Categories: РазноеAuthor alexxlabPosted on No comment on Как светодиоды проверить: Как проверить светодиод мультиметром? — самые полезные статьи в интернет-магазине радиодеталей и радиоэлектроники Electronoff

Как светодиоды проверить: Как проверить светодиод мультиметром? — самые полезные статьи в интернет-магазине радиодеталей и радиоэлектроники Electronoff

Содержание

Пробник для проверки светодиодов и не только

Не секрет, что радиолюбители в своих конструкциях зачастую применяют радиоэлементы не только приобретённые в магазине или по Интернету, но и полученные в результате разборки различной радиоэлектронной аппаратуры. В связи с этим возникает проблема проверки исправности этих радиоэлементов и их идентификации хотя бы по принципу функционального назначения. Это относится и к светодиодам, излучающим ИК-диодам, стабилитронам и т. п. Например, светодиод в белом прозрачном корпусе может быть любого цвета свечения, в том числе мигающим, а также оказаться излучающим ИК-диодом или фотодиодом. Светодиоды для поверхностного монтажа, применяемые в осветительных лампах или лентах, могут содержать несколько последовательно соединённых кристаллов. В этом случае их номинальное напряжение может превышать 10 В и даже 20 В.

Частично решить такие задачи можно с помощью цифрового мультиметра, работающего в режиме прозвонки или омметра. Но лучшие результаты можно получить, используя пробник, описание которого приводится ниже. С его помощью можно проверить, рассортировать или подобрать близкие по параметрам светодиоды и другие полупроводниковые радиоэлементы. Можно проверить как светодиоды с проволочными выводами, так и в корпусе для поверхностного монтажа. Этот пробник можно использовать и для проверки обычных выпрямительных или импульсных диодов и стабилитронов, а также других приборов на основе р-n переходов, например, транзисторов, фотодиодов и т. д.

Схема устройства показана на рис. 1 . Оно содержит стабилизатор тока на полевом транзисторе. Значение тока задают резисторы R2-R5. Выводные элементы подключают к гнёздам XS2.1 и XS2.2, а бескорпусные — к контактам ХТ1-ХТ10 на печатной плате. В зависимости от того, к каким контактам подключён проверяемый элемент, ток будет протекать через один или несколько токозадающих резисторов и будет стабильным при изменении напряжения питания. Светодиод HL1 служит для индикации протекания тока через проверяемый элемент. Напряжение на этом элементе можно проконтролировать, подключив к гнёздам XS3 и XS4 вольтметр. Он должен быть с входным сопротивлением не менее 1 МОм.

Рис. 1. Схема пробника

 

Питается пробник от внешнего блока питания, который удобно использовать в лабораторных условиях. Пробник рассчитан и на автономное питание, для этого применена батарея LR23A напряжением 12 В (типоразмер 2/3 ААА). При подключении внешнего источника питания батарея отключается. Без подключённых проверяемых элементов устройство не потребляет тока, поэтому выключателя питания нет.

При подключении проверяемого светодиода к гнёздам «10 мА» ток будет протекать напрямую через транзистор, и его значение определяется его начальным током. При подключении к гнёздам «0,1 мА» ток будет протекать через все токозадающие резисторы. Если через проверяемый элемент потечёт ток, на полевом транзисторе появится напряжение и включится светодиод HL1, сигнализируя об этом.

Применены резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4. Светодиод должен быть обязательно сверхъярким красного свечения, поскольку у него меньше номинальное напряжение. Можно применить полевой транзистор КП303Е, КП302В, КП307Б и аналогичный с начальным током стока 10…20 мА. Если окажется, что начальный ток стока имеющегося транзистора не превышает 10 мА, предел измерения «10 мА» можно исключить и сделать другой, с меньшим значением. Для батареи гальванических элементов применён держатель.

Гнездо XS1 можно применить любое подходящее, гнёзда XS3 и XS4 должны быть рассчитаны на подключение щупов вольтметра. Гнездо XS2 — двухрядное многоконтактное. В авторском варианте применено гнездо PBD-36 (DS1023-2×18), но подойдёт и другое двухрядное, с гнёздами, удобными для подключения выводов контролируемых элементов. Выводы одного ряда соединяют между собой и минусовой линией питания. Часть контактов второго ряда образуют гнёзда от «10 мА» до «0,1 мА». Часть гнёзд второго ряда между ними заглушены термоклеем, чтобы упростить их идентификацию.

В качестве корпуса устройства был применён пластмассовый контейнер размерами 15x21x149 мм от авторучки. Сверху на крышку контейнера приклеена односторонняя печатная плата, на которой сформированы контакты XT1 — XT10. Чертёж платы показан на рис. 2. Чётные контакты образованы отдельными контактными площадками, нечётные образуют сплошную печатную площадку. В плате сделаны прямоугольное отверстие для гнезда XS2, круглое отверстие диаметром 3 мм для светодиода HL1 и переходные отверстия для подключения контактов XT 1 -XT 10.

Рис. 2. Чертёж платы устройства

 

Применён навесной монтаж, и большинство элементов смонтированы на выводах гнёзд XS1-XS4, светодиода HL1 и держателя батареи. Все элементы внутри корпуса закреплены с помощью термоклея. Внешний вид устройства показан на рис. 3.

Рис. 3. Внешний вид устройства

 

Налаживание сводится к установке требуемых значений тока подборкой резисторов R2-R5. Эти значения могут быть, конечно, любыми в пределах начального тока транзистора. Начинают налаживание с подборки резистора R2, а затем подбирают остальные. Для повышения удобства токозадающие резисторы могут быть маломощными построечными, например СП3-19.

При проверке диодов и p-n переходов транзисторов, если они исправны, индикаторный светодиод HL1 будет светить, если анод или соответствующий вывод транзистора подключён к контактам «+», а катод — к контактам «-«. При проверке стабилитронов можно определить назначение их выводов и оценить внутреннее сопротивление, измерив напряжение на них при разном токе. Излучающий ИК-диод можно определить по значению прямого напряжения, обычно оно находится в интервале 1…1,2 В.

При проверке светодиода его свечение должно сопровождаться свечением индикаторного светодиода HL1. Если одновременно подключить параллельно два однотипных светодиода, по яркости их свечения можно судить об идентичности их параметров.

Фотодиод можно проверить следующим образом. Его надо подключить к гнёздам пробника с наименьшим током и в противоположной полярности, т. е. на анод подать минусовое напряжение. Контролируя напряжение на нём, следует осветить его сильным источником света и затем затенить. У фотодиода эти два напряжения должны существенно отличаться друг от друга.

Конечно, возможности предложенного устройства упомянутыми типами радиоэлементов не ограничиваются.

Чертёж печатной платы в формате Sprint-Layout имеется здесь.

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Как найти сгоревший светодиод в светодиодной лампочке, светильнике, ленте с помощью батарейки КРОНА на 9V « ЭлектроХобби

Тем, кому частенько приходится иметь дело с ремонтом и восстановлением работоспособности светодиодных лампочек хорошо известно, что в большинстве случаев в LED лампочках причиной поломки являются перегорания одного или нескольких светодиодов. Гораздо реже выходят из строя драйверы питания, ремонт которых будет сложнее для человека, не имеющего достаточных знаний и умений по электронике. В то время как поставить обычную перемычку вместо нерабочего LED элемента, или даже просто заменить сгоревший светодиод на светодиодной лампочке под силу даже новичку. Следовательно, основной задачей для домашнего мастера будет определение сгоревшего светодиода.

Давайте коротко пройдусь по процессу разборки и выявления неисправности светодиодной лампочки. Для начала нужно аккуратно разобрать нерабочую LED лампочку. Делается это просто. Начинаем со снятия светорассеивателя (та часть лампочки, имеющая вид колбы, из которой исходит свет). Колба обычно приклеена к основанию лампочки герметиком. Если герметика мало в лампе, то колбу будет легко снять даже голыми руками. Если это сделать руками не удается, то для начала лучше взять нож и пройтись им по всему месту соединения основания и колбы (утапливая лезвие ножа в глубь места соединения). После этого колбу гораздо легче можно снять с лампочки.

Далее нужно снять цоколь. Для этого ножом или шилом поддеваем и снимаем контакт, что находится в центре цоколя (он не припаян).

Далее основание лампочки с цоколем вкручиваем в обычный патрон. После этого даже небольшого перегиба патрона и основания лампочки хватит, чтобы отделить цоколь от основания лампы.

И теперь с помощью обычной отвертки со стороны ранее снятого цоколя поддеваем подложку, на которой располагаются светодиоды и плата. Все, основание со светодиодами и припаянного к нему платы драйвера питания у нас в полном распоряжении.

К двум выводам питания 230 вольт светодиодной лампочки подсоединяем провода, идущие от обычной электрической вилки, которую мы будем вставлять в розетку. Перед включением в сеть основания лампочки вначале внимательно осматриваем поверхность всех светодиодов. В большинстве случаев сгоревший светодиод имеет маленькую черную точку на своей поверхности.

Если такой светодиод нашли, то нужно убедится, что это нерабочий LED элемент. Вот мы и подошли к нашей основной теме статьи – как проверить пригодность светодиодов LED лампочки с помощью батарейки типа КРОНА.

Берем рабочую батарейку типа КРОНА (выдаваемую напряжение 9 вольт). Подойдет даже частично разряженная. Хотя можно обойтись абсолютно любым источником постоянного тока, который будет выдавать напряжение около 9-24 вольта. Это может быть и последовательно соединенные батарейки и аккумуляторы и любой блок питания и т.д. Но еще понадобится обычный резистор на 1 ком. Его ставим (прикручиваем, припаиваем) последовательно с нашим источником напряжения.

То есть, чтобы сделать процесс проверки работоспособности светодиодов более безопасным, мы этим резистором на 1 ком ограничиваем силу тока в цепи измерения.

Ну, а теперь как именно КРОНОЙ с добавленным к ней резистором выявлять нерабочие LED элементы. Тут все просто. Одним проводов, идущего допустим от минуса батарейки КРОНА касаемся одного вывода первого светодиода, имеющегося на подложке светодиодной лампочки. Вторым проводом, идущем от плюса батарейки, через токоограничивающее сопротивление касаемся другого вывода проверяемого светодиода. Если этот светодиод не засветился (должен гореть небольшим свечением), то меняем провода, идущие от батарейки и резистора, местами. Если и в этом случае светодиод не светится, то либо он горелый, либо нужно дать больше напряжения (скажем соединить уже две КРОНЫ между собой последовательно, тем самым получив напряжение 18 вольт, но такие случаи бывают крайне редко, обычно хватает одной КРОНЫ).

И таким вот образом делаем проверку всех светодиодов, имеющихся на подложке лампочки. Чаще всего выгорает один светодиод. А поскольку обычно все светодиоды в лампочке соединены последовательно друг за другом, то один нерабочий светодиод блокирует работу всех остальных, рабочих светодиодов.

Но повторюсь, в большинстве случаев нерабочий светодиод можно обнаружить даже невооруженным глазом. Если есть на LED элементе маленькая черная точка, значит скорей всего этот светодиод горелый. А для уверенности просто проверьте его вышеописанным способом. А после того, как вы выявили один или несколько нерабочих светодиодов, то в большинстве случаев их можно просто убрать и заменить обычной перемычкой (даже каплей припоя). После этого, как был выявлен нерабочий светодиод и заменен перемычкой или новым можно проверять работоспособность лампочки. Ранее подсоединенную вилку мы включаем в розетку 230 вольт. Скорей всего ваша лампочка снова засветится, если причиной ее поломки не был вышедший из строя драйвер питания. Тут уж ремонт лампочки будет чуть сложнее.

Также стоит учесть, что в случае, когда мы горелый светодиод заменили перемычкой, общая яркость лампочки немного уменьшится. По понятным причинам. Но для снижения вероятности повторного выгорания оставшихся светодиодов в лампочке желательно в лампочке снизить рабочий ток. Это делается легко, достаточно на самой плате драйвера питания найти токозадающий резистор (его номинал может быть около 3 Ом) и немного увеличить его сопротивление (поднять его процентов так на 10-20). Да, при этом мы снижаем рабочий ток, следовательно и уменьшается общая яркость светодиодной лампочки. Но зато мы делаем более щадящий режим работы для лампочки. Если у вас до этого была лампочка на 15 ватт, то после ее ремонта и токоограничения мы получим допустим 12 ватт. То есть, мощность уменьшилась относительно незначительно, но срок службы при этом может увеличится в разы.

НИЖЕ ВИДЕО ПО ЭТОЙ ТЕМЕ

Как найти сгоревший светодиод в светодиодной лампочке, светильнике, ленте с помощью батарейки КРОНА на 9V

Ссылка для просмотра этого видео на моем канале в Дзене

 

Ссылка на эту статью в Дзене — https://dzen. ru/a/Y33xeusa0T5P8JfT

 

светоизлучающих диодов (LED) — SparkFun Learn

Авторы: Ник Пул, bboyho

Избранное Любимый 67

Введение

Светодиоды окружают нас повсюду: В наших телефонах, автомобилях и даже домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за этим стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они — бекон электроники. Считается, что они делают любой проект лучше, и их часто добавляют к маловероятным вещам (к всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, они уже не годятся после того, как их приготовили. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Впрочем, обо всем по порядку. Что именно это этот светодиод, о котором все говорят?

Светодиоды (это «элли-и-ди») представляют собой особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле, светодиод означает «светоизлучающий диод». (Он делает то, что написано на банке!) И это отражено в сходстве между диодом и символами схемы светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, светодиоды требуют гораздо меньше энергии для освещения по сравнению с ними. Они также более энергоэффективны, поэтому они не нагреваются, как обычные лампочки (если только вы не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не сбрасывайте их со счетов в мощной игре. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

Вы уже испытываете тягу? Тяга поставить светодиоды на все подряд? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как!

Рекомендуемая литература

Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше.

Что такое цепь?

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

Избранное Любимый 82

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это не простой вопрос, но этот урок прольет на него свет!

Избранное Любимый 84

Диоды

Праймер для диодов! Свойства диодов, типы диодов и применение диодов.

Избранное Любимый 71

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт обучающего веселья!

Избранное Любимый 57

Полярность

Знакомство с полярностью электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она присутствует и как ее определить.

Избранное Любимый 55

Метрические префиксы и единицы СИ

В этом руководстве объясняется, как использовать и преобразовывать стандартные метрические префиксы.

Избранное Любимый 24

Рекомендуем к просмотру

Как их использовать

Итак, вы пришли к разумному выводу, что нужно ставить светодиоды на все. Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет и света. К счастью, это также означает, что вы не сможете сломать светодиод, подключив его наоборот. Скорее просто не получится.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и маркируется более длинным «выводом» или ножкой. Другая, отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду и никогда в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей цепи, блокируя протекание тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода сломает вашу цепь. Попробуйте перевернуть его.

2) Сила тока Moar равна мощности Moar Light

Яркость светодиода напрямую зависит от потребляемого им тока. Это означает две вещи. Во-первых, сверхъяркие светодиоды быстрее разряжают батареи, потому что дополнительная яркость достигается за счет дополнительной потребляемой мощности. Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, контролируя величину тока через него. Но создание настроения — не единственная причина сократить потребление тока.

3) Существует такая вещь, как слишком большая мощность

Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему разрешено потреблять, и, подобно трагическим героям прошлого, он уничтожить себя. Вот почему важно ограничить величину тока, протекающего через светодиод.

Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от слишком большого тока. Не волнуйтесь, для определения наилучшего номинала резистора требуется лишь немного базовой математики. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебное пособие по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно/последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применение резисторов.

Избранное Любимый 58

Пусть вас не пугает вся эта математика, на самом деле довольно сложно все испортить слишком сильно.

В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать светодиодную схему без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать техническое описание, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по для чтения .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил для запуска и работы светодиодов. Как вы, вероятно, поняли из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что ее легко найти, и она не может обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для светодиодной цепи довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Так:


Резистор 330 Ом

Хорошим номиналом резистора для большинства светодиодов является 330 Ом (оранжевый — оранжевый — коричневый). Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики . Итак, начните с включения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Метод проб и ошибок

Что интересно в резисторах, так это то, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете сжечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, вот блок-схема, которая поможет вам спроектировать схему светодиодов методом проб и ошибок:


Броски с батарейкой типа «таблетка»

Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Так как батарейка типа «таблетка» не может обеспечить ток, достаточный для повреждения светодиода, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку типа «таблетка» CR2032 между выводами светодиода. Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обмотать все это лентой, добавить магнит и приклеить к чему-либо! Ура метателям!

Конечно, если вы не получаете отличных результатов методом проб и ошибок, вы всегда можете взять свой калькулятор и посчитать. Не волнуйтесь, рассчитать наилучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода. Для этого нам нужно сообщить в таблицу…

Узнать подробности

Не подключайте никакие странные светодиоды в свои цепи, это просто вредно для здоровья. Познакомьтесь с ними первыми. А как лучше читать даташит.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного 5-мм светодиода.

LED Current

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол:

Ах, да, но что все это значит?

В первой строке таблицы указано, какой ток ваш светодиод сможет непрерывно выдерживать. В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Вторая строка говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие скачки до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Это техническое описание даже достаточно полезно, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства. Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это мощность в милливаттах, которую светодиод может использовать до того, как он выйдет из строя. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах рекомендуемых значений напряжения и тока.

Напряжение светодиодов

Посмотрим, какие еще столы они здесь поставили. .. Ах!

Это полезный столик! Первая строка сообщает нам, каким будет прямое падение напряжения на светодиоде. Прямое напряжение — это термин, который часто встречается при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение потребуется вашей схеме для питания светодиода. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти цифры действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже в более подробном разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указана длина волны света. Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного варьироваться, поэтому в таблице указаны минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более подробном разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (помеченная как «Интенсивность света») показывает, насколько ярким может быть светодиод. Единица mcd, или милликандела — стандартная единица измерения интенсивности источника света. Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. При 200 мкд этот светодиод мог бы стать хорошим индикатором.

Угол обзора

Далее у нас есть веерообразный график, представляющий угол обзора светодиода. Различные стили светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо концентрировать большую часть света в одном месте, либо распространять его как можно шире. Некоторые светодиоды подобны прожекторам, испускающим фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если не смотрите прямо на них. Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо вниз на светодиод, он наиболее яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым внешним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, угол, при котором интенсивность света вдвое меньше, проследите за кругом 50% вокруг графика, пока он не пересечет синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы считать угол. Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам понадобятся для установки светодиода в корпус! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это удобно, когда вы хотите установить его в панель. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать техническое описание, давайте посмотрим, какие причудливые светодиоды вы можете встретить в дикой природе. ..

Типы светодиодов

Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже получили в свои руки несколько светодиодов и начали их освещать, это потрясающе! Как бы вы хотели активизировать свою игру с миганием? Давайте поговорим о том, как сделать что-то необычное за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план суперяркого 5-мм светодиода Крупный план

Типы светодиодов

Вот другие персонажи.

RGB-светодиоды

RGB-светодиоды (красный-зелено-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета. Поскольку красный, зеленый и синий являются аддитивными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать любой цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штырек является анодом, а у других катодом.

Светодиод RGB Common Clear Cathode

Светодиоды с интегральными схемами

Цикличность

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, велосипедный светодиод. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера. Вот крупным планом микросхема (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющая цветами.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вы хотите немного больше действий, но не имеете места для схемы управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!

Адресные светодиоды

Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально. Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельными светодиодами, соединенными вместе. Ниже показан крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа управляет цветами по отдельности.

Адресный WS2812 PTH Close Up

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Это верно. Существуют также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на штыре есть небольшая черная квадратная микросхема для ограничения тока на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором Крупный план

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3 В, 5 В и 9 В.

Сверхяркий зеленый светодиод со встроенным резистором с питанием

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. Тестирование одного на 5 В, он потребляет около 18 мА. Стресс-тестирование с 9V аккумулятор, он тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В в наших стресс-тестах светодиод перегорел.

Корпуса для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды для поверхностного монтажа представляют собой не столько определенный вид светодиодов, сколько тип корпуса. По мере того, как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (Surface Mount Device) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов. Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

SMD-светодиоды бывают нескольких размеров, от довольно больших до размеров меньше рисового зерна! Поскольку они такие маленькие и имеют подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал доктор.

Пакет WS2812B-5050 Пакет APA102-2020
9Светодиоды 0008 SMD также облегчают и ускоряют установку большого количества светодиодов на печатные платы и полосы для машин . Вы, вероятно, не стали бы вручную припаивать все эти компоненты вручную.

Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050) Адресная светодиодная лента 5M (APA102-5050) с питанием

High Power

Мощные светодиоды таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче, чем суперяркие! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более. Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них можно построить даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для них часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводного металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. В конструкцию некоторых разделительных досок, таких как показанная ниже, может быть встроено некоторое рассеивание тепла.

Мощный RGB-светодиод Алюминиевая задняя панель для некоторого рассеивания тепла

Мощные светодиоды могут генерировать столько отработанного тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампочками. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Существуют даже светодиоды, излучающие свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно найти ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят некоторые материалы флуоресцировать, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, поскольку многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению. Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (купюры, кредитные карты, документы и т. д.), солнечных ожогов, список можно продолжить. Пожалуйста, надевайте защитные очки при использовании этих светодиодов.

УФ-светодиод Проверяем банкноту США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие причудливые светодиоды, нет оправдания тому, чтобы оставить что-либо неосвещенным. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, тогда читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и силу света!

Углубление

Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще. Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать… э-э… мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте немного углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип полупроводникового материала, легированный примесями, которые создают границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию. В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это связано с тем, что структура энергетических зон полупроводников различается между материалами, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цветам. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED»

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проходящей через диод. Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это больше, чем просто числовое значение того, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандела. Что интересно в этой единице, так это то, что на самом деле это не мера количества световой энергии, а фактическая мера «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции светимости света. Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости представляет собой стандартизированную модель, учитывающую эту чувствительность.

Сила света светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандела. Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайтесь.

Прямое падение напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения. Помните, когда мы смотрели техническое описание, я упомянул, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен иметь разделяет напряжение, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равно доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, вы не сможете питать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизить напряжение на данной части на основе прямого напряжения других частей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с прямым падением напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить токоограничивающий резистор, верно? Как узнать напряжение на этом резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор

5 = 4,8 + Резистор

Резистор = 5 — 4,8

Резистор = 0,2

Итак, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, это даст вам представление о важности прямого падения напряжения. Используя значение напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент с помощью закона Ома. короче вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет токоограничивающих резисторов

Если вам нужно рассчитать точное значение токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и продолжение

Вы сделали это! Вы знаете почти все… о светодиодах. Теперь иди и ставь светодиоды на все, что угодно! А теперь… драматическая реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, перегруженного и перегоревшего:

Да… не впечатляет.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие учебные пособия:

Легкий

Light — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

Избранное Любимый 25

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с помощью Arduino.

Избранное Любимый 42

Цилиндр Das Blinken

Цилиндр, украшенный светодиодными лентами, станет отличным свадебным подарком.

Избранное Любимый 1

Как делают светодиоды

Мы совершаем экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как производятся светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.

Избранное Любимый 18

Светящиеся валентинки

Осветите свою любовь бумажными схемами — пайка не требуется!

Избранное Любимый 11

Начало работы с Teensy

Базовое введение в линейку продуктов Teensy с рекомендациями по пайке и программированию.

Избранное Любимый 7

Vibe-O-Matic 3000

Мы пытаемся подражать автокреслу, чтобы ребенку было легче спать.

Избранное Любимый 2

Беспроводной контроллер перчаток

Создайте беспроводной контроллер для перчаток с Arduinos, чтобы активировать светодиод с помощью XBees!

Избранное Любимый 8

 

Хотите узнать больше о светодиодах?

См. нашу страницу LED , где вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

 

Или посмотрите некоторые из следующих сообщений в блоге:

Гонка на дно: светодиодные лампы и DFM

11 мая 2015 г.

Избранное Любимый 7

T³: Приключения с УФ-светодиодами, фотоинициаторами и гель-лаком для ногтей

19 апреля 2016 г.

Избранное Любимый 0

T³: Использование светодиодов в качестве датчиков освещенности

9 августа 2016 г.

Избранное Любимый 2

Распечатанные на 3D-принтере руки-помощники

16 апреля 2018 г.

Избранное Любимый 0

ATP: Схема со светодиодами

2 июля 2018 г.

Избранное Любимый 0

Математическое выцветание

26 декабря 2018 г.

Избранное Любимый 4

Как проверить светодиодную лампочку (мультиметром) в домашних условиях

Опубликовано: 29.08.2021