Lichtdiode. DIY DRL van LED's. Een LED van een specifieke kleur krijgen

Overal is er een vervanging van conventionele lampen door LED's. Tegenwoordig is het de beste manier om auto's en huizen te verlichten, duurzamer en gemakkelijker te vervangen. Dus, wat is het principe van de LED en hoe kies je deze correct?

LED en hoe het werkt

Een LED is een speciaal elektrisch apparaat dat stroom omzet in een soort gloed. Tegenwoordig zijn LED's beter bekend als LED, wat staat voor Light Emitting Diode.

Het apparaat is een halfgeleiderapparaat en bestaat uit een kristalchip, een behuizing, pinnen en een optisch apparaat. Het licht komt van het kristal en de kleur kan variëren afhankelijk van het gebruikte materiaal. De helderheid van de LED, evenals de kleur ervan, kan ook verschillen. Dus voor een groter lichteffect worden bijvoorbeeld vaak meerdere kristallen in één lamp gestoken, waardoor een monochromatisch licht ontstaat, dat samen een heldere gloed vormt.

De helderheid van het apparaat hangt rechtstreeks af van de sterkte van de elektrische stroom die eraan wordt geleverd. Een te krachtige stroom van elektriciteit veroorzaakt op zijn beurt een snelle oververhitting van het binnenste kristal en vernietigt het. Met het oog hierop is het ontwerp van de LED enigszins kostbaar in termen van materiaalkosten, wat de keuze van dergelijke lampen enigszins negatief beïnvloedt.

Door helderheid zijn LED's meestal onderverdeeld in categorieën:

• ultrahelder, hun minimale vermogen is 1 W;
• LED's met hoge helderheid - tot 20 mW;
• standaard lampen.

Tegenwoordig wordt veel gebruik gemaakt van een blok LED's, dat in een lamp wordt ingebouwd. Dankzij dit is ook de keuze voor de optimale gloeimodus mogelijk.

Het voordeel van LED's ten opzichte van andere soorten verlichting

LED is tegenwoordig de beste keuze voor het type verlichting, wat een aantal voordelen heeft:

• Duurzaamheid.
• De mogelijkheid om de kleur en helderheid van de lamp aan te passen.
• Kleurverzadiging, de mogelijkheid om de rode, blauwe, groene LED aan te passen of de kleur te veranderen.
• Mogelijkheid tot elektronische besturing.
• Milieuvriendelijke materialen die geen zware stoffen bevatten die schadelijk zijn voor het milieu en gevaarlijk zijn als ze niet op de juiste manier worden afgevoerd.
• Laag stroomverbruik, 1 watt genereert meerdere malen meer licht.
• Het licht is puur en zo natuurlijk mogelijk.
• Ze raken niet oververhit dankzij een competente lichtuitgang.
• Betrouwbaarheid en duurzaamheid.

Waarom zijn LED's populair geworden in de auto-industrie? Dit type verlichting is ideaal voor auto's en vervangt geleidelijk halogeen- en xenonlampen. Zijn positieve eigenschappen:

• de mogelijkheid om de verlichting achter een draai aan het stuur te richten - het creëren van adaptieve koplampen;
• ziet er esthetisch beter uit dan andere soorten koplampen;
• verhoogde veiligheid door beter zicht op de weg;
• weerstand tegen trillingen;
• vaak worden LED's geïnstalleerd in een geval waar geen vocht binnendringt;
• het bereiken van de werkende staat is sneller, om deze reden werken de remlichten beter.

Natuurlijk zijn deze voordelen alleen inherent aan producten van echt hoge kwaliteit, dus het is niet de moeite waard om erop te besparen, vooral omdat de gebruiksduur aanzienlijk wordt verlengd in vergelijking met Chinese producten. Bovendien is de levensduur van LED-lampen in vergelijking met conventionele lampen ook veel langer.

LED-classificatie

Er zijn 2 hoofdtypen LED's - voor achtergrondverlichting (indicator) en voor verlichting. Hun sterkte en duurzaamheid zijn afhankelijk van de toevoer van elektrische stroom, daarom heeft het tweede type LED's een kortere periode, omdat het kristal sneller verslijt. Deze verlichtingsapparaten zijn echter zeer duurzaam en gaan enkele duizenden uren mee.

Een oplichtende LED is een apparaat dat betrouwbaar en krachtig licht geeft. Het wordt veel gebruikt in het ontwerp en creëert het gewenste verlichtingsniveau.

Afhankelijk van het type behuizing is het gebruikelijk om een ​​LED te onderscheiden in de vorm van "Star", "Piranha" en SMD. Onder hen zijn de meest populaire "Piranha's", omdat hun lichtstroom van hogere kwaliteit lijkt te zijn. Hun ontwerpkenmerk is de vorm van een rechthoek met lijnen langs de randen, met behulp daarvan wordt een stijve hechting aan het oppervlak verzekerd. Bovendien heeft het substraat van het apparaat uitstekende warmteafvoerende eigenschappen. Deze apparaten worden veel gebruikt in auto's en in advertenties. Ze zijn gevarieerd in grootte en kleur: rode, witte, groene, blauwe LED.

Indicator-LED's hebben een eenvoudiger ontwerp, hun licht is niet zo sterk en worden gebruikt om displays en dashboards te verlichten. Ronde, ovale en rechthoekige indicatie-LED's onderscheiden zich in vorm.

Lenzen verschillen ook van elkaar, ze kunnen in verlichting worden ingebouwd en in sommige zijn ontworpen om licht te verspreiden (de overgrote meerderheid van deze apparaten), andere - om te focussen, dankzij een gerichte lichtstraal die wordt geproduceerd. Bovendien worden in de tweede groep lenzen onderscheiden: plat, conisch en rond.

Door de kleur van de lens zijn LED's:

• kleurloos transparant;
• gekleurd transparant;
• mat geschilderd.

Daarnaast is de kleurstelling van het toestel inmiddels heel divers. Er is gele, rode, blauwe, groene LED, enz. Deze kleuren zijn vakkundig gecombineerd om een ​​nog breder spectrum te creëren. De moeilijkste, vreemd genoeg, om een ​​puur witte kleur te krijgen.

Een witte LED wordt op drie manieren verkregen:

• het gebruik van rood, blauw en groen tegelijk in de juiste verhoudingen geeft de indruk van wit;
• het gebruik van een blauwe diode met een mengsel van geel;
• de derde methode vereist het gebruik van fluorescerende materialen, die ultraviolet licht omzetten en werken als een fluorescentielamp.

Witte LED is de meest voorkomende, hoewel enigszins moeilijk te verkrijgen. Het kan koud en warm zijn. Op een gloeilamp wordt deze parameter meestal aangegeven in kelvin, hoe lager de indicator, hoe geler en warmer de kleur zal zijn. Fabrikanten raden aan om voor een gemiddelde parameter te kiezen, hoewel koud, blauwachtig licht ook snel kan wennen.

Een lamp kiezen voor in huis

De keuze van een lamp voor thuis omvat verschillende fasen, waarbij het nodig is om het type netwerk, de diameter van de basis en het uiterlijk van het verlichtingsapparaat zelf te bepalen.

De 220 volt LED wordt geproduceerd in de meest voorkomende soorten kappen - E27 en E14. De cijfers geven de draaddiameter in millimeters aan. Het eerste type lamp wordt vaak gevonden in de vorm van een bal, het tweede - een bal of maïs.

Wat zijn hun belangrijkste voordelen? Ten eerste is het de mogelijkheid om de helderheid van de gloed zelf te blokkeren en aan te passen. Ten tweede is het de keuze van kleurverlichting en de mogelijkheid om deze op afstand te bedienen. Ten derde, de duurzaamheid van de werking en de verhoogde betrouwbaarheid.

Bij het kiezen van een vorm moet u erop letten dat, hoewel maïslampen vrij goede eigenschappen hebben, ze nog steeds onveilig zijn. Hun contacten vallen uit en fabrikanten hebben onlangs geweigerd apparaten van deze vorm vrij te geven.

Voor het verlichten van niet-residentiële gebouwen of badkamers worden minder krachtige lampen gebruikt, dus als u geen 220 volt LED hoeft te gebruiken, kunt u het doen met kleine platte apparaten met een G53- en GX53-voet. Dit zijn ronde lampen die gebruik maken van meerdere diodes.

Let bij de aanschaf van een lamp op de volgende kenmerken:

• het aantal diodes - de helderheid van de lamp hangt af van het aantal LED's in de lamp, vooral bij een lange gebruiksperiode, wanneer ze beginnen te vervagen en doorbranden;
• bedrijfstemperatuurmodus - er moet rekening mee worden gehouden dat bij het kiezen van een lamp voor op straat deze zelfs bij mogelijke vorst effectief moet zijn, dit wordt meestal aangegeven in het paspoort van het apparaat;
• de mogelijkheid van pulsaties - knipperen wordt gevonden in goedkope lampen, meestal bij het kopen van een dure, wordt het geminimaliseerd;
• bedrijfsomstandigheden vereisen soms een verhoogde bescherming van het apparaat, bijvoorbeeld weerstand tegen vocht, u moet de verkoper naar deze parameter vragen;
• bij het kiezen van een fabrikant moet u letten op de diameter van de basis, aangezien niet alle buitenlandse ontwikkelaars een 220V LED produceren;
• de benodigde lichtstroom, gemeten in Lumen, is verlichting of indicatielampjes.

Keuze van de fabrikant

Er zijn veel fabrikanten op de markt die verschillende kwaliteitsniveaus laten zien. Dienovereenkomstig verschillen hun leveranciersprijzen ook aanzienlijk.

Het belangrijkste nadeel van LED's is hun prijs. Daarom, als je al veel geld betaalt voor een product, is het noodzakelijk dat het echt van hoge kwaliteit is. Het loont daarom de moeite om verantwoord om te gaan met de keuze van een fabrikant en leverancier.

Fabrikanten kunnen voorwaardelijk in 5 groepen worden verdeeld.

1. Chinese goedkope merken voor niemand onbekend.
2. Bekende Chinese en Aziatische fabrikanten. De meest populaire zijn Selecta, Camelion, LG. Ze gebruiken moderne apparatuur en de kwaliteit van de producten die door deze bedrijven worden geproduceerd, is vrij hoog, dus een vrij groot deel van de binnenlandse markt wordt ingenomen door goederen uit Azië. Los daarvan is het vermeldenswaard LG LED's, die sinds 2016 de prijs van hun goederen aanzienlijk hebben verlaagd dankzij het gebruik van nieuwe technologieën bij de productie. Bovendien blijft de kwaliteit hetzelfde. Er is geen twijfel over mogelijk. Het bedrijf is gespecialiseerd in lampen met een gemiddeld vermogen en laat zich vrij goed zien met betrekking tot analogen.
3. Binnenlandse fabrikanten die een product van hoge kwaliteit maken, maar hun technologie is vrij duur, dus de prijs van lampen komt overeen. Helaas was het op het grondgebied van Rusland te laat om meer te weten te komen over de brede mogelijkheden van LED's en zijn er tot nu toe niet zoveel binnenlandse fabrikanten. Dit zijn bijvoorbeeld Optoman en Gauss. Deze bedrijven hebben een eigen productlijn en zijn door het hele land verkrijgbaar.
4. Europese fabrikanten worden voornamelijk vertegenwoordigd door de Duitse bedrijven Philips, Osram, Bioledex, die uitgebreide ervaring hebben met de productie van lampen. Wellicht blijft Philips koploper in dit marktsegment, al is het relatief duur.
5. Chinees-Russische projecten zoals Ecola, Newera zijn ook merken van goede kwaliteit en prijs, die veel jonger zijn dan concurrerende bedrijven.

Dus bij zo'n overvloed aan fabrikanten is het soms vrij moeilijk om een ​​waardig merk te kiezen, daarom is het vooral belangrijk en noodzakelijk om vooral aandacht te besteden aan de kenmerken van het product en de bedrijfsomstandigheden.

Geschat algoritme van acties bij het installeren van de LED

Als je ook maar de minste kennis van elektriciteit hebt en ervaring hebt met het installeren van lampen, kun je proberen de LED zelf te installeren. Eerst moet u ervoor zorgen dat de lampen werken. De volgorde van acties moet als volgt zijn:

• technische kenmerken bestuderen en berekenen hoeveel volt een led verbruikt;
• het opstellen van een aansluitschema rekening houdend met spanning;
• berekening van het stroomverbruik van het elektrische circuit;
• dan moet je een voeding kiezen die in power zou passen, het kan ook een driver zijn;
• de led-pootjes geven de polariteit aan waaraan je de draden moet solderen;
• de voeding aansluiten;
• installatie van diodes en hun bevestiging;
• als alles in orde is, is het noodzakelijk om kenmerken te meten zoals de hoeveelheid verbruikte energie, verwarming, elektrische stroom;
• correctie van elektrische stroom;
• een half uur opwarmen - zodat er niets gebeurt tijdens de eerste installatie en om oververhitting te voorkomen, is het beter om LED's op een stervormig substraat te kopen.

Tijdens bedrijf, vooral als het een Chinees product is, is het soms nodig om de LED's te vervangen. In plaats van contact op te nemen met specialisten, kunt u de vervanging zelf doen als u over het juiste gereedschap beschikt. Na het draaien van de lamp rinkelen de diodes met een digitale multimeter. Deze zijn op hun beurt vaag gemarkeerd en sommige werken mogelijk niet. Onnodige diodes worden afgesoldeerd en vervangen door nieuwe. Dit gebeurt natuurlijk wanneer er reserve LED's beschikbaar zijn, hiervoor kunt u een oude lamp nemen.

Tegenwoordig is een populaire toevoeging het Arduino-programma. De LED, die ermee verbonden is, kan laten knipperen. Het Arduino-bord heeft veel mogelijkheden, I/O, en bijna elk apparaat kan erop worden aangesloten. Dit programma kan signalen van verschillende apparaten ontvangen, waardoor ze handelen. Het is een gemakkelijke en handige programmeeromgeving die zelfs voor een gewone gebruiker gemakkelijk te hanteren is.

Keuze uit leds voor in de auto

Autobezitters stappen steeds vaker over op een nieuw type verlichting in hun auto. Dit is echt een goede beslissing, niet alleen wat betreft de bedieningsmodus, maar ook wat betreft het uiterlijk van de auto. De auto zal aanzienlijk worden getransformeerd en zal de blikken van passerende chauffeurs aantrekken. Alle lampen die in de auto worden gebruikt, kunnen veilig worden vervangen door verlichting.

Hoe afmetingen en licht kiezen voor remlichten voor?

Het grootste deel van de auto-industrie gebruikt lampen zonder voet, geïnstalleerd in de opening tussen de koplampen. Het voordeel van LED's is hun weerstand tegen elke temperatuur, omdat ze zich dicht bij de hoofdverlichtingslamp bevinden, oververhitting van het kristal en voortijdig falen ervan is mogelijk. Met het oog hierop is het bij het kiezen van verlichting noodzakelijk om aandacht te besteden aan de extra bescherming van LED's - de aanwezigheid van een elektrische stroomstabilisator.

Bij het kiezen van lampen moet u op hun serie letten, bijvoorbeeld de SF-serie, hoewel deze geen stabilisator heeft, is best geschikt voor een auto, omdat deze een groot aantal diodes heeft en in een breed bereik werkt, de ruimte perfect verlichten.

Het is ook noodzakelijk om op de afmetingen van de lamp te letten, dus het bovenstaande voorbeeld SF is een vrij groot apparaat. Je moet goed over alles nadenken voordat je verlichting koopt.

Ook populair is de serie voor afmetingen - SMD, die uitstekende eigenschappen heeft, maar ook veel geld kost.

Auto achterverlichting

Het is gebruikelijk om de achterremlichten uit te rusten met tweepolige leds op de voet. De meest populaire serie: MSD, 14HP en 3x1W. Ze hebben een iets andere bedrijfsmodus, verschillen in het aantal diodes. Maar ze hebben allemaal vrij hoge tarieven. Deze LED's zijn helder, geven rijk licht en hebben een lange levensduur.

De meest betaalbare zijn lampen uit de SF-serie.

Interieur LED's

Voordat u lampen voor het interieur kiest, moet u beslissen over het type verlichting en de grootte van de kap.

In de salon moet je een lamp van het festoentype pakken - dit zijn langwerpige apparaten, 31-41 mm groot. Er zijn 3 soorten interieur-LED's.

1. Geïnstalleerd in de plafondconnector in plaats van de oude conventionele gloeilamp. In termen van grootte zijn dergelijke LED's bijna identiek aan conventionele verlichtingsapparaten; ze worden gebruikt wanneer het onmogelijk is om een ​​andere lamp te gebruiken vanwege het kleine formaat van het plafond.
2. Grotere LED's dan een standaardlamp. Controleer voordat u de vereiste installeert of een dergelijk apparaat onder het plafond past. Door het grotere formaat neemt ook het aantal diodes in de lamp toe. Zo wordt de verlichting veel feller dan normaal.
3. Matrix met een groot aantal diodes. Als het plafond groot genoeg is om plaats te bieden aan een rechthoekige matrix, dan is dit type verlichting de helderste en meest verzadigde.

De binnenverlichting maakt gebruik van SF- of SMD-lampen.

Daarnaast wordt het vervangen van mistlampen door ledlampen veel toegepast in auto's. Speciale aandacht moet worden besteed aan automobilisten die zich willen onderscheiden van anderen, aan de achtergrondverlichting met LED-strips en aan "angel eyes".

Samenvatten

LED is een geweldig alternatief voor oude gloeilampen, wat helpt om het probleem van onvoldoende verlichting in de kamer op te lossen. Zelfs tegen een hogere prijs dan een conventionele lamp, is dit een uitstekende investering, aangezien de LED meer dan een jaar meegaat en een helder licht geeft aan uw huis en auto.

LED's voor de mensheid zijn een van de meest voorkomende lichtbronnen voor industriële en huishoudelijke behoeften geworden. Dit halfgeleiderapparaat heeft één elektrisch knooppunt, het zet elektrische energie om in energie van zichtbare lichtstraling. Het fenomeen werd in 1907 ontdekt door Henry Joseph Round. De eerste experimenten werden uitgevoerd door de Sovjet-experimenteel natuurkundige O.V. Losev, die in 1929 een werkend prototype van een moderne LED wist te bemachtigen.

De eerste moderne LED's ( LED, LED, LED) zijn gemaakt in de vroege jaren zestig. Ze hadden een vage rode gloed en werden gebruikt als inschakelindicatoren in een groot aantal verschillende apparaten. In de jaren 90 verschenen er blauwe, gele, groene en witte LED's. Veel bedrijven begonnen ze op industriële schaal te produceren. Tegenwoordig worden LED-diodes overal gebruikt: in verkeerslichten, gloeilampen, auto's, enzovoort.

Apparaat

Een LED is een halfgeleiderapparaat met elektron-gatovergang dat optische straling uitzendt wanneer er stroom doorheen stroomt in voorwaartse richting.

De standaard indicatie-LED bestaat uit de volgende onderdelen;

1 - Epoxylens
2 - Draadcontact
3 - Reflector
4 - Halfgeleider (Bepaalt de kleur van de gloed)
5 en 6 - Elektroden
7 - Vlakke snede

De kathode en anode zijn bevestigd aan de basis van de LED. Het hele apparaat is van bovenaf afgesloten met een lens. Op de kathode is een kristal geïnstalleerd. De contacten hebben geleiders die met het kristal zijn verbonden door een pn-overgang (draadverbinding voor het verbinden van twee geleiders met verschillende soorten geleidbaarheid). Om een ​​stabiele werking van de LED te creëren, wordt gebruik gemaakt van een koellichaam, wat nodig is voor verlichtingsarmaturen. In indicatorinstrumenten is warmte niet kritisch.

DIP-diodes hebben draden die in de gaten van de printplaat zijn gemonteerd, ze zijn gesoldeerd aan een elektrisch contact. Er zijn modellen met meerdere kristallen van verschillende kleuren in één pakket.

SMD-LED's zijn tegenwoordig de meest gevraagde lichtbronnen van elk formaat.

• De basis van de kast, waar het kristal is bevestigd, is een uitstekende warmtegeleider. Hierdoor is de warmteafvoer van het kristal aanzienlijk verbeterd.
• In de structuur van witte LED's bevindt zich een fosforlaag tussen de lens en de halfgeleider, die ultraviolet licht neutraliseert en de gewenste kleurtemperatuur instelt.
• In SMD-componenten met een brede stralingshoek zit geen lens. In dit geval onderscheidt de LED zelf zich door de vorm van een parallellepipedum.

De Chip-On-Board (COB) vertegenwoordigt de nieuwste praktische vooruitgang die naar verwachting zal leiden tot kunstmatige verlichting in de witte LED-industrie.

Het ontwerp van COB-LED's gaat uit van het volgende:

• Door middel van diëlektrische lijm zijn tientallen kristallen zonder substraat en omhulsel op de aluminium basis bevestigd.
• De resulterende matrix is ​​bedekt met een gewone fosforlaag. Het resultaat is een lichtbron met een gelijkmatige verdeling van de lichtstroom zonder kans op schaduwen.

Een variatie op de Chip-On-Board is de Chip-On-Glass (COG)-technologie, waarbij veel kleine kristallen op een glazen oppervlak worden geplaatst. Dit zijn bijvoorbeeld gloeilampen, waarbij het emitterende element een glazen staaf is met LED's die zijn gecoat met een fosfor.

Operatie principe

Ondanks de technologische kenmerken en variëteiten, is de werking van alle LED's gebaseerd op het algemene werkingsprincipe van het emitterende element:

• De omzetting van elektriciteit in lichtstroom vindt plaats in een kristal, dat is gemaakt van halfgeleiders met een grote verscheidenheid aan geleidbaarheidstypen.
• Materiaal met n-geleiding wordt verschaft door het te doteren met elektronen, en materiaal met p-geleiding door middel van gaten. Als gevolg hiervan verschijnen in aangrenzende lagen extra ladingsdragers van verschillende richtingen.
• Wanneer een gelijkspanning wordt aangelegd, begint de beweging van elektronen, evenals gaten, naar de pn-overgang.
• De geladen deeltjes passeren de barrière en beginnen te recombineren, waardoor een elektrische stroom vloeit.
• Het proces van recombinatie van een elektron en een gat in de p-n-junctiezone is het vrijkomen van energie als een foton.

Over het algemeen is het gespecificeerde fysieke fenomeen kenmerkend voor alle halfgeleiderdiodes. De golflengte van het foton ligt echter in de meeste gevallen buiten het zichtbare stralingsspectrum. Om een ​​elementair deeltje in het bereik van 400-700 nm te laten bewegen, hebben wetenschappers veel experimenten en experimenten uitgevoerd met verschillende chemische elementen. Als gevolg hiervan verschenen nieuwe verbindingen: galliumfosfide, galliumarsenide en meer complexe vormen. Elk van hen heeft zijn eigen golflengte, dat wil zeggen zijn eigen kleur van straling.
Naast het nuttige licht dat de LED uitstraalt, wordt er bovendien een bepaalde hoeveelheid warmte gegenereerd op de pn-overgang, wat het rendement van de halfgeleiderinrichting vermindert. Daarom zijn high-power LED's ontworpen met een efficiënte warmteafvoer.

Rassen

Op dit moment kunnen LED-diodes van de volgende typen zijn:

• Verlichting, dat wil zeggen met een hoog vermogen. Hun verlichtingsniveau is gelijk aan die van wolfraam- en fluorescerende lichtbronnen.
• Indicator - met laag vermogen worden ze gebruikt voor verlichting in apparaten.

Afhankelijk van het type verbinding zijn LED-indicatiediodes onderverdeeld in:

• Double GaP (gallium, fosfor) - hebben groen en oranje licht in de structuur van het zichtbare spectrum.
• Triple AIGaAs (aluminium, arseen, gallium) - hebben geel en oranje licht in de structuur van het zichtbare spectrum.
• Triple GaAsP (arseen, gallium, fosfor) - hebben rood en geelgroen licht in de structuur van het zichtbare spectrum.

Afhankelijk van het type behuizing kunnen LED-elementen zijn:

• DIP- een verouderd model met een laag vermogen, ze worden gebruikt om lichtborden en speelgoed te verlichten.
• Piranha of Superflux- analogen van DIP, maar met vier contacten. Ze worden gebruikt voor verlichting in auto's, ze warmen minder op en zitten beter vast.
• SMD- het meest voorkomende type, gebruikt in verschillende lichtbronnen.
• MAÏSKOLF Zijn geavanceerde SMD-LED's.

Sollicitatie

Het toepassingsgebied van LED's kan grofweg worden onderverdeeld in twee brede categorieën:

• Verlichting.
• Direct licht gebruiken.

LED-verlichting wordt gebruikt om een ​​object, ruimte of oppervlak te verlichten, in plaats van direct zichtbaar te zijn. Dit zijn binnenverlichting, zaklampen, verlichting van gevels van gebouwen, verlichting in auto's, verlichting voor sleutels op mobiele telefoons en displays, enzovoort. LED-diodes worden veel gebruikt in communicators en mobiele telefoons.

Direct LED-licht wordt gebruikt om informatie door te geven, bijvoorbeeld in full colour videodisplays, waarbij LED-diodes de displaypixels vormen, en in alfanumerieke displays. Direct licht wordt ook gebruikt in signaalapparatuur. Dit zijn bijvoorbeeld richtingaanwijzers en remlichten van auto's, verkeerslichten en borden.

De toekomst van LED's

Wetenschappers creëren bijvoorbeeld nieuwe generatie LED's op basis van nanokristallijne dunne films van perovskiet. Ze zijn goedkoop, efficiënt en duurzaam. De onderzoekers hopen dat dergelijke LED-diodes zullen worden gebruikt in plaats van conventionele laptop- en smartphoneschermen, ook in huishoudelijke en straatverlichting.

Er worden ook fiber-LED-diodes gemaakt, die zijn ontworpen om draagbare displays te maken. Wetenschappers zijn van mening dat de gecreëerde methode voor het vervaardigen van vezel-LED's massaproductie mogelijk zal maken en de integratie van draagbare elektronica in kleding en textiel volledig goedkoop zal maken.

Typische eigenschappen

LED's worden gekenmerkt door de volgende parameters:

• Kleur karakteristiek.
• Golflengte.
• Huidige sterkte.
• Spanning (type aangelegde spanning).
• Helderheid (lichtstroomintensiteit).

De helderheid van de LED is evenredig met de stroom die er doorheen stroomt, dat wil zeggen, hoe hoger de spanning, hoe groter de helderheid. De eenheid van lichtsterkte is lumen per steradiaal en wordt ook gemeten in millicandels. Er zijn zowel heldere (20-50 mcd.), als superheldere (20.000 mcd. En meer) witte LED-diodes.

De grootte van de spanningsval is een kenmerk van de toegestane waarden van voorwaartse en achterwaartse insluitsels. Als de voedingsspanning hoger is dan deze waarden, wordt een elektrische storing waargenomen.

De sterkte van de stroom bepaalt de helderheid van de gloed. De stroomsterkte van de verlichtingselementen is meestal 20 mA, voor indicatie-LED's is dit 20-40 mA.

De lichtkleur van de LED hangt af van de actieve stoffen die in het halfgeleidermateriaal worden ingebracht.

De golflengte van licht wordt bepaald door het energieverschil tijdens de overgang van elektronen in het stadium van recombinatie. Het wordt bepaald door doteerstoffen en het oorspronkelijke halfgeleidermateriaal.

Voor-en nadelen

Een van de voordelen van LED's zijn:

• Laag energieverbruik.
• Lange levensduur, gemeten in 30-100 duizend uur.
• Hoge lichtopbrengst. LED's leveren 10-250 250 lumen lichtopbrengst per watt vermogen.
• Geen giftige kwikdamp.
• Brede toepassing.

nadelen:

• Slechte prestaties van LED's van lage kwaliteit gemaakt door onbekende fabrikanten.
• Relatief hoge prijs van hoogwaardige LED's.
• De behoefte aan hoogwaardige voedingen.

In dit informatieve artikel zullen we proberen het werkingsprincipe van LED's van alle soorten die tegenwoordig in de natuur voorkomen volledig te beschrijven. Laten we eens kijken naar het algemene LED-apparaat en zien hoe lichtgevende dioden van verschillende kleuren worden verkregen.

Werkingsprincipe

Waarschijnlijk weet iedereen dat het principe van de LED zijn "gloed" is wanneer deze is aangesloten op een stroombron. Hoe wordt dit echter bereikt? Laten we deze kwestie eens nader bekijken.

Om een ​​zichtbare lichtstroom te creëren, voorziet het ontwerp van de LED in de aanwezigheid van twee halfgeleiders, waarvan er één vrije elektronen moet bevatten, en de andere - "gaten".

Er vindt dus een "P-N" -overgang plaats tussen halfgeleiders, waardoor elektronen van de donor in een andere halfgeleider (ontvanger) gaan en vrije gaten bezetten met het vrijkomen van fotonen. Deze reactie vindt alleen plaats in aanwezigheid van een constante stroombron.

Het werkingsprincipe werd gedemonteerd, maar dankzij wat vindt dit proces plaats? Hiervoor moet rekening worden gehouden met het ontwerpkenmerk van de LED.

Hoe de LED werkt

Ongeacht het LED-model (COB, OLED, SMD, enz.), bestaan ​​ze uit de volgende elementen:

1. Anode (toevoer van een positieve halve golf naar het kristal);
2. Kathode (toevoer van een negatieve halve golf gelijkstroom naar een halfgeleiderkristal);
3. Reflector (reflectie van de lichtstroom op de diffusor);
4. Halfgeleiderchip of kristal (emissie van lichtstroom door "P-N"-overgang);
5. (vergroten van de hoek van de LED).

Laten we nu eens kijken hoe we verschillende kleuren kunnen krijgen.

Een LED van een specifieke kleur krijgen

Eerder hebben we het werkingsprincipe van de LED onderzocht en ontdekten dat de lichtstroom wordt gevormd wanneer een "P-N" -overgang optreedt in een halfgeleider waarbij fotonen vrijkomen die zichtbaar zijn voor het menselijk oog. Maar hoe krijg je een andere gloed van de LED? Hiervoor zijn meerdere mogelijkheden. Laten we ze allemaal eens bekijken.

Fosfor coating

Met deze technologie kunt u bijna elke kleur krijgen, maar wordt vaak gebruikt om witte LED's te produceren. Er wordt een speciaal reagens voor gebruikt - een fosfor, die wordt gebruikt om een ​​rode of blauwe LED te bedekken. Na verwerking begint de blauwe lichtgevende diode wit te gloeien.

RGB - technologie

Dit type apparaat kan elke schakering van het lichtspectrum uitstralen dankzij het gebruik van 3 LED's in één kristal: rood, groen en blauw. Afhankelijk van de intensiteit van de gloed van elk van hen, verandert het uitgestraalde licht.

Toepassing van verschillende onzuiverheden en verschillende halfgeleiders

Dankzij deze technologie verandert de golflengte van de uitgezonden lichtstroom in de overgangszone "P-N". En zoals je weet, verandert de kleur, afhankelijk van de golflengte. Dit is duidelijker te zien op de volgende foto:

Laten we nu eens kijken naar de volgende vraag: wat zijn de elektrische kenmerken van deze apparaten en wat is nodig voor hun betrouwbare werking.

elektrische kenmerken:

LED's zijn apparaten die een lichtstroom uitstralen wanneer er een gestabiliseerde, lage nominale constante spanning (3-5V) doorheen gaat. Door het ontstaan ​​van een potentiaalverschil aan de anode en kathode ontstaat er een elektrische stroom in het kristal, waardoor een lichtstroom ontstaat.

Om de LED goed te laten werken, moet de stroom op het niveau van 20-25 mA zijn. Voor high-power LED's kan het stroomverbruik echter oplopen tot 1400 mA.

Naarmate de voedingsspanning toeneemt, neemt de stroom exponentieel toe. Dit betekent dat bij een kleine sprong in de voedingsspanning de stroom vele malen toeneemt, wat kan leiden tot temperatuurstijging en uitval van de light-emitting diode (lees,). Om deze reden moet de constante spanningsbron worden gestabiliseerd met behulp van speciale microschakelingen.

Laten we nu eens kijken naar de belangrijkste soorten LED, hun voor- en nadelen.

LED Type Indicator Apparaat (DIP)

Dit type LED is een pionier op het gebied van LED-technologie. Ze zijn bedoeld voor de industrie als indicatoren.

Ze bestaan ​​uit een 3 of 5 mm kast, anode, kathode, kristal, gouden (koper in budgetversies) geleider die de anode verbindt met het kristal en een diffusor.

In de praktijk worden ze zeer zelden gebruikt, omdat hebben een aantal nadelen:

• grote maat;
• kleine gloeihoek (tot 120 0);
• lage kwaliteit van het kristal (bij langdurig gebruik daalt de stralingshelderheid tot 70%);
• zwakke lichtstroom door de lage doorvoer van het kristal (tot 20mA).

Hoe een krachtige LED werkt

High-power light-emitting diodes (bijvoorbeeld bedrijven) zijn ontworpen om een ​​intense lichtstroom te creëren door een grote stroom (tot 1400 mA) door het kristal te leiden.

Op het kristal wordt een grote hoeveelheid warmte gegenereerd, die met behulp van aluminium uit het halfgeleiderkristal wordt verwijderd. Tevens dient deze straler als reflector om de lichtstroom te vergroten.

Voor de betrouwbare werking van krachtige LED's is het noodzakelijk om een ​​speciaal circuit te hebben dat is ontworpen voor de doorgang van een grote stroom elektronen, die, naast het stabiliseren van de spanning, de stroom moet beperken die overeenkomt met de nominale werking van het apparaat .

Filament LED-apparaat

Ontwerp

Filament-LED's zijn apparaten bestaande uit saffier of gewoon glas met een diameter van maximaal 1,5 mm en speciaal gekweekte halfgeleiderkristallen (28 stuks) die in serie zijn geschakeld op een geïsoleerd substraat.

Deze LED's zijn geplaatst in een speciale lamp bedekt met een fosfor, waardoor je elke kleur kunt krijgen. Het belangrijkste voordeel van LED-apparaten die met deze technologie zijn ontwikkeld, is dat de verlichtingshoek 360° bereikt.

Filament light-emitting diodes worden door sommige bronnen geclassificeerd als COB (zie onderstaande sectie), omdat kristallen op glas of saffier worden gekweekt met behulp van een vergelijkbare technologie.

Het apparaat en het werkingsprincipe van de COB LED

COB-technologie of Chip-On-Board is een van de moderne ontwikkelingen op het gebied van elektronica, die erin bestaat een groot aantal halfgeleiderkristallen met behulp van diëlektrische lijm op een aluminiumsubstraat te plaatsen. Het is ook mogelijk om dergelijke LED's op een glasmatrix (COG) te vervaardigen, maar het werkingsprincipe is voor hen hetzelfde.

De resulterende matrix is ​​bedekt met een fosfor. Hierdoor is het mogelijk om een ​​gelijkmatige gloed van een COB LED van elke tint over het gehele gebied te bereiken. Deze apparaten worden veel gebruikt bij de ontwikkeling van tv's, laptops en tablets.

Werkingsprincipe

Ondanks het feit dat COB-LED's een specifieke naam hebben, is het werkingsprincipe volledig vergelijkbaar met conventionele indicatielampjes die in 1962 zijn ontwikkeld. Wanneer stroom door de halfgeleiderkristallen gaat, treedt een "P-N"-overgang op en als gevolg daarvan een lichtstroom.

Een onderscheidend kenmerk van dit type apparaat is de aanwezigheid van een groot aantal kristallen, waardoor een intensere lichtstroom kan worden verkregen.

De structuur en het werkingsprincipe van organische LED OLED

De nieuwste vooruitgang in de productie is de OLED-technologie. Het maakt de productie mogelijk van hightech thin-display-tv's, miniatuur-smartphones, tablets en vele andere apparaten die onmisbaar zijn in de moderne samenleving.

OLED-apparaat

Een OLED light emitting diode bestaat uit:

• een anode gemaakt van een mengsel van indiumoxide met tin;
• folie, glas of kunststof ondergronden;
• aluminium of calcium kathode;
• emitterende tussenlaag op polymeerbasis;
• geleidende laag organisch materiaal.

Hoe werkt deze technologie?

Het werkingsprincipe van OLED is vergelijkbaar met LED's COB, SMD en DIP en bestaat uit de vorming van een "PN"-overgang in halfgeleiders. Een onderscheidend kenmerk van de OLED-technologie is echter het gebruik van speciale polymeren, waaruit de lichtgevende laag is samengesteld, waardoor de LED, de lichtstroom van het zichtbare spectrum en de luminescentiehoek toenemen.

Waardigheid

• minimale afmetingen;
• laag energieverbruik;
• uniforme gloed over het hele gebied;
• lange levensduur;
• langere levensduur;
• brede gloeihoek (tot 270 0);
• goedkoop.

We onderzochten de belangrijkste soorten lichtemitterende diodes die in de moderne wereld worden gebruikt, maar samen met hen gingen Koreaanse wetenschappers verder en ontwikkelden LED's op basis van vezels, die volgens hun beloften alle verouderde soorten apparaten zullen vervangen. Laten we eens kijken wat ze zijn.

De structuur en het werkingsprincipe van een op vezels gebaseerde LED

Voor de productie van LED's in deze niche worden pgebruikt die zijn behandeld met PEDOT: PSS-polystyreensulfonaatoplossing. Na verwerking wordt de gloeidraad van de toekomstige LED gedroogd bij een temperatuur van 130 ° C.

Daarna wordt het werkstuk verwerkt door OLED-technologie met een speciaal polymeer poly- (p-fenyleenvinyleen) polymeer en de resulterende vezels worden gecoat met een dunne laag van een suspensie van lithium-aluminiumfluoride.

conclusies

We hebben de belangrijkste soorten LED's onderzocht, waarvan er, zoals u kunt zien, een groot aantal zijn. Volgens het werkingsprincipe zijn ze echter allemaal hetzelfde.

Er kan ook worden gezegd dat dankzij het gebruik van moderne materialen het mogelijk is om hoge technische indicatoren en een betrouwbaardere en langdurigere werking van LED's te bereiken.

De dagen dat LED's alleen werden gebruikt als indicatoren voor het inschakelen van apparaten zijn allang voorbij. Moderne LED-apparaten kunnen gloeilampen volledig verwisselen in huishoudelijke, industriële en. Dit wordt mogelijk gemaakt door verschillende kenmerken van LED's, wetende welke u de juiste LED-analoog kunt kiezen. Het gebruik van LED's opent, gezien hun basisparameters, een overvloed aan mogelijkheden op het gebied van verlichting.

LED (aangeduid met LED, LED, LED in het Engels) is een apparaat gebaseerd op een kunstmatig halfgeleiderkristal. Wanneer er een elektrische stroom doorheen wordt geleid, ontstaat het fenomeen van de emissie van fotonen, wat leidt tot een gloed. Deze luminescentie heeft een zeer smal spectrumbereik en de kleur is afhankelijk van het halfgeleidermateriaal.

LED's met rode en gele gloed zijn gemaakt van anorganische halfgeleidermaterialen op basis van galliumarsenide, groene en blauwe zijn gemaakt op basis van indiumgalliumnitride. Om de helderheid van de lichtstroom te verhogen, worden verschillende additieven gebruikt of wordt een meerlaagse methode gebruikt, wanneer een laag puur aluminiumnitride tussen halfgeleiders wordt geplaatst. Als gevolg van de vorming van verschillende elektron-gat (p-n) overgangen in één kristal, neemt de helderheid van de luminescentie ervan toe.

Er zijn twee soorten LED's: voor indicatie en verlichting. De eerste worden gebruikt om de opname van verschillende apparaten in het netwerk aan te geven, evenals bronnen van decoratieve verlichting. Het zijn gekleurde diodes die in een doorschijnende behuizing zijn geplaatst, elk met vier draden. Apparaten die infrarood licht uitstralen, worden gebruikt in apparaten voor afstandsbediening van apparaten (afstandsbediening).

Op het gebied van verlichting worden LED's gebruikt die wit licht uitstralen. Leds met koudwitte, neutraalwitte en warmwitte gloed onderscheiden zich door kleur. Er is een classificatie van LED's die worden gebruikt voor verlichting volgens de installatiemethode. SMD LED-markering houdt in dat het apparaat bestaat uit een aluminium of koperen substraat waarop het diodekristal is geplaatst. Het substraat zelf bevindt zich in de behuizing, waarvan de contacten zijn verbonden met de contacten van de LED.

Een ander type LED wordt OCB genoemd. In een dergelijke inrichting wordt een veelvoud van met een fosfor beklede kristallen op één bord geplaatst. Dankzij dit ontwerp wordt een hoge helderheid van de gloed bereikt. Deze technologie wordt toegepast bij productie met een hoge lichtstroom op een relatief klein oppervlak. Dit maakt de productie van LED-lampen op zijn beurt de meest betaalbare en goedkope.

Opmerking! Als we lampen op SMD- en COB-LED's vergelijken, kan worden opgemerkt dat de eerste kan worden gerepareerd door een defecte LED te vervangen. Als de COB LED-lamp niet werkt, moet u het hele bord vervangen door diodes.

LED-kenmerken:

Bij het kiezen van een geschikte LED-lamp voor verlichting moet u rekening houden met de parameters van de LED's. Deze omvatten voedingsspanning, vermogen, bedrijfsstroom, rendement (lichtopbrengst), gloeitemperatuur (kleur), stralingshoek, afmetingen, degradatieperiode. Als u de basisparameters kent, is het mogelijk om eenvoudig apparaten te selecteren voor het verkrijgen van een of ander verlichtingsresultaat.

LED stroomverbruik

Gewoonlijk wordt voor conventionele LED's een stroomsterkte van 0,02A geleverd. Er zijn echter LED's met een vermogen van 0,08A. Deze LED's bevatten krachtigere apparaten, waarbij vier kristallen betrokken zijn. Ze bevinden zich in hetzelfde gebouw. Aangezien elk van de kristallen 0,02A verbruikt, verbruikt één apparaat in totaal 0,08A.

De stabiliteit van de LED-apparaten hangt af van de grootte van de stroom. Zelfs een lichte toename van de stroomsterkte draagt ​​bij aan een afname van de stralingsintensiteit (veroudering) van het kristal en een toename van de kleurtemperatuur. Dit leidt er uiteindelijk toe dat de LED's blauw beginnen te werpen en voortijdig uitvallen. En als de indicator van de huidige sterkte aanzienlijk toeneemt, brandt de LED onmiddellijk door.

Om het stroomverbruik te beperken, zijn in de ontwerpen van LED-lampen en -armaturen stroomstabilisatoren voor leds (drivers) voorzien. Ze zetten de stroom om en brengen deze op de waarde die de LED's nodig hebben. In het geval dat het nodig is om een ​​aparte LED op het netwerk aan te sluiten, moeten stroombeperkende weerstanden worden gebruikt. De berekening van de weerstand van de weerstand voor de LED wordt uitgevoerd rekening houdend met de specifieke kenmerken ervan.

Behulpzaam advies! Om de juiste weerstand te kiezen, kunt u de LED-weerstandscalculator op internet gebruiken.

LED-spanning

Hoe weet ik de spanning van de LED's? Feit is dat LED's als zodanig geen voedingsspanningsparameter hebben. In plaats daarvan wordt de LED-spanningsvalkarakteristiek gebruikt, wat de hoeveelheid spanning aan de uitgang van de LED betekent wanneer de nominale stroom er doorheen wordt geleid. De op de verpakking aangegeven spanningswaarde geeft exact de spanningsval weer. Als u deze waarde kent, kunt u de resterende spanning op het kristal bepalen. Het is deze waarde waarmee rekening wordt gehouden in de berekeningen.

Gezien het gebruik van verschillende halfgeleiders voor LED's, kan de spanning voor elk van hen anders zijn. Hoe kom je erachter hoeveel volt de LED is? Het kan worden bepaald door de kleur van de gloed van de apparaten. Voor blauwe, groene en witte kristallen is de spanning bijvoorbeeld ongeveer 3V, voor gele en rode kristallen - van 1,8 tot 2,4V.

Bij gebruik van parallelle aansluiting van LED's met een identiek vermogen met een spanningswaarde van 2V, kunt u het volgende tegenkomen: als gevolg van de spreiding van parameters zullen sommige emitterende diodes uitvallen (doorbranden), terwijl andere zeer zwak gloeien. Dit zal gebeuren vanwege het feit dat met een toename van de spanning, zelfs met 0,1 V, een toename van de stroom die door de LED gaat met 1,5 keer wordt waargenomen. Daarom is het zo belangrijk om ervoor te zorgen dat de stroom overeenkomt met de LED-classificatie.

Lichtrendement, verlichtingshoek en vermogen van LED's

Vergelijking van de lichtstroom van diodes met andere lichtbronnen wordt uitgevoerd, rekening houdend met de sterkte van de straling die ze uitzenden. Apparaten met een diameter van ongeveer 5 mm geven 1 tot 5 lm licht. Terwijl de lichtstroom van een 100W gloeilamp 1000 lm is. Maar bij het vergelijken moet er rekening mee worden gehouden dat het licht van een conventionele lamp diffuus is, terwijl dat van een LED gericht is. Daarom moet rekening worden gehouden met de verstrooiingshoek van de LED's.

De verstrooiingshoek van verschillende LED's kan van 20 tot 120 graden zijn. Wanneer ze verlicht zijn, zorgen LED's voor helderder licht in het midden en verminderen ze de verlichting naar de randen van de verstrooiingshoek. Zo verlichten LED's een bepaalde ruimte beter met minder stroom. Als het echter nodig is om het verlichtingsoppervlak te vergroten, worden diffuse lenzen gebruikt bij het ontwerp van de armatuur.

Hoe het wattage van LED's bepalen? Voor het bepalen van het vermogen van een LED-lamp die nodig is om een ​​gloeilamp te vervangen, is een factor gelijk aan 8. Je kunt dus een conventionele 100W-lamp vervangen door een LED-apparaat met een vermogen van minimaal 12,5W (100W / 8). Voor het gemak kunt u de gegevens uit de correspondentietabel tussen de kracht van gloeilampen en LED-lichtbronnen gebruiken:

Bij het gebruik van LED's voor verlichting is de efficiëntie-indicator erg belangrijk, die wordt bepaald door de verhouding tussen lichtstroom (lm) en vermogen (W). Als we deze parameters voor verschillende lichtbronnen vergelijken, ontdekken we dat de efficiëntie van een gloeilamp 10-12 lm / W, luminescent - 35-40 lm / W, LED - 130-140 lm / W is.

Kleurtemperatuur van LED-bronnen

Een van de belangrijke parameters van LED-bronnen is de gloeitemperatuur. De eenheden van deze hoeveelheid zijn graden Kelvin (K). Opgemerkt moet worden dat alle lichtbronnen op basis van hun gloeitemperatuur in drie klassen zijn verdeeld, waaronder warm wit een kleurtemperatuur van minder dan 3300 K, dagwit - van 3300 tot 5300 K en koud wit meer dan 5300 K.

Opmerking! Comfortabele waarneming van LED-straling door het menselijk oog is direct afhankelijk van de kleurtemperatuur van de LED-bron.

De kleurtemperatuur wordt meestal aangegeven op de etikettering van LED-lampen. Het wordt aangegeven met een viercijferig nummer en de letter K. De keuze van LED-lampen met een specifieke kleurtemperatuur hangt rechtstreeks af van de kenmerken van de toepassing ervan voor verlichting. Onderstaande tabel toont de mogelijkheden voor het gebruik van LED-bronnen met verschillende gloeitemperaturen:

Door de golfachtige aard van kleur kan de kleurtemperatuur van LED's worden uitgedrukt met behulp van golflengte. De markeringen van sommige LED-apparaten weerspiegelen de kleurtemperatuur precies in de vorm van een interval van verschillende golflengten. Golflengte wordt aangeduid met λ en wordt gemeten in nanometers (nm).

Maten van SMD-LED's en hun kenmerken

Gezien de grootte van SMD LED's, worden armaturen ingedeeld in groepen met verschillende kenmerken. De meest populaire LED's met standaard maten 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 en 5630. Kenmerken van SMD LED's variëren afhankelijk van de grootte. Verschillende soorten SMD-LED's verschillen dus in helderheid, kleurtemperatuur, vermogen. In de LED-markeringen geven de eerste twee cijfers de lengte en breedte van het armatuur aan.

Belangrijkste parameters van SMD 2835 LED's:

De belangrijkste kenmerken van 2835 SMD LED's zijn onder meer een groter stralingsoppervlak. In vergelijking met het SMD 3528 apparaat, dat een rond werkoppervlak heeft, is het stralingsgebied van de SMD 2835 rechthoekig, wat bijdraagt ​​aan een hogere lichtopbrengst bij een lagere elementhoogte (circa 0,8 mm). De lichtstroom van zo'n apparaat is 50 lm.

De behuizing van SMD 2835 LED's is gemaakt van hittebestendig polymeer en is bestand tegen temperaturen tot 240 ° C. Opgemerkt moet worden dat de degradatie van straling in deze elementen minder dan 5% is gedurende 3000 bedrijfsuren. Bovendien heeft het apparaat een vrij lage thermische weerstand van de kristal-substraatovergang (4 C / W). De maximale bedrijfsstroom is 0,18A, de kristaltemperatuur is 130°C.

Door de kleur van de gloed onderscheidt warm wit zich met een gloeitemperatuur van 4000 K, dagwit - 4800 K, puur wit - van 5000 tot 5800 K en koud wit met een kleurtemperatuur van 6500-7500 K. Opgemerkt moet worden dat de maximale lichtstroom voor apparaten met koudwitte gloed minimaal is - voor LED's met een warmwitte kleur. Het ontwerp van het apparaat heeft vergrote contactvlakken, wat bijdraagt ​​aan een betere warmteafvoer.

Behulpzaam advies! SMD 2835 LED's kunnen voor elk type installatie worden gebruikt.

Kenmerken van SMD 5050 LED's

Het SMD 5050-behuizingsontwerp bevat drie LED's van hetzelfde type. Blauwe, rode en groene LED-bronnen hebben technische kenmerken die vergelijkbaar zijn met SMD 3528-kristallen. De bedrijfsstroom van elk van de drie LED's is 0,02 A, daarom is de totale stroom van het hele apparaat 0,06 A. Om ervoor te zorgen dat de LED's niet uitvallen, wordt aanbevolen deze waarde niet te overschrijden.

LED-apparaten SMD 5050 hebben een voorwaartse spanning van 3-3.3V en een lichtrendement (netwerkstroom) van 18-21 lm. Het vermogen van één LED is de som van drie waarden van het vermogen van elk kristal (0,7W) en is 0,21W. De gloedkleur die door de apparaten wordt uitgezonden, kan wit zijn in alle tinten, groen, blauw, geel en veelkleurig.

De nauwe opstelling van LED's van verschillende kleuren in één SMD 5050-pakket maakte het mogelijk om meerkleurige LED's te realiseren met aparte besturing voor elke kleur. Om armaturen met SMD 5050 LED's te regelen, worden controllers gebruikt, zodat de gloedkleur na een bepaalde tijd soepel van de ene naar de andere kan worden veranderd. Meestal hebben dergelijke apparaten verschillende besturingsmodi en kunnen ze de helderheid van de LED's aanpassen.

Typische kenmerken van SMD 5730 LED

SMD 5730 LED's zijn moderne vertegenwoordigers van LED-apparaten, waarvan de behuizing geometrische afmetingen heeft van 5,7x3 mm. Ze behoren tot superheldere LED's, waarvan de kenmerken stabiel en kwalitatief verschillend zijn van de parameters van hun voorgangers. Vervaardigd met nieuwe materialen, worden deze LED's gekenmerkt door een verhoogd vermogen en een zeer efficiënte lichtstroom. Bovendien kunnen ze werken in omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid, zijn ze bestand tegen extreme temperaturen en trillingen en hebben ze een lange levensduur.

Er zijn twee soorten apparaten: SMD 5730-0.5 met een vermogen van 0,5W en SMD 5730-1 met een vermogen van 1W. Een onderscheidend kenmerk van de apparaten is het vermogen om op een gepulseerde stroom te werken. De waarde van de nominale stroom van de SMD 5730-0.5 is 0,15 A; tijdens pulswerking is het apparaat bestand tegen een stroomsterkte tot 0,18 A. Dit type LED geeft een lichtstroom tot wel 45 lm.

SMD 5730-1 LED's werken op een constante stroom van 0,35 A, in een pulsmodus - tot 0,8 A. Het lichtrendement van een dergelijk apparaat kan oplopen tot 110 lumen. Dankzij het hittebestendige polymeer is de behuizing van het apparaat bestand tegen temperaturen tot 250 ° C. De spreidingshoek van beide typen SMD 5730 is 120 graden. De afbraaksnelheid van de lichtstroom is minder dan 1% bij 3000 uur gebruik.

Kenmerken van Cree LED's

Het bedrijf Cree (VS) houdt zich bezig met de ontwikkeling en productie van superheldere en krachtigste LED's. Een van de groepen Cree LED's wordt vertegenwoordigd door de Xlamp-reeks apparaten, die zijn onderverdeeld in single-chip en multi-chip. Een van de kenmerken van bronnen met één chip is de verdeling van straling langs de randen van het apparaat. Deze innovatie heeft het mogelijk gemaakt om armaturen te produceren met een grote lichthoek, met een minimaal aantal kristallen.

In de serie LED-bronnen XQ-E High Intensity is de verlichtingshoek 100 tot 145 graden. Met kleine geometrische afmetingen van 1,6 x 1,6 mm, is het vermogen van superheldere LED's 3 volt en is de lichtstroom 330 lm. Dit is een van de nieuwste ontwikkelingen van het bedrijf Cree. Alle LED's, waarvan het ontwerp is ontwikkeld op basis van één kristal, hebben een hoogwaardige kleurweergave binnen het bereik van CRE 70-90.

Gerelateerd artikel:

Zelf een LED slinger maken of bevestigen. Prijzen en basiskenmerken van de meest populaire modellen.

Cree heeft meerdere versies van multichip LED armaturen uitgebracht met de nieuwste stroomtypes van 6 tot 72 volt. Multichip-LED's zijn onderverdeeld in drie groepen, waaronder apparaten met een hoog voltage, vermogen tot 4W en meer dan 4W. In bronnen tot 4W worden 6 kristallen opgevangen in MX- ​​en ML-verpakkingen. De verstrooiingshoek is 120 graden. U kunt Cree LED's van dit type kopen met een witte warme en koude gloedkleur.

Behulpzaam advies! Ondanks de hoge betrouwbaarheid en kwaliteit van het licht zijn krachtige LED's uit de MX- en ML-serie te koop tegen een relatief lage prijs.

De groep van meer dan 4W bevat LED's van verschillende kristallen. De grootste in de groep zijn 25W-apparaten die worden gepresenteerd door de MT-G-serie. De nieuwigheid van het bedrijf zijn de LED's van het XHP-model. Een van de grote LED-apparaten heeft een behuizing van 7x7 mm, het vermogen is 12 W en de lichtopbrengst is 1710 lumen. Hoogspannings-LED's combineren een klein formaat en een hoog lichtrendement.

LED-aansluitschema's

Er zijn bepaalde regels voor het aansluiten van LED's. Rekening houdend met het feit dat de stroom die door het apparaat gaat slechts in één richting beweegt, is het voor een lange en stabiele werking van LED-apparaten belangrijk om niet alleen rekening te houden met een bepaalde spanning, maar ook met de optimale stroomwaarde.

Schema voor het aansluiten van de LED op een 220V-netwerk

Afhankelijk van de gebruikte stroombron zijn er twee soorten schema's voor het aansluiten van LED's op 220V. In een van de gevallen wordt het gebruikt met een beperkte stroom, in het tweede - een speciale, stabiliserende spanning. De eerste optie houdt rekening met het gebruik van een speciale bron met een bepaalde stroomsterkte. In deze schakeling is geen weerstand nodig en het aantal aangesloten LED's wordt beperkt door het vermogen van de driver.

Er worden twee soorten pictogrammen gebruikt om LED's in het diagram aan te duiden. Boven elke schematische afbeelding ervan zijn er twee kleine parallelle pijlen die naar boven wijzen. Ze symboliseren de heldere gloed van het LED-apparaat. Voordat u de LED via een voeding op 220V aansluit, moet u een weerstand in het circuit opnemen. Als niet aan deze voorwaarde wordt voldaan, zal dit ertoe leiden dat de levensduur van de LED aanzienlijk wordt verkort of dat deze eenvoudigweg faalt.

Als je een voeding gebruikt bij het aansluiten, dan is alleen de spanning stabiel in het circuit. Gezien de onbeduidende interne weerstand van het LED-apparaat, zal het inschakelen van het apparaat zonder stroombegrenzer ertoe leiden dat het apparaat verbrandt. Daarom wordt een overeenkomstige weerstand in het LED-schakelcircuit geïntroduceerd. Opgemerkt moet worden dat weerstanden in verschillende classificaties komen, dus ze moeten correct worden berekend.

Behulpzaam advies! Een negatief aspect van de circuits voor het inschakelen van de LED in een 220 Volt-netwerk met behulp van een weerstand, is de dissipatie van hoog vermogen wanneer het nodig is om een ​​belasting aan te sluiten met een verhoogd stroomverbruik. In dit geval wordt de weerstand vervangen door een bluscondensator.

Hoe de weerstand voor een LED te berekenen

Bij het berekenen van de weerstand voor een LED worden ze geleid door de formule:

U = IхR,

waarbij U spanning is, I stroomsterkte, R weerstand (wet van Ohm). Stel dat u een LED moet aansluiten met de volgende parameters: 3V - spanning en 0,02A - stroom. Zodat wanneer de LED is aangesloten op 5 Volt op de voeding, deze niet uitvalt, moet u de extra 2V verwijderen (5-3 = 2V). Om dit te doen, moet u een weerstand met een bepaalde weerstand in het circuit opnemen, die wordt berekend met behulp van de wet van Ohm:

R = U / I.

De verhouding van 2V tot 0,02A zal dus 100 ohm zijn, d.w.z. dit is precies wat een weerstand nodig heeft.

Het komt vaak voor dat, gezien de parameters van de LED's, de weerstand van de weerstand een niet-standaard waarde heeft voor het apparaat. Deze stroombegrenzers zijn niet te vinden op het verkooppunt, bijvoorbeeld 128 of 112,8 ohm. Gebruik dan weerstanden waarvan de weerstand de dichtstbijzijnde grotere waarde heeft dan de berekende. In dit geval zullen de LED's niet op volle sterkte werken, maar slechts met 90-97%, maar dit zal onzichtbaar zijn voor het oog en zal een positief effect hebben op de bron van het apparaat.

Er zijn veel opties voor rekenmachines voor het berekenen van LED's op internet. Ze houden rekening met de belangrijkste parameters: spanningsverlies, nominale stroom, uitgangsspanning, aantal apparaten in het circuit. Door de parameters van LED-apparaten en stroombronnen in het formulierveld in te stellen, kunt u de bijbehorende kenmerken van de weerstanden achterhalen. Er bestaan ​​ook online weerstandsberekeningen voor LED's om de weerstand van kleurgecodeerde stroombegrenzers te bepalen.

Schema's van parallelle en serieschakeling van LED's

Bij het samenstellen van constructies uit meerdere LED-apparaten worden schakelingen gebruikt voor het schakelen van LED's in een 220 Volt-netwerk met een seriële of parallelle aansluiting. In dit geval moet er voor een correcte aansluiting rekening mee worden gehouden dat wanneer de LED's in serie zijn geschakeld, de vereiste spanning de som is van de spanningsdalingen van elk apparaat. Terwijl wanneer de LED's parallel zijn aangesloten, de stroomsterkte wordt toegevoegd.

Als de circuits LED-apparaten met verschillende parameters gebruiken, is het voor een stabiele werking noodzakelijk om de weerstand voor elke LED afzonderlijk te berekenen. Opgemerkt moet worden dat geen twee LED's precies hetzelfde zijn. Zelfs apparaten van hetzelfde model hebben kleine verschillen in parameters. Dit leidt ertoe dat wanneer u een groot aantal van hen in een serie- of parallelschakeling met één weerstand aansluit, ze snel kunnen degraderen en uitvallen.

Opmerking! Bij gebruik van één weerstand in een parallelle of serieschakeling kunnen alleen LED-apparaten met identieke kenmerken worden aangesloten.

De discrepantie in de parameters wanneer meerdere LED's parallel zijn aangesloten, zeg 4-5 stuks, heeft geen invloed op de werking van de apparaten. En als er veel LED's op zo'n circuit worden aangesloten, is dat een slechte beslissing. Zelfs als LED-bronnen een kleine variatie in kenmerken hebben, zal dit ertoe leiden dat sommige apparaten fel licht zullen uitstralen en snel doorbranden, terwijl andere zwak zullen gloeien. Gebruik daarom bij parallelle aansluiting altijd een aparte weerstand voor elk apparaat.

Met betrekking tot de serieschakeling is hier een zuinig verbruik, aangezien de hele schakeling een hoeveelheid stroom verbruikt die gelijk is aan het verbruik van één LED. In een parallelschakeling is het verbruik de som van het verbruik van alle LED-bronnen die in de in de schakeling opgenomen schakeling zijn opgenomen.

Hoe LED's aan te sluiten op 12 Volt

In het ontwerp van sommige apparaten zijn zelfs in de fabricagefase weerstanden aangebracht, waardoor het mogelijk is om LED's aan te sluiten op 12 volt of 5 volt. Dergelijke apparaten zijn echter niet altijd in de handel verkrijgbaar. Daarom is in het circuit voor het aansluiten van LED's op 12 volt een stroombegrenzer aangebracht. De eerste stap is het achterhalen van de kenmerken van de aan te sluiten LED's.

Een dergelijke parameter als de voorwaartse spanningsval in typische LED-apparaten is ongeveer 2V. De nominale stroom van deze LED's is 0,02A. Moet je zo'n led op 12V aansluiten, dan moet de "extra" 10V (12 min 2) gedoofd worden met een begrenzingsweerstand. De wet van Ohm kan worden gebruikt om de weerstand ervoor te berekenen. We krijgen dat 10 / 0,02 = 500 (Ohm). Er is dus een weerstand van 510 ohm nodig, wat het dichtst in de buurt komt in het E24-bereik van elektronische componenten.

Om een ​​dergelijk schema stabiel te laten werken, is het ook noodzakelijk om het vermogen van de begrenzer te berekenen. Met behulp van de formule, op basis waarvan het vermogen gelijk is aan het product van spanning en stroom, berekenen we de waarde ervan. Een spanning van 10V wordt vermenigvuldigd met een stroom van 0,02A en we krijgen 0,2W. Er is dus een weerstand vereist, waarvan het standaardvermogen 0,25 W is.

Als het nodig is om twee LED-apparaten in het circuit op te nemen, moet u er rekening mee houden dat de spanning die erop valt al 4V is. Dienovereenkomstig blijft het voor de weerstand om niet 10V, maar 8V te doven. Daarom wordt op basis van deze waarde verdere berekening van de weerstand en het vermogen van de weerstand gedaan. De locatie van de weerstand in het circuit kan overal worden gegeven: vanaf de zijkant van de anode, kathode, tussen de LED's.

Hoe een LED te controleren met een multimeter

Een manier om de werkstatus van de LED's te controleren, is door te testen met een multimeter. Een dergelijk apparaat kan LED's van elk ontwerp diagnosticeren. Voordat de LED met een tester wordt gecontroleerd, wordt de schakelaar van het apparaat in de "continuïteit" -modus gezet en worden de sondes op de klemmen aangebracht. Wanneer de rode sonde is gesloten voor de anode en de zwarte voor de kathode, moet het kristal licht uitstralen. Als de polariteit wordt omgekeerd, moet het display de lezing "1" tonen.

Behulpzaam advies! Voordat de LED wordt getest op bruikbaarheid, is het raadzaam om de hoofdverlichting te dimmen, omdat tijdens het testen de stroom erg laag is en de LED zo zwak licht uitstraalt dat u dit bij normale verlichting misschien niet opmerkt.

U kunt LED-apparaten testen zonder sondes te gebruiken. Om dit te doen, wordt de anode in de gaten in de benedenhoek van het apparaat in het gat met het "E" -symbool en de kathode - met de "C" -indicator gestoken. Als de LED in werking is, moet deze gaan branden. Deze testmethode is geschikt voor leds met voldoende lange soldeervrije pinnen. De stand van de schakelaar is voor deze testmethode niet relevant.

Hoe LED's testen met een multimeter zonder te solderen? Om dit te doen, moet u stukjes van een gewone paperclip op de testersondes solderen. Als isolatie is een textoliet pakking geschikt, die tussen de draden wordt gelegd, waarna deze met elektrische tape wordt verwerkt. De uitgang is een soort adapter voor het aansluiten van sondes. Nietjes zijn veerkrachtig en stevig vastgezet in de connectoren. In deze vorm kunt u de sondes op de LED's aansluiten zonder ze uit het circuit te solderen.

Wat u met uw eigen handen kunt doen met LED's

Veel radioamateurs oefenen met het met hun eigen handen assembleren van verschillende LED-structuren. Zelf-geassembleerde producten zijn niet inferieur in kwaliteit en overtreffen soms zelfs hun tegenhangers in productie. Het kunnen kleurenmuziekapparaten zijn, knipperende LED-ontwerpen, doe-het-zelf-looplichten op LED's en nog veel meer.

DIY stroomstabilisatormontage voor LED's

Om ervoor te zorgen dat de LED-bron niet eerder opraakt dan de vervaldatum, is het noodzakelijk dat de stroom die er doorheen stroomt een stabiele waarde heeft. Het is bekend dat rode, gele en groene LED's hogere stroombelastingen aankunnen. Terwijl blauw-groene en witte LED-bronnen, zelfs bij een lichte overbelasting, in 2 uur opbranden. Om de LED goed te laten werken, is het dus noodzakelijk om het probleem met de voeding op te lossen.

Als je een keten van in serie of parallel geschakelde leds samenstelt, dan kun je ze van dezelfde straling voorzien als de stroom die er doorheen gaat even sterk is. Bovendien kunnen tegenstroompulsen de levensduur van LED-bronnen negatief beïnvloeden. Om dit te voorkomen is het noodzakelijk om een ​​stroomstabilisator voor LED's in de schakeling op te nemen.

De kwaliteitskenmerken van LED-lampen zijn afhankelijk van de gebruikte driver - een apparaat dat de spanning omzet in een gestabiliseerde stroom met een bepaalde waarde. Veel radioamateurs assembleren met hun eigen handen een voedingscircuit voor LED's vanaf 220V op basis van de LM317-microschakeling. Elementen voor een dergelijke elektronische schakeling zijn goedkoop en een dergelijke regelaar is eenvoudig te ontwerpen.

Bij gebruik van een stroomstabilisator op de LM317 voor LED's wordt de stroom geregeld binnen 1A. Een gelijkrichter op basis van LM317L stabiliseert de stroom tot 0,1A. Het apparaat gebruikt slechts één weerstand in het circuit. Het wordt berekend met behulp van de online LED-weerstandscalculator. Beschikbare apparaten zijn geschikt voor voeding: voedingen van een printer, laptop of andere consumentenelektronica. Het is niet winstgevend om zelf complexere schema's samen te stellen, omdat het gemakkelijker is om ze kant-en-klaar te kopen.

DIY LED DRL

Het gebruik van dagrijverlichting (DRL) op auto's verhoogt de zichtbaarheid van de auto bij daglicht aanzienlijk voor andere weggebruikers. Veel autoliefhebbers oefenen zelfmontage van DRL's met behulp van LED's. Een van de opties is een DRL-apparaat van 5-7 LED's met een vermogen van 1W en 3W per blok. Als je minder krachtige led-bronnen gebruikt, zal de lichtstroom niet voldoen aan de normen voor dergelijke lampen.

Behulpzaam advies! Houd bij het maken van DRL met uw eigen handen rekening met de vereisten van GOST: de lichtstroom is 400-800 Kd, de gloeihoek in het horizontale vlak is 55 graden, in het verticale vlak - 25 graden, het gebied is 40 cm².

Voor de basis kunt u een aluminium profielbord gebruiken met pads voor het bevestigen van LED's. De LED's zijn met een warmtegeleidende lijm op het bord bevestigd. Optica wordt geselecteerd in overeenstemming met het type LED-bronnen. In dit geval zijn lenzen met een gloeihoek van 35 graden geschikt. Lenzen worden afzonderlijk op elke LED geïnstalleerd. De draden worden in elke geschikte richting naar buiten gebracht.

Vervolgens wordt een behuizing gemaakt voor de MVO, die tevens dienst doet als radiator. Hiervoor kunt u een U-vormig profiel gebruiken. De afgewerkte LED-module wordt in het profiel geplaatst, bevestigd met schroeven. Alle vrije ruimte kan worden gevuld met transparante kit op siliconenbasis, waardoor alleen de lenzen op het oppervlak blijven. Een dergelijke coating zal dienen als bescherming tegen vocht.

De DRL wordt aangesloten op de voeding met het verplichte gebruik van een weerstand, waarvan de weerstand vooraf is berekend en gecontroleerd. De verbindingsmethoden kunnen variëren, afhankelijk van het automodel. Aansluitschema's zijn te vinden op internet.

Hoe de LED's te laten knipperen?

De meest populaire kant-en-klare knipperende LED's zijn potentiaalgestuurde apparaten. Het knipperen van het kristal treedt op als gevolg van een verandering in de voeding op de klemmen van het apparaat. Zo straalt een tweekleurig rood-groen LED-apparaat licht uit, afhankelijk van de richting van de stroom die er doorheen gaat. Het knipperende effect van een RGB-led wordt bereikt door drie afzonderlijke stuurpennen aan te sluiten op een specifiek bedieningssysteem.

Maar je kunt een gewone eenkleurige LED laten knipperen, met een minimum aan elektronische componenten in je arsenaal. Voordat u een knipperende LED maakt, moet u een werkend circuit kiezen dat eenvoudig en betrouwbaar is. Er kan een knipperende LED-schakeling worden gebruikt, die wordt gevoed door een 12V-bron.

Het circuit bestaat uit een laagvermogentransistor Q1 (silicium hoogfrequente KTZ 315 of zijn analogen zijn geschikt), een weerstand R1 820-1000 Ohm, een 16 volt condensator C1 met een capaciteit van 470 F en een LED-bron. Wanneer het circuit is ingeschakeld, wordt de condensator opgeladen tot 9-10V, waarna de transistor even opengaat en de verzamelde energie aan de LED geeft, die begint te knipperen. Dit schema kan alleen worden geïmplementeerd wanneer het wordt gevoed door een 12V-bron.

U kunt een geavanceerder circuit samenstellen dat analoog werkt met een transistormultivibrator. Het circuit bevat transistors KTZ 102 (2 stuks), weerstanden R1 en R4 van elk 300 Ohm om de stroom te beperken, weerstanden R2 en R3 van 27000 Ohm om de basisstroom van de transistors in te stellen, 16 volt polaire condensatoren (2 stuks. Met een capaciteit van 10 F) en twee LED-bronnen. Dit circuit wordt gevoed door een 5V constante spanningsbron.

De schakeling werkt volgens het principe van "Darlington pair": condensatoren C1 en C2 worden afwisselend geladen en ontladen, waardoor een bepaalde transistor opengaat. Wanneer één transistor energie geeft aan C1, licht één LED op. Verder wordt C2 soepel opgeladen en neemt de basisstroom VT1 af, wat leidt tot de sluiting van VT1 en de opening van VT2 en een andere LED gaat branden.

Behulpzaam advies! Als u een voedingsspanning van meer dan 5V gebruikt, moet u weerstanden met een andere classificatie gebruiken om schade aan de LED's te voorkomen.

DIY LED-kleurenmuziekmontage

Om vrij complexe kleurenmuziekschema's op LED's met uw eigen handen te implementeren, moet u eerst uitzoeken hoe het eenvoudigste kleurenmuziekschema werkt. Het bestaat uit een transistor, weerstand en LED-apparaat. Zo'n circuit kan gevoed worden vanuit een bron met een vermogen van 6 tot 12V. De werking van het circuit is te danken aan cascadeversterking met een gemeenschappelijke emitter (emitter).

De VT1-basis ontvangt een signaal met variërende amplitude en frequentie. In het geval dat de signaalfluctuaties een vooraf bepaalde drempel overschrijden, opent de transistor en gaat de LED branden. Het nadeel van dit schema is de afhankelijkheid van het knipperen van de mate van het geluidssignaal. Het effect van kleurenmuziek zal dus alleen optreden bij een bepaald geluidsvolume. Als het geluid wordt versterkt. de LED zal de hele tijd aan zijn, en wanneer hij afneemt, zal hij een beetje knipperen.

Gebruik voor een volledig effect een muziekkleurenschema op LED's met een verdeling van het geluidsbereik in drie delen. Het circuit met een driekanaals geluidstransducer wordt gevoed door een 9V-bron. Een groot aantal kleurenmuziekschema's is op internet te vinden in verschillende forums van radioamateurs. Dit kunnen muziekschema's in kleur zijn met een eenkleurige strip, RGB-LED-strip, maar ook schema's voor het soepel in- en uitschakelen van LED's. Ook op het netwerk vindt u schema's van looplichten op LED's.

DIY LED-spanningsindicatorontwerp

Het spanningsindicatorcircuit omvat een weerstand R1 (variabele weerstand 10 kOhm), weerstanden R1, R2 (1 kOhm), twee transistors VT1 KT315B, VT2 KT361B, drie LED's - HL1, HL2 (rood), HLЗ (groen). X1, X2 - 6 volt voedingen. In dit circuit wordt aanbevolen om LED-apparaten te gebruiken met een spanning van 1,5 V.

Het werkingsalgoritme van de zelfgemaakte LED-spanningsindicator is als volgt: wanneer spanning wordt toegepast, is de centrale LED-bron groen. Bij een spanningsval gaat de rode LED aan de linkerkant branden. Door het verhogen van de spanning gaat de rode LED rechts branden. Met de weerstand in de middelste stand staan ​​alle transistoren in de gesloten stand en gaat de spanning alleen naar de centrale groene LED.

Het openen van de transistor VT1 vindt plaats wanneer de schuif van de weerstand omhoog wordt bewogen, waardoor de spanning toeneemt. In dit geval stopt de toevoer van spanning naar HL3 en wordt deze geleverd aan HL1. Wanneer u de schuifregelaar naar beneden beweegt (de spanning verlaagt), sluit de transistor VT1 en gaat VT2 open, waardoor de HL2-LED van stroom wordt voorzien. Met een kleine vertraging gaat LED HL1 uit, HL3 knippert één keer en HL2 gaat branden.

Een dergelijke schakeling kan worden samengesteld met behulp van radiocomponenten uit verouderde technologie. Sommige mensen monteren het op een textoliet bord, waarbij ze een schaal van 1: 1 observeren met de afmetingen van de onderdelen, zodat alle elementen op het bord passen.

Het onbeperkte potentieel van LED-verlichting maakt het mogelijk om onafhankelijk verschillende verlichtingsapparaten te ontwerpen van LED's met uitstekende eigenschappen en redelijk lage kosten.

LED, of light-emitting diode (LED, LED, LED uit het Engels " Lichtgevende diode"), Is een halfgeleiderapparaat met een elektron-gatovergang (pn-overgang) of een metaalgeleidercontact, dat optische straling creëert wanneer een elektrische stroom er in voorwaartse richting doorheen gaat. Een LED-kristal produceert optische straling in een vrij smal spectrum. De spectrale kenmerken ervan hangen voornamelijk af van de chemische samenstelling van de halfgeleiders die bij de vervaardiging ervan worden gebruikt. Met andere woorden, een LED-kristal straalt een specifieke kleur uit (als we het hebben over LED's in het zichtbare bereik), in tegenstelling tot een lamp die een breder spectrum uitstraalt, en waarbij een specifieke kleur wordt geëlimineerd door een extern lichtfilter.

Geschiedenis

Elektroluminescentie werd voor het eerst ontdekt en beschreven in 1907 door de wetenschapper Henry Joseph Round, die het ontdekte tijdens het bestuderen van de stroomdoorgang in een paar metaal - siliciumcarbide (carborundum, SiC), en merkte de gele, groene en oranje gloed op de kathode op .

Deze experimenten werden later, onafhankelijk van de Ronde, herhaald door OV Losev in 1923, die, terwijl hij experimenteerde met een gelijkrichtend contact van een paar carborundum - staaldraad, een zwakke gloed vond op het contactpunt van twee ongelijksoortige materialen - elektroluminescentie van een halfgeleiderovergang (destijds bestond het concept "Halfgeleiderovergang" nog niet). Deze waarneming werd gepubliceerd, maar toen werd de significante betekenis van deze waarneming niet begrepen en daarom vele decennia lang niet bestudeerd.

Waarschijnlijk werd de eerste LED die licht uitstraalde in het zichtbare bereik van het spectrum, in 1962 vervaardigd aan de Universiteit van Illinois (VS) door een groep onder leiding van Nick Holonyak.

Diodes gemaakt van halfgeleiders met indirecte spleet (bijvoorbeeld silicium, germanium of siliciumcarbide) zenden praktisch geen licht uit. In verband met de ontwikkeling van siliciumtechnologie wordt echter actief gewerkt aan het creëren van op silicium gebaseerde LED's. De Sovjet gele LED KL 101 op basis van siliciumcarbide werd in de jaren 70 geproduceerd, maar had een zeer lage helderheid. De laatste tijd zijn er grote verwachtingen verbonden aan de technologie van kwantumstippen en fotonische kristallen.

Wat is het verschil?

LED-lichtgevende technologie verschilt fundamenteel van traditionele lichtbrontechnologie zoals gloeilampen, fluorescentielampen en hogedrukontladingslampen. Er zit geen gas of gloeidraad in de LED, hij heeft geen breekbare glazen bol en mogelijk onbetrouwbare bewegende delen.

Het belangrijkste verschil tussen LED-lichtbronnen en traditionele is dat LED's een heel ander principe van lichtopwekking gebruiken en volledig andere materialen gebruiken. Een minder voor de hand liggend verschil is dat bij een LED-armatuur de grens tussen lamp en armatuur vervaagd is. In LED-verlichtingstechnologie zijn "lampen", die LED's zijn, onlosmakelijk verbonden met de "lamp", namelijk behuizing, elektronica en lenzen.

LED-kenmerken:

De stroom-spanningskarakteristiek van LED's in voorwaartse richting is niet-lineair. De diode begint stroom te geleiden vanaf een bepaalde drempelspanning. Met deze spanning kunt u het materiaal van de halfgeleider nauwkeurig bepalen.

Moderne superheldere LED's hebben minder uitgesproken halfgeleiders dan conventionele diodes. Hoogfrequente rimpelingen in het voedingscircuit (zogenaamde "naalden") en sperspanningspieken leiden tot een versnelde degradatie van het kristal. De snelheid van degradatie hangt ook af van de voedingsstroom (niet-lineair) en de temperatuur van het kristal (niet-lineair).

Prijs

De kosten van krachtige LED's die worden gebruikt in draagbare schijnwerpers en autokoplampen zijn tegenwoordig vrij hoog - ongeveer $ 8-10 of meer per stuk. In de regel worden enkele tientallen niet erg krachtige LED's gebruikt in kleine zaklampen en huishoudelijke lampen.

Begin 2011 zijn de kosten van high-power (1 W of meer) LED's gedaald en beginnen bij $ 0,9. De kosten van superkrachtige (10W en meer P7 en CREE M-CE 15-20 $ CREE XM-L 10W 1000Lm) bedragen ongeveer $ 10.

Voordelen:

Vergeleken met andere elektrische lichtbronnen (omzetters van elektriciteit in zichtbare elektromagnetische straling) hebben leds de volgende verschillen:

Hoge lichtopbrengst. Moderne LED's zijn vergelijkbaar met natriumontladingslampen en metaalhalogenidelampen, met een bereik van 150 lumen per watt;

Hoge mechanische sterkte, trillingsbestendigheid (afwezigheid van filament en andere gevoelige componenten);

Lange levensduur- van 30.000 tot 100.000 uur (bij 8 uur per dag werken - 34 jaar). Maar het is ook niet oneindig - bij langdurig gebruik en/of slechte koeling wordt het kristal "vergiftigd" en neemt de helderheid geleidelijk af;

Het spectrum van moderne LED's varieert.- van warm wit (2700 K) naar koud wit (6500 K);

kleine traagheid- schakel onmiddellijk in op volledige helderheid, terwijl voor kwik-fosfor (luminescent-zuinige) lampen de inschakeltijd van 1 sec tot 1 min is, en de helderheid stijgt van 30% naar 100% in 3-10 minuten, afhankelijk van de omgevingstemperatuur woensdag;

Aantal aan-uit cycli hebben geen significant effect op de levensduur van LED's (in tegenstelling tot traditionele lichtbronnen - gloeilampen, gasontladingslampen);

Verschillende stralingshoek- van 15 tot 180 graden;

LED's voor lage kosten maar relatief hoge kosten bij gebruik in verlichting, die afnemen met toenemende productie en verkoop (schaalvoordelen);

Veiligheid- geen hoogspanning nodig;

Ongevoelig voor lage en zeer lage temperaturen... Hoge temperaturen zijn echter gecontra-indiceerd voor een LED, zoals elke halfgeleider;

Milieu vriendelijkheid- geen kwik, fosfor en ultraviolette straling, in tegenstelling tot fluorescentielampen.

Toepassing van LED's

In straat-, industriële, huishoudelijke verlichting (inclusief ledstrip);

Als indicatoren - zowel in de vorm van enkele LED's (bijvoorbeeld een aan-indicator op het instrumentenpaneel), als in de vorm van een digitaal of alfanumeriek display (bijvoorbeeld cijfers op een klok);

Een array van LED's wordt gebruikt in grote buitenschermen, in kruipende lijnen. Dergelijke arrays worden vaak LED-clusters genoemd, of eenvoudigweg clusters;

In optocouplers;

High-power LED's worden gebruikt als lichtbronnen in lantaarns en verkeerslichten;

LED's worden gebruikt als bronnen van gemoduleerde optische straling (signaaloverdracht via glasvezel, afstandsbedieningen, internet);

In de achtergrondverlichting van LCD-schermen (mobiele telefoons, monitoren, tv's, enz.);

In games, speelgoed, pictogrammen, USB-apparaten en meer;

In LED-verkeersborden;

In flexibele PVC lichtsnoeren Duralight.

Mocht je na het lezen van dit artikel nog vragen hebben over LED apparatuur, dan helpen wij je graag bij het kiezen van de lamp die bij jou past!