезка блоухолов. Действительно, в современных корпусах уже с завода стоят яркие светодиоды синего, белого и других цветов, но ведь мы же хотим сделать вещи уникальными и персонализированными, ведь для этого мы и занимаемся моддингом, а учитывая теперешнее распространение дешевых и мощных светодиодов, не использовать их в моддинге – грех =), посему их используют по полной программе: ими подсвечивают корпуса, клавиатуры, вентиляторы, гравировки, люминесцентные краски и так далее. Светодиоды отлично применимы там, где нужна локальная или компактная подсветка, яркая или наоборот тусклая, ими отлично подсвечивать систему водяного охлаждения и т.п.

Вентилятор со светодиодной подсветкой

гибкая LED лента

Гибкая светодиодная лампа

Светодиоды, в случае применения их в моддинге, обладают следующими преимуществами и недостатками.

Преимущества

• Яркие и насыщенные цвета
• Надежность (длительный срок службы)
• Высокая эффективность
• Практически не греются
• Компактный размер

Недостатки

• Легко перегорают при неправильном подключении
• Далеко не plug-and-play, с точки зрения подключения

Разновидности светодиодов

Светодиоды разделяются на разные разновидности в зависимости от размеров, количества кристаллов в одном корпусе, яркости, мощности, по цвету излучения, а так же другим параметрам.

Пример светодиодов самых популярных размеров

Светодиоды различной формы и цвета

Свечение светодидов с диффузным (цветным) корпусом

Геометрические форма и размеры. Самыми популярными являются светодиоды в цилиндрическом корпусе стандартизированных размеров: 3/5/10 мм в диаметре, реже 8 мм, хотя иногда встречаются и до 20 мм в диаметре. Также существуют SMD-светодиоды, которые отличаются очень компактным размером – до 2 х 2 мм, предназначены они для припаивания прямо на плату и обычно используются для подсветки экранов. Существуют также светодиоды выполненные в корпусах квадратной или прямоугольной формы.

Количество кристаллов. В большинстве случаев, в корпусе одного светодиода находится один полупроводниковый кристалл, однако бывают случаи в которых в корпус одного светодиода устанавливают больше одного кристалла, например:

• Многоцветные светодиоды

В случае необходимости сделать многоцветных светодиод, в корпусе одного светодиода устанавливается более одного полупроводникового кристалла, причем сами кристаллы сделаны из разных материалов и соответственно излучают разные цвета: синий, зеленый, красный, желтый и так далее. Двухцветные светодиоды чаще всего используют как индикаторы (обычно красный/зеленый цвет), трехцветные светодиоды чаще всего используют для подсветки дисплеев и постройки светодиодных экранов так как данные светодиоды могут отображать три базовых цвета (синий/зеленый/красный), при смешивании которых можно получить всю палитру цветов, необходимых для отображения фото и видеоматериалов с достаточным качеством. Четырехцветные светодиоды достаточно редкие и содержат кристаллы для отображения, как видно из названия, четырех цветов (синий/зеленый/красный/желтый) и применяются в основном для создания белого света с высокими качественными характеристиками CRI (Color rendering index).

• Светодиоды повышенной мощности

Для повышения яркости (количества света) светодиода иногда в корпус одного светодиода устанавливают несколько светоизлучающих кристаллов одного цвета (обычно ставят четыре кристалла), чем кратно увеличивают яркость светодиода. Это можно сравнить с четырехъядерными процессорами =).

Яркость. Из-за большого спектра применения светодиодов, производители выпускают светодиоды с различной яркостью: от не очень ярких для индикаторных целей до суперякрих, в основном для подсветки чего-то. На показатель яркости также влияет диаграмма направленности светодиода, например светодиод одной мощности с углом излучения в 20 градусов кажется более ярким, чем светодиод такой же мощности но с более широким углом излучения, например 140 градусов.

Мощность. Для разных целей производятся светодиоды различных мощностей: от сотых долей ватта до серьезных 5 и более ватт на одном кристалле. Типичные моддерские, так называемые «ультраяркие», светодиоды имеют мощность примерно в 60 мВт (примерно 1/16 Вт), и если их использовать в подсветке корпуса среднего размера то их может понадобиться примерно от 15 до 25 штук. Среднестатистический четырехъкристальный суперяркий светодиод имеет мощность примерно в 240 мВт (1/4 Вт) и таких светодиодов для подсветки корпуса среднего размера нужно примерно от 4 до 8 штук, в зависимости от прочих особенностей. К классу супермощных светодиодов относятся светодиоды с мощностью от одного ватта, что на первый взгляд вроде бы и не много, однако это только на первый взгляд – такие светодиоды в среднем в 15-20 раз ярче, чем самые распространенные светодиоды! Одним или двумя такими светодиодами можно подсветить весь корпус!

Цвет. В зависимости от полупроводника, на основе которого выполнен светодиод, так же отличается цвет, излучаемый светодиодом . В продаже чаще всего можно встретить светодиоды таких цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый, ультрафиолетовый. Светодиоды всех цветов находят свое применение в моддинге, причем как для индикаторных целей, так и для подсветки. Существуют также светодиоды, работающие в инфракрасном диапазоне, но поскольку их излучение не видно невооруженному глазу – их применение ограничено пультами ДУ и видеокамерами ночного видения.

Особого внимания заслуживают синие, фиолетовые и ультрафиолетовые светодиоды – все они вызывают люминесценцию (флюоресценцию) некоторых красителей, но в разной степени. Синие светодиоды вызывают не очень яркую люминесценцию, а также немного искажают ее цвет задевая своим синим излучением. Фиолетовые светодиоды напротив – выглядят тусклыми, но вызывают сильную люминесценцию, обычно их продают под видом ультрафиолетовых светодиодов, но это не так. Ультрафиолетовые светодиоды довольно-таки редко встречаются в продаже, а те что встречаются обычно являются ультрафиолетовыми светодиодами длинноволнового диапазона ультрафиолета, так называемого УФ-А (UV-A) – самого безопасного, внешне эти светодиоды выглядят очень тусклыми из-за низкой чувствительности человеческого глаза к диапазону мение 400 нм, но эти светодиоды вызывают еще более сильную люминесценцию, чем фиолетовые – это связано с большей энергией этого диапазона излучения.

вечение светодиодов с прозрачным корпусом

Типичные характеристики светодиодов

Две главных характеристики светодиодов это напряжение 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, в свою очередь одноватные светодиоды обычно потребляют 300-400 мА. Рабочее напряжение светодиода зависит от полупроводникового материала, из которого он сделан, соответственно есть зависимость между цветом свечения светодиода и его рабочим напряжением.

При использовании светодиодов, лучше уточнить сколько светодиоду необходимо вольт у продавца или изготовителя, но когда эта информация не доступна, можно воспользоваться следующей таблицей.

Таблица примерных напряжений светодиодов в зависимости от цвета

Цветовая характеристика	Длинная волны	Напряжение
Инфракрасные	от 760 нм	до 1.9 В
Красные	610 – 760 нм	от 1.6 до 2.03 В
Оранжевые	590 – 610 нм	от 2.03 до 2.1 В
Желтые	570 – 590 нм	от 2.1 до 2.2 В
Зеленые	500 – 570 нм	от 2.2 до 3.5 В
Синие	450 – 500 нм	от 2.5 до 3.7 В
Фиолетовые	400 – 450 нм	2.8 до 4 В
Ультрафиолетовые	до 400 нм	от 3.1 до 4.4 В
Белые	Широкий спектр	от 3 до 3.7 В

Правила подключения и расчет светодиодов

Светодиод пропускает электрический ток только в одном направлении, а это значит что для того чтобы светодиод излучал свет, он должен быть правильно подключен. У светодиода два контакта: анод(плюс) и катод (минус). Обычно, длинный контакт у светодиода – это анод, но бывают и исключения так что лучше уточнить данный факт в технических характеристиках конкретного светодиода.

Светодиоды относятся к таком типу электронных компонентов которому, для долгой и стабильной работы, важно не только правильное напряжение, но и оптимальная сила тока – так что всегда, при подключении светодиода, нужно их подключать через соответствующий резистор. Иногда этим правилом пренебрегают, но результат чаще всего один – светодиод или сразу сгорает, или его ресурс очень значительно сокращается. В некоторые светодиоды резистор встроен «с завода» и их сразу можно подключать к источнику 12 или 5 вольт, но такие светодиоды в продаже встречаются довольно-таки редко и чаще всего к светодиоду необходимо подключать внешний резистор.

Стоит помнить, что резисторы так же отличаются своими характеристиками и, для подключения их к светодиодам, вам необходимо выбрать резистор правильного номинала. Для того чтобы рассчитать необходимый номинал резистора следует воспользоваться законом Ома – это один из самых важных физических законов, связанных с электричеством. Данный закон все учили в школе, но практически никто его не помнит =).

Закон Ома – это физический закон с помощью которого вы можете определить взаимозависимость напряжения (U), силы тока (I) и сопротивления (R). Суть эго проста: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению между концами проводника, если при прохождении тока свойства проводника не меняются.

Этот закон визуально отображается при помощи формулы: U= I*R
Когда вы знаете напряжение и сопротивления, с помощью этого закона можна найти силу тока по формуле: I = U/R
Когда вам известно напряжение и сила тока, можно найти сопротивление: R = U/I
Когда вам известна сила тока и сопротивление, можно вычислить напряжение: U = I*R

Теперь рассмотрим на примере. У вас есть светодиод с рабочим напряжением в 3 В и силой тока в 20 мА, вы его хотите подключить к источнику напряжения 5В из USB-разъема или БП, чтобы при этом он не сгорел. Значит у нас есть напряжение 5 В, но светодиоду нужно только 3 В, значит от 2 В нам необходимо избавиться (5В – 3В=2В). Чтобы избавится от лишних 2 В нам необходимо подобрать резистор с правильным сопротивлением, которое рассчитывается следующим образом: мы знаем напряжение от которого необходимо избавиться и знаем силу тока нужную светодиоду – воспользуемся формулой изложенной выше R = U/I. Соответственно 2В/0.02 А= 100 Ом. Значит вам необходим резистор на 100 Ом.

Иногда, в зависимости от характеристик светодиода, необходимый резистор получается с не стандартным номиналом, который нельзя найти в продаже, например 129 или 111.7 Ом =). В таком случае необходимо просто взять резистор немного большего сопротивления, чем рассчитанный – светодиод будет работать не на 100 процентов своей мощности, а примерно на 90-95 %. В таком режиме светодиод будет работать более надежно, а снижение яркости визуально не будет заметно.

Также можно рассчитать насколько мощный резистор вам нужен – для этого умножаем напряжение, которое будет задерживаться на резисторе, на силу тока, которая будет в цепи. В нашем случае это 2В х 0.02 А = 0.04 Вт. Значит вам подойдет резистор такой мощности или большей.

Светодиоды иногда подключают по несколько штук параллельно или последовательно, используя один резистор. Для правильного подключения следует помнить что при параллельном подключении суммируется сила тока, а при последовательном суммируется требуемое напряжение. Параллельно и последовательно можно подключать только одинаковые светодиоды с использование одного резистора, а если вы используете разные светодиоды с разными характеристиками, то лучше рассчитать каждому светодиоду свой резистор – так будет надежней. Светодиоды даже одной модели имеют небольшое расхождение в параметрах и, при подключении большого количества светодиодов параллельно или последовательно, это небольшое расхождение в параметрах может выдать результатом много сгоревших светодиодов =). Еще одним подводным камнем может стать тот факт, что продавец или производитель (намного реже) может дать немного не верные данные по светодиодам, а сами светодиоды могут иметь не четкое рабочее напряжение, а набор из параметров минимального/оптимального и максимального напряжения. Данный фактор не будет особо влиять при подключении небольшого количества светодиодов, а в случае подключения большого количества – результатом могут быть все те же сгоревшие светодиоды. Так что с параллельным и последовательным подключением не стоит чересчур увлекаться, надежней будет чтобы к каждому светодиоду или небольшой группе светодиодов (3-5 штук) подключался отдельный резистор. Рассмотрим несколько примеров подключения.

Схема параллельного подключения светодиодов

Схема последовательного подключения светодиодов

Пример 1. Вы хотите подключить последовательно три светодиода, каждый из которых рассчитан на 3 В и 20 мА, к источнику тока с напряжением 12 В (например из molex-разъема). Три светодиода по 3 вольта каждый будут вместе потреблять 9 вольт (3 В x 3=9 В). Наш источник тока обладает напряжением в 12 вольт, соответственно от 3 вольт надо будет избавиться (12 В – 9 В = 3 В). Так как подключение последовательное, то сила тока составит 20мА, соответственно 3 вольта (напряжение, от которого необходимо избавится) делим на 0.02 А (сила тока, необходимая каждому светодиоду) и получаем значение необходимого сопротивления – 150 Ом. Значит нужен резистор на 150 Ом.

Пример 2. У вас в наличии четыре светодиода, каждый из которых рассчитан на 3 вольта, и источник питания на 12 В. В такой ситуации можно подумать что резистор не нужен, однако это не так – светодиоды очень чувствительны к силе тока и лучше добавить в цепь резистор на 1 Ом. Резистор данного номинала не повлияет на яркость свечения, а будет чем-то на подобии «предохранителя» – светодиоды будут работать намного надежней. Без применения резистора, в данному случае, светодиоды могут попросту сгореть, быстро или не очень.

Пример 3. Вы хотите параллельно подключить три светодиода, каждый из которых рассчитан на 3 В и 20 мА, к источнику тока с напряжением 12 В. Поскольку при параллельном подключении суммируется сила тока, а не напряжение, трем светодиодам потребуется сила тока в 60 мА (20 мА x 3 = 60 мА). Наш источник тока обладает напряжением в 12 вольт, а светодиодам необходимо напряжение в 3 вольта, соответственно от 9 вольт необходимо избавиться (12 В – 3 В = 9 В). Так как подключение параллельное, то сила тока составит 60мА, соответственно 9 вольт (напряжение, от которого необходимо избавится) делим на 0.06 А (сила тока, необходимая всем светодиодам) и получаем значение необходимого сопротивления – 150 Ом. Значит нужен резистор на 150 Ом.

Так же в интернете существует большое количество разнообразных «калькуляторов для светодиодов», которыми вы можете воспользоваться. Достаточно зайти на соответствующий сайт, указать характеристики светодиодом и источника тока и вы получите все необходимые данные по резистору, а так же его цветовую маркировку. Пример такого калькулятора вы можете увидеть на сайте led-calculator.com.

Видео процесса выращивания светодиодов.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

---

About xXHelsinGXx

Медленно изменяющие цвет RGB светодиоды и их применение для диайвая 😉

Да-да, диайвая, сильно модное нынче слово в интернете. DIY или сделано руками по-нашему.
Жизнь на муське, я смотрю, даже в новый год не затихает, ну и я решил тоже поделиться своим рукоблудием.

Собственно, данные светодиоды я уже упоминал в своем обзоре гирлянд, но крайне удачно (как мне кажется) их применил, так что не грех написать и отдельный обзор.

Сами светодиоды, собственно, ничего сверъестественного из себя не представляют — обычные на вид узконаправленные 5мм светодиоды в прозрачном корпусе. Но внутри там на самом деле три светодиода и микросхема управления, которая плавно их переключает, таким образом изменяя цвет свечения «по всей радуге»

видео как они работают тут:

Собственно, на этом обзор светодиодов закончен 😉 и мы переходим к диайваю.

После покупки 3д принтера я начал интересоваться готовыми моделями для печати. Ну и несомненно первым же делом нашел сайт thingiverse.com. А на нем, в частности, дивный ночник «Magic Mushrooms — a lighted decoration». Ну и в преддверии нового года — решил напечатать пару штук на подарочки. Несомненно, данного обзора бы не было, если б я не допилил слегонца ту модель. Точнее, я напечатал несколько новых деталей и одну взамен использовавшейся — а именно заднюю крышку.

К сожалению, в оригинальной модели крышка сделана как-то по-дурацки и мало того что неудобно закрывается, так еще и плохо держится, более того, в неё и держатель для батареек толком не поставить. А чтобы она не болталась и не проваливалась — я напечатал пару пластиночек 5х10х1мм которые приклеил дихлорэтаном изнутри корпуса чтобы крышка не проворачивалась. Кроме того, так как светодиоды у меня узконаправленные — я напечатал для них из прозрачного пластика колпачки, которые рассеивают свет.

Данные светодиоды можно питать и от 2 и от 3 АА/ААА батареек. Я, собственно, проверил оба варианта — всё работает, но при 2В уже тяжко. Но я не думаю, что данные светильники будут так часто включаться и подолгу работать, что это станет проблемой.

При разработке крышки я ориентировался на купленные в оффлайне держатели для 3*ААА батареек, ну и пришедшие из Китая по ошибке переключатели

Мои модели выложены тут: yadi.sk/d/KLTZkkDeN5xPpw

Ну и, собственно, приступаем к изготовлению ночника. Печатаем детали:

Пластинки уже вклеены в корпус, они видны в отверстии сверху и снизу. На них лежит крышка, они не дают ей провернуться на выступах которые вставлены в пазы. Крышка получилась забавная, «удивленный мальчик» называется 😉 Цвета немножко неправильные, там что-то коричнево-морковное, более коричневое чем на фото, хотелось бы, конечно, что-то еще более естественное, но и так вполне ничего. Впрочем, была шальная мысль напечатать шляпки из красного пластика 😉 А можно и из белого.

Колпачки для светодиодов:

По печати: не спрашивайте у меня о настройках принтера, я еще зеленый совсем. 😉 А настройки там могут понадобиться, в частности при печати малых шляпок. Обычно рекомендуют экспериментировать с ретрактом. Но это не точно. Короче, если надумаете печатать — начинайте эксперименты именно с мелких шляпок, остальное без проблем. ножки без поддержек печатаются, пенёк — вверх ногами с поддержками. Крышку я печатал тоже с поддержками, но наверно можно попробовать и без. Теперь самое страшное: в малых шляпках я тонким паяльником тыкал в каждую дырочку, потому что там везде были «паутинки». Наверно нужно настраивать ретракт, а может и что-то еще, но времени уже не хватало.

Ножки грибов к пеньку клеим китайскими соплями термопистолетом (о правильном пистолете с клапаном я тоже писал), может потребоваться расточить отверстия и подобрать расположение, чтобы шляпки не сильно пересекались в пространстве. Предварительно можно фиксировать паяльником.

Далее паяем провода к светодиодам. Провода брать чем тоньше и мягче — тем лучше. Соблюдаем полярность, чтобы потом не путаться. Выводы светодиодов оставляем где-то 3-5мм, на один после пайки натягиваем термоусадку.

Для соединения всех проводов в кучу внутри пенька я использовал тонкую полоску 2-стороннего стеклотекстолита. на одну сторону припаиваем плюсы, на вторую минусы диодов, потом подключаем к батарее через выключатель. Выключатель, кстати, к крышке крепится путём расплавления штырьков.

На батарейки внимания не обращайте, для тестов воткнул что-то дешманское из фикспрайса.

Ну и результат:

Как видим, светодиоды не работают (да и не обязаны) работать строго синхронно, поэтому они через какое-то время рассинхронизируются, что идет только на пользу. Приятной особенностью является тот факт, что можно не заморачиваться качеством печати большинства деталей, потому что это только придает фактуру, которая тут весьма уместна. Теоретически можно добавить сенсорный выключатель, литиевый акум и зарядку от usb, но это уже каждый сам решает.

Лично я более чем доволен результатом. Рекомендую данные светодиоды для подобных поделок, ну и 3д принтер для подобных поделок 😉 У меня эндер 3, если что.

RGB светодиод — принцип работы и виды цветных LED. Многоцветные RGBW

В основе идеи создания трехцветного светодиода лежит оптический эффект получения разнообразных оттенков путем смешивания 3-х базовых цветов. В качестве базовых цветов обычно используются красный (R), зеленый (G) и синий (B). Поэтому был создан именно rgb светодиод.

Как устроены 3 цветные led диоды

Конструктивно трехцветный светодиод представляет собой 3 цветных светодиода, смонтированных в общем корпусе, а если быть более точным, 3 кристалла, интегрированных на одной матрице. На рис.1 представлена микрофотография интегрального rgb светодиода. Цветные квадраты на фото – это кристаллы основных цветов.

Рис. 1

Виды

Для адаптации к разным вариантам схемы управления, ргб диоды производятся в нескольких модификациях:

• Исполнение с общим катодом
• Исполнение с общим анодом
• Без общего анода или катода, с шестью выводами

В первом случае светодиод управляется сигналами положительной полярности, поступающими на аноды, во втором – отрицательными импульсами, подаваемыми на катоды. Третья модификация исполнения допускает любые варианты коммутации и выпускается обычно в виде SMD компонента.

Подключение

В качестве примера приведем схему подключения ргб диодов к универсальному блоку автоматики Arduino, созданному на базе микроконтроллера ATMEGA. На рис. 2 показана схема подключения rgb led с общим катодом.

Рис. 2

Ниже схема с общим анодом:

Рис. 3

Выводы RGB в обоих случаях подключаются к цифровым выходам (9, 10,12). Общий катод на Рис.2 соединен с минусом (GND), общий анод на Рис.3 – с плюсом питания (5V).

Arduino — простой контроллер для начинающих роботехников, позволяющий создавать на своей базы различные устройства, от обычной цветомузыки на светодиодах до интеллектуальных роботов.

Управление

Включение светодиода происходит при прохождении прямого тока, когда анод подключен к плюсу, катод к минусу. Многоцветный спектр излучения можно получить, изменяя интенсивность свечения каналов (RGB). Результирующий оттенок определяется соотношением яркостей отдельных цветов. Если все 3 цвета одинаковы по интенсивности свечения, результирующий цвет получается белым.

На цифровых выходах платы Arduino формируются периодические прямоугольные импульсы напряжения, как на рисунке 4., с изменяемой скважностью.

Рис. 4

Для тех, кто забыл. Скважностью называется отношение длительности периода следования импульсов к длительности импульса.

Чем ниже скважность импульсов канала, тем ярче свечение соответствующего led диода. Программа управления скважностью импульсов цветовых каналов зашита в микросхеме контроллера. Такое изменение скважности импульсов, осуществляемое в целях управления процессом, называется ШИМ (широтно – импульсной модуляцией).

На Рис.4 приведены примеры диаграмм прямоугольных импульсов различной скважности.

Управление цветом и интенсивностью свечения rgb диода может осуществляться и без ШИМ. На приведенной ниже схеме применено аналоговое управление трехцветными светодиодами. Суть его заключается в регулировании постоянного тока диодов определенного цвета.

Рис. 5

На схеме (Рис.5) rgb диоды (led1- led10) имеют общий анод. Катоды одного цвета всех диодов объединены, и через резисторы R4.1, R4.2, R4.3 соединяются с эмиттером соответствующего транзистора. Таким образом, все светодиоды красного цвета подключены к транзистору VT1.1, зеленые светодиоды – к VT1.2, синие – к VT1.3. При перемещении движков потенциометров R1.1, R1.2, R1.3 изменяется ток базы соответствующего транзистора. Величина тока базы определяет степень открытия перехода «эмиттер – коллектор», и, в конечном счете, яркость свечения соответствующего цвета. Перед подключением нужно правильно определить полярность светодиода, иначе он не будет светиться.

Применение цифровых программируемых контроллеров предоставляет практически безграничные возможности управления цветом. В тех же случаях, когда не требуется создание цветовых динамических образов, может быть применен аналоговый способ управления. Это могут быть наружные или интерьерные светильники для статической подсветки с выбором цвета.

Кстати. Применение такого регулирования в системах подсветки панелей приборов транспортных средств позволяет водителю выбирать любой оттенок и яркость.

RGBW светодиоды

Для того чтобы получить чисто белый цвет, используя разноцветный rgb светодиод, необходима точная балансировка яркости свечения по кристаллу каждого цвета. На практике это бывает затруднительно. Поэтому, для воспроизведения белого цвета и увеличения разнообразия цветовых эффектов, rgb диод стали дополнять четвертым кристаллом белого свечения. Чаще всего, RGBW светодиоды используются в светодиодных лентах RGBW SMD. Для питания таких светодиодных лент созданы специальные RGBW контроллеры, как правило, управляемые пультами дистанционного управления на инфракрасных лучах.

На фотографии представлен мощный четырехцветный светодиодный модуль SBM-160-RGBW-h51-RF100 производства Luminus Devices Ink.

Рис. 6

Применение

Основной сферой применения rgb светодиодов является создание световых эффектов для рекламы, сценическое оформление концертных площадок, развлекательных мероприятий, праздничное декорирование зданий, подсветка фонтанов, мостов, памятников.  Интересные результаты получаются при использовании rgb led диодов для дизайнерского светового оформления интерьеров. Для этих целей налажен выпуск разнообразной светотехники на основе rgb и rgbw – диодной технологии, номенклатура которой продолжает расширяться и завоевывать новые области применения.

Видео

Для закрепления рассмотренного материала рекомендуем посмотреть видео, автор которого очень доходчиво и интересно рассказывает про многоцветные RGB светодиоды.

Вывод

Многоцветный RGB светодиод — это разновидность обычного LED. Его конструктивная особенность позволяет получить любой спектр излучаемого цвета радуги. Это одновременно увеличивает его стоимость и усложняет схему подключения. Поэтому перед выбором, задайтесь вопросом, действительно ли Вам нужен RGB светодиод или достаточно воспользоваться обычным LED нужного цвета?

 

как выбрать лучшую светодиодную ленту по характеристикам

Светодиодные ленты – современные осветительные приборы, которые прочно вошли и закрепились в нашей жизни. С их помощью стало возможным выполнение не только подсветки для декоративных целей, но и устройство полноценного освещения в помещениях квартир и домов, промышленных объектах и в транспорте. Они имеют низкое энергопотребление, качество освещения, не уступающее стандартным лампам, и удобно монтируются на любые поверхности. Данная статья поможет разобраться со всем разнообразием светодиодных лент, их принципом работы, применением и сориентирует, как выбрать подходящую ленту для любых целей.

Принцип работы и устройство светодиодной ленты

Светодиодная лента – источник света, который представляет собой плату с равноудаленными друг от друга светодиодами. Основание ленты изготовлено из диэлектрического материала толщиной от 0,2 до 0,5 мм, на нем располагаются токопроводящие дорожки и площадки. На эти монтажные площадки на ленте устанавливаются светодиоды и резисторы для ограничения тока. Главным элементом, который выполняет полезную работу по излучению света, является светодиод. Принцип его работы основан на электронно-дырочном переходе при пропускании через светодиод электрического тока в прямом направлении.

Для работы лента подсоединяется к специальному трансформатору, который понижает напряжение с 220В до 12-36В. Она может быть сделана во влагозащитном исполнении или без такового и может иметь специальный самоклеящийся слой для быстрого монтажа.

Виды светодиодных лент

Производители светодиодных лент выпускают большое количество таких устройств, которые различаются по размерам, количеству светодиодов на метр и прочим техническим характеристикам. Также ленты могут быть выполнены в разных цветах, степени герметичности и иметь разные варианты свечения.

Одноцветные ленты

Одноцветные ленты ещё называют монохромными или SMD (от англ. surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Такая лента может светить только одним цветом в зависимости от того, какого цвета светодиоды установлены на ней. Самый распространенный и часто используемый цвет – белый. Он обозначается английской буквой W и стоит дешевле всех остальных цветовых вариантов. Также популярны светодиодные ленты с кристаллами красного (R), синего (B) и зеленого(G) цветов – так как эти цвета являются основными.

Существуют SMD-ленты промежуточных оттенков, которые получают с помощью специального состава на кристалле светодиода. Обычно все промежуточные цвета светят менее ярко, чем основные.

Ленты разных цветов часто применяют для декоративной подсветки в интерьере помещений или уличного декора. Белую ленту используют в качестве дополнительного освещения рабочих мест и также с успехом применяют для оформления интерьера.
Белые ленты имеют различные температуры свечения, по аналогии с энергосберегающими лампами, они могут иметь холодный или теплый свет.

Многоцветные RGB ленты

Многоцветные ленты позволяют менять цвет свечения с помощью различных элементов управления. Такой эффект возможен из-за многоцветных светодиодов, смонтированных на светодиодной ленте. Оптическое смещение красного, зеленого и синего цветов дает многообразие оттенков освещения.

Управление цветом ленты осуществляется при помощи специальных контроллеров, которые могут передавать от 3 до 16 миллионов оттенков. Кроме этого, продвинутые модели осуществляют настройку автоматической смены цвета в зависимости от предпочтений пользователя или заданных алгоритмов.

RGB лента не может выдавать чистого белого цвета, поэтому не используется для дополнительного или основного освещения. Но существует разновидность ленты, которая помимо разных сочетаний трех основных цветов (красного, зеленого и синего) может отдельно светить и белым цветом. Такие ленты имеют аббревиатуру RGBW (многоцветная + холодный белый) или RGBWW (многоцветная + теплый белый).

Стоит отметить, что многоцветные ленты значительно дороже одноцветных лент, но сфера их применения ограничивается только воображением человека.

Открытые и герметичные

Светодиодные ленты могут выпускаться как во влаго- и пылезащитном герметичном исполнении, так и в открытом виде.
Компоненты светодиодной ленты открытого типа не защищены от попадания влаги и механических воздействий. Такая лента используются только в сухих помещениях в качестве декоративной подсветки, скрытой в мебели или конструкциях помещения. Также её применяют в комплекте со специальными защитными корпусами для светодиодных лент, которые выполняют функцию внешней защиты.

Герметичные устройства защищены от внешних воздействий с помощью специального слоя силикона или другого пропускающего свет материала, который не проводит электрический ток. Класс защищенности соответствует стандарту IEC 60529 и присваивается в зависимости от качества защиты от проникновения предметов и влаги.

Герметичные светодиодные ленты применяют в помещениях с повышенной влажностью, а также при устройстве уличной подсветки зданий и конструкций. Благодаря защите от повреждений их можно устанавливать на лестницах и других конструкциях, на которых возможно механическое воздействие на ленту.

Ленты «Бегущий огонь»

Лента «Бегущий огонь» – это специальный тип светодиодной ленты, у которой можно менять цвет и яркость каждого светодиода вне зависимости от остальных. Это возможно благодаря специальной конструкции платы, которая имеет адресные микросхемы для управления сценариями освещения.

С помощью такой ленты создают особые эффекты освещения, которые невозможно выполнить обычными RGB-лентами. Их используют для декора развлекательных помещений и организации освещения на различных праздниках и мероприятиях.

Ленты бокового свечения

Светодиодная лента, которая имеет боковое свечение выглядит, как стандартная лента, за исключением того, что светодиоды расположены на торцевой части. На торцах такой ленты монтируются светодиоды цилиндрического типа, при этом возникает эффект бокового падения света с углом в 120 градусов.

Такие ленты применяют для декоративного освещения, подсветки задней стороны телевизоров и различных экранов. Очень часто используется гаражными мастерами при создании подсветки в автомобилях.

Основные технические характеристики светодиодных лент

Различие светодиодных лент выражается не только в их герметичности и цвете светодиодов, но и в зависимости от других технических параметров. Чтобы выбрать ленту, которая будет максимально соответствовать поставленным задачам, важно знать на какие характеристики стоит обратить внимание. К параметрам относят напряжение питания, вид и размер применяемых светодиодов, плотность размещения светодиодов на ленте, длину, класс герметичности и другие свойства. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Напряжение питания

Светодиодные ленты чаще всего имеют напряжение 12, 24 или 36 В. 12 вольт используют стандартные ленты, которые не имеют большой мощности и плотности светодиодов. Более мощные устройства работают с напряжением 24 В, реже 36 В.

Вне зависимости от того, какое напряжение (12 – 36 В) использует прибор, для работы в стандартных электрических сетях 220 В, они комплектуются специальными понижающими трансформаторами. Если подать на светодиодную ленту напряжение сети напрямую, такая лента, естественно, сгорит. Поэтому, при подключении светодиодных устройств, важно понимать с каким напряжением работает подключаемая лента.

Вид и размер применяемых светодиодов

Вид и размер светодиодов, которые устанавливают на лентах, обозначаются четырехзначными числами. Две первые цифры обозначают длину светодиода в миллиметрах, а вторые – его ширину. По виду, светодиоды бывают:

• 3528 – имеют небольшой световой поток (около 5 лм на светодиод) и применяются в декоративных целях, так как не светят достаточно ярко.
• 5050 (5060) – распространенный тип светодиодных лент, который отличается крупным размером светодиодов и выдает свечение в 12-14 лм на один светодиод.
• 2835 – ленту с такими диодами применяют для организации основного освещения, так как они имеют высокую яркость (около 25 лм), а вот в декоре такие варианты практически не применяют.
• 5630 – самые яркие светодиоды, которые используют для освещения всех типов помещений. Диоды могут выдавать до 75 лм и при работе сильно нагреваются. Для защиты от перегрева их монтируют на специальных теплоотводящих пластинах из алюминия или другого теплопроводного материала.

Плотность размещения светодиодов на ленте

Качество и яркость освещения при использовании светодиодных лент связано с плотностью монтажа светодиодов. Другими словами, при покупке светодиодной ленты, нужно обратить внимание на количество светодиодов в погонном метре ленты. Стандартные изделия имеют плотность в 30, 60, 90, 120 или 240 светодиодов на один метр длины.

Некоторые производители выпускают варианты лент со светодиодами, расположенными в несколько рядов. Это характерно для светодиодных лент типа «бегущий огонь» и других разноцветных лент.

Главное правило здесь очевидно: чем больше плотность светодиодов на ленте, тем выше яркость ленты и больше возможности в управлении цветом.

Степень защиты

Герметичность светодиодной ленты – важное условие для монтажа в помещениях с повышенной влажностью, бассейнах, а также на улице. Существует показатель, который обозначает степень защищенности прибора от проникновения влаги или пыли внутрь корпуса устройства или прямое воздействие на электронные компоненты. В маркировке светодиодной ленты он указывается английскими буквами «IP» и двумя цифрами.

Первая цифра обозначает степень защиты от воздействия пыли и других частиц, вторая о защите от воды. Чем больше каждая цифра – тем существеннее защита светодиодной ленты. Максимальная защита от пыли и влаги обозначается маркировкой IP68.
Исходя из условий эксплуатации ленты выбирают её степень защиты. Например, в жилых помещениях с нормальной влажностью применяют ленты IP20 (то есть, не имеющие защиты), для улицы подойдет класс IP55, а вот в бассейнах используют IP67 или IP68.

Длина

Стандартно, светодиодные ленты выпускаются длиной по 5 или 10 метров. Но, конечно, есть ленты и других размеров. Главное правило: стараться минимизировать количество соединений. Например, если нужно купить ленту 4 метра длиной, то лучше купить 5 метров и отрезать от нее один метр, чем купить две ленты по 2 метра и потом спаивать их между собой. По цене это обойдется одинаково, зато упростит монтаж. Резать ленту можно по специальным линиям разреза, чтобы не пострадала работоспособность изделия.

Расшифровка маркировки

В маркировке светодиодной ленты скрыта вся необходимая информация о её технических характеристиках. Например, LED-RGB-SMD5050/60 – IP67 будет означать следующее:

• LED – источником света является светодиод;
• RGB обозначает цвет. Может быть R – красная, G – зеленая, B – синяя, RGB – цветная и W – белая;
• SMD5050 – тип и размер светодиода;
• 60 – плотность светодиодов на метр;
• IP67 – степень защищенности от пыли и влаги.

Дополнительно в маркировке могут указывать длину ленты, температуру свечения белой ленты и напряжение питания.

Как оценить качество сборки светодиодной ленты

При покупке светодиодной ленты в магазине необходимо визуально оценить качество её изготовления. Она не должна иметь нарушений защитного слоя, состоять из нескольких лент спаянных между собой, выглядеть неаккуратно, а светодиоды должны быть распределены равномерно по всей ленте.
Если имеется возможность подключить ленту к питанию и проверить качество освещения, то стоит оценить равномерность свечения и яркость ленты. Цвет, должен соответствовать указанному в технических характеристиках. Блок питания должен иметь мощность больше, чем у ленты с запасом, чтобы избежать перегрева и выхода из строя.

Цветовая температура светодиодных ламп: таблица, какой свет лучше

В данной статье мы поговорим о цветовой температуре и рассмотрим таблицу параметров светодиодных ламп. На многих лампах можно встретить такой параметр и на него нужно обращать внимание.

Цветовая температура показывает длину волны, которую может выпустить элемент, освещающий помещение. Измеряется она в Кельвинах.

Наши глаза могут видеть излучения в диапазоне 800-25000 К, и каждый из них по-разному воспринимается. Далее мы поговорим об этом и о том, какое освещение лучше воспринимается нашими органами зрения. Также рассмотрим, какая температура света лучше всего подходит для определенного помещения.

Понятие цветовой температуры

Цветовая температура – важнейшая характеристика светодиодных электроосветительных изделий. Именно от нее зависит то, насколько комфортно вы будете ощущать себя в интерьере, освещаемом светодиодными лампами, лентами или светильниками.

Светодиодными лампами оснащаются новые авто, освещаются дома, помещения предприятий и стенды наружной рекламы. Они применяются в прожекторах, уличных и офисных светильниках, а также во множестве других изобретений человека.

Понятие цветовая температура светодиодных ламп даже не подразумевает количество отдаваемого ими тепла, а имеет совершенно другое значение. Это – визуальный эффект восприятия источника освещения человеческим глазом. По мере приближения цветового спектра света к солнечному (желтому) определяют «теплоту» каждой лампы.

Можно также привести ассоциацию с пламенем свечи, и вы тут же поймете, как это явление описывается. Напротив, голубоватый оттенок света ассоциируется с пасмурным небом, снежным ночным сиянием. Этот свет вызывает у нас холодные, бледные образы. Но всему есть определенное научное объяснение.

При нагреве куска металла у него появляется характерное свечение. Сначала диапазон цвета находится в красных тонах. При повышении температуры цветовой спектр постепенно начинает смещаться к желтому, белому, ярко синему и фиолетовому.

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Каждому цвету свечения металла соответствует свой температурный диапазон, что позволяет описать явление при помощи известных физических величин. Это помогает дать характеристику цветовой температуре не как случайно взятой величине, а как определенному промежутку нагрева до получения требуемого цвета спектра.

Спектр цвета свечения светодиодных кристаллов несколько иной. Он отличен от возможных цветов свечения металла благодаря другой методике своего происхождения. Но общая суть остается той же: для получения выбранного оттенка потребуется определенная цветовая температура.

Стоит отметить, что этот показатель никак не связан с количеством тепла, выделяемым осветительным прибором.

Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К).

По европейским нормам все источники света по цветности разделены на три группы:
• теплый белый (Тц = ниже 3500 K)
• нейтральный белый или дневной (Тц = 3500-5300 K)
• холодный белый (Тц = выше 5300 K)

Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 К, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).

Для большинства видов работ и помещений рекомендуются «нейтральные» источники света (Тцв = 4000-4500 К). Если говорить о влиянии цветовой температуры на человека, то теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта, а более холодные тона помогают организму концентрироваться и настраивают на рабочий лад.

Еще раз хочу отметить, не стоит путать цветовую температуру и физическую температуру (количества тепла) которую выделяет ваша лампа – это разные показатели.

Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачное решение покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.

1. Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500-3000 К).
2. Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000-4000 К).
3. Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000-6500 К).
4. Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
5. Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
6. Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.

Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера. Наши глаза различают около 10 миллионов различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Что измеряется в Кельвинах

Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).

• Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
• Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
• Оранжевый цвет – 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
• Жёлтый цвет – 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
• Белый цвет – 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
• Голубой цвет – 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.

Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел. Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах – сравнительный условный показатель.

Как это работает в обычной жизни

Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.

При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.

Цветовая температура, K	Оттенок	Применение
2500–3000	Тёплый оранжевый	Уютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники.
3000–4000	Тёплый желтоватый	Комфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников.
4000–5000	Нейтральный белый	Дневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников.
5000–6500	Голубоватый	Такую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях.

Для определённых зон в доме или квартире, а также под конкретные ситуации (для гостиной — приём гостей, романтический ужин и т. д.) подбирают источники света с наиболее комфортным оттенком и соответствующей цветовой температурой.

Шкала цветовой температуры

Сегодняшний отечественный рынок предлагает огромный ассортимент источников света на светодиодных кристаллах. Все они работают в различных температурных диапазонах.

Обычно их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, ведь каждая такая лампа создает свой, индивидуальный облик. Одно и то же помещение можно существенно преобразить, изменив в нем лишь цвет освещения.

Для оптимального применения каждого светодиодного источника света следует заранее определиться, какой цвет вам наиболее удобен. Понятие цветовой температуры не связано конкретно со светодиодными лампами, его нельзя привязать и к определенному источнику, оно зависит лишь от спектрального состава выбранного излучения.

Цветовая температура всегда была у каждого светового прибора, просто при выпуске стандартных ламп накаливания их свечение было только «теплым» желтым (спектр излучения был стандартным).

С появлением люминесцентных и галогеновых источников освещения вошел в обиход белый «холодный» свет. Светодиодные лампы характеризуются еще более широкой цветовой гаммой, за счет чего самостоятельный выбор оптимального освещения усложнился, а все его оттенки стали обуславливаться материалом, из которого выполнялся полупроводник.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200 К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта.

Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

Характеристика	Коэффициент	Примеры ламп
Эталон	99–100	Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошая	Более 90	Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая	80–89	Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая	70–79	Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая	60–69	Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная	40–59	Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая	Менее 39	Лампы ДНат (натриевые)

Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Маркировка цветовой температуры

На упаковке каждой лампы освещения производители указывают ее технические характеристики. Среди всех прочих характеристик, таких как мощность, напряжения, частота сети, обязательно указывается цветовая температура светодиодных ламп (это относится не только к LED лампам).

На этот основной фактор обязательно стоит обращать внимание перед покупкой лампы.

Кстати говоря, данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе. Вот один из примеров, LED лампа мощностью 7 Вт и температурой 4000 К. Установлена она у меня дома, на кухне, светит приятным дневным светом.

А вот еще один пример обозначения на светодиодном точечном светильнике для гипсокартонных потолков, температура 2800 Кельвинов. Светильники с такой цветовой температурой светят теплым светом похожим на лампу накаливания и были установлены в спальной комнате на одном из объектов.

Связь цветовой температуры и освещения

Четкое знание табличных значений данной характеристики помогает осознать, о каком цвете будет идти дальше речь. Каждый из нас отличается своим цветовосприятием, поэтому определить визуально холодность или теплоту светового потока удается лишь единицам.

За основу принимают усредненные показатели группы изделий, работающих в заданном спектре, а при окончательном выборе светодиодных светильников учитывают конкретные условия их эксплуатации (место установки, освещаемое пространство, назначение и др.).

Сегодня все источники освещения в зависимости от их диапазона свечения относят к трем основным группам:
1. теплого белого света – работают в температурном диапазоне от 2700 K до 3200K . Излучаемый ими спектр белого теплого света сильно схож со свечением обычной лампы накаливания. Лампы с такой цветовой температурой рекомендованы к использованию в жилых помещениях.
2. дневного белого света (нормального белого) – в диапазоне от 3500 K до 5000 K. Их свечение визуально ассоциируется с солнечным утренним светом. Это световой поток нейтрального диапазона, который можно использовать в квартирных технических помещениях (прихожей, ванной, туалете), офисах, учебных классах, производственных цехах и так далее.
3. холодного белого света (дневного белого) – в диапазоне от 5000 K до 7000 K. Напоминает яркий дневной свет. Им освещают больничные корпуса, технические лаборатории, парки, аллеи, парковки, рекламные щиты и др.

Казалось бы, для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400-3000 К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фару. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение.

Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

Какие лампы выбрать для офиса

В нормативном документе СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» рекомендует использовать различные источники излучения в зависимости от их типа, мощности, построения и характеристик светового потока.

Помещения жилого фонда предписывается оборудовать небольшими и низкотемпературными «теплыми» световыми приборами, а в нежилом фонде устанавливать более крупные светильник нормального «белого» света.

Доказано, что белое освещение оптимально для рабочего процесса, так как содержащаяся в нем часть синего спектра благотворно влияет на человека, помогает ему сконцентрироваться, ускоряет реакцию и рабочие процессы организма.

Хорошо выбирать источники излучения именно от 3500 K до 5600 K, с белым или нейтральным светом, с чуть синеватым оттенком. Такое освещение даст возможность увеличить работоспособность до максимальной отметки.

Подойдут как люминесцентные, так и светодиодные светильники, хоть последние дадут существенную экономию энергоресурсов.

Напротив, большой ошибкой будет установка в таком месте светильников холодного белого света с диапазоном, близким к 6500 K. Это приведет к быстрой утомляемости работников, жалобам на головную боль и резкому снижению работоспособности.

На рабочем месте цветовая температура должна быть максимально близка к цвету естественного освещения.

Если при белом свете и длительной работе человека принять его выработку за 100 %, то при желтом свете она составит лишь 93 %, при зеленом 92 %, при голубом 78 %, при красном и оранжевом 76 %. Т.е. на рабочем месте дневной свет будет более полезным (примерно 4000-4500 К).

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Светильники с белым нейтральным светом хорошо подойдут для освещения кухни, санузла, впишуься в интерьер прихожей. Их температура может варьироваться от 4000 K до 5000 K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700 до 3200 K. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500 K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

Хотя наши глаза на протяжении многих лет привыкли к мягкой белой цветовой температуре лампы накаливания, это не означает, что они обязательно являются самым лучшим вариантом для освещения всего дома.

Например, из-за их теплой цветовой температуры, эти мягкие белые огни часто тянут теплые цвета из комнаты (предметы красного, оранжевого цвета), изменяют контрасты во всем пространстве. Вот несколько советов о том, как наиболее эффективно осветить разные комнаты в вашем доме:

• Теплый белый свет (2700-3200 К)

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

• Нейтральный белый свет (3200-4500 К)

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

• Холодный белый свет (более 4500 К)

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например, смотровые кабинеты, операционные.

Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогут утром быстрее войти в рабочий тонус.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека. Теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют активность.

Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света) человек лучше чувствует себя при «теплом свете» (Тцв=3000 К), а если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Температура света влияет на психологическое состояние человека, создаёт определённую атмосферу в помещении, активизирует работу организма или, напротив, расслабляет.

Какой это цвет

Как бы странно это не звучало, свет имеет свою цветовую температуру! В вашей квартире, доме, офисе или продуктовом супермаркете через дорогу установлены лампы и устройства освещения.

И от того, какую цветовую температуру они имеют, зависит ваше восприятие объектов и даже настроение. Давайте же разберемся в этих цифровых значениях, сколько Кельвинов какое свечение.

1. 2700 К – в народе звучит как теплое свечение или теплый белый.
2. 4000-4200 К – это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время.
3. 5500-6000 К – яркий белый или близкий к дневному свету.

В интерьере и экстерьере используют разные типы ламп, исходя из задач, условий и личных предпочтений человека.

В классическом дизайне интерьера в основном используют теплый или теплый белый свет(2700 К). Для этих нужд идеально подойдут светодиодные лампы. В графе цветовая температура поставьте галочку «теплое свечение».

Для быстро развивающего мира все больше подходит температура свечение в 4000-4200 К, так в Hi-tech дизайн-интерьерах используют естественно белый свет.

Для офисов, конференц-залов, лабораториях и для других высокоточных работ, выполняющихся в помещениях, используют яркий белый от 6000 К и выше.

Теплый свет сколько Кельвинов

Тёплый оранжевый: 2500–3000 Кельвинов – поможет создать уютную вечернюю атмосферу в спальне и гостиной. Применяется в торшерах, бра, прикроватных светильниках, для освещения обеденного стола.
Тёплый желтоватый: 3000–4000 Кельвинов – расслабляющий и комфортный свет для жилых комнат. Обычно используют в настенных и потолочных светильниках.

Холодный белый свет сколько Кельвинов

Холодный белый – цветовая температура выше 5300 K. Если на рабочем месте более уместен дневной свет (примерно 4000-4500 К), то для чтения же полезен более холодный белый свет (но только до 6500 К).

2700 Кельвинов какой свет

Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 Кельвинов, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).

3000 Кельвинов какой цвет

Цветовая температура желтого цвета примерно 3000 К – это лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа.

Цветовая температура 4000 K – какой это цвет

4000-4200 К – это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время.

4300 Кельвинов цвет

4300-4500 K – утреннее солнце и солнце в обеденное время. Если говорить об автомобилях, штатный ксенон, который ставится непосредственно на заводе, имеет цвет свечения 4300 Кельвинов. При замене автомобильных ламп с целью максимально добиться лучшей видимости специалисты советуют ставить ксенон с цветом 4300 К.

6000 Кельвинов какой свет

Цвет излучения при 6000 К становится голубоватым. Так светит люминесцентная лампа с цветностью дневного света 6000 К.

6500 Кельвинов какой свет

6500 К – стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету. Для рабочей кухонной зоны рекомендуется использовать лампочки холодного света (выше 6500 К), такой свет будет бодрить.

Какой свет лучше: теплый или холодный

Лампы холодного и теплого света

Свет принято разделять на теплый и холодный. Теплый лучше всего подходит для вечера, в дневное же время наиболее естественен холодный свет. Играя важную роль в формировании циркадных ритмов человека, теплый свет помогает нам расслабиться, забыть о дневных заботах и подготовиться ко сну.

Холодный же, наоборот, держит нас в тонусе, заставляет быть бодрее и энергичнее. Но и холодный, и теплый свет могут нарушить работу наших внутренних часов, застав нас в неподходящее время.

Цвет света выражается в цветовой температуре (измеряемой в кельвинах), равной температуре абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение такого же цвета. Вас может смутить, что теплому свету соответствует низкая температура, а холодному – более высокая, но, к сожалению, это именно так.

Так, свет с цветовой температурой 2700-3000 K называется теплым, имеет желтоватый оттенок и является типичным для ламп накаливания. Как видно из их названия, светятся они за счет раскаленной вольфрамовой спирали, фактическая температура которой напрямую связана с температурой цвета.

Люминесцентные лампы бывают как мягкого белого света с температурой 3000 K, так и с холодным светом – от 4000 до 6500 К.

Во время восхода и заката солнечный свет чуть теплее, чем свет лампы накаливания – около 1800 К, в полдень в ясную погоду – 6500 К. Именно поэтому теплый свет от искусственных источников ассоциируются у нас с вечером, а холодный – с ярким солнечным днем.

Стоит заметить, в пасмурный день рассеянный солнечный свет может достигать температуры 10000 К, что наряду с отсутствием видимых теней действует на человека угнетающе. К счастью, лампы с такими характеристиками практически не встречаются (разве что у фотографов).

От Луны по ночам исходит голубоватый холодный свет с температурой 4100 K. Свет пламени спички или свечи обычно имеет температуру в диапазоне 1700-1900 K.

При теплом освещении мы воспринимаем цвета предметов, как правило, немного не так, как при обычном дневном. Лампа накаливания, например, усиливает теплые тона, и приглушает холодные.

На это стоит обратить внимание при покупке мебели и деталей интерьера. Во избежание неприятных сюрпризов их следует выбирать при освещении, максимально приближенном к имеющемуся у вас в квартире. Также помните, что на цвет могут влиять не только характеристики самой лампы, но и абажуры, плафоны и прочие рассеиватели.

С возрастом хрусталики в наших глазах могут немного желтеть, поэтому мы начинаем видеть все в более теплых тонах. Добавление холодного света в освещение может помочь в такой ситуации.

Теплый или мягкий белый свет отлично подходит для создания ощущения уюта в жилых пространствах, где мы хотим чувствовать себя расслабленно и комфортно. Избыток теплого света на рабочем месте может влиять на вас усыпляюще и мешать сосредотачиваться на нужных задачах. Именно поэтому в офисных помещениях обычно преобладают светильники с холодным светом.

Тёплый свет в Кельвинах

Теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта. Теплый белый: цветовая температура ниже 3500 K. Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, так как у разных производителей понятия «теплый» могут различаться.

Так что же лучше

Чаще всего лучшим вариантом будет сочетание холодного и теплого света, а также возможность управления осветительными приборами по отдельности для создания определенного настроения во всем помещении или его части.

Таким образом, вы сами всегда сможете получить атмосферу тепла и комфорта, используя освещение теплого диапазона. Или, наоборот, использовать холодный свет для решения задач, требующих внимательности и концентрации.

Вечером можно включить лампы накаливания, разжечь камин, чтобы расслабиться и отдохнуть в атмосфере теплого света. А если вдруг захотелось почитать книгу, воспользуйтесь отдельным светильником, который дает более холодный свет.

Теплое освещение отлично впишется в небольшую квартиру, оформленную в винтажном стиле с преобладанием теплых тонов в интерьере, а холодный свет выгодно подчеркнет современные дизайнерские решения в просторном помещении с предметами ярких цветов и светлыми стенами.

Автор:
Сергей Владимирович, инженер-электрик.
Подробнее об авторе.

характеристики диодов с двумя и тремя выводами, схема подключения

Словосочетание двухцветный светодиод свидетельствует о свечении такого чипа двумя цветами. У этого вида источников света 2 разноцветных кристалла и 2 или 3 вывода. Конструкция похожа на RGB, но принцип работы другой – один кристалл горит, если ток проходит одном направлении, второй – при изменении полярности. Это особенность используется в индикаторах и системах сигнализации различного электрооборудования.

Характеристика двухцветных диодов с двумя и тремя выходами

В двухцветный диод установлены 2 кристалла,соединенные встречно-параллельно. Корпус имеет стандартные размеры DIP И SMD с двумя или тремя выводами. При первом варианте каждый вывод служит анодом одного кристалла и катодом другого. Такой источник излучает 2 или 3 цвета. Третий получается при одновременном свечении обеих кристаллов.

Возможные комбинации цветов:

• красный и синий;
• красный и зеленый;
• красный и желтый или желто-зеленый;
• синий и желтый;
• зеленый и желтый.

Падение напряжения зависит от цвета кристалла:

• красный 1,6 В;
• зеленый 1,8 В;
• синий 3,5 В;
• желтый 1,7 В.

Важно! Двухцветный светодиод всегда можно заменить двумя чипами разного цвета, соединенными по соответствующей схеме.

Если у двухцветного светодиода 2 вывода, кристаллы соединены встречно-параллельно. В конструкции с общим анодом или катодом установлено 2 светодиода разного цвета.

В чипах с двумя выводами общий контакт чаще всего расположен посередине корпуса, но бывают исключения. Определить полярность можно при помощи омметра.

Цвета кристаллов подбираются в соответствии с правилами эргономики. Зеленый цвет чаще всего указывает на нормальную работу оборудования, красный – на аварийную ситуацию. Для определения режима ждущего режима используется желтый цвет. Синие кристаллы используются для подсветки поверхностей темных оттенков.