Как определить полярность у светодиода | Энергофиксик

Любой любитель смастерить что-либо собственноручно использует в своих подделках светодиоды, например, для индикации работы самоделки или просто для красоты. А для того, чтобы светодиод исправно работал в схеме, его нужно правильно подключить. И для этого нужно определить, где у него катод (минус) и анод (плюс). В этой статье и пойдет речь о том, как можно определить полярность.

Обозначение на схеме

Если обратиться к схематическому обозначению, то вы увидите следующую картину:

yandex.ru

yandex.ru

Где треугольником обозначен анод, а вертикальная черта указывает на катод, а две параллельные стрелки говорят о том, что данный элемент излучает свет. Так с обозначением на схемах вроде все предельно просто и понятно, давайте теперь рассмотрим другие способы определения.

Визуальное определение

Определение полярности диодов в корпусе DIP

Давайте сначала рассмотрим наиболее распространенные среди «любителей-профессионалов» светодиоды:

Итак, если вы приобрели новый светодиод, внимательно посмотрите на его ножки. Вы заметите, что одна ножка длиннее другой. Это не заводской брак, а конструктивная особенность.

Итак, более длинная ножка это анод (плюс), а короткая — катод (минус).

Если же вы используете б/у диод (который был выпаян), то обратите внимание на сам цоколь, там где будет срез будет катодом.

А рассмотрев внутреннее устройство можно увидеть широкую деталь, которая является минусом и маленькая «деталюшка» (плюс).

Определяем полярность у диода в корпусе SMD

Эти диоды так же довольно активно используются в лампах и светодиодных лентах и знать где у такого изделия катод и анод так же будет не лишним.

Внутрь такого диода уже не заглянешь, но производители оставили специальную метку в виде скоса угла:

yandex.ru

yandex.ru

Так что с той стороны где скос расположен катод (минус), а противоположная сторона — анод (плюс).

Определение с помощью приборов

Следующим верным вариантом определения полярности светодиодов является использование универсального измерительного прибора – мультиметра.

Для успешной проверки подсоединяем концы: черный с разъем COM, а красный в VΩmAC, далее ставим регулятор на прозвонку и касаемся концами вывода светодиода.

И когда вы коснетесь красным щупом анода, а черным катода, светодиод начнет светиться, а на табло прибора вы увидите падение напряжения на светодиоде.

Если в вашем мультиметре присутствует специальный разъем для проверки PNP и NPN транзисторов, то можно выполнить проверку вообще без щупов. Для этого переставляем регулятор в положение «hFE».

И помещаем концы нашего диода в разъемы, обозначенные «Е» – эмиттер, и «С»- коллектор. Так как на коллектор PNP-транзистора подается отрицательное смещение, то если вы в это гнездо вставили катод, а соответственно в «С» вставлен анод, то светодиод загорится. Это наиболее быстрый и простой вариант определения полярности светодиодов.

Примечание. Если вы хотите определить полярность диода без ножек, то в разъемы мультиметра вы можете вставить маленькие иголочки и прикасаться к их концам выводами проверяемого диода.

Определение полярности источником питания

Еще одним вариантом определения полярности светодиодов является использование источника питания на 3 – 6 вольт. Например, вполне подойдет уже подсевшая батарейка с компьютерной материнской платы CR2032

yandex.ru

yandex.ru

Таким образом, подсоединяя ножки диода к батарейке, можно легко определить полярность диода.

Заключение

Это все методы определения полярности светодиодов, о которых я хотел вам рассказать. Если статья оказалась вам полезна или интересна, то оцените ее лайком. Спасибо за внимание!

Какая ножка у светодиода плюс — MOREREMONTA

Известно, что светодиод в рабочем состоянии пропускает ток только в одном направлении. Если его подключить инверсионно, то постоянный ток через цепь не пройдет, и прибор не засветится. Происходит это потому, что по своей сущности прибор является диодом, просто не каждый диод способен светиться. Получается, что существует полярность светодиода, то есть он чувствует направление движения тока и работает только при определенном его направлении.

Определить полярность прибора по схеме не составит труда. Светодиод обозначают треугольником в кружке. Треугольник упирается всегда в катод (знак «−», поперечная черточка, минус), положительный анод находится с противоположной стороны.

Но как определить полярность, если вы держите в руках сам прибор? Вот перед вами маленькая лампочка с двумя выводами-проводками. К какому проводку подключать плюс источника, а к какому минус, чтобы схема заработала? Как правильно установить сопротивление где плюс?

Первый способ – визуальный. Предположим, вам необходимо определить полярность абсолютно нового светодиода с двумя выводами. Посмотрите на его ножки, то есть выводы. Один из них будет короче другого. Это и есть катод. Запомнить, что это катод можно по слову «короткий», поскольку оба слова начинаются на буквы «к». Плюс будет соответствовать тому выводу, который длиннее. Иногда, правда, на глаз определить полярность сложновато, особенно когда ножки согнуты или поменяли свои размеры в результате предыдущего монтажа.

Глядя в прозрачный корпус, можно увидеть сам кристаллик. Он расположен как будто в маленькой чашечке на подставке. Вывод этой подставки и будет катодом. Со стороны катода также можно увидеть небольшую засечку, как бы срез.

Но не всегда эти особенности заметны у светодиода, поскольку некоторые производители отходят от стандартов. К тому же есть много моделей, изготовленных по другому принципу. На сложных конструкциях сегодня производитель ставит значки «+» и «−», делают отметку катода точкой или зеленой линией, чтобы все было предельно понятно. Но если таких отметок нет по каким-то причинам, то на помощь приходит электрическое тестирование.

Применяем источник питания

Более эффективный способ определить полярность – подключить светодиод к источнику питания. Внимание! Выбирать надо источник, напряжение которого не превышает допустимое напряжение светодиода. Можно соорудить самодельный тестер, используя обычную батарейку и резистор. Это требование связано с тем, что при обратном подключении светодиод может перегореть или ухудшить свои световые характеристики.

Некоторые говорят, что подключали светодиод и так и сяк, и он от этого не портился. Но все дело в предельном значении обратного напряжения. К тому же, лампочка может сразу и не погаснуть, но срок ее работы уменьшится, и тогда ваш светодиод проработает не 30-50 тысяч часов, как указано в его характеристиках, а в несколько раз меньше.

Если мощности элемента питания для светодиода не хватает, и прибор не светится, как вы его ни подключаете, то можно соединить несколько элементов в батарею. Напоминаем, что элементы соединяются последовательно плюс к минусу, а минус к плюсу.

Существуют прибор, который называется мультиметром. Его с успехом можно использовать, чтобы узнать, куда подключать плюс, а куда минус. На это уходит ровным счетом одна минута. В мультиметре выбирают режим измерения сопротивления и прикасаются щупами к контактам светодиода. Красный провод указывает на подключение к плюсу, а черный – к минусу. Желательно, чтобы касание было кратковременным. При обратном включении прибор ничего не покажет, а при прямом включении (плюс к плюсу, а минус к минусу) прибор покажет значение в районе 1,7 кОм.

Можно также включать мультиметр на режим проверки диода. В этом случае при прямом включении светодиодная лампочка будет светиться.

Данный способ самый эффективный для лампочек, излучающих красный и зеленый свет. Светодиод, дающий синий или белый свет рассчитан на напряжение, большее 3 вольт, поэтому не всегда при подключении к мультиметру он будет светиться даже при правильной полярности. Из этой ситуации можно легко выйти, если использовать режим определения характеристик транзисторов. На современных моделях, таких как DT830 или 831, он присутствует.

Диод вставляют в пазы специальной колодки для транзисторов, которая обычно расположена в нижней части прибора. Используется часть PNP (как для транзисторов соответствующей структуры). Одну ножку светодиода засовывают в разъем С, который соответствует коллектору, вторую ножку – в разъем Е, соответствующий эмиттеру. Лампочка засветится, если катод (минус), будет подключен к коллектору. Таким образом, полярность определена.

Любой любитель самоделок и электроники используют диоды в качестве индикаторов, или в качестве световых эффектов и освещения. Чтобы Led прибор светился, нужно его правильно подключить. Вам уже известно, что диод проводит ток только в одну сторону. Поэтому прежде чем паять, нужно определить где анод и катод у светодиода.

Вы можете встретить два обозначения LED на принципиальной электрической схеме.

Треугольная половина обозначения – анод, а вертикальная линия – катод. Две стрелки обозначают то, что диод излучает свет. Итак, на схеме указывается анод и катод диода, как найти его на реальном элементе?

Цоколевка 5мм диодов

Чтобы подключить диоды как на схеме нужно определиться где у светодиода плюс и минус. Для начала рассмотрим на примере распространённых маломощных 5 мм диодов.

На рисунке выше изображен: А — анод, К — катод и схематическое обозначение.

Обратите внимание на колбу. В ней видно две детали – это небольшой металлический анод, и широкая деталь похожая на чашу – это катод. Плюс подключается к аноду, а минус к катоду.

Если вы используете новые LED элементы, вам еще проще определить их цоколевку. Определить полярность светодиода поможет длина ножек. Производители делают короткую и длинную ножку. Плюс всегда длиннее минуса!

Если вы паяете не новый диод, тогда плюс и минус у него одинаковой длины. В таком случае определить плюс и минус поможет тестер или простой мультиметр.

Как определить анод и катод у диодов 1Вт и более

В фонариках и прожекторах 5мм образцы используются всё реже, на их смену пришли мощные элементы мощностью от 1 ватта или SMD. Чтобы понять где плюс и минус на мощном светодиоде, нужно внимательно посмотреть на элемент со всех сторон.

Самые распространённые модели в таком корпусе имеют мощность от 0,5 ватт. На рисунке красным обведена пометка о полярности. В данном случае значком «плюс» помечен анод у светодиода 1Вт.

Как узнать полярность SMD?

SMD активно применяются практических в любой технике:

• Лампочки;
• светодиодные ленты;
• фонарики;
• индикация чего-либо.

Их внутренностей разглядеть не получится, поэтому нужно либо использовать приборы для проверки, либо полагаться на корпус светодиода.

Например, на корпусе SMD 5050 есть метка на углу в виде среза. Все выводы, расположенные со стороны метки – это катоды. В его корпусе расположено три кристалла, это нужно для достижения высокой яркости свечения.

Подобное обозначение у SMD 3528 тоже указывает на катод, взгляните на эту фотографию светодиодной ленты.

Маркировка выводов SMD 5630 аналогична – срез указывает на катод. Его можно распознать еще и по тому, что теплоотвод на нижней части корпуса смещён к аноду.

Как определить плюс на маленьком SMD?

В отдельных случаях (SMD 1206) можно встретить еще один способ обозначения полярности светодиодов: с помощью треугольника, П-образной или Т-образной пиктограммы на поверхности диода.

Выступ или сторона, на которую указывает треугольник, является направлением протекания тока, а вывод расположенный там – катодом.

Определяем полярность мультиметром

При замене диодов на новые, вы можете определить плюс и минус питания вашего прибора по плате.

Светодиоды в прожекторах и лампах обычно распаяны на алюминиевой пластине, поверх которой нанесён диэлектрик и токоведущие дорожки. Сверху она обычно имеет белое покрытие, на нём часто указана информация о характеристиках источника питания, иногда и распиновка.

Но как узнать полярность светодиода в лампочке или матрице если на плате нет сведений?

Например, на этой плате указаны полюса каждого из светодиодов и их наименование – 5630.

Чтобы проверить на исправность и определить плюс и минус светодиода воспользуемся мультиметром. Черный щуп подключаем в минус, com или гнездо со знаком заземления. Обозначение может отличаться в зависимости от модели мультиметра.

Далее выбираем режим Омметра или режим проверки диодов. Затем подключаем поочередно щупы мультиметра к выводам диода сначала в одном порядке, а потом наоборот. Когда на экране появятся хоть какие-то значения, или диод загорится – значит полярность правильная. На режиме проверки диодов значения равны 500-1200мВ.

В режиме измерения значения будут подобными тем, что на рисунке. Единица в крайнем левом разряде обозначает превышение предела, либо бесконечность.

Другие способы определения полярности

Самый простой вариант для определения где плюс у светодиода – это батарейки с материнской платы, типоразмера CR2032.

Её напряжение порядка 3-х вольт, чего вполне хватит чтобы зажечь диод. Подключите светодиод, в зависимости от его свечения вы определите расположение его выводов. Таким образом можно проверить любой диод. Однако это не очень удобно.

Можно собрать простейший пробник для светодиодов, и не только определять их полярность, но и рабочее напряжение.

Схема самодельного пробника

При правильном подключении светодиода через него будет протекать ток порядка 5-6 миллиампер, что безопасно для любого светодиода. Вольтметр покажет падение напряжения на светодиоде при таком токе. Если полярность светодиода и пробника совпадёт – он засветится, и вы определите цоколевку.

Знать рабочее напряжение нужно, так как оно отличается в зависимости от типа светодиода и его цвета (красный берет на себя менее 2-х вольт).

И последний способ изображен на фото ниже.

Включите на тестере режим Hfe, вставьте светодиод в разъём для проверки транзисторов, в область помеченной как PNP, в отверстия E и C, длинной ножкой в E. Так можно проверить работоспособность светодиода и его распиновку.

Если светодиод выполнен в другом виде, например, smd 5050, вы можете воспользоваться этим способом просто – вставьте в E и C обычные швейные иглы, и прикоснитесь к ним контактами светодиода.

Любому любителю электроники, да и самоделок вообще нужно знать, как определить полярность светодиода и способы их проверки.

Будьте внимательны при выборе элементов вашей схемы. В лучшем случае они просто быстрее выйдут из строя, а в худшем – мгновенно вспыхнут синем пламенем.

Известно, что светодиод в рабочем состоянии пропускает ток только в одном направлении. Если его подключить инверсионно, то постоянный ток через цепь не пройдет, и прибор не засветится. Происходит это потому, что по своей сущности прибор является диодом, просто не каждый диод способен светиться. Получается, что существует полярность светодиода, то есть он чувствует направление движения тока и работает только при определенном его направлении.
Определить полярность прибора по схеме не составит труда. Светодиод обозначают треугольником в кружке. Треугольник упирается всегда в катод (знак «−», поперечная черточка, минус), положительный анод находится с противоположной стороны.
Но как определить полярность, если вы держите в руках сам прибор? Вот перед вами маленькая лампочка с двумя выводами-проводками. К какому проводку подключать плюс источника, а к какому минус, чтобы схема заработала? Как правильно установить сопротивление где плюс?

Определяем зрительно

Первый способ – визуальный. Предположим, вам необходимо определить полярность абсолютно нового светодиода с двумя выводами. Посмотрите на его ножки, то есть выводы. Один из них будет короче другого. Это и есть катод. Запомнить, что это катод можно по слову «короткий», поскольку оба слова начинаются на буквы «к». Плюс будет соответствовать тому выводу, который длиннее. Иногда, правда, на глаз определить полярность сложновато, особенно когда ножки согнуты или поменяли свои размеры в результате предыдущего монтажа.

Глядя в прозрачный корпус, можно увидеть сам кристаллик. Он расположен как будто в маленькой чашечке на подставке. Вывод этой подставки и будет катодом. Со стороны катода также можно увидеть небольшую засечку, как бы срез.

Но не всегда эти особенности заметны у светодиода, поскольку некоторые производители отходят от стандартов. К тому же есть много моделей, изготовленных по другому принципу. На сложных конструкциях сегодня производитель ставит значки «+» и «−», делают отметку катода точкой или зеленой линией, чтобы все было предельно понятно. Но если таких отметок нет по каким-то причинам, то на помощь приходит электрическое тестирование.

Применяем источник питания

Более эффективный способ определить полярность – подключить светодиод к источнику питания. Внимание! Выбирать надо источник, напряжение которого не превышает допустимое напряжение светодиода. Можно соорудить самодельный тестер, используя обычную батарейку и резистор. Это требование связано с тем, что при обратном подключении светодиод может перегореть или ухудшить свои световые характеристики.

Некоторые говорят, что подключали светодиод и так и сяк, и он от этого не портился. Но все дело в предельном значении обратного напряжения. К тому же, лампочка может сразу и не погаснуть, но срок ее работы уменьшится, и тогда ваш светодиод проработает не 30-50 тысяч часов, как указано в его характеристиках, а в несколько раз меньше.

Если мощности элемента питания для светодиода не хватает, и прибор не светится, как вы его не подключаете, то можно соединить несколько элементов в батарею. Напоминаем, сто элементы соединяются последовательно плюс к минусу, а минус к плюсу.

Применение мультиметра

Существуют прибор, который называется мультиметром. Его с успехом можно использовать, чтобы узнать, куда подключать плюс, а куда минус. На это уходит ровным счетом одна минута. В мультиметре выбирают режим измерения сопротивления и прикасаются щупами к контактам светодиода. Красный провод указывает на подключение к плюсу, а черный – к минусу. Желательно, чтобы касание было кратковременным. При обратном включении прибор ничего не покажет, а при прямом включении (плюс к плюсу, а минус к минусу) прибор покажет значение в районе 1,7 кОм.

Можно также включать мультиметр на режим проверки диода. В этом случае при прямом включении светодиодная лампочка будет светиться.

Данный способ самый эффективный для лампочек, излучающих красный и зеленый свет. Светодиод, дающий синий или белый свет рассчитан на напряжение, большее 3 вольт, поэтому не всегда при подключении к мультиметру он будет светиться даже при правильной полярности. Из этой ситуации можно легко выйти, если использовать режим определения характеристик транзисторов. На современных моделях, таких как DT830 или 831, он присутствует.

Диод вставляют в пазы специальной колодки для транзисторов, которая обычно расположена в нижней части прибора. Используется часть PNP (как для транзисторов соответствующей структуры). Одну ножку светодиода засовывают в разъем С, который соответствует коллектору, вторую ножку – в разъем Е, соответствующий эмиттеру. Лампочка засветится, если катод (минус), будет подключен к коллектору. Таким образом, полярность определена.

Как подключить светодиод? | Сила Тока .NET

Хотя светодиоды (светики) используются в мире ещё с 60-х годов, вопрос о том как их правильно подключать, актуален и сегодня.

Начнем с того, что все светодиоды работают исключительно от постоянного тока. Для них важна полярность подключения, или расположения плюса и минуса. При неправильном подключении. светодиод работать не будет.

Как определить полярность светодиода

Полярность светодиода можно определить тремя способами:

1. У традиционного светодиода, длинная ножка (анод) является ПЛЮСом. А короткая (катод) соответственно МИНУСом. На пластиковом основании (головке) светодиода есть срез, он обозначает расположение катода или минуса.
2. Присмотритесь внутрь светика. Контакт в виде флажка — минус. Тонкий контакт — плюс.
3. Используйте мультиметр. Установите центральный переключатель в режим «прозвонки». Щупами прикоснитесь к контактам проверяемого светодиода. Если светодиод засветится — тогда красный щуп прижат к плюсу светодиода а черный, соответственно к минусу.

N.B. Хотя на практике последний способ иногда не подтверждается.

Как бы там ни было, следует заметить, что если кратковременно (1-2 секунды) не правильно подключить светодиод, то ничего не перегорит и плохого не произойдет. Так как диод сам по себе в одну сторону работает, а в обратную нет. Перегореть он может только из-за повышенного напряжения.

Номинальное напряжение для большинства светодиодов 2,2 — 3 вольта. Светодиодные ленты и модули, которые работают от 12 и более вольт, уже содержат в схеме резисторы.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Подключать светодиод напрямую к 12 вольт — запрещено, он сгорит в долю секунды.  Необходимо использовать ограничительный резистор (сопротивление). Размерность резистора высчитывается по формуле:

R= (Uпит-Uпад)/0,75I,

где  R –величина сопротивления резистора;

Uпит и Uпад – напряжение питания и падающее;

I – проходящий ток.

0.75 — коэффициент надёжности для светодиода (величина постоянная)

Для большей ясности, рассмотрим на примере подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору 12 вольт.

В данном случае:

• Uпит — 12 вольт (напряжение в авто аккумуляторе)
• Uпад — 2,2 вольта (напряжение питания светодиода)
• I — 10 мА или 0,01 А (ток  одного светодиода)

По вышеуказанной формуле, получим R=(12-2.2)/0.75*0.01 = 1306 Ом или 1,306 кОм

Ближайшее стандартное значение резистора — 1,3 килоОм

Это еще не всё. Требуется вычислить требуемую минимальную мощность резистора.

Но для начала определим фактический ток I (он может отличаться от указанного выше)

Формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет)

где:

• Rсвет — Сопротивление светодиода:

Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

из этого следует, что ток в цепи

I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А

Фактическое падение напряжения светодиода будет равно:

 Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

И наконец, мощность равна:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт).

Следует взять чуть больше мощности стандартной величины. В данном случае лучше подойдет 0,125 Вт.

Итак, чтобы правильно подключить один светодиод к 12 вольтам, (авто аккумулятор) потребуется в цепь вставить резистор, сопротивлением 1,3 кОм и мощностью 0,125 Вт.

Резистор можно присоединять к любой ноге светодиода.

У кого в школе, по математике была твердая двойка — есть вариант попроще. При покупке светодиодов в радиомагазине, спросите у продавца какой резистор Вам нужно будет вставить в цепь. Не забудьте указать напряжение в цепи.

Как подключить светодиод к 220в

Размерность сопротивления в данном случае расчитывается подобным образом.

Исходные данные те же. Светодиод потреблением 10 мА и напряжением 2.2 вольт.

Только напряжение питания в сети 220 вольт переменного тока.

Итак:

R = (Uпит.-Uпад.) / (I * 0,75)

R = (220 — 2.2) / (0,01 * 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм

Ближайший по номиналу резистор стандартного значения 30 кОм.

Мощность считается по то й же формуле.

Для начала определяем фактический ток потребления:

I = U / (Rрез.+ Rсвет)

где:

Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

а из этого следует, что ток в цепи будет:

I = 220 / (30000 + 220) = 0,007 А

Таким образом реальное падение напряжения светодиода будет:

Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

И наконец мощность резистора:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59 Вт)

Мощность сопротивления должна быть не менее 1,59 Вт, лучше немного больше. Ближайшее большее стандартное значение 2 Вт.

Итак для подключения одного светодиода к напряжению 220 вольт, нам потребуется в электрическую цепь примостить резистор номиналом 30 кОм и мощностью 2 Вт.

НО! Так как в данном случае ток переменный, то светодиод буде гореть только в одну полуфазу то есть будет очень быстро мигать, приблизительно со скоростью 25 вспышек в секунду. Человеческий глаз это не воспринимает и будет казаться, что светик обычно горит. Но на самом деле он все равно будет пропускать обратные пробои, хоть и работает только в одном направлении. Для этого требуется поставить в цепь обратно направленный диод, дабы сбалансировать сеть и уберечь светодиод от преждевременного выхода из строя.

Arduino: Компоненты/Светодиод

Статья проплачена кошками — всемирно известными производителями котят.

Если статья вам понравилась, то можете поддержать проект.

Внешний видFritzingУсловное обозначение на схеме

На английском языке слово светодиод переводится как LED, что является сокращением от Light Emitting Diode. Из самого названия видно, что данный полупроводниковый прибор даёт свет. Слово диод широко используется в радиотехнике и означает радиодеталь, которая проводит ток в одном направлении. Следовательно, необходимо всегда правильно устанавливать светодиод в своих схемах, иначе получите неподвижного робота или нелетающего вертолёта. Как правильно определять плюс и минус у внешних светодиодов?

Если вы возьмёте светодиоды в руки и посмотрите внимательно на них, то увидите, что ножки у них разной длины. Это не заводской брак, как можно было подумать. На самом деле длинная ножка светодиода является плюсом, а короткая — минусом (катод). Чтобы вам было легче запомнить, представьте себе, что знак + состоит из двух палочек, а знак — только из одной, следовательно, две палочки образуют более длинную ножку. Логично? А чтобы запомнить, что катод является отрицательным, то запомните по мнемотехнике — слова «катод» и «короткий» начинаются на одну букву. Теперь по цепочке: короткий-значит минус-значит катод, вы быстро сообразите. Не благодарите.

Есть и другие способы опознания выводов.

Скошенный край (катод) можно определить, если покатать светодиод по столу.

В светодиодах короткую ножку («минус») светодиода нужно соединять с землёй (GND). Светодиод не рассчитан на большой ток. Чтобы не повредить светодиод, используйте с ним резистор. Он позволяет уменьшить силу тока. В противном случае светодиод прослужит недолго или просто сгорит. Впрочем, если у вас есть лишний светодиод, то почему бы не принести его в жертву науке? Взрыва не будет, максимум — запах сгоревшей электроники. В наших примерах мы рассматриваем плату с небольшой силой тока, при других условиях можно и без глаза остаться.

Светодиоды бывают разных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий и белый. Цвет светодиодов зависит от типа полупроводникового материала, из которого он сделан, а не от цвета пластикового корпуса. Поэтому узнать цвет у светодиодов с прозрачным корпусом можно только включив его. Для удобства можно использовать цветные корпуса, их гораздо проще различать.

Когда светодиоды только появились, они были красного цвета и изготавливались из арсенида галлия. Позже были найдены другие материалы для разных цветов.

По размерам светодиоды бывают 3, 5, 8 и 10 мм.

Самый распространённый вариант — это 5 мм. На 3 мм используют для индикаторов, а большие на 8 и 10 мм используют в редких случаях, когда нужно привлечь внимание. Бывают ещё прямоугольные и овальные, но это уже экзотика.

Если смотреть на спецификацию (размеры в мм, в скобках дюймы), то видно, что размер определяется по диаметру круглой части. Следовательно, вы должны сверлить отверстие с таким размером, чтобы вставить светодиод с внутренней части коробки. А за счёт выступа светодиод не провалится наружу.

Существуют также многоцветные светодиоды. Как правило это красный и зелёный светодиоды, объединённые в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.

Рекомендуется подключать светодиоды последовательно, а не параллельно.

Подбор резистора

У светодиодов прямое напряжение падения (forward voltage) находится в пределах 2-3.2 вольт (стандартные 5мм). Максимальный ток для нормальной работы равен 20-30 миллиамперам. Чтобы рассчитать сопротивление для светодиода, следует применить закон Ома с учётом всех данных.

Питание через USB обеспечивает напряжение 5 В, из которых 2 В необходимо светодиоду. Поэтому резистор должен понижать напряжение на 3 В. А что насчёт силы тока? Сила тока в простой цепи одинакова в любой её точке. Поэтому сила тока через резистор будет такой же, как сила тока через светодиод. Ваша цель — 30 мА, но закон Ома требует приведения всех единиц к соответствию. Если вы работаете с вольтами и омами, вы должны выразить силу тока в амперах. 20 мА составляют 30/1000 ампер, что равно 0,03 ампера. Теперь вы можете записать то, что вам известно:

R = (Vsupply - Vforward) / I = (5V - 2V) / 0.03A = 100Ohm

Получается, что резистор на 100 Ом является минимальный безопасным значением. Но рекомендуют использовать резисторы с небольшим запасом. Яркость от этого уменьшится, но человеческий глаз практически не увидит разницы. Поэтому используйте 220 Ом.

Если вы используете другие источники питания, то резисторы следует подбирать под них. Например, в схемах, где питание от батареек 12, вам следует выбрать резистор на 560 Ом.

Если подключать последовательно несколько светодиодов, то они будут светиться слабее, поэтому уменьшаем сопротивление резистора.

В российских магазинах можно без проблем купить любые светодиоды. Если предпочитаете покупать на AliExpress, то можете приобретать у многих продавцов, например, у CHANZON Official Store.

Быстро определить цвет прозрачного светодиода можно с помощью батарейки-таблетки CR2032 или их аналогов. Размещаем таблетку между ножками и сразу видим свет. Удобно.

Дополнительные материалы

Работаем с светодиодами без микроконтроллера

Реклама

Статья об устройстве и принципах работы светодиодов

 

С 1963 года, когда был изобретен первый светодиод, началась активная работа над этим изделием. Из года в год технологии совершенствовались, и теперь светодиоды стали одним из самых популярных товаров на рынке осветительных приборов. Более того, было разработано несколько технологий производства, что создает дополнительные вопросы у покупателей. В данной статье будет раскрыта тема светодиодов как устройства в целом, а также будут разъяснены нюансы каждой из существующих технологий производства.

 

Светодиод и его устройство

 

Начнем с того, что выясним, что же такое светодиод. Итак, это изделие представляет собой полупроводниковый кристалл. В то время, когда на него подается электрический ток, возникает фотонное свечение за счет наличия у кристалла электронно-дырочного перехода (p-n переход). Углубляясь в физику, можно сказать, что при наличии энергии электроны с отрицательным зарядом устремляются к носителю положительного заряда. Это и создает световое излучение.

При этом специфическое свечение диодов, которое коренным образом отличается от свечения обычных лампочек, достигается за счет использования химического состава. На кристалл наносится люминофор, позволяющий добиться белого света. Без этого материала излучение было бы монохромным (синего, желтого или красного цвета).

Светодиоды типа DIP

Первые диоды производились по технологии DIP (dual in-line package). Рассмотрим их подробнее.

Чаще всего светодиод такого типа реализован в виде пластиковой или стеклянной колбочки. Внутри корпуса располагается катод с кристаллом, от которого к аноду протянут тонкий провод. Для подключения светодиода от катода и анода выведены металлические «ножки» за пределы корпуса. За плюс отвечает длинная ножка, а за минус короткая.

Помимо этого, довольно часто встречается конструкция, при которой в одну колбочку помещено сразу три кристалла (красный, синий и зеленый). В этом случае изделие оснащается управляющим микрочипом.

Для работы светодиодов типа DIP не требуется много энергии, поэтому их часто применяют при производстве уличных светодиодных экранов. Также такие диоды мы привыкли видеть на новогодних гирляндах.

Тем не менее технология активно развивалась и вскоре были разработаны SMD светодиоды.

Светодиоды типа SMD

У диодов такого типа отсутствуют ножки, так как они устанавливаются непосредственно на плату и припаиваются или приклеиваются специальным клеем. Размеры SMD светодиодов также меньше предшественников, поэтому их гораздо чаще применяют при обустройстве интерьера.

На сегодняшний день SMD-светодиоды считаются самыми популярными на рынке. За счет одновременного расположения кристалла и контактов на подложке, которая отводит тепло, светодиоды можно расположить достаточно близко друг к другу. Это актуально в тех случаях, когда их используют при производстве LED-экранов. Качество пикселя в этом случае в несколько раз лучше.

Особенностью технологии считается то, что люминофор располагается между кристаллом и линзой, отвечающей за рассеивание света. Такая конструкция позволяет исключить ультрафиолетовый диапазон и добиться необходимой световой температуры.

Светодиоды типа COB

Из самых последних разработок можно выделить светодиоды типа Chip-On-Board. Конструкция подобных диодов предполагает подложку из алюминия, на которую может устанавливаться несколько десятков кристаллов. Для крепления полупроводниковых элементов используется специальный клей, а затем кристаллы равномерным слоем заливаются люминофором.

Благодаря такой конструкции получается равномерное освещение без теней и темных пятен.

Эта технология также имеет несколько другую конструкцию, в которой вместо алюминиевой подложки используется стеклянная. Светодиоды типа Chip-On-Glass используются в приборах, рассчитанных на напряжение 220 В.

 

Принцип работы светодиода

Любой светодиод вне зависимости от технологии, по которой он выполнен, имеет один и тот же принцип работы.

Свечение происходит в кристалле за счет взаимодействия разнонаправленных зарядов. Электроны устремляются к «дыркам» (носителю положительного заряда) и создается свечение с выделением тепла. Для качественной работы светодиодов и большому сроку их службы требуется система отвода тепла. Поэтому в колбочке, где размещаются светодиоды, находится специальный газ с высокой теплопроводностью. Именно за счет этого от колбочки отводится тепло, накапливаемое при работе светодиода.

MUZMART

Сопротивление светодиода и лампочки в комбинацию приборов

Каждый из нас видел светодиод. Обычный маленький светодиод выглядит как пластиковая колбочка-линза на проводящих ножках, внутри которой расположены катод и анод. На схеме светодиод изображается как обычный диод, от которого стрелочками показан излучаемый свет. Вот и служит светодиод для получения света, когда электроны движутся от катода к аноду — p-n-переходом излучается видимый свет.

Изобретение светодиода приходится на далекие 1970-е, когда для получения света во всю применяли лампы накаливания. Но именно сегодня, в начале 21 века, светодиоды заняли наконец место самых эффективных источников электрического света.

Где у светодиода «плюс», а где «минус»?

Чтобы правильно подключить светодиод к источнику питания, необходимо прежде всего соблюсти полярность. Анод светодиода подключается к плюсу «+» источника питания, а катод — к минусу «-». Катод, подключаемый к минусу, имеет вывод короткий, анод, соответственно, – длинный — длинную ножку светодиода – на плюс «+» источника питания.

Взгляните во внутрь светодиода: большой электрод — это катод, его — к минусу, маленький электрод, похожий просто на окончание ножки, – на плюс. А еще рядом с катодом линза светодиода имеет плоский срез.

Паяльник долго на ножке не держать

Паять выводы светодиода следует аккуратно и быстро, ведь полупроводниковый переход очень боится лишнего тепла, поэтому нужно краткими движениями паяльника дотрагиваться его жалом до припаиваемой ножки, и тут же паяльник отводить в сторону. Лучше в процессе пайки держать припаиваемую ножку светодиода пинцетом, чтобы обеспечить на всякий случай отвод тепла от ножки.

Резистор обязателен при проверке светодиода

Мы подошли к самому главному — как подключить светодиод к источнику питания. Если вы хотите проверить светодиод на работоспособность, то не стоит напрямую присоединять его к батарее или к блоку питания. Если ваш блок питания на 12 вольт, то используйте для подстраховки резистор на 1 кОм последовательно с проверяемым светодиодом.

Не забывайте о полярности — длинный вывод на плюс, вывод от большого внутреннего электрода — к минусу. Если не использовать резистор, то светодиод быстро перегорит, в случае если вы нечаянно превысите номинальное напряжение, через p-n-переход потечет большой ток, и светодиод практически тут же выйдет из строя.

Цвет свечения светодиода

Светодиоды бывают разных цветов, однако цвет свечения не всегда определяется цветом линзы светодиода. Белый, красный, синий, оранжевый, зеленый или желтый — линза может быть прозрачной, а включишь — окажется красным или синим. Светодиоды синего и белого свечения — самые дорогие. Вообще, на цвет свечения светодиода влияет в первую очередь состав полупроводника, и как вторичный фактор – цвет линзы.

Многоцветные RGB светодиоды содержат в одном корпусе несколько излучающих свет p-n-переходов, каждый из которых дает свой цвет свечения. Комбинируя яркости компонентов токами или частотами импульсов токов (для красного, зеленого и синего кристаллов), можно получить любой оттенок. Здесь, конечно, балансирующие резисторы нужны на каждый цветовой канал.

Находим номинал резистора для светодиода

Резистор включается последовательно со светодиодом. Функция резистора — ограничить ток, сделать его близким к номиналу светодиода, чтобы светодиод мгновенно не перегорел, и работал бы в нормальном номинальном режиме. Берем в расчет следующие исходные данные:

Vps – напряжение источника питания;

Vdf – прямое падение напряжения на светодиоде в нормальном режиме;

If – номинальный ток светодиода при нормальном режиме свечения.

Теперь, прежде чем находить значение необходимого резистора R, отметим, что ток в последовательной цепи у нас будет постоянным, одним и тем же в каждом элементе: ток If через светодиод будет равен току Ir через ограничительный резистор.

Следовательно Ir = If. Но Ir = Ur/R – по закону Ома. А Ur = Vps-Vdf. Таким образом, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

То есть, зная напряжение источника питания, падение напряжения на светодиоде и его номинальный ток, можно легко подобрать подходящий ограничительный резистор.

Если найденное значение сопротивления не удается выбрать из стандартного ряда номиналов резисторов, то берут резистор несколько большего номинала, например вместо найденных 460 Ом, берут 470 Ом, которые всегда легко найти. Яркость свечения светодиода уменьшится весьма незначительно.

Пример подбора резистора:

Допустим, имеется источник питания на 12 вольт, и светодиод, которому нужно 1,5 вольта и 10 мА для нормального свечения. Подберем гасящий резистор. На резисторе должно упасть 12-1,5 = 10,5 вольт, а ток в последовательной цепи (источник питания, резистор, светодиод) должен получиться 10 мА, следовательно из Закона Ома: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ом. Выбираем 1,1 кОм.

Какой мощности должен быть резистор? Если R = 1100 Ом, а ток составит 0,01 А, то, по закону Джоуля-Ленца, на резисторе каждую секунду будет выделяться тепловая энергия Q = I*I*R = 0,11 Дж, что эквивалентно 0,11 Вт. Резистор мощностью 0,125 Вт подойдет, даже запас останется.

Последовательное соединение светодиодов

Если перед вами стоит цель соединить несколько светодиодов в единый источник света, то лучше всего соединение выполнять последовательно. Это нужно для того, чтобы к каждому светодиоду не цеплять свой резистор, чтобы избежать лишних потерь энергии. Наиболее подходят для последовательного соединения светодиоды одного и того же вида, из одной и той же партии.

Допустим, необходимо последовательно объединить 8 светодиодов по 1,4 вольта с током по 0,02 А для подключения к источнику питания 12 вольт. Очевидно, общий ток будет составлять 0,02 А, но общее напряжение составит 11,2 вольта, следовательно 0,8 вольт при токе в 0,02 А должны рассеяться на резисторе. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ом. Выбираем резистор на 43 Ом минимальной мощности.

Параллельное соединение цепочек светодиодов — не лучший вариант

Если есть выбор, то светодиоды лучше всего соединять последовательно, а не параллельно. Если соединить несколько светодиодов параллельно через один общий резистор, то в силу разброса параметров светодиодов, каждый из них будет не в равных условиях с остальными, какой-то будет светиться ярче, принимая больше тока, а какой-то — наоборот тусклее. В результате, какой-нибудь из светодиодов сгорит раньше в силу быстрой деградации кристалла. Лучше для параллельного соединения светодиодов, если альтернативы нет, применить к каждой цепочке свой ограничительный резистор.

Как проверить светодиодную лампу, ленту и другие приборы для освещения на исправность LED-элементов. Несмотря на более высокий срок эксплуатации по сравнению с лампами накаливания, осветительные светодиоды быстрее выходят из строя, чем индикаторные.

Светодиоды — полупроводниковые приборы, создающие оптическое излучение при прохождении электрического тока в прямом направлении. Делятся на две разновидности — индикаторные и осветительные. Первые характеризуются меньшей мощностью, поэтому используются в подсветке электронных устройств, выполняя функцию индикаторов. Вторые применяются в осветительных приборах, включая лампы, ленты, фонари и прожектора.

Проверка светодиодных ламп

Важны четыре основные характеристики светодиодов (СД) — рабочий ток, прямое падение напряжения, мощность и световой поток. Рабочий ток индивидуален для каждого изделия и указывается на корпусе. С падением напряжения все гораздо проще — его значение зависит от цвета и материала, из которого изготовлено устройство.

Обычно зависимость напряжения от цвета СД следующая:

• красные — 1,5-2 В;
• оранжевые и желтые — 1,8-2,2 В;
• зеленые — 1,9-4 В;
• синие и белые — 3-3,5 В;
• белые, синие и зеленые — 3-3,6 В.

Важно! Все параметры измеряются мультиметром. И для этого не нужно быть квалифицированным электриком!

Другой способ проверить светодиод (LED) — подключить его к источнику питания, состоящему из батареек. Из подручных средств, используемых при определении неисправностей, выделим зарядные устройства для мобильных телефонов (или более мощные – для фонарей).

Проверка мультиметром

При использовании мультиметра выполните следующие действия:

1. Поверните тумблер, установив его на режим проверки LED-диодов.
2. Подключите провода мультиметра к светодиоду.
3. Убедитесь, что соблюдаете полярность СД: красные питаются от анода, черные — от катода.

При правильном подключении прибор засветится, в противном случае показания на мультиметре не изменятся.

Определяйте неисправности при минимальном освещении, чтобы повысить вероятность фиксирования свечения СД. При его отсутствии ориентируйтесь на показатели мультиметра — на работающем элементе значение должно быть отличным от показаний по умолчанию.

Есть более простой метод — прозванивание LED-диодов. Мультиметр используется для проверки транзисторов. В секции PNP катод подключите к отверстию C, а анод — к E.

Проверка подручными материалами

Для обнаружения неисправностей светодиодов используют LED-тестер, изготавливаемый из подручных средств, — нескольких пальчиковых батареек, соединенных параллельно, или мощной «Кроны».

Также тестер собирается из ненужной зарядки для телефона или другого электрического прибора. Отрежьте разъем на конце шнура, зачистите провода. Красный (плюс) присоедините к аноду, а черный (минус) — к катоду. Если будет достаточно напряжения, то СД загорится.

Зарядные устройства от фонариков пригодятся в том случае, если неисправны лампочка или лента с более мощными светодиодами.

Проверка светодиодов без выпаивания

Для подключения щупов мультиметра соедините их при помощи пайки с небольшим металлическим предметом — канцелярской скрепкой. Между ними установите текстолитовую пластину, заизолировав ее клейкой лентой. Эта простая конструкция — безопасный проводник для фиксации щупов. Подключитесь к светодиоду, не выпаивая его из схемы.

Проверка исправности светодиодов в фонаре

Перед определением неисправностей удалите из фонарика батарейку, разберите его и выньте текстолитовую плату, к которой прикреплен нужный СД. Воспользуйтесь тестером, подключив к нему щупы через PNP-разъем. Выпаивать диод необязательно — замеры производятся на плате. Устройство засветится только при прямом включении!

При параллельном подключении светодиодов замерьте сопротивление всей схемы. Если оно будет близко к нулю, то один из полупроводников работает некорректно. Чтобы определить, какой именно, воспользуйтесь методом, указанным выше, изучая каждый СД отдельно.

Проверка LED-прожектора

Осмотрите светодиоды визуально. Если видите большой квадрат желтого цвета, то не пытайтесь проверить работоспособность тестером, — напряжение такого элемента свыше 20 В.

Если в прожекторе используется несколько мелких SMD, то есть смысл применить мультиметр. Разберите устройство и отыщите драйвер подсветки, влагозащитную прокладку и плату с установленными LED-диодами. Процедура аналогична проверке светодиодной лампы (читайте выше).

Проверка инфракрасного диода

Инфракрасные диоды используются во многих электронных приборах, особенно популярны в пультах дистанционного управления. Их основная функция — передача сигнала на фотоприемник телевизора, музыкального центра или светодиодной лампы. Если батарейки исправны, то вышел из строя СД.

Разглядеть свечение инфракрасного светодиода без подручных средств нереально, но его проверка проста. Наведите фотоаппарат (или фотокамеру любого девайса) на СД, расположенный в пульте ДУ. Если полупроводник работает, то вы увидите непродолжительное свечение с фиолетовым оттенком.

В качестве тестера такого СД используют и осциллограф. Если на его фотоэлемент попадает ИК-излучение, то создается напряжение.

Проверка светодиодной ленты

Светодиодная лента — источник света из нескольких LED-элементов. СД группируются по три штуки на участок. Тогда ленту можно разделить на отрезки любой длины без ухудшения эксплуатационных характеристик.

Чтобы убедиться в ее работоспособности, подайте электрический ток на контакты. Исправная будет светиться вся. Если горит лишь часть, проблемы в токопроводящем кабеле. Его необходимо проверить мультиметром.

Если не будет светиться целый участок из трех светодиодов, проблема в этих элементах. Осмотрите каждый из них и измерьте сопротивление резистора всей группы.

Рассмотренные методы проверки LED-диодов в осветительных приборах просты — вооружитесь мультиметром или проводами с парой пальчиковых батареек. В случае обнаружения неисправного элемента замените его или отнесите в мастерскую.

Многие «счастливые» владельцы 21213 при изъятии на свет божий комбинации приборов обнаруживают с краю платы обуглившуюся «зеленую фиговину». Мало того, что она болтается из-за того, что расплавилось олово в местах соединения с платой, так еще и саму плату сожгла (фото с форума):

По маркировке на корпусе детали и по схеме было установлено, что это резистор сопротивлением 51 Ом мощностью 5 Вт. Проверка мультиметром показала, что резистор исправен. Я пробовал запаивать его разными припоями, но резистор всё равно отваливался. В автосервисе мне гордо заявили, что устранили проблему, но на деле также тупо его запаяли. Покопавшись в FAQ ничего не нашел. Но на удивление обнаружил, что эта тема давно уже мусолится на форуме. Поэтому я решил восполнить пробел и осветить эту проблему в FAQ.

Итак, вот схема включения этого резистора из руководства по ремонту ВАЗ 21213, -214i:

На схеме он обозначен цифрой 4. Рассмотрим, как работает схема.

1-й случай. На не работающем двигателе повернули ключ в положение зажигания. Срабатывает реле 8 и его контакты 87 и 30 замыкаются. Положительное напряжение питания от аккумулятора идет через контакты реле 8, предохранитель 7 на сигнальную лампу разряда аккумулятора 6. Т. к. с другой стороны лампы, находятся низкоомный резистор 4 и диод 5, а напряжение на контакте 61 генератора отсутствует, напряжение на лампе примерно равно напряжению аккумулятора и лампа загорается. Падение напряжения на резисторе в этот момент незначительно – при фактических замерах около 1 В (это при полностью заряженном аккумуляторе). Соответственно, мощность, рассеиваемая на резисторе P = U 2 /R = 1/51 = 0,02 Вт. Что, согласитесь, для 5 Вт резистора немного. Т. е. в этом случае он греться не будет.

2-й случай. Завели двигатель и оставили ключ в положении зажигания. Всё то же самое, что и при первом случае, но теперь с вывода 61 генератора поступает напряжение, равное напряжению заряда аккумулятора (напряжение бортовой сети автомобиля). Т. к. с обеих сторон лампы напряжение относительно общего провода одинаково, напряжение на самой лампе равно нулю и она гаснет. Напряжение же на резисторе теперь равно напряжению заряда аккумулятора, а мощность, выделяемая на резисторе P = U_ген 2 /R = 211/51 = 4,13 Вт. Это уже соизмеримо с максимальной мощностью, рассеиваемой резистором – 5 Вт. Он дико греется, а заодно и греет всё вокруг себя.

3-й случай. Произошла поломка генератора – он перестал выдавать напряжение или произошел обрыв провода, идущего от контакта 61 генератора в комбинацию приборов, или обрыв в самом генераторе. Этот случай будет полностью аналогичен случаю 1 и лампа разряда аккумулятора не упустит своего шанса известить водителя о неисправности бортовой сети автомобиля.

4-й случай. Произошла поломка генератора – вышел из строя регулятор напряжения («таблетка»). Генератор выдаёт повышенное напряжение, которое прямо пропорционально частоте вращения генератора. Если предположить, что напряжение будет около 18 В, то на резисторе выделится мощность P = U 2 /R = 324/51 = 6,35 Вт. Со штатным резистором рискуем получить пожар, если он сам раньше не отвалится.

Итак, теперь мы можем ответить на следующие животрепещущие вопросы:
– Для чего нужен резистор? – Для того, чтобы правильно работала лампа разряда аккумулятора.
– Будет ли аккумулятор заряжаться, если вообще убрать этот резистор? – Будет, на цепь заряда аккумулятора этот резистор никак не влияет. Но, без резистора не будет правильно работать индикация, если произойдет обрыв провода, идущего от контакта 61 генератора или произойдет обрыв в самом генераторе.
– Какой мощности резистор должны были поставить бездари, разработавшие эту комбинацию приборов, чтобы она нормально работала? – В радиоэлектронике принято устанавливать резисторы минимум с 1,5…2-х кратным запасом по мощности, т. е. для нормального рабочего режима минимум 6 Вт. А учитывая, что может внезапно сломаться регулятор напряжения генератора, то и того больше (около 10 Вт).

Теперь главное – как лечить.

Можно поставить резистор на большую мощность (например, на 10 Вт), либо установить батарею параллельно соединенных резисторов мощностью поменьше (например, два на 5 Вт, четыре на 2 Вт и т.д.), можно вообще выкинуть этот резистор (как никак он задарма кушает 4 Вт) и поставить нормальный вольтметр. Рассмотрим второй вариант.

Проще всего найти четыре резистора типа МЛТ мощностью 2 Вт сопротивлением 200 Ом. При параллельном включении 4-х резисторов суммарная рассеиваемая мощность составит 2 x 4 = 8 Вт. Ставить 3 резистора не советую, т.к. даже батарея из 4-х резисторов ощутимо греется. Суммарное сопротивление n параллельно соединенных резисторов равно сопротивлению одного резистора, деленного на n, поэтому общее сопротивление батареи будет около 50 Ом. Для военного крепления резисторов на плате делаем шпильки из медной проволоки диаметром 4 мм. С одной стороны шпильки нарезаем резьбу M3 под гайку, с другой сверлим сквозное отверстие, чтобы с натягом влезали выводы от четырех резисторов. После установки конструкции на плату плоскогубцами обжимаем шпильки и всё тщательно облуживаем. Если гайки не медные следует использовать соответствующий активный флюс. Флюс после пайки лучше сразу тщательно смыть, иначе первое время будет вонять (резисторы хоть и несильно, но всё же будут греться).

Светильник-ночник вторая модель

Продолжим тему светильников-ночников. Вдохновившись первым светильником, я решил претворить в жизнь самую первую идею: два светодиода светящие в разные стороны. Хотелось, чтобы создавались пучки света, а сам источник света был невидим. Похожий принцип используется при организации подсветки зданий. В процессе проработки конструкции мне сразу захотелось ее усложнить и сделать несколько светильников, разнеся их на большое расстояние. Но идея трансформировалась в единую конструкцию.

Вы же можете их разнести на большее расстояние или ограничится одним модулем с двумя светодиодами. В принципе в плане ночника даже от двух светодиодов света предостаточно.

В качестве основного материала, как и в первой модели светильника, будем использовать пеноплэкс — отличный плотный материал, легко поддающийся обработке. У меня было пару отрезков от листа толщиной 40мм, один из них я распустил самодельным приспособлением на пластины толщиной 5мм.


Одну пластину будем использовать как основание всей конструкции. Возможно, 5мм для основания маловато, зато светильник получится легкий, не будет выглядеть громоздко. Из других пластин нарезаем заготовки-крышки длинной 100мм. Они будут прикрывать источники света сверху. Для закрывания по бокам нарезаем заготовки 20х100мм.

Приступим к изготовлению подсветки. Для нашего светильника будем использовать RGB светодиоды со встроенным контроллером. Выбираем с медленным переключением цвета.

Формуем ножки на трех светодиодах, как показано на фото. Длинная ножка у светодиода это плюс. Не перепутайте, при переполюсовке RGB светодиод выйдет из строя.

Спаиваем вместе по два светодиода параллельно: длинная ножка к длинной, короткая ножка к короткой.

Подготавливаем провода для соединения светодиодов.

Я отмерил для монтажа снаружи основания, позже пришла мысль провести проводки по обратной тыльной стороне, но длины не хватило, а запасы провода закончились. Так что будем проводить по наружной лицевой стороне.
Соединяем пары светодиодов параллельно плюсами к плюсам, минусами к минусам. Напоминаю, длинные ножки плюс.


Для питания светильника воспользуемся подзарядкой или любым другим блоком питания с выходным напряжением 5В. У меня купленная на барахолке подзарядка от неизвестного производителя для неизвестного телефона. Она выдает нужное нам напряжение 5В.

Тем, кто не знаком с RGB светодиодами со встроенным контроллером сразу поясню: эти светодиоды прекрасно работают в диапазоне 3-5В без всяких дополнительных деталей, им не нужен никакой гасящий резистор, разве что вы захотите снизить яркость свечения. Обычно для снижения яркости я использую дешевый линейный стабилизатор понижающий напряжение до 3,3В.

Светодиод со встроенным контроллером выдерживает и большее напряжение, «сгорая» где-то при 9-10В. Есть на выбор две модели с медленным и быстрым переключением цвета.

У зарядного откусываем ненужный разъем, зачищаем провод и припаиваем к среднему светодиоду: красный плюс к плюсовому выводу светодиодов, минусовой черный к минусовому выводу светодиодов. Проверяем работу подсветки.

Греем термопистолет и продумываем последовательность сборки.

Если приклеить светодиоды прямо на основание, свет будет падать прямо на стену. Приподнимем светодиоды, приклеим на основание три кусочка пеноплэкса.

Приклеиваем светодиоды. Чтобы они качественно приклеились, я сначала наносил клей, потом прикладывал спаянные пары светодиодов и сверху снова заливал термоклеем.


Проводки крепим каплями клея, чтобы не поднимались и не расползались. Потом их скроем, я ниже расскажу как. В итоге получается следующее.


Не забываем приклеить к основанию провод, идущий к зарядному.

Приклеиваем по бокам основания две боковые пластины. В оставшихся четырех прорезаем пазы под основание.

Склеиваем вместе крышки и боковины.

Оказалось, я немножко промазал, приклеивая на краях подставки для светодиодов. Пришлось боковинки отрезать и укоротить на 5 мм бока основания.

Прикидываем, что у нас получилось.

Была идея разделить пары светодиодов, чтобы они торцами не светили друг на друга, но это оказалось лишнее. Окончательно собираем приклеивая крышки к основанию.


Любуемся проделанной работой на первом же подходящем месте, на дверках шкафа.


А так светильник выглядит ночью на стене.


Декорируем соединительные провода. Для этого я воспользовался акриловой перламутровой эмалью «Серебристо-белая» смешанной с кварцевым песком. И то и другое покупал в строительном магазине. Использую эту смесь в различных самоделках для декорирования, выравнивания неровностей, заполнения швов. Песок можно взять и обычный речной, но кварцевый после сушки выглядит красивее.


Основание и торцы светильника дополнительно красим эмалью с цветом «Золото». Крышки украшаем по желанию. Я применил стикеры-бусины золотого цвета. Возможно это лишнее))

Вот такой получился светильник-ночник.

Видео его работы можно посмотреть у меня в Instagram. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Полярность

— learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 46

Что такое полярность?

В области электроники полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Неполяризованный компонент — деталь без полярности — может быть подключен в любом направлении и по-прежнему работать так, как должен. Симметричный компонент редко имеет более двух выводов, и каждый вывод на компоненте эквивалентен.Вы можете подключить неполяризованный компонент в любом направлении, и он будет работать точно так же.

Поляризованный компонент — деталь с полярностью — может быть подключен к цепи только в одном направлении. Поляризованный компонент может иметь два, двадцать или даже двести контактов, и каждый из них имеет уникальную функцию и / или положение. Если поляризованный компонент был неправильно подключен к цепи, в лучшем случае он не будет работать должным образом. В худшем случае неправильно подключенный поляризованный компонент будет дымить, искры и быть очень мертвой деталью.

Ассортимент поляризованных компонентов: батареи, интегральные схемы, транзисторы, регуляторы напряжения, электролитические конденсаторы и диоды, среди прочего.

Полярность — очень важное понятие, особенно когда речь идет о физическом построении цепей. Включаете ли вы детали в макет, припаиваете их к печатной плате или вшиваете их в проект электронного текстиля, очень важно уметь идентифицировать поляризованные компоненты и соединять их в правильном направлении.Так вот для чего мы здесь! В этом руководстве мы обсудим, какие компоненты имеют полярность, а какие нет, как определить полярность компонентов и как проверить некоторые компоненты на полярность.

Рассмотрите возможность чтения

Если ваша голова еще не кружится, возможно, можно безопасно прочитать оставшуюся часть этого руководства. Полярность — это концепция, которая основывается на некоторых концепциях электроники более низкого уровня и усиливает некоторые другие. Если вы еще этого не сделали, подумайте о том, чтобы ознакомиться с некоторыми из приведенных ниже руководств, прежде чем читать это.

Что такое схема?

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

Как использовать макетную плату

Добро пожаловать в чудесный мир макетов. Здесь мы узнаем, что такое макетная плата и как с ее помощью построить вашу самую первую схему.

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Полярность диодов и светодиодов

Примечание: Мы будем иметь в виду поток тока относительно положительных зарядов (т. Е. Обычного тока) в цепи.

Диоды позволяют току течь только в одном направлении, и они всегда поляризованы . У диода два вывода. Положительная сторона называется анодом , а отрицательная — катодом .

Обозначение диодной цепи с маркировкой анода и катода.

Ток через диод может течь только от анода к катоду, что объясняет, почему важно, чтобы диод был подключен в правильном направлении. Физически каждый диод должен иметь какую-то индикацию анода или катода. Обычно диод имеет линию рядом с выводом катода , которая совпадает с вертикальной линией в символе цепи диода.

Ниже приведены несколько примеров диодов. Верхний диод, выпрямитель 1N4001, имеет серое кольцо возле катода.Ниже этого сигнальный диод 1N4148 использует черное кольцо для маркировки катода. Внизу находится пара диодов для поверхностного монтажа, каждый из которых использует линию, чтобы отметить, какой вывод является катодом.

Обратите внимание на линии на каждом устройстве, обозначающие сторону катода, которые совпадают с линией на изображении выше.

Светодиоды

LED означает светоизлучающий диод , что означает, что, как и их диодные собратья, они поляризованы. Есть несколько идентификаторов для поиска положительных и отрицательных контактов на светодиодах.Вы можете попробовать найти более длинную ногу , которая должна указывать на положительный анодный штифт.

Или, если кто-то подрезал ножки, попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Штифт, ближайший к плоскому краю , будет отрицательным катодным штифтом.

Могут быть и другие индикаторы. SMD-диоды имеют ряд идентификаторов анода / катода. Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра. Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода.Если светодиод горит, положительный датчик касается анода, а отрицательный датчик касается катода. Если он не загорается, попробуйте поменять местами зонды.

Полярность крошечного желтого светодиода для поверхностного монтажа проверяется мультиметром. Если положительный вывод касается анода, а отрицательный — катода, светодиод должен загореться.

---

Диоды, конечно же, не единственный поляризованный компонент. Есть масса деталей, которые не будут работать при неправильном подключении.Далее мы обсудим некоторые другие распространенные поляризованные компоненты, начиная с интегральных схем.

Полярность интегральной схемы

Интегральные схемы (ИС)

могут иметь восемь или восемьдесят контактов, и каждый контакт на ИС имеет уникальную функцию и положение. При использовании микросхем очень важно соблюдать полярность. Есть большая вероятность, что они будут дымить, таять и испортиться при неправильном подключении.

ИС со сквозным отверстием обычно поставляются в двухрядном корпусе (DIP) — два ряда выводов, каждый с интервалом 0.1 дюйм шириной, достаточной, чтобы охватить центр макета. Микросхемы DIP обычно имеют выемку , чтобы указать, какой из множества контактов является первым. Если не выемка, то на корпусе микросхемы рядом с контактом может быть выгравирована точка 1.

Микросхема с точкой и меткой для обозначения полярности. Иногда вы получаете и то, и другое, иногда только одно или другое.

Для всех корпусов ИС номера выводов последовательно увеличиваются при перемещении против часовой стрелки от вывода 1.

ИС для поверхностного монтажа могут иметь QFN, SOIC, SSOP или ряд других форм-факторов. Эти микросхемы обычно имеют точек рядом с контактом 1.

ATmega32U4 в корпусе TQFP, рядом с распиновкой таблицы данных.

Конденсаторы электролитические

Не все конденсаторы поляризованы, но когда они поляризованы, очень важно не перепутать . полярности.

Керамические конденсаторы — маленькие (1 мкФ и менее), обычно желтые, — , а не поляризованные.Вы можете придерживаться их любым способом.

Керамические конденсаторы для сквозных отверстий и SMD 0,1 мкФ. Они НЕ поляризованы.

Колпачки электролитические (в них есть электролиты), похожие на консервные банки, поляризованы . Отрицательный штифт крышки обычно обозначается знаком «-» с отметкой и / или цветной полосой вдоль банки. У них также может быть на более длинная положительная ветвь .

Ниже представлены электролитические конденсаторы емкостью 10 мкФ (слева) и 1 мФ, на каждом из которых есть символ тире, обозначающий отрицательный вывод, а также более длинный положительный вывод.

Подача отрицательного напряжения на электролитический конденсатор в течение длительного времени приводит к кратковременному, но катастрофическому отказу. Они сделают pop , и верхняя часть крышки либо вздувается, либо лопается. С этого момента крышка будет практически мертвой, действуя как короткое замыкание.

Другие поляризованные компоненты

Батареи и блоки питания

Правильная полярность в вашей цепи начинается и заканчивается правильным подключением источника питания.Независимо от того, получает ли вы питание от настенной бородавки или от LiPo-аккумулятора, очень важно убедиться, что вы случайно не подключили их обратно и случайно не подали – 9 В или – 4,2 В.

Любой, кто когда-либо заменял батарейки, знает, как определить их полярность. На большинстве батарей положительные и отрицательные клеммы обозначаются символом «+» или «-». В других случаях это может быть красный провод для положительного и черный провод для отрицательного.

Ассортимент аккумуляторов.Литий-полимерный, плоская ячейка, 9 В щелочной, AA щелочной и AA NiMH. У каждого есть способ обозначать положительные или отрицательные клеммы. Блоки питания

обычно имеют стандартный разъем, который обычно должен иметь полярность. У бочкообразного домкрата, например, два проводника: внешний и внутренний; внутренний / центральный провод обычно является положительной клеммой. Другие разъемы, такие как JST, имеют ключ и , поэтому вы просто не можете подключить их задним ходом.

Для дополнительной защиты от обратной полярности источника питания вы можете добавить защиту от обратной полярности с помощью диода или полевого МОП-транзистора.

Транзисторы, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения

Эти (традиционно) трехконтактные поляризованные компоненты объединяются вместе, поскольку они имеют одинаковые типы корпусов. Транзисторы со сквозным отверстием, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения обычно поставляются в корпусах TO-92 или TO-220, как показано ниже. Чтобы определить, какой из выводов является каким, найдите плоский край на корпусе TO-92 или металлический радиатор на TO-220 и сопоставьте его с выводом в таблице данных.

Выше транзистор 2N3904 в корпусе TO-92, обратите внимание на изогнутые и прямые края.Регулятор 3,3 В в корпусе TO-220, обратите внимание на металлический радиатор сзади.

и т. Д.

Это лишь верхушка айсберга поляризованных компонентов. Даже неполяризованные компоненты, такие как резисторы, могут поставляться в поляризованных корпусах. Блок резисторов — группа из пяти или около того предварительно установленных резисторов — является одним из таких примеров.

Блок поляризованных резисторов. Массив из пяти 330 Ом; резисторы, соединенные вместе на одном конце. Точка представляет собой первый общий штифт.

К счастью, каждый поляризованный компонент должен каким-то образом сообщать вам, какой вывод какой.Обязательно всегда читайте таблицы и проверяйте корпус на наличие точек или других маркеров.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знаете, что такое полярность и как ее идентифицировать, почему бы не ознакомиться с некоторыми из этих руководств по теме:

• Основные сведения о разъемах — существует ряд разъемов, которые имеют собственную полярность. Обычно это отличный способ убедиться, что вы не подаете питание или какой-либо другой сигнал в обратном направлении.
• Диоды — наш яркий пример полярности компонентов. В этом руководстве подробно рассказывается, как работают диоды и какие типы диодов существуют.
• LilyPad Design Kit Эксперимент 1. Схемы существуют не только на макетных и печатных платах, вы также можете вшивать их в рубашки и другие ткани! Ознакомьтесь с руководствами по LilyPad Design Kit, чтобы узнать, как начать работу. Знание полярности очень важно для правильного подключения этих светодиодов.

Amazon.com: Current USA Satellite Freshwater LED Plus Light для аквариума, от 24 до 36 дюймов: Товары для домашних животных

1.0 из 5 звезд РЕДАКТИРОВАТЬ ** за два месяца до того, как пульт сломался
Katiestl от 29 августа, 2018

Через 2-3 месяца пульт перестал работать.Я попытался связаться с компанией, но они так и не ответили. По крайней мере, он все еще включался и выключался. Сейчас, спустя 18 месяцев, у меня нет пульта ДУ, и, поскольку идиот, который его разработал, сделал его без ЛЮБОГО НАСТОЯЩЕГО переключателя, у меня есть мусор за 90 долларов. У меня больше нет упаковки, поэтому я не могу их снова написать. Как мне связаться с вами? Кроме того, я предполагаю, что мне придется покупать новый пульт каждые два месяца, поскольку это срок службы, согласно другим обзорам. Приятно, что вы поставили аварийный выключатель на новые модели.

Итак, я купил стартовый бак Aqueon, который идет с дешевым фонарем с 12 светодиодами.Я хотел, чтобы у моих рыбок были растения. Я купил пластиковую вытяжку AQUEON со светодиодными лампами за 52 доллара плюс еще 20 долларов за дополнительную трубку. Он был очень тусклым — даже хуже, чем 12 лампочек, а у них 24. Прочитав тонны аквариумных сайтов, я нашел два светильника, которые выглядели хорошо, но не были супер дорогими. Я выбрал Current.

Плюсы
Элегантный и ненавязчивый. Я выбрал 24-36-дюймовый светильник, так что у меня было 48 светодиодов.
Настроить очень просто.
Купил для своего аквариума стеклянный колпак, он устанавливается прямо над ним — дополнительная защита от повреждений водой.Безопаснее и для рыбы.
Цвета! Так красиво. это как смотреть световое шоу. Честный.
У него много крутых эффектов. Пару конечных настроек. Несколько облаков — огни меняются, и кажется, будто облака проходят. Молния — это раздражает рыбу, хочешь жить под стробоскопом? Восход солнца, местами солнечно и т. Д.
Управлять можно с пульта, есть датчик.
Вы также можете настроить отдельные цвета.

Минусы
Включается только дистанционно.
Нет таймера. вы можете подключить его к розетке, но он включится до последней настройки.
Нет указаний на то, что означают картинки на пульте.
Это полный спектр, но нет настройки, которая показывала бы весь rgb, который я могу найти. Облака постоянно меняют цвет, я могу сделать белый / синий, белый / розовый, белый / красный, белый / зеленый. Сразу RGB не вижу. Тем не менее, я установил его достаточно ярким и добавил цвета — определенно больше света, чем было раньше, и мои растения уже хорошо растут.

Это хорошая цена, я не хочу слепить свою рыбу, да и растения кажутся счастливыми.

Все о светодиодах — Учебное пособие Австралия

Здравствуйте и добро пожаловать в наш учебник, в котором мы рассмотрим все, что касается светодиодов. Прежде всего, что такое светодиод? Светодиод означает «светоизлучающий диод» и представляет собой электронный компонент, используемый для преобразования электрической энергии в световую. Этот процесс называется электролюминесценцией. Светодиодные технологии повсюду вокруг нас, индикаторы на бытовой электронике, автомобильные стоп-сигналы, экраны телевизоров, почти каждый электронный продукт будет использовать светодиоды в той или иной форме или форме.Широкое распространение светодиодной технологии объясняется энергоэффективностью, компактной формой, прочностью и простотой использования по сравнению с традиционными формами освещения. Итак, теперь, когда мы знаем, что они полезны, как они на самом деле работают?

В этой статье мы будем использовать базовую теорию и термины в области электроники, поэтому, если вы не знакомы с законом Ома, напряжением, током и другими подобными терминами, сначала прочтите наш ускоренный курс по аналоговой электронике.

Принцип работы светодиодов

Светодиод, как следует из названия, представляет собой диод особого типа, который при активации излучает электромагнитную энергию (свет).Мы не будем вдаваться в подробности физики полупроводников, но диод состоит из P-N перехода. PN-переход — это два полупроводниковых материала, один из которых обрабатывается (« легируется »), чтобы иметь большое количество электронов (N для отрицательных, поскольку электроны являются отрицательно заряженными частицами), а другой, который легирован, чтобы иметь меньше электронов или дырок. ‘где электроны отсутствуют (P означает положительный, поскольку отсутствие электронов создает положительный заряд). Когда через этот переход проходит ток, электроны прыгают со стороны N на сторону P, чтобы заполнить дырки, когда электроны движутся по цепи, и когда электроны пересекают этот зазор, выделяется энергия (в случае светодиодов, световая энергия) .Физика нижнего уровня немного сложнее, но достаточно сказать, что вы можете контролировать длину волны излучаемой энергии (длина волны соответствует цвету видимого света), изменяя конструкцию светодиода и материалы, используемые для создания светодиода. PN переход.

Пользователь: S-kei — Файл: PnJunction-LED-E.PNG, CC BY-SA 2.5

Говоря о цветах, светодиоды доступны в самых разных цветах, формах, размерах и интенсивности (яркости), однако людей часто сбивает с толку то, почему синие светодиоды обычно дороже светодиодов других цветов.Это связано с тем, что в то время как цвета, такие как красный, зеленый и инфракрасные светодиоды, существуют уже почти полвека, синие светодиоды существуют только десять или два года, потому что для их изготовления требуется другой материал и другой процесс (нитрид галлия GaN). Однако в настоящее время вы можете получить светодиоды практически любого цвета, включая светодиоды невидимого спектра, такие как инфракрасные (используемые в пультах дистанционного управления) и ультрафиолетовые.

Конструкция светодиода

Светодиод — довольно простое устройство, оно состоит из эпоксидного корпуса (прозрачного или цветного) с полупроводниковым кристаллом посередине, прикрепленным к двум выводам.Два вывода диода известны как анод и катод. Анод светодиода — это положительный вывод, а катод — отрицательный вывод. На стандартных светодиодах со сквозным отверстием корпус будет иметь плоский край с одной стороны, вывод на этой стороне является катодом и обычно также является более коротким выводом. Светодиоды, как и диоды, являются поляризованными устройствами, что означает, что они пропускают ток только в одном направлении. Если вы неправильно вставите светодиод в свою схему, он не сломается, просто не загорится.

By Inductiveload — собственная работа загрузчиком, нарисованная в Solid Edge и Inkscape., Общественное достояние

Так что приятно знать, но как на самом деле использовать светодиоды? Давайте взглянем.

Использование светодиодов

Несмотря на то, что существует множество различных типов светодиодов для различных приложений, включая автомобильное и домашнее освещение, сегодня мы сосредоточимся конкретно на стандартных типах светодиодов, используемых в электронике. Эти светодиоды доступны в различных формах, таких как пакеты со сквозными отверстиями 10–3 мм и корпуса SMD, однако принцип тот же. При использовании светодиодов необходимо учитывать 2 важные характеристики, чтобы они работали должным образом.Поскольку светодиоды — это просто особый тип диодов, многие из обсуждаемых здесь принципов применимы и к диодам.

Автор Afrank99 — Собственная работа, CC BY-SA 2.0

прямое напряжение:

Чтобы светодиод излучал свет, необходимо приложить к нему определенное напряжение. Это известно как «прямое напряжение», или, другими словами, светодиод вызывает потерю фиксированного напряжения на нем, что необходимо для генерации света. Для большинства светодиодов это значение находится в пределах 1.7–3,3 В в зависимости от цвета излучаемого света (для синего светодиода требуется более высокое прямое напряжение, чем для красного светодиода).

прямой ток:

Как и в случае с электронным компонентом, светодиод является нагрузкой в ​​цепи, и когда цепь замыкается, течет ток. Прямой ток светодиода относится к количеству тока, который он будет потреблять при работе с заданной яркостью. Для большинства светодиодов это значение находится в диапазоне 15-20 мА, и важно принять это к сведению, поскольку если светодиоды потребляют слишком большой ток, он значительно сократит его срок службы (синий светодиод, подключенный напрямую к источнику питания 12 В без ограничения тока, будет разрушен в несколько секунд).Из-за чрезвычайно низкого потребления тока в зависимости от яркости светодиоды заменяют традиционные формы освещения почти во всех областях благодаря своей эффективности.

Защита светодиодов с помощью токоограничивающего резистора:

Итак, прямой ток и напряжение важны, так как же обеспечить безопасное и эффективное питание наших светодиодов? Что ж, поскольку большинство источников питания будут иметь напряжение больше, чем прямое напряжение, и быть кабелем для подачи большего, чем прямой ток, нам нужно создать дополнительную нагрузку на нашу схему, поэтому мы используем резистор.

Если вы прочитали наш ускоренный курс по аналоговой электронике, вы получите хорошее представление о том, как работают резисторы, но давайте быстро подведем итоги. Задача резисторов — (как вы уже догадались) противостоять потоку электронов (току), и любая резистивная нагрузка вызовет падение напряжения на ней. Таким образом, мы можем использовать резистор для ограничения тока, подаваемого на наш светодиод, и вычислить необходимое сопротивление — это простой вопрос применения закона Ома: V = IR (напряжение = ток x сопротивление). Так что давайте копаться!

Рассмотрим следующие характеристики типичного красного светодиода с прямым напряжением 1.8 В и прямой ток 20 мА. Для моделирования мы будем использовать источник питания 9 В.

Итак, мы будем использовать закон Ома, чтобы найти необходимое значение сопротивления, поэтому мы изменим формулу так, чтобы R = V / I, нам просто нужно найти падение напряжения на резисторе и ток, чтобы получить сопротивление. Если на светодиоде падает 1,8 В, еще 7,2 В упадет на остальную часть цепи (наш резистор), поэтому V = 7,8. Поскольку мы хотим ограничить ток в цепи до 20 мА, I = 0.02 (Амперы). Итак, теперь мы можем разделить 7,2 на 0,02 и получить: 360. Следовательно, нам нужен ограничивающий ток резистор на 360 Ом.

Вот и все, теперь вы можете рассчитать номинал резистора, необходимого для питания любого светодиода. Попробуйте решить другую проблему, используя V = IR, где у светодиода прямое напряжение 2,2 В, прямой ток 18 мА, а источник питания — 12 В, и опубликуйте свои ответы в комментариях ниже!

Управление яркостью

Если вы хотите отрегулировать яркость светодиода, вы можете увеличить резистор ограничения тока, чтобы уменьшить ток светодиода и уменьшить яркость, однако убедитесь, что вы не опускаетесь ниже расчетного значения резистора.Это нормально для постоянной фиксации яркости, однако, в отличие от ламп накаливания (традиционных световых шаров, использующих многожильную нить накала), вы не можете отрегулировать яркость, просто изменив напряжение на светодиодах. Вы получите странный ответ, и это не будет приятным плавным изменением. Вместо этого для управления яркостью светодиода вы используете ШИМ.

PWM более подробно обсуждается в других наших руководствах, однако концепция довольно проста. Вы включаете и выключаете светодиод быстрее, чем человеческий глаз может воспринимать как отдельные вспышки, а соотношение времени включения / выключения на определенной частоте воспринимается человеческим глазом как увеличение / уменьшение яркости.Для получения более подробной информации о том, как работает PWM, ознакомьтесь с этим руководством по DAC для Raspberry Pi.

Использование нескольких светодиодов: последовательное или параллельное подключение

Итак, использование одного светодиода — это нормально, но как насчет того, чтобы подключить более одного светодиода к источнику питания, и все они загорятся? Вы могли подумать, что мы могли бы просто соединить один за другим с помощью резистора на конце, это называется последовательным соединением. Однако, если мы это сделаем, у каждого светодиода будет падение напряжения, что означает, что каждый последующий светодиод будет иметь все меньше и меньше доступного напряжения, а это означает, что светодиоды будут становиться тусклее и тусклее по мере того, как вы спускаетесь по цепи.Что нам нужно сделать, так это соединить их параллельно, как показано:

Таким образом, каждый светодиод находится в своем собственном контуре цепи, и ни один светодиод не получает больше энергии, чем другой. Но будьте осторожны, скажем, вам нужен резистор на 360 Ом для одного светодиода, как показано выше, вы не можете использовать один резистор на 360 Ом для всех светодиодов, потому что это значение предназначено для ограничения тока только до 20 мА, но если у вас есть несколько светодиодов, подключенных параллельно, ток, потребляемый для них, складывается, поэтому нам нужно пересчитать текущее потребление всех светодиодов вместе взятых.

RGB и цифровые светодиоды

Каким бы захватывающим ни был одноцветный светодиод, большим преимуществом светодиодов является то, что из-за их небольшого размера вы можете объединить несколько светодиодов в один корпус, чтобы создать светодиод RGB (красный, синий, зеленый), который создает цвета в видимом диапазоне. спектр благодаря аддитивному свету. Использовать эти светодиоды просто: у них есть общий вывод (катод или анод) и отдельный вывод для каждого цвета, который вы можете использовать для независимого управления каждым цветовым каналом.Это здорово, но представьте, что вы используете их много и сколько контактов потребуется для их управления. В последние годы мы стали свидетелями разработки светодиодов с цифровой адресацией, которые объединяют светодиод RGB и крошечный чип контроллера в стандартный корпус и позволяют управлять огромными их полосами с помощью одного вывода микроконтроллера! Для получения дополнительной информации об этих типах светодиодов ознакомьтесь с нашим руководством по NeoPixels with Particle.

Что теперь?

Это почти все основы использования светодиодов. Вы можете пойти и создать свои собственные впечатляющие устройства с использованием света и чудес.Если у вас есть другие вопросы, дайте нам знать в комментариях ниже. Удачи!

Привет и добро пожаловать в наш учебник, в котором мы рассмотрим все, что касается светодиодов. Прежде всего, что такое светодиод? LED означает Light E …

Saramonic Home Base Professional Plus Портативное видео HOMEBASE3

Комплект Saramonic Home Base Professional Plus со светодиодной подсветкой и фоном предлагает набор необходимых коммуникационных инструментов для профессионалов и членов корпоративной команды, которым необходимо видеоконференция из дома или вне офиса при сохранении безупречного внешнего вида.Независимо от того, являетесь ли вы руководителем, медицинским работником, студентом, учителем, фрилансером, религиозным лидером или веб-мастером, в этом простом в использовании универсальном решении есть все необходимое, чтобы вы могли начать работу в кратчайшие сроки. делать звонки более четкими, простыми в управлении и более продуктивными.

Home Base Professional Plus Kit включает гарнитуру с шумоподавлением MPOW и микрофоном, которая изолирует ваш голос в шумной комнате, позволяя вам слушать вашу видеоконференцию, не отвлекаясь.Гарнитура оснащена разъемом TRRS 3,5 мм для подключения к смартфону или ноутбуку. Возможность подключения через USB-разъем позволяет подключаться напрямую к портативным и настольным компьютерам для передачи цифрового звука. На блоке управления через USB-соединение есть функция отключения звука для микрофона или гарнитуры, а также регулятор громкости.

Направленный микрофон Vmic Mini разработан для записи чистого звука, когда вам нужна свобода передвижения без гарнитуры. При использовании со смартфоном микрофон можно установить непосредственно на прилагаемом зажиме для смартфона или на мини-штативе.Стильная сумка-мессенджер Tenba надежно хранит все эти аксессуары, а также ноутбук или небольшую камеру, когда вы в пути.

Светодиодная панель с мягким освещением Nanlite LumiPad 25 дает вам простое решение для управления тем, как вас видят другие. Свет можно приглушить, чтобы он соответствовал освещению в вашем помещении. Цветовую температуру света можно регулировать, что позволяет выбрать нужную степень тепла для улучшения тона кожи. Поставляемая в комплекте легкая подставка Phottix P220 легкая, портативная и устанавливается за секунды.Он надежно удерживает светодиодную панель на месте и может легко перемещаться для создания различных углов и сценариев освещения для ваших видеоконференций.

Складной серый фон Savage скрывает загроможденное пространство или людей, переходящих позади вас, гарантируя, что внимание будет сосредоточено на вас, где бы вы ни оказались. Устойчивый к морщинам серый тканевый материал сохраняет профессиональный вид, не причиняя вреда коже. тонов, при естественном и искусственном освещении. На заднем фоне размером 5 x 7 футов могут разместиться до двух человек.В комплекте сумка для переноски с ремнем через плечо.

Комплект совместим со смартфонами / планшетами iOS / Android с разъемом для наушников, DSRL-камерами и компьютерами. Он работает со всем популярным программным обеспечением для видео и удаленной работы, включая Zoom, Skype, Go to Meeting, Facebook, Instagram и другие.

Светодиодные лампы

и коды ошибок CANbus

В этом посте мы представляем вам эпизод ABD TV, в котором мы стремимся ответить на все эти животрепещущие вопросы, развеять путаницу и оставить вас полными знаний.

Сегодня мы занимаемся мутными водами светодиодных ламп, а точнее проблемами ужасных кодов ошибок CANbus.

Так что я имею в виду под кодами ошибок CANbus?

Что ж, в современных автомобилях используются датчики, предупреждения и сообщения. Когда что-то идет не так с вашей машиной, вы часто получаете какое-то уведомление об этом на своем тире. Это может быть простой предупреждающий световой сигнал или настоящее письменное сообщение.

Ваш автомобиль полон этих датчиков, и они будут контролировать многие многие системы в вашем автомобиле, от впрыска топлива до тормозных колодок и ремней безопасности.

В случае лампочек ваш автомобиль сообщит вам о выходе из строя одного из внешних приложений. Эта проверка / отчет обычно называется системой CANbus.

Конечно, эти сообщения об ошибках очень полезны и являются отличным дополнением к современным автомобилям, так в чем же проблема?

Светодиодные лампы вторичного рынка, вызывающие коды ошибок

Проблема заключается в ложных срабатываниях, связанных с вторичными продуктами, такими как светодиодные лампы.

Самый распространенный способ, которым система CANbus проверяет исправность лампочки, — это измерение сопротивления в цепи.Некоторые автомобили измеряют полное сопротивление цепи, другие проверяют отдельные лампочки. Но они проверяют характеристики обычной лампы накаливания.

Одним из основных преимуществ светодиодной лампы является более низкое энергопотребление. Кто не хочет лишней экономии топлива! Особенно с караванами и автодомами.

Не буду утомлять вас физикой, но меньшая мощность означает большее сопротивление (P = V² / R). Таким образом, система CANbus вашего автомобиля увидит то, чего не ожидает, и выдаст сообщение об ошибке.В некоторых случаях он даже отключит питание этой цепи, а это означает, что ваша идеально исправная светодиодная лампа не загорится.

Исправление кодов ошибок

Есть 2 основных способа решить эту проблему, и я собираюсь рассмотреть оба из них ниже:

Светодиодные лампы, совместимые с CANbus

Первое и самое простое решение — установить лампу, совместимую с CANbus.

Лампы

, такие как светодиоды Twenty20 Cree и некоторые из линейки Ring Premium, имеют встроенные дополнительные резисторы для регулировки характеристик лампы.Это приближает их к параметрам, которые ищет ваша машина.

Поскольку они являются прямой заменой существующих лампочек, они всегда будут нашей первой рекомендацией, что попробовать.

В 95% случаев этого будет достаточно, чтобы решить проблему. Однако некоторые автомобили могут быть особенно суетливыми и по-прежнему выдают ошибку.

Проблема в том, какое сопротивление необходимо для того, чтобы он соответствовал лампе накаливания. Он был бы просто слишком большим и слишком горячим.Тепло от резистора почти мгновенно приведет к его выходу из строя.

Следовательно, производители могут только попытаться приблизиться к нему настолько близко, насколько они могут, и надеяться, что он попадет в требуемый уровень.

В случаях, когда у вас просто супер суетливый автомобиль, и даже светодиодные лампы CANbus не режут его, мы должны перейти ко второму варианту и добавить сопротивление другим способом.

Наборы резисторов

для светодиодных ламп

Вот тут-то и пригодятся комплекты резисторов, подобные этому от Osram.

Это может показаться сложным, но на самом деле все очень просто. Вы можете увидеть, как это делается, на видео вверху страницы. Но общая концепция такова:

Обычный патрон лампы, который у вас будет в машине, будет иметь 2 провода, идущие к нему для подачи питания. Один для положительного и один для отрицательного. В этом случае не важно знать, что есть что, просто у вас есть 2 правильных провода для вашей светодиодной лампы.

На нашем резисторе, как ни странно, тоже 2 провода.

Просто используйте входящие в комплект скотч-замки, чтобы соединить одну ножку резистора с одним проводом держателя лампы, а другую ножку с другим. Это называется параллельным подключением.

После этого регулируется сопротивление до нужной величины, не влияя на саму лампочку.

И все просто.

Теперь вы эксперт по светодиодным лампам и проблемам с автобусами. Помните, что если у вас современный автомобиль с системой CANbus, сначала попробуйте лампу, совместимую с CANbus.Если это не сработает, отключите резисторы, и вы сразу же приступите к работе.

Если у вас есть какие-либо вопросы по этому поводу, не стесняйтесь задавать их в комментариях ниже.

Также, если у вас есть какие-либо другие общие вопросы о продукте, которые вы хотели бы обсудить в будущем выпуске ABD TV, отправьте их через наши учетные записи в социальных сетях или по электронной почте.

L6: Светодиоды — Физические вычисления

Содержание

1. Что такое светодиоды?
2. Что такое диоды?
   1. Прямое или включенное напряжение диода
   2. График ВАХ для диодов
   3. Рассеиваемая мощность диода
   4. Напряжение пробоя
   5. Анализ диода в цепи
      1. Шаг 1: Определение узлов и падений напряжения
      2. Шаг 2 : Решить для \ (V_R \)
      3. Шаг 3: Решить для тока \ (I \)
      4. Шаг 4: Решить для мощности на резисторе и диоде
      5. Отражение на нашем решении
3. Использование светодиодов
   1. LED Детали
   2. График IV для светодиодов
      1. Осторожное включение светодиодов разного цвета в параллель
      2. Экспериментирование с соотношением тока и напряжения светодиодов
4. Токоограничивающие резисторы
   1. Решение проблемы токоограничивающего резистора
      1. Шаг 1: Определите узлы и падения напряжения
      2. Шаг 2: Решите для \ (V_R \)
      3. Шаг 3: обратитесь к таблице данных для \ (I_F \)
      4. Шаг 4: Решите для \ (R_1 \)
      5. Какой резистор использовать?
      6. Используйте правила эквивалентности резисторов
      7. Проверьте работу с симулятором
      8. Проверьте работу на практике
   2. Имеет ли значение, на какой стороне светодиода я размещаю резистор?
   3. Что будет, если вы забудете токоограничивающий резистор?
5. Все еще не уверены?
6. Действие
7. Ресурсы
   1. Видео
   2. Текст

---

После резисторов светодиоды являются наиболее распространенными электрическими компонентами, используемыми в физических вычислениях.Светодиоды являются энергоэффективными источниками света , а не на основе резистивных свойств и, следовательно, являются неомическими устройствами. Они бывают разных форм и размеров (см. Изображение ниже). В этом уроке вы узнаете о диодах и о том, как они работают, прежде чем погрузиться в светодиоды, о важности токоограничивающих резисторов и о том, как их использовать.

Рисунок. светодиодов различаются по цвету, размеру и форме. Изображение из Википедии.

Что такое светодиоды?

Светодиоды

представляют собой тип диода, который представляет собой электрический компонент, который позволяет току течь только в одном направлении — например, улица с односторонним движением или обратный клапан в водопроводе.В отличие от традиционных ламп (источников света накаливания), светодиоды имеют множество преимуществ, в том числе: более низкое энергопотребление, более длительный срок службы, улучшенную физическую надежность, меньший размер и более быстрое переключение (их можно очень быстро включать и выключать).

Например, лампа накаливания преобразует примерно 5% своей энергии в видимый свет, остальная часть теряется на тепло. В частности, типичная лампа накаливания на 120 В может выдавать 16 люмен на ватт по сравнению с 60 лм / Вт для компактных люминесцентных ламп и 150 лм / Вт для белых светодиодных ламп (источник).Более того, срок службы обычной лампы накаливания составляет примерно 1000 часов по сравнению с 20 000–30 000 часов для светодиодов.

В то время как основа светодиодной технологии была открыта в 1927 году (Википедия), первые светодиоды видимого спектра (красные светодиоды) были продемонстрированы только в 1960-х годах, и намного позже, пока они не стали коммерчески жизнеспособными. Невероятно, но синий светодиод не был изобретен до 1990-х гг., Благодаря чему соавторы Сюдзи Накамура, Хироши Амано и Исаму Акасаки были удостоены Нобелевской премии по физике 2014 г.г., в середине 2010-х годов было продемонстрировано высокоэффективных экспериментальных белых светодиодов с производительностью 303 люмен на ватт электроэнергии). Акасаки недавно скончался (в апреле 2021 года), и у New York Times есть хороший некролог с интересной историей изобретения синих светодиодов.

Итак, хотя светодиоды сейчас широко распространены, они представляют собой относительно новую технологию с активными исследованиями.

Что такое диоды?

Чтобы лучше понять светодиоды, сначала полезно немного узнать об обычных диодах и о том, как их использовать.Как уже отмечалось, диоды представляют собой особый тип полупроводниковых устройств, которые в идеале проводят ток только в одном направлении . См. Анимацию ниже.

Видео. Диоды позволяют току течь только в одном направлении — например, гаишники направляют машины на улицу с односторонним движением. На видео выше мы показываем, как ток течет через диод от его анодного вывода к его катоду. Но если мы поменяем ориентацию, ток остановится! Здесь вы можете поиграть со схемой.

Подобно резистору, диод имеет два вывода (также называемых выводами или ножками).В отличие от резисторов, они неомичны и, следовательно, не подчиняются закону Ома. А диод — это компонент с поляризацией , что означает, что его ориентация имеет значение (как показано на видео выше). Схематический символ диода указывает на его направление: стрелка указывает направление тока (и, аналогично, вертикальная катодная линия, которая видна как на символе, так и на самом устройстве, должна указывать в сторону - ).

Рисунок. Схематическое обозначение диода и изображение реального диода, популярного 1N4001.Изображение сделано в PowerPoint.

Напряжение «включено» или «вперед» диода

Чтобы использовать диод, вы должны подать минимальное напряжение , которое обычно называется «напряжение включения» (\ (V_ {on} \)) или «прямое напряжение». напряжение »(\ (V_ {f} \)). Опять же, используя аналогию с гидравликой, представьте диод как дверь с пружинным открытием в водопроводной трубе (см. Изображение ниже). Дверь откроется только тогда, когда напор воды превысит определенный порог (преодоление силы пружины). Дверца также предотвращает обратный поток, поскольку она может открываться только в одном направлении (таким образом, вода может течь только в одном направлении в трубе).Довольно круто!

Типичное значение для \ (V_ {f} \) составляет 0,6–0,7 В, поэтому установка «текущего» предохранителя обратного тока в вашу схему «стоит» всего ~ 0,7 В. Зачем тебе это нужно? Например, чтобы защитить вашу схему на случай, если вы неправильно вставите батарею.

Рисунок. Гидравлический аналог для диодов. Я не могу найти первоисточник для этого изображения. Первоначально он был взят с курса Бьорна Хартманна CS294 в Калифорнийском университете в Беркли (но этой веб-страницы уже давно нет!).

График I-V для диодов

С резисторами существует линейная зависимость между напряжением и током.Для диодов это соотношение тока и напряжения составляет нелинейных . Когда приложенное напряжение меньше \ (V_f \), диод похож на разомкнутую цепь (отключен). Когда приложенное напряжение \ (V_s \) превышает \ (V_f \), «клапан» открывается, вызывая падение напряжения на компонент \ (V_ {D} = V_ {f} \), и ток течет с очень небольшим сопротивлением. (в идеале вроде замкнутый выключатель).

Рисунок. Примерный график вольт-амперной характеристики (или I-V) для резисторов и диодов.Обратите внимание, что после того, как приложенное напряжение \ (V \) превышает прямое напряжение \ (V_f \) диода, диод «включается», и ток течет (и течет, как если бы диод был просто замкнутым переключателем). Изображение сделано в PowerPoint.

Обычно при достижении \ (V_f \) мы предполагаем, что падение напряжения \ (V_D \) на диоде остается относительно постоянным (например, 0,7 В) независимо от тока через него. Но это не совсем так. Фактически, \ (V_D \) продолжает немного изменяться, однако это изменение настолько мало в широком диапазоне токов, что мы можем смоделировать \ (V_D \) как постоянную.И это приближение подходит для наших целей.

Рисунок. Отношение тока к напряжению диода часто упрощается, как на рисунке справа, хотя \ (V_D \) действительно немного изменяется при увеличении тока. Изображение справа от UIUC ECE110.

Рассеиваемая мощность диода

Диоды, как и резисторы, которые имеют максимальную номинальную мощность, тоже! Для резистора \ (R \) мы вычисляем рассеиваемую мощность, исходя из падения напряжения на нем \ (V \), умноженного на ток \ (I \), проходящий через него (так, \ (P = V * I \)).То же самое и с диодом!

Напряжение пробоя

В идеале диоды блокировали бы любой ток, протекающий в направлении , обратном ; однако, если приложено достаточно большое «обратное» напряжение (, например, от -50 В до -100 В), тогда «люк» будет подавлен, и ток начнет течь в обратном направлении (опять же, как замкнутый переключатель). . В технических характеристиках диода это называется «напряжением пробоя» или «номинальным обратным напряжением».

Как получить «обратное напряжение»? Ну, самый простой способ — подключить источник напряжения задом наперед.Как правило, для наших целей вам не нужно об этом беспокоиться. Подробнее см. Здесь.

Вот почему мы используем термины «прямое напряжение» и «прямой ток», чтобы отличить случай пробоя (с «обратным напряжением» и «обратным током»).

Анализ диода в цепи

Давайте проанализируем диод общего назначения 1N4001 в простой схеме с батареей 9 В и резистором 100 Ом. Ключевым моментом здесь является осознание того, что как только подаваемое нами напряжение превышает «включено» напряжение нашего диода \ (V_f \), мы можем смоделировать диод как провод.Хотя это и несовершенно, для наших целей это разумное упрощение.

Итак, давайте решим для тока \ (I \) в следующей схеме.

Рисунок. В этой простой схеме у нас есть батарея на 9 В, резистор 100 Ом и диод 1N4001. Как мы можем найти текущий \ (I \)? Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 1. Определение узлов и падений напряжения

Как и раньше, когда мы впервые начинаем анализировать схему, мы идентифицируем то, что знаем. В этой схеме нет ответвлений.Таким образом, мы знаем, что ток \ (I \) распределяется повсюду. Мы также можем идентифицировать три отдельных узла с разными уровнями напряжения, Node A , который напрямую подключен к нашей батарее и, следовательно, \ (9V \), Node C , который подключен к отрицательной клемме нашей батареи, так что \ (0V \) и Node B , который находится между резистором \ (R_1 \) и диодом \ (D_1 \), поэтому должно иметь напряжение где-то между Node A и Node C .

Рисунок. При анализе цепи первое, что нужно сделать, — это наблюдать и идентифицировать то, что мы знаем. Мне нравится маркировать свои отдельные узлы (здесь для ясности выделены цветом). Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 2: Решите для \ (V_R \)

Закон Кирхгофа о напряжении гласит, что для последовательного тракта с замкнутым контуром алгебраическая сумма всех напряжений равна нулю. Это связано с сохранением энергии — контур цепи является замкнутым проводящим путем, поэтому потеря энергии не происходит.

В этом случае напряжение питания 9 В плюс падение напряжения \ (V_R \) на резисторе \ (R_1 \) и падение напряжения \ (V_D \) на диоде \ (D_1 \) должны равняться нулю.Другой способ записать это:

\ [V_ {CC} = V_R + V_D \]

Мы знаем, что \ (V_ {CC} = 9V \). Мы также знаем, что «включено» напряжение для диода 1N4001 составляет 0,7 В (что-либо меньше, и диод имеет почти бесконечное сопротивление, поэтому ток не течет). Таким образом, мы можем заменить 0,7 В на \ (V_D \), что приведет к:

\ [V_R = V_ {CC} — V_D \\ V_R = 9V — 0,7V \ V_R = 8.3V \]

Таким образом, \ ( V_R \) равно 8,3 В.

Рисунок. Используя закон Кирхгофа о напряжении, мы знаем, что \ (V_ {CC} = V_R + V_D \).Подставляя известные значения для \ (V_ {CC} = 9V \) и \ (V_D = 0.7V \), давайте решим падение напряжения \ (V_R \) вокруг резистора \ (R_1 \), которое составляет 8,3 В. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 3: Найдите значение тока \ (I \)

Теперь, когда мы знаем \ (V_R = 8.3V \), мы можем использовать закон Ома для определения тока \ (I \) в нашей цепи, что просто \ (I = \ frac {V_R} {R_1} = \ frac {8,3 В} {100 Ом} = 0,083 А = 83 мА \). Таким образом, по нашей цепи (через резистор и диод) протекает ток \ (83 мА \).

Рисунок. Используя закон Ома, мы можем найти ток \ (I \) в нашей цепи. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Мы также можем использовать наш надежный инструмент CircuitJS, чтобы смоделировать эту схему и проверить наш ответ. Как показывает моделирование ниже, наш расчет \ (83 мА \) был точным (даже несмотря на то, что мы упростили истинную работу диода по току-напряжению).

Видео. В этом видео показано моделирование CircuitJS базовой схемы резистор-диод с батареей 9 В, резистором 100 Ом и диодом 1N4001.Здесь вы можете поиграть со схемой.

Шаг 4: Решите для мощности на резисторе и диоде

Последний шаг — проверить, каковы наши показатели рассеяния мощности для нашего резистора и диода. Это поможет нам выбрать подходящий резистор и диод, если мы действительно построим эту штуку.

Для резистора:

\ [P_R = V_R * I = 8,3 В * 0,083 А = 0,69 Вт \]

Для диода:

\ [P_D = V_D * I = 0,7 В * 0,083 А = 0,058 Вт \]

Рисунок. В качестве последнего шага давайте разберемся с потребляемой мощностью на каждом электрическом компоненте.Мы можем использовать уравнение мощности: \ (P = I * V \). Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Таким образом, для этой схемы нам потребуется более громоздкий резистор, чем резисторы на 0,25 Вт, которые мы вставляем в наши комплекты оборудования (вы можете получить пакет из 1000 резисторов мощностью 1 Вт на Amazon за 19,99 доллара США, что составляет примерно 2 цента за резистор). Однако из таблицы данных 1N4001 0,058 Вт находится в пределах максимальной мощности 3 Вт, поэтому 1N4001 вполне подойдет.

Рисунок. Скриншот таблицы 1N4001.

Размышляя о нашем решении

В нашем решении мы предположили, что падение напряжения на диоде (\ (V_D \)) постоянно при \ (0.\ frac {q * V_D} {k * T} -1) \)

Где \ (I_S \) — ток насыщения, \ (V_D \) — напряжение на диоде, \ (q \) — заряд на электроне (в кулонах), \ (k \) — постоянная Больцмана, а \ (T \) — температура (в кельвинах). Мне никогда не приходилось использовать это уравнение, но я включил его здесь для полноты. Если вы хотите узнать больше, прочтите эту статью Khan Academy.

Используя светодиоды

Уф, мы наконец вернулись к светодиодам, которые являются удивительно гибкими, интересными и элегантными электронными компонентами (см. Изображение ниже).Светодиоды необходимы для физических вычислений, и мы полагаемся на них во многих наших уроках Введение в Arduino. Поэтому важно понимать, как их использовать.

Рисунок. Разнообразные относительно простые светодиодные проекты. Проекты верхнего ряда построены только на светодиодах, резисторах и батарее. Нижний ряд построен на микроконтроллерах. Слева вверху: (а) Светодиодная лампа Flower, изготовленная Wemyour из пластиковых ложек; (б и в) бумажные ночники и звездная бутылка с водой, созданная I Love Creativity; (d) светодиодный куб 8x8x8, построенный на Arduino Uno Гарри Ле; (д) висящее светодиодное облако Ричарда Кларксона; (е) воздушные шары для контроля качества воздуха Стейси Кузнецова и его коллег (статья UbiComp’11, Instructables)

Опираясь на наши знания о диодах, мы теперь готовы понять, как работают светодиоды, как их использовать и зачем нам нужны токоограничивающие резисторы. .Пойдем!

Детали светодиодов

Светодиоды похожи на супердиоды — они работают аналогично, но обладают волшебным свойством излучения света.

Как и другие диоды, светодиод имеет две ножки и является поляризованным компонентом — он работает только в одном направлении. Анод + обозначен более длинной ногой светодиода на , а катод - тонко обозначен плоской стороной корпуса светодиода (см. Изображение ниже). Анод должен быть обращен к части вашей цепи с более высоким электрическим потенциалом, и ток течет от анода к катоду.

Рисунок. Схематический символ и обозначенные части светодиода (LED). Есть два основных способа определить ориентацию светодиода. Во-первых, ищем длинную ногу, которая является анодом. Если ножки (или выводы) светодиода обрезаны или не видны иным образом, вы также можете посмотреть на форму эпоксидного кожуха, у которого есть тонкая плоская сторона . Эта плоская сторона обращена к катодной ножке. Изображение сделано в PowerPoint. Я не знаю источник светодиодного изображения.

Светодиоды — это полупроводниковые устройства, которые используют электролюминесценцию для излучения света в ответ на ток. В частности, когда электроны проходят через светодиод, они выделяют энергию в виде фотонов. Если вам интересно узнать больше, посмотрите это видео от Today I Found Out.

Рисунок. Невероятно крутой внутренний вид функционирующего светодиода от TubeTimeUS в Twitter. Небольшие изменения в аннотациях, выполненные Джоном Э. Фрёлихом.

График ВАХ для светодиодов

Ранее мы показали простой график ВАХ (ВАХ или ВАХ) для резисторов, который следует закону Ома, \ (I = \ frac {V} {R} \), и диоды, чего нет.

Мы можем расширить наш график ВАХ для резисторов, чтобы показать, как ток линейно увеличивается с разной скоростью в зависимости от основного сопротивления (буквально просто построение графика \ (I = \ frac {V} {R} \) для разных значений \ (R \) )). См. График слева внизу.

Мы также можем построить график ВАХ для светодиодов, который снова демонстрирует нелинейность (помните, что диоды неомичны). Некоторые важные моменты, на которые следует обратить внимание:

1. Во-первых, как и диоды, через светодиод проходит очень небольшой ток, пока не будет достигнуто его «включено» или «прямое» напряжение \ (V_f \).
2. Во-вторых, прямое напряжение \ (V_f \) отличается цветом светодиода. Например, обратите внимание, как синий (B) и белый (W) светодиоды требуют больше \ (V_f \), чем красный (R) и оранжевый (O) на графике ниже.

Рисунок. На этом рисунке показана ВАХ для различных значений резистора (после \ (I = \ frac {V} {R} \)) и для различных значений светодиодов (справа). Обратите внимание, как прямое напряжение \ (V_f \) отличается в зависимости от цвета светодиода. Изображение с сайта LEDnique.com.

Осторожное подключение разноцветных светодиодов параллельно

Поскольку светодиоды разного цвета имеют уникальное «включено» напряжение \ (V_f \), вам нужно быть особенно осторожным с конфигурациями схем смешанных цветов, особенно если вы подключаете их параллельно.Вам нужно будет учесть разницу в \ (V_f \) и выбрать соответствующий токоограничивающий резистор для каждой параллельной ветви (см. LEDnique.com).

Для светодиодов, используемых для построения графиков ВАХ, красный светодиод потребляет 40 мА при 2 В, в то время как зеленый и синий светодиоды потребляют только 12 мА и 3 мА соответственно.

Рисунок. Изображение основано на LEDnique.com.

Эксперименты с соотношением тока и напряжения светодиодов

Чтобы оценить кривую вольт-амперной характеристики светодиодов в наших аппаратных комплектах (5-миллиметровый светодиодный блок Adafruit), я провел собственные измерительные эксперименты с использованием настольного источника переменного тока постоянного тока (у меня есть Siglent SPD3303X-E) и мой верный мультиметр.

Я провел два небольших эксперимента. Сначала, используя красный и синий светодиоды, я выдает фиксированное напряжение, начиная с 0 В и увеличивая на 0,1 В (заканчивая 3,2 В для красного светодиода и 5 В для синего светодиода). Для каждого шага я измерял ток \ (I_F \) через светодиод с помощью мультиметра (с настройкой амперметра). Результаты показаны ниже (левый график). Для второго эксперимента я использовал только красный светодиод. На этот раз я начал с 1,6 В и увеличил на 0,01 В (заканчивая 2,4 В) — снова измерял потребляемый ток.Результаты показаны на правом графике ниже.

Рисунок. графиков IV из моих собственных экспериментов с 5-миллиметровым светодиодным блоком Adafruit.

Примечательно, что кривая IV в целом соответствует LEDnique.com. У красного светодиода \ (V_f \) намного меньше, чем у синего светодиода, и потребление тока после порога \ (V_f \) экспоненциально. Однако, в отличие от графиков LEDnique.com, при \ (V_f = 2V \) красный светодиод потреблял только \ (5,2 мА \) тока, а синий светодиод был полностью выключен (\ (0 мА \) тока).

Чтобы показать, как яркость светодиода меняется в зависимости от тока, я изменил график результатов второго эксперимента и наложил соответствующие изображения моей экспериментальной установки плюс красный световой сигнал светодиода. При \ (V_f = 1,6 В \) красный светодиод потреблял \ (4 мкА \) тока, но не светился. При \ (V_f = 1,8 В \) красный светодиод потреблял \ (0,57 мА \) тока и загорался. К \ (V_f = 2V \) и позже красный светодиод загорелся очень ярко, и началась экспоненциальная кривая!

Рисунок. Второй эксперимент с наложенными изображениями.

Токоограничивающие резисторы

Как показывают наши графики IV, после превышения \ (V_f \) потребление тока светодиодами экспоненциально увеличивается. Без токоограничивающего резистора светодиоды будут потреблять столько тока, сколько могут, и разрушать себя! Ой!

Нам нужен резистор для ограничения тока в цепи. Но как определить, какой резистор использовать? Используя тот же процесс, что и для диодов.

---

ПРИМЕЧАНИЕ:

В качестве важного момента, когда вы привыкнете к созданию прототипов схем и работе со светодиодами, вы часто просто выбираете резистор 330 Ом или 470 Ом (с питанием 9 В) или резистор 220 Ом (с Питание 5В) и приступаем к строительству.Если светодиод слишком яркий, возьмите резистор побольше. Слишком тусклый, резистор меньшего размера.

Вы не будете проходить подробный процесс выбора идеального резистора, если он не критичен для вашей конструкции (а светодиоды играют ключевую роль). Но мы хотим показать вам, как это сделать правильно, так что читайте дальше!

---

Решение для токоограничивающего резистора

Чтобы определить токоограничивающий резистор, вам сначала нужно обратиться к техническому описанию вашего светодиода. На странице продукта Adafruit для рассеянных 5-миллиметровых светодиодов есть ссылки на пять таблиц данных — по одному для каждого цвета в упаковке.В этом примере давайте перейдем к таблице данных с красными светодиодами, которую мы на всякий случай скопировали локально.

В таблице данных указано, что прямое напряжение \ (V_f \) для красного светодиода находится между \ (1.9V \) и \ (2.1V \) с типичным значением \ (2.0V \). В таблице данных также указано, что в этом диапазоне прямой ток \ (I_f \) равен \ (20 мА \). Все характеристики указаны для 25 ℃.

Рисунок. Скриншот таблицы данных красных светодиодов для светодиодов, приобретенных у Adafruit.

Отлично, мы можем использовать эту информацию, чтобы найти резистор!

Давайте построим простую светодиодную схему с батареей 9 В, красным светодиодом и резистором, который еще предстоит определить.

Рисунок. Чтобы ограничить ток в нашей схеме на основе светодиодов, нам нужно добавить ограничивающий ток резистор. Но какое сопротивление нам нужно? Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 1: Определение узлов и падений напряжения

Как обычно, наш первый шаг — проанализировать, что мы знаем о нашей схеме, и идентифицировать узлы. Это поможет нам решить любые открытые вопросы. Есть два ключевых момента, которые представляют интерес: каково падение напряжения \ (V_R \) на резисторе \ (R_1 \) и какое значение сопротивления должно быть \ (R_1 \)?

Рисунок. Первый шаг в любом анализе схемы — выявить и обозначить свои знания. Расположитесь! Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 2: Решите для \ (V_R \)

Так же, как мы сделали с нашей обычной схемой диода выше, мы можем заметить, что \ (V_R \) плюс \ (V_D \) должен равняться \ (V_ {CC} \) из-за закона напряжения Кирхгофа. Из таблицы мы знаем, что \ (V_F = 2V \). Итак, \ (V_D = V_F = 2V \). Таким образом, довольно легко решить для \ (V_R \), что просто \ (V_ {CC} -V_D = 9V — 2V = 7V \).

Рисунок. Мы можем решить для \ (V_R \), используя значение светодиода для \ (V_F \) и закон напряжения Кирхгофа. Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 3: Обратитесь к таблице данных для \ (I_F \)

Теперь нам нужно снова обратиться к таблице данных светодиодов, чтобы получить прямой ток \ (I_F \) при \ (V_F = 2V \). В таблице данных указано, что \ (I_F = 20 мА = 0,02 А \). Итак, мы хотим, чтобы по нашей цепи протекало \ (20 мА \).

Рисунок. Еще раз взглянув на таблицу светодиодов для текущего \ (I_F \) при \ (V_F = 2V \), мы увидим, что \ (I_F = 20mA \).Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Шаг 4: Решите для \ (R_1 \)

Наконец, у нас есть вся необходимая информация для решения \ (R_1 \) с использованием закона Ома. Более конкретно, мы можем переставить \ (V_R = IR \), чтобы найти сопротивление \ (R = \ frac {V_R} {I} = \ frac {7V} {0.02A} = 350Ω \).

Рисунок. Используя все, что мы знаем, мы можем найти значение сопротивления \ (R_1 \), используя закон Ома. В частности, сопротивление \ (R_1 \) должно быть равно падению напряжения на резисторе, деленному на ток: \ (R = \ frac {V_R} {I} \).Изображение сделано в Fritzing и PowerPoint.

Какой резистор использовать?

Но есть только одна проблема: сопротивление резистора 350 Ом необычное, и его нет в ваших наборах. У вас есть резистор 330 Ом и резистор 470 Ом. Итак, какой из них вы должны использовать?

Что ж, снова мы можем использовать закон Ома, чтобы ответить на этот вопрос. В этом случае у нас есть известное падение напряжения \ (V_R \) на нашем резисторе (то есть 7 В и не меняется независимо от значения сопротивления). Мы также знаем \ (R \) — это либо 330 Ом, либо 470 Ом.Итак, давайте решим оба случая и посмотрим, какой ток мы получим.

Для 330 Ом :

\ [I = \ frac {V_R} {I} = \ frac {7V} {330Ω} = 21,2 мА \]

Для 470 Ом :

\ [I = \ frac {V_R} {I} = \ frac {7V} {470Ω} = 14.9mA \]

Таблица данных светодиода предполагает, что максимальный прямой ток \ (I_F \) составляет 20 мА, хотя светодиод может поддерживать до 100 мА очень короткими импульсами. В других таблицах данных, которые я видел для красных светодиодов, указано, что максимальный прямой ток составляет \ (30 мА \).

Итак, в этом случае, вероятно, подойдет или 330 Ом, или 470 Ом (470 Ом, конечно, более безопасный выбор для защиты от износа светодиода).

В качестве заключительной части анализа нам необходимо убедиться, что мы находимся в пределах рассеиваемой мощности как резисторов, так и светодиодов. Напомним, что \ (P = IV \).

Для 330 Ом :

\ [P_R = 0,0212A * 7V = 0,15W \ P_D = 0,0212A * 2V = 0,04W \]

Для 470Ω :

\ [P_R = 0,0149A * 7V = 0,10W \\ P_D = 0,0149A * 2V = 0,03Вт \]

В наших наборах у нас есть резисторы на 0,25 Вт, которые могут выдерживать либо 0,15 Вт (для цепи 330 Ом), либо 0,10 Вт (для цепи 470 Ом).В таблице данных светодиодов указано, что эти светодиоды могут рассеивать до 100 мВт (или 0,1 Вт), что находится в пределах от 0,04 до 0,03 Вт.

Используйте правила эквивалентности резисторов

Мы, конечно, могли бы также использовать наши правила эквивалентности резисторов для объединения цепи резисторов (последовательно и / или параллельно) для получения точного значения 350 Ом. В данном случае это довольно просто, потому что мы можем добавить два 10 Ом к резистору 330 Ом.

Проверить работу с помощью симулятора

Мы также можем проверить нашу работу в симуляторе схем, таком как CircuitJS, что в целом является хорошей практикой, прежде чем тратить время на физическое построение чего-либо.

Видео. Это экранная запись моделирования CircuitJS цепей на основе светодиодов 330 Ом, 350 Ом и 470 Ом. Поиграйте со схемой здесь, в CircuitJS.

Проверить работу в реальности

Когда мы будем удовлетворены нашими прогнозами (и / или моделированием), мы можем построить саму схему светодиода и измерить ее характеристики (если мы так склонны). Ниже я построил каждую из трех схем на основе светодиодов: 330 Ом, 350 Ом и 470 Ом с одним и тем же красным светодиодом и измерил общее напряжение, подаваемое нашей батареей 9 В, а также общий ток \ (I \).Для схемы 350 Ом я использовал последовательно два резистора 10 Ом и 330 Ом, чтобы получить 350 Ом.

Для теоретических прогнозов с использованием закона Ома я подключил измеренные значения для резисторов и батареи 9 В (которая была свежей батареей, питающей более 9 В).

Рисунок. Я построил каждую из трех схем на основе светодиодов (330 Ом, 350 Ом и 470 Ом) на своей макетной плате и измерил общее падение напряжения в нашей цепи (желтый мультиметр), а также общий ток \ (I \) (показан красный мультиметр. в миллиамперах).Вы можете щелкнуть это изображение правой кнопкой мыши и «открыть изображение в новой вкладке», чтобы развернуть его.

Как видите, наши теоретические прогнозы были довольно близки к реальной производительности. Ура!

Имеет ли значение, на какой стороне светодиода я размещаю резистор?

Нет. Резистор ограничивает ток на протяжении петли цепи. Мы знаем это из закона Ома и законов Кирхгофа.

Не верите? Попробуйте выполнить тот же анализ схемы, который мы проделали выше, но со светодиодом перед резистором.Что меняется? Ничего, правда? \ (V_f \) по-прежнему 2В и, следовательно, \ (V_R \) по-прежнему 7В. Вот симуляция, демонстрирующая, что ничего не меняется!

Видео. CircuitJS — имитация схемы на основе светодиода с токоограничивающим резистором 350 Ом до или после светодиода. Вы наблюдаете какие-то различия? Поиграйте с схемой здесь.

Что будет, если вы забудете токоограничивающий резистор?

Вкратце: Тепло. Возможна искра или небольшой пожар. Выгореть. Разомкнутая цепь.

На YouTube есть много забавных видеороликов о подаче слишком большого тока на светодиоды и наблюдении за эффектом. Вот отрывок хорошего от Afrotechmods.

Видео. В этом видео показано, что происходит, когда приложенное напряжение значительно превышает прямое напряжение светодиода \ (V_f \) без токоограничивающего резистора. Видео с сайта Афротехмодс.

Все еще не уверены?

Все еще немного запутались? Посмотрите это видео Джеффа Феддерсена из NYU ITP или посмотрите ссылки на ресурсы внизу.

Activity

Для ваших журналов по прототипированию спроектируйте и соберите двух различных схем на основе светодиодов с соответствующими токоограничивающими резисторами. Для этого упражнения , а не , используйте макетную плату (даже если вы уже знаете, как это сделать). Вместо этого просто подключайте устройства напрямую, используя зажимы из крокодиловой кожи и / или «обматывая провода». Учитывая, что мы не используем макетные платы, вы можете сделать эту схему относительно простой. Если вы хотите подключить несколько светодиодов, см. Это руководство от LEDnique.

Для каждой схемы сначала набросайте идею на бумаге, используя схематическое представление схемы (некоторые из вас используют приложения для создания эскизов на своих сенсорных экранах; это тоже нормально). Затем создайте схему в CircuitJS и, наконец, физически соберите ее с использованием ваших реальных аппаратных компонентов. Включите изображение вашего эскиза, снимок экрана симуляции CircuitJS с прямой ссылкой и изображение вашего физического сооружения.

Чтобы обернуть компоненты проволокой, просто скрутите ножки вместе следующим образом:

Видео. Пример обмотки проволоки.

Вот пример изображения простой светодиодной схемы с зажимами из крокодиловой кожи и обмоткой проводов:

Рис. Пример простой схемы светодиода с одним резистором (для ограничения тока) и несколькими последовательно включенными светодиодами. Эта схема потребляет ~ 10 мА. Обратите внимание на яркость красного светодиода при такой силе тока.

Мы также хотели бы, чтобы вы начали экспериментировать с рассеиванием света и идеями для корпусов. Для одной из ваших светодиодных конструкций быстро создайте прототип рассеивающей крышки или корпуса.В качестве примера, вот простые световые мечи, которые мы с детьми сделали из рулонов туалетной бумаги (для рукояти), бумаги (для лезвия «плазменной энергии»), батареи на 9 В, резистора и некоторых светодиодов.

Видео. Пример световых мечей, сделанных из картонных рулонов туалетной бумаги, бумаги и простой светодиодной схемы.

Ресурсы

Видео

Текст

• Учебное пособие по светодиодам Adafruit

• Учебное пособие по светодиодам Sparkfun

• Глава 3: Светодиоды в Monk, Взлом электроники: иллюстрированное руководство для производителей и любителей Хилл, 2013.

• Глава 22: Светодиоды в Platt, Марка: Энциклопедия электронных компонентов Том 2: Светодиоды, ЖК-дисплеи, аудио, тиристоры, цифровая логика и усиление , O’Reilly, 2015.

• Диоды и инструкции Используйте их в Bartlett, Electronics for Beginners , Apress, 2020

• Diodes, UIUC ECE 110

---

Нашли ошибку? Оставьте комментарий ниже или сообщите о проблеме на GitHub. Материалы Makeability Lab и профессора Джона Э.Froehlich.

Микро-светодиоды с квантовыми точками в технологии отображения

1.

Jin, S. X. et al. Светодиоды микродисков GaN. Заявл. Phys. Lett. 76 , 631–633 (2000).

ADS Статья Google Scholar

2.

Day, J. et al. Полномасштабные самоизлучающие микродисплеи синего и зеленого цветов на основе массивов микросветов на основе GaN. В Proc. SPIE 8268, Квантовые сенсорные и нанофотонные устройства IX (SPIE, Сан-Франциско, Калифорния, США, 2012).

3.

Tian, ​​P. F. et al. Изготовление, характеристика и применение гибких вертикальных решеток микросветодиодов InGaN. Опт. Экспресс 24 , 699–707 (2016).

ADS Статья Google Scholar

4.

Liu, Z. J. et al. Монолитный светодиодный микродисплей на подложке активной матрицы по технологии flip-chip. IEEE J. Sel. Вершина. Квантовая электроника. 15 , 1298–1302 (2009).

ADS Статья Google Scholar

5.

Liu, Z. J. et al. Полнофункциональные микро-светодиоды на основе GaN для микродисплеев с разрешением 2500 пикселей на дюйм, измерения температуры, сбора световой энергии и обнаружения света. В Proc. Международная конференция по электронным устройствам IEEE 2018 стр. 38.1.1–38.1.4. (IEEE, Сан-Франциско, Калифорния, США, 2018 г.).

6.

Zhang, K. et al. Полностью интегрированная активная матрица, программируемая ультрафиолетовая и синяя микро-светодиодная система отображения на панели (SoP). J. Soc. Инф. Дисп. 25 , 240–248 (2017).

Артикул Google Scholar

7.

Zhang, X. et al. Монолитный светодиодный микродисплей с активной матрицей, использующий эпитаксиальные слои GaN-на-Si. IEEE Photon. Technol. Lett. 31 , 865–868 (2019).

ADS Статья Google Scholar

8.

Phillips, J. M. et al. Проблемы исследования сверхэффективного неорганического твердотельного освещения. Laser Photon. Ред. 1 , 307–333 (2007).

ADS Статья Google Scholar

9.

Krames, M. R. et al. Состояние и будущее мощных светодиодов для твердотельного освещения. J. Disp. Technol. 3 , 160–175 (2007).

ADS Статья Google Scholar

10.

Usami, S. et al. Корреляция между дислокациями и током утечки p-n-диодов на отдельно стоящей подложке из GaN. Заявл. Phys. Lett. 112 , 182106 (2018).

ADS Статья Google Scholar

11.

Jiang, Y. et al. Реализация InGaN-светодиодов с высокой светоотдачей в диапазоне «зеленый зазор». Sci. Отчет 5 , 10883 (2015).

ADS Статья Google Scholar

12.

Cho, J. et al. Белые светодиоды: история, прогресс, будущее. Laser Photon. Ред. 11 , 1600147 (2017).

ADS Статья Google Scholar

13.

Булашевич К.А., Карпов С.Ю. Влияние поверхностной рекомбинации на эффективность III-нитридных светодиодов. Phys. Статус Solidi RRL 10 , 480–484 (2016).

Артикул Google Scholar

14.

Hwang, D.и другие. Стабильно высокая внешняя квантовая эффективность в сверхмалых синих микро-светодиодах из III-нитрида. Заявл. Phys. Экспресс 10 , 032101 (2017).

ADS Статья Google Scholar

15.

Лин К. и Лю Р. С. Достижения люминофоров для светодиодов. J. Phys. Chem. Lett. 2 , 1268–1277 (2011).

Артикул Google Scholar

16.

Abe, S. et al. Гибридные конструкции удаленных квантовых точек / порошкового люминофора для подсветки дисплеев. Свет. Sci. Прил. 6 , e16271 (2017).

Артикул Google Scholar

17.

Supran, G.J. et al. Высокопроизводительные коротковолновые инфракрасные светоизлучающие устройства, использующие коллоидные квантовые точки типа ядро-оболочка (PbS-CdS). Adv. Матер. 27 , 1437–1442 (2015).

Артикул Google Scholar

18.

Zhu, S.J. et al. Механизм фотолюминесценции в графеновых квантовых точках: эффект ограничения квантов и состояние поверхности / края. Нано сегодня 13 , 10–14 (2017).

Артикул Google Scholar

19.

Shirasaki, Y. et al. Появление светоизлучающих технологий на основе коллоидных квантовых точек. Nat. Фотон. 7 , 13–23 (2013).

ADS Статья Google Scholar

20.

Zhu, R.D. et al. Реализуя Рек. Цветовая гамма 2020 с дисплеями с квантовыми точками. Опт. Экспресс 23 , 23680–23693 (2015).

ADS Статья Google Scholar

21.

Steckel, J. S. et al. Квантовые точки: идеальный материал для преобразования с понижением частоты для ЖК-дисплеев. J. Soc. Инф. Дисп. 23 , 294–305 (2015).

Артикул Google Scholar

22.

Wang, L. et al. Высокоэффективные узкополосные зеленые и красные люминофоры, обеспечивающие светодиодную подсветку с более широкой цветовой гаммой для более ярких дисплеев. Опт. Экспресс 23 , 28707–28717 (2015).

ADS Статья Google Scholar

23.

Tsai, Y. T. et al. Повышение водостойкости узкополосного люминофора SrLiAl ₃ N ₄ : Eu ²⁺ , излучающего в красный цвет, синтезированного при высоком изостатическом давлении за счет покрытия кремнийорганическим слоем. Angew. Chem. Int. Эд. 55 , 9652–9656 (2016).

Артикул Google Scholar

24.

Luo, D. et al. Реализация превосходных белых светодиодов с высоким R9 и световой эффективностью за счет использования двойных красных люминофоров. RSC Adv. 7 , 25964–25968 (2017).

Артикул Google Scholar

25.

Kim, Y. S. et al. Красный свет (Sr, Ca) AlSiN ₃ : Eu ²⁺ люминофор, синтезированный методом искрового плазменного спекания. ECS J. Solid State Sci. Technol. 2 , R3021 – R3025 (2013).

Артикул Google Scholar

26.

Xia, Q. et al. Квантовый выход излучения Eu ²⁺ в (Ca _{1- x} Sr _x ) S: Eu светодиодный преобразователь при 20-420 К. Радиат. Измер. 45 , 350–352 (2010).

Артикул Google Scholar

27.

Ito, Y. et al. Система подсветки с листом люминофора, обеспечивающая как более широкую цветовую гамму, так и более высокую эффективность. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 44 , 816–819 (2013).

Артикул Google Scholar

28.

Ким, Д. Х., Рю, Дж. Х. и Чо, С. Ю. Светоизлучающие свойства SiAlON: Eu ²⁺ зеленый люминофор. Заявл. Phys. А 102 , 79–83 (2011).

ADS Статья Google Scholar

29.

Martin, L. I. D. J. et al. Микроскопическое исследование распределения примесей в SrGa, легированном европием ₂ S ₄ : влияние на термическое гашение и характеристики люминофора. ECS J. Solid State Sci. Technol. 7 , R3052 – R3056 (2018).

Артикул Google Scholar

30.

Krotkus, S. et al. Регулируемое излучение белого света от фото-структурированной матрицы микро-OLED. Свет. Sci. Прил. 5 , e16121 (2016).

Артикул Google Scholar

31.

Chen, H. W. et al. Жидкокристаллический дисплей и дисплей на органических светодиодах: текущее состояние и перспективы на будущее. Свет. Sci. Прил. 7 , 17168 (2018).

Артикул Google Scholar

32.

Kim, S. et al. Деградация сине-фосфоресцентных органических светоизлучающих устройств включает индуцированную экситонами генерацию поляронной пары в излучающих слоях. Nat. Commun. 9 , 1211 (2018).

ADS Статья Google Scholar

33.

Kawabe, Y. & Abe, J. Измерение подвижности электронов с использованием органических светодиодов эксиплексного типа. Заявл. Phys. Lett. 81 , 493–495 (2002).

ADS Статья Google Scholar

34.

Le Minh, H. et al. Связь в видимом свете NRZ со скоростью 100 Мбит / с с использованием постэквалифицированного белого светодиода. IEEE Photon. Technol. Lett. 21 , 1063–1065 (2009).

ADS Статья Google Scholar

35.

Wu, T. Z. et al. Mini-LED и micro-LED: многообещающие кандидаты для технологии отображения следующего поколения. Заявл. Sci. 8 , 1557 (2018).

Артикул Google Scholar

36.

Kim, T.H. et al. Яркие и стабильные квантовые точки и их применение в полноцветных дисплеях. MRS Bull. 38 , 712–720 (2013).

Артикул Google Scholar

37.

Анализ мирового рынка дисплеев с квантовыми точками и прогноз на 2017–2023 годы. Https://www.kennethresearch.com/report-details/global-quantum-dot-display-market/10043101 (2019).

38.

Wang, L. S. et al. Светодиоды с синими квантовыми точками с высокой электролюминесцентной эффективностью. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9 , 38755–38760 (2017).

Артикул Google Scholar

39.

Dai, X. L. et al. Высокопроизводительные светодиоды на основе квантовых точек с технологической обработкой. Nature 515 , 96–99 (2014).

ADS Статья Google Scholar

40.

Manders, J. R. et al. Высокоэффективные светодиоды с квантовыми точками и сверхшироким цветовым охватом для дисплеев следующего поколения. Дж.Soc. Инф. Дисп. 23 , 523–528 (2015).

Артикул Google Scholar

41.

Zeng, W. X. et al. Достижение почти 30% внешней квантовой эффективности для оранжево-красных органических светоизлучающих диодов за счет использования термоактивируемых излучателей с задержкой флуоресценции, состоящих из 1,8-нафталимид-акридиновых гибридов. Adv. Матер. 30 , 1704961 (2018).

Артикул Google Scholar

42.

Tsai, K. W. et al. Термоактивированный флуоресцентный OLED с задержкой, обработанный на растворе, с высоким EQE, равным 31%, с использованием материалов для переноса дырок, сшиваемых с высокой энергией триплетов. Adv. Funct. Матер. 29 , 1

5 (2019).

Артикул Google Scholar

43.

Moon, H. et al. Стабильность квантовых точек, пленок с квантовыми точками и светодиодов с квантовыми точками для дисплеев. Adv. Матер. 31 , 1804294 (2019).

Артикул Google Scholar

44.

Chichibu, S. F. et al. Возникновение вероятности нечувствительности к дефектам в полупроводниках из сплава In-содержащих (Al, In, Ga) N. Nat. Матер. 5 , 810–816 (2006).

ADS Статья Google Scholar

45.

Paranjpe, A. et al. Микро-светодиодные дисплеи: основные производственные проблемы и решения. SID Symp.Копать землю. Tech. Пап. 49 , 597–600 (2018).

Артикул Google Scholar

46.

Olivier, F. et al. Влияние уменьшения размера на характеристики микро-светодиодов на основе GaN для дисплеев. J. Lumin. 191 , 112–116 (2017).

Артикул Google Scholar

47.

Wong, M. S. et al. Пиковая пиковая эффективность III-нитридных микросветодиодов, не зависящая от размера, при химической обработке и пассивировании боковин. Заявл. Phys. Экспресс 12 , 097004 (2019).

ADS Статья Google Scholar

48.

Вирей, Э. Х. и Барон, Н. Состояние и перспективы дисплеев microLED. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 49 , 593–596 (2018).

Артикул Google Scholar

49.

Wong, M. S. et al. Высокая эффективность микросветодиодов из III-нитрида за счет пассивирования боковых стенок с использованием атомно-слоистого осаждения. Опт. Экспресс 26 , 21324–21331 (2018).

ADS Статья Google Scholar

50.

Olivier, F. et al. Исследование и усовершенствование массивов микросветов на основе GaN с шагом пикселя 10 мкм и очень высокой яркостью. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 48 , 353–356 (2017).

Артикул Google Scholar

51.

Чжу Д., Уоллис Д.J. & Humphreys, C.J. Перспективы оптоэлектроники III-нитрида, выращенной на Si. Rep. Prog. Phys. 76 , 106501 (2013).

ADS Статья Google Scholar

52.

Aida, H. et al. Влияние начального изгиба сапфировой подложки на кривизну подложки на стадии выращивания светодиодов при эпитаксии светоизлучающих диодов. Jpn J. Appl. Phys. 51 , 012102 (2012).

ADS Google Scholar

53.

Lim, S.H. et al. Белые светодиоды без люминофора с электрическим приводом, в которых используются структуры двойной концентрической усеченной пирамиды на основе нитрида галлия. Light Sci. Прил. 5 , e16030 (2016).

Артикул Google Scholar

54.

Fu, H.C. et al. Кремниевые солнечные элементы, контактирующие с MXene, с эффективностью 11,5%. Adv. Energy Mater. 9 , 1

0 (2019).

Артикул Google Scholar

55.

Zhan, J. L. et al. Исследование распределения релаксации деформации в μLED на основе GaN методами зондовой силовой микроскопии Кельвина и микрофотолюминесценции. Опт. Экспресс 26 , 5265–5274 (2018).

ADS Статья Google Scholar

56.

Chaji, R., Fathi, E. & Zamani, A. Недорогие микро-светодиодные дисплеи для всех приложений. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 48 , 264–267 (2017).

Артикул Google Scholar

57.

Zhang, H. & Rogers, J. A. Последние достижения в области гибких неорганических светодиодов: от дизайна материалов до интегрированных оптоэлектронных платформ. Adv. Оптический матер. 7 , 1800936 (2019).

Артикул Google Scholar

58.

Kim, H. S. et al. Необычные стратегии использования нитрида индия-галлия, выращенного на кремнии (111), для твердотельного освещения. Proc. Natl Acad. Sci. США 108 , 10072–10077 (2011).

ADS Статья Google Scholar

59.

Menard, E. et al. Печатная форма кремния для высокопроизводительных тонкопленочных транзисторов на пластиковых подложках. Заявл. Phys. Lett. 84 , 5398–5400 (2004).

ADS Статья Google Scholar

60.

Meitl, M. A. et al. Трансферная печать с кинетическим контролем адгезии к эластомерному штампу. Nat. Матер. 5 , 33–38 (2006).

ADS Статья Google Scholar

61.

Bower, C.A. et al. Гетерогенная интеграция микромасштабных полупроводниковых устройств с помощью микротрансферной печати. В Proc. 2015 IEEE 65-я конференция по электронным компонентам и технологиям . п. 963–967 (IEEE, Сан-Диего, Калифорния, США, 2015 г.).

62.

Meitl, M. et al. Пассивные матричные дисплеи с микромасштабными неорганическими светодиодами с трансфертной печатью. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 47 , 743–746 (2016).

Артикул Google Scholar

63.

Bibl, A. et al. Способ формирования матрицы микросветодиодов. 8426227. (2013).

64.

Golda, D. & Bibl, A. Массив переносных головок микроустройств. 9548233. (2017).

65.

Ву, М. Х., Фанг, Ю. Х. и Чао, К. Х. Электропрограммируемый магнитный модуль. 10147622. (2017).

66.

Ву, М. Х., Фанг, Ю. Х. и Чао, К. Х. Электропрограммируемый магнитный модуль и процесс захвата и размещения электронных устройств. 20160172253. (2016).

67.

Holmes, A. S. & Saidam, S. M. Процесс нанесения жертвенного слоя с лазерным высвобождением для операций периодической сборки. J. Microelectromech. Syst. 7 , 416–422 (1998).

Артикул Google Scholar

68.

Маринов В. и др. Усовершенствованная упаковка ультратонких голых кубиков с помощью лазера на гибких подложках. IEEE Trans. Компон. Packag. Manuf. Technol. 2 , 569–577 (2012).

Артикул Google Scholar

69.

Маринов В.Р. Лазерная сверхвысокоскоростная технология для сборки µLED. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 49 , 692–695 (2018).

Артикул Google Scholar

70.

Ding, K. et al. Микро-светодиоды, перспектива технологичности. Заявл. Sci. 9 , 1206 (2019).

Артикул Google Scholar

71.

Йе, Х. Дж. И Смит, Дж. С. Самосборка в жидкости для интеграции гааз-излучающих диодов на кремниевых подложках. IEEE Photon. Technol. Lett. 6 , 706–708 (1994).

ADS Статья Google Scholar

72.

Sasaki, K. et al. Система и метод жидкостной сборки излучающих дисплеев. 20170133558. (2017).

73.

Саиди, Э., Ким, С. и Парвиз, Б.А. Самособирающаяся кристаллическая полупроводниковая оптоэлектроника на стекле и пластике. J. Micromech. Microeng. 18 , 075019 (2008).

ADS Статья Google Scholar

74.

Choi, M. et al. Неорганический светодиодный дисплей с растягивающейся активной матрицей, обеспечиваемый печатью рулонного переноса с выравниванием по слою. Adv. Funct. Матер. 27 , 1606005 (2017).

Артикул Google Scholar

75.

Генри, В. и Персиваль, К. Дисплеи ILED: дисплейная технология нового поколения. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 47 , 747–750 (2016).

Артикул Google Scholar

76.

Jiang, H. X. et al. III-нитридные синие микродисплеи. Заявл.Phys. Lett. 78 , 1303–1305 (2001).

ADS Статья Google Scholar

77.

Ли, В. В., Тву, Н. и Кимиссис, И. Технологии и приложения микросветодиодов. Инф. Дисп. 32 , 16–23 (2016).

Google Scholar

78.

Peng, D., Zhang, K. & Liu, Z.J. Разработка и изготовление массивов микро-светодиодов с мелким шагом пиксельной адресации на печатной плате для дисплеев и коммуникационных приложений. IEEE J. Electron Devices Soc. 5 , 90–94 (2017).

Артикул Google Scholar

79.

Kim, H.H. et al. Температурные переходные характеристики кристалла в высокомощном светодиоде PKG. Microelectron. Надежный. 48 , 445–454 (2008).

Артикул Google Scholar

80.

Day, J. et al. III-Нитридные полноразмерные микродисплеи высокого разрешения. Заявл. Phys. Lett. 99 , 031116 (2011).

ADS Статья Google Scholar

81.

Templier, F. et al. Эмиссионные микродисплеи на основе GaN: очень многообещающая технология для компактных систем отображения сверхвысокой яркости. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 47 , 1013–1016 (2016).

Артикул Google Scholar

82.

Канг, К.M. et al. Монолитная интеграция красных светодиодов на основе AlGaInP и зеленых светодиодов на основе InGaN посредством склеивания для многоцветного излучения. Sci. Отчетность 7 , 10333 (2017).

ADS Статья Google Scholar

83.

Jeong, C.K. et al. Полностью гибкая светоизлучающая система с автономным питанием, обеспечиваемая гибким сборщиком энергии. Energy Environ. Sci. 7 , 4035–4043 (2014).

Артикул Google Scholar

84.

Lee, S.H. et al. Оптогенетический контроль движений тела с помощью гибких вертикальных светодиодов на поверхности мозга. Nano Energy 44 , 447–455 (2018).

Артикул Google Scholar

85.

Kang, C.M. et al. Гибридные полноцветные неорганические светодиоды, интегрированные на единую пластину с использованием селективного наращивания площади и склеивания. САУ Фотон. 5 , 4413–4422 (2018).

Артикул Google Scholar

86.

Han, H. V. et al. Резонансное полноцветное излучение технологии микро-светодиодных дисплеев на основе квантовых точек. Опт. Экспресс 23 , 32504–32515 (2015).

ADS Статья Google Scholar

87.

Lin, H. Y. et al. Оптическое уменьшение перекрестных помех в полноцветном светодиодном дисплее на основе квантовых точек с помощью литографической формы для фоторезиста. Фотон. Res. 5 , 411–416 (2017).

Артикул Google Scholar

88.

Chen, G. S. et al. Монолитные красные / зеленые / синие микро-светодиоды со структурами HBR и DBR. IEEE Photon. Technol. Lett. 30 , 262–265 (2018).

ADS Статья Google Scholar

89.

Sabnis, R. W. Технология цветных фильтров для жидкокристаллических дисплеев. Дисплеи 20 , 119–129 (1999).

Артикул Google Scholar

90.

Осински, Дж. И Паломаки, П. Критерии проектирования квантовых точек для преобразования цвета в дисплеях microLED. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 50 , 34–37 (2019).

Артикул Google Scholar

91.

Lee, E. et al. Слои преобразования квантовых точек посредством струйной печати. SID Symp. Копать землю. Tech. Пап. 49 , 525–527 (2018).

Артикул Google Scholar

92.

Клапп, А. Р., Мединц, И. Л., Маттусси, Х. Фёрстер, исследования резонансного переноса энергии с использованием флуорофоров с квантовыми точками. ChemPhysChem 7 , 47–57 (2006).

Артикул Google Scholar

93.

Chanyawadee, S. et al.Повышенная эффективность преобразования цвета в гибридных светодиодах с использованием безызлучательной передачи энергии. Adv. Матер. 22 , 602–606 (2010).

Артикул Google Scholar

94.

Zhao, C. et al. Безупречные, надежные и мощные светодиоды на основе нанопроволок InGaN / GaN для монолитной металлооптоэлектроники. Nano Lett. 16 , 4616–4623 (2016).

ADS Статья Google Scholar

95.

Achermann, M. et al. Накачка с переносом энергии полупроводниковых нанокристаллов с использованием эпитаксиальной квантовой ямы. Nature 429 , 642–646 (2004).

ADS Статья Google Scholar

96.

Krishnan, C. et al. Гибридный фотонно-кристаллический светодиод обеспечивает эффективный квантовый выход преобразования цвета 123%. Optica 3 , 503–509 (2016).

ADS Статья Google Scholar

97.

Zhuang, Z. et al. Белые светодиоды из гибридного III-нитрида / нанокристаллов с высоким индексом цветопередачи. Adv. Funct. Матер. 26 , 36–43 (2016).

Артикул Google Scholar

98.

Liu, C. Y. et al. Повышение эффективности преобразования цвета квантовых точек с помощью селективных светодиодов с наностержнями. Опт. Экспресс 24 , 19978–19987 (2016).

ADS Статья Google Scholar

99.

Wang, S. W. et al. Регулируемые по длине волны светодиоды на основе нанокольца InGaN / GaN с помощью литографии наносфер. Sci. Отчет 7 , 42962 (2017).

ADS Статья Google Scholar

100.

Ryou, J.H. et al. Управление квантово-ограниченным штарк-эффектом в квантовых ямах на основе InGaN. IEEE J. Sel. Вершина. Quant. Электрон. 15 , 1080–1091 (2009).

ADS Статья Google Scholar

101.

Huang Chen, S. W. et al. Полноцветные монолитные гибридные микро светодиоды с наночастицами на квантовых точках с улучшенной эффективностью за счет осаждения атомных слоев и безызлучательного резонансного переноса энергии. Фотон. Res. 7 , 416–422 (2019).

Артикул Google Scholar

102.

Ippen, C. et al. Высокоэффективные светодиоды QD без тяжелых металлов для дисплеев следующего поколения. J. Soc. Инф. Дисп. 27 , 338–346 (2019).

Артикул Google Scholar

103.

Reiss, P. et al. Синтез полупроводниковых нанокристаллов с упором на нетоксичные и распространенные на Земле материалы. Chem. Ред. 116 , 10731–10819 (2016).

Артикул Google Scholar

104.

Li, Y. et al. Квантовые точки на основе InP с контролем стехиометрии: синтез, фотолюминесценция и электролюминесценция. J. Am. Chem. Soc. 141 , 6448–6452 (2019).

Артикул Google Scholar

105.

Wang, H.C. et al. Квантовые точки перовскита и их применение в светодиодах. Малый 14 , 1702433 (2018).

Артикул Google Scholar

106.

NREL. Диаграмма эффективности записи ячейки исследования. https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/best-research-cell-efficiencies.201

.pdf (2019).

107.

Wei, T. C. et al. Применение нелинейного поглощения CH ₃ NH ₃ PbBr ₃ кристаллов перовскита. Adv. Funct. Матер. 28 , 1707175 (2018).

Артикул Google Scholar

108.

Cheng, B. et al. Чрезвычайно уменьшенное диэлектрическое ограничение в двумерных гибридных перовскитах с крупными полярными органическими веществами. Commun. Phys. 1 , 80 (2018).

Артикул Google Scholar

109.

Dong, Q. F. et al. Длина диффузии электронных дырок> 175 мкм в монокристаллах Ch4Nh4PbI3, выращенных из раствора. Наука 347 , 967–970 (2015).

ADS Статья Google Scholar

110.

Kang, J. & Wang, L. W. Высокая устойчивость к дефектам в перовските галогенида свинца CsPbBr ₃ . J. Phys. Chem. Lett. 8 , 489–493 (2017).

Артикул Google Scholar

111.

Schmidt, L.C. et al. Нестандартный синтез CH ₃ NH ₃ PbBr ₃ наночастиц перовскита. J. Am. Chem. Soc. 136 , 850–853 (2014).

Артикул Google Scholar

112.

Protesescu, L. et al.Нанокристаллы перовскитов галогенида свинца цезия (CsPbX ₃ , X = Cl, Br и I): новые оптоэлектронные материалы, демонстрирующие яркое излучение с широкой цветовой гаммой. Nano Lett. 15 , 3692–3696 (2015).

ADS Статья Google Scholar

113.

Shamsi, J. et al. Нанокристаллы металлогалогенного перовскита: синтез, модификации после синтеза, их оптические свойства. Chem. Ред. 119 , 3296–3348 (2019).

Артикул Google Scholar

114.

Liu, F. et al. Высоколюминесцентные фазостабильные CsPbI ₃ квантовые точки перовскита, достигающие почти 100% абсолютного квантового выхода фотолюминесценции. САУ Нано 11 , 10373–10383 (2017).

Артикул Google Scholar

115.

Swarnkar, A. et al. Коллоидные нанокристаллы перовскита CsPbBr ₃ : люминесценция за пределами традиционных квантовых точек. Angew. Chem. 127 , 15644–15648 (2015).

Артикул Google Scholar

116.

Мондал, Н., Де, А. и Саманта, А. Достижение эффективности фотолюминесценции, близкой к единице, для нанокристаллов перовскита с сине-фиолетовым излучением. ACS Energy Lett. 4 , 32–39 (2019).

Артикул Google Scholar

117.

Ko, Y.H. et al.Жидкокристаллический дисплей сверхвысокого разрешения с использованием функциональных цветных фильтров на основе перовскитных квантовых точек. Sci. Отчет 8 , 12881 (2018).

ADS Статья Google Scholar

118.

Ko, Y. & Park, J. G. Новая пленка для улучшения квантовых точек со сверхширокой цветовой гаммой для ЖК-дисплеев. J. Korean Phys. Soc. 72 , 45–51 (2018).

ADS Статья Google Scholar

119.

Lin, K. B. et al. Перовскитовые светодиоды с внешним квантовым выходом более 20%. Природа 562 , 245–248 (2018).

ADS Статья Google Scholar

120.

Cao, Y. et al. Перовскитовые светодиоды на основе спонтанно образующихся структур субмикронного размера. Природа 562 , 249–253 (2018).

ADS Статья Google Scholar

121.

Xu, W. D. et al. Рациональная молекулярная пассивация для высокоэффективных перовскитовых светодиодов. Nat. Фотон. 13 , 418–424 (2019).

ADS Статья Google Scholar

122.

Kang, C. Y. et al. Высокоэффективные и стабильные белые светодиоды на основе перовскитной бумаги с квантовыми точками. Adv. Sci. 6 , 1

0 (2019).

Артикул Google Scholar

123.

Zhou, Q.C. et al. Изготовление на месте полимерных композитных пленок с заделанными нанокристаллами галогенидов перовскита с усиленной фотолюминесценцией для подсветки дисплеев. Adv. Матер. 28 , 9163–9168 (2016).

Артикул Google Scholar

124.

Yoon, H.C. et al. Эффективные и стабильные порошки CsPbBr ₃ с квантовыми точками, пассивированные и инкапсулированные смесью неорганического полимера из нитрида кремния и оксида кремния. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 10 , 11756–11767 (2018).

Артикул Google Scholar

125.

Wei, Y., Cheng, Z. Y. & Lin, J. Обзор повышения стабильности квантовых точек перовскита галогенида свинца и их применения в светодиодах с преобразованием люминофора. Chem. Soc. Ред. 48 , 310–350 (2019).

Артикул Google Scholar

126.

Чжоу Ю. Ю. и Чжао Ю. X. Химическая стабильность и нестабильность неорганических галогенидных перовскитов. Energy Environ. Sci. 12 , 1495–1511 (2019).

Артикул Google Scholar

127.

Cho, H. et al. Повышение стабильности металлогалогенных перовскитных материалов и светодиодов. Adv. Матер. 30 , 1704587 (2018).

Артикул Google Scholar

128.

Wang, R. et al. Обзор стабильности перовскитных солнечных элементов. Adv. Funct. Матер. 29 , 1808843 (2019).

Артикул Google Scholar

129.

Lv, W. Z. et al. Повышение стабильности квантовых точек перовскита галогенидов металлов путем инкапсуляции. Adv. Матер. 31 , 1

2 (2019).

Артикул Google Scholar

130.

Xu, L. et al. Подробный обзор легирования перовскитных нанокристаллов / квантовых точек: эволюция структуры, электроники, оптики и светодиодов. Mater. Сегодня Нано 6 , 100036 (2019).

Артикул Google Scholar

131.

Zhou, Y. et al. Перовскиты галогенида свинца, легированные металлами: синтез, свойства и применение в оптоэлектронике. Chem. Матер. 30 , 6589–6613 (2018).

Артикул Google Scholar

132.

Hasegawa, H. et al. Эффективная перестройка запрещенной зоны за счет легирования посторонними металлами в гибридных перовскитах из йодида олова. J. Mater. Chem. С 5 , 4048–4052 (2017).

Артикул Google Scholar

133.

Wang, X. et al. Могут ли нанокомпозиты продолжить успех галогенидных перовскитов? ACS Energy Lett. 4 , 1446–1454 (2019).

Артикул Google Scholar

134.

Wang, Y. B. et al. Стабилизирующие гетероструктуры мягких перовскитных полупроводников. Наука 365 , 687–691 (2019).

ADS Статья Google Scholar

135.

De Roo, J. et al. Высокодинамичное связывание лиганда и коэффициент поглощения света нанокристаллами перовскита бромида цезия-свинца. САУ Нано 10 , 2071–2081 (2016).

Артикул Google Scholar

136.

Li, Q.H. et al. Хранение с помощью твердых лигандов устойчивых к воздуху квантовых точек галогенида формамидиния и свинца с по , ограничивающих высокодинамичную поверхность в направлении ярко люминесцентных светодиодов. САУ Фотон. 4 , 2504–2512 (2017).

Артикул Google Scholar

137.

Минь, Д. Н.и другие. Композиционные пленки наночастиц перовскита методом эксклюзионной литографии. Adv. Матер. 30 , 1802555 (2018).

Артикул Google Scholar

138.

Lin, C.H. et al. Ортогональная литография для оптоэлектронных наноустройств на галогенидном перовските. ACS Nano 13 , 1168–1176 (2019).

Google Scholar

139.

Линь, К.H. et al. Белые светодиоды гибридного типа на основе квантовых точек неорганического галогенида перовскита: кандидаты для подсветки дисплеев с широкой цветовой гаммой. Фотон. Res. 7 , 579–585 (2019).

Артикул Google Scholar

140.

Zhou, J. C. et al. Белые светодиоды на основе YAG, модифицированные квантовыми точками на основе неорганических галогенидов перовскита, с превосходными характеристиками. J. Mater. Chem. С 4 , 7601–7606 (2016).

Артикул Google Scholar

141.

Mashford, B.S. et al. Высокоэффективные светоизлучающие устройства на квантовых точках с улучшенной инжекцией заряда. Nat. Фотон. 7 , 407–412 (2013).

ADS Статья Google Scholar

142.

Castañeda, J. A. et al. Эффективное биэкситонное взаимодействие в квантовых точках перовскита в условиях слабого и сильного ограничения. ACS Nano 10 , 8603–8609 (2016).

Артикул Google Scholar

143.

Yan, F. et al. Высокоэффективные светодиоды видимого диапазона на основе нанокристаллов коллоидного галогенида свинца перовскита. Nano Lett. 18 , 3157–3164 (2018).

ADS Статья Google Scholar

144.

Lim, J. et al. Коллоидные светодиоды с квантовыми точками без капель. Nano Lett. 18 , 6645–6653 (2018).

ADS Статья Google Scholar

145.

Bae, W. K. et al. Управление влиянием оже-рекомбинации на характеристики светодиодов с квантовыми точками. Nat. Commun. 4 , 2661 (2013).

ADS Статья Google Scholar

146.

Zhao, Y. M. et al. Высокотемпературное тушение люминесценции коллоидных квантовых точек. ACS Nano 6 , 9058–9067 (2012).

Артикул Google Scholar

147.

Брин К. и Лю У. Х. Методы нанесения покрытий на полупроводниковые нанокристаллы. 10096678. (2018).

148.

Shimizu, K. T. et al. На пути к коммерческой реализации белых светодиодов на основе квантовых точек для общего освещения. Фотон. Res. 5 , A1 – A6 (2017).

Артикул Google Scholar

149.

Боттрилл М. и Грин М. Некоторые аспекты токсичности квантовых точек. Chem.Commun. 47 , 7039–7050 (2011).

Артикул Google Scholar

150.

Kang, H. L. et al. Пространственное формирование светового рисунка полноцветных дисплеев с квантовыми точками благодаря локально контролируемой настройке поверхности. Adv. Опт. Матер. 6 , 1701335 (2018).

Артикул Google Scholar

151.

Palankar, R. et al. Изготовление микрочипов с квантовыми точками с использованием электронно-лучевой литографии для приложений в зондировании аналитов и клеточной динамике. САУ Нано 7 , 4617–4628 (2013).

Артикул Google Scholar

152.

Kong, Y. L. et al. Светодиоды с квантовыми точками, напечатанные на 3D-принтере. Nano Lett. 14 , 7017–7023 (2014).

ADS Статья Google Scholar

153.

Kim, T.H. et al. Полноцветные дисплеи с квантовыми точками, изготовленные методом трансферной печати. Nat.Фотон. 5 , 176–182 (2011).

ADS Статья Google Scholar

154.

Салаита, К., Ван, Ю. Х. и Миркин, К. А. Применение нанолитографии с погружным пером. Nat. Nanotechnol. 2 , 145–155 (2007).

ADS Статья Google Scholar

155.

Manfrinato, V. R. et al. Пределы разрешения электронно-лучевой литографии в атомном масштабе. Nano Lett. 13 , 1555–1558 (2013).

ADS Статья Google Scholar

156.

Richner, P. et al. Гибкая цветная печать полного спектра на пределе дифракции. САУ Фотон. 3 , 754–757 (2016).

Артикул Google Scholar

157.

Microled-info. По прогнозам UBI, к 2025 году выручка Micro-LED достигнет 6 миллиардов долларов.https://www.microled-info.com/ubi-sees-micro-led-revenue-reaching-6-billion-2025. (2019).

158.

Burchardt, H. et al. VLC: помимо связи точка-точка. IEEE Commun. Mag. 52 , 98–105 (2014).

Артикул Google Scholar

159.

Раджагопал, С., Робертс, Р. Д. и Лим, С. К. Связь в видимом свете IEEE 802.15.7: схемы модуляции и поддержка затемнения. IEEE Commun.Mag. 50 , 72–82 (2012).

Артикул Google Scholar

160.

Ferreira, R. X. G. et al. Микро-светодиоды на основе GaN с высокой пропускной способностью для передачи данных в видимом свете со скоростью до нескольких Гбит / с. IEEE Photon. Technol. Lett. 28 , 2023–2026 (2016).

ADS Статья Google Scholar

161.

Li, X. et al. Одноволновый двунаправленный канал POF на основе μLED с совокупной скоростью передачи данных 10 Гбит / с. J. Lightwave Technol. 33 , 3571–3576 (2015).

ADS Статья Google Scholar

162.

Chun, H. et al. Связь в видимом свете с использованием синего GaN μ-светодиода и флуоресцентного полимерного преобразователя цвета. IEEE Photon. Technol. Lett. 26 , 2035–2038 (2014).

ADS Статья Google Scholar

163.

Мей, С.L. et al. Система белого света с широкой полосой пропускания, сочетающая в себе микро-светодиод с квантовыми точками перовскита для передачи видимого света. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 10 , 5641–5648 (2018).

Артикул Google Scholar

164.

Traquair, H. M. Введение в клиническую периметрию (Генри Кимптон, Лондон, 1938).

165.

Vieri, C. et al. 18-мегапиксельный OLED-дисплей с диагональю 4,3 дюйма, 1443 пикселей на дюйм, 120 Гц, обеспечивающий широкое поле зрения, монтируемые на голову дисплеи высокой четкости. J. Soc. Инф. Дисп. 26 , 314–324 (2018).

Артикул Google Scholar

166.

Ли, Ю. Х., Чжан, Т. и Ву, С. Т. Перспективы и проблемы дисплеев дополненной реальности. Виртуальная реальность. Intell. Hardw. 1 , 10–20 (2019).

Артикул Google Scholar

167.

Ghosh, A. et al. Полноцветный OLED-микродисплей со сверхвысокой яркостью 2K x 2K с использованием прямого моделирования излучателей OLED.