Маленький кристалл с огромными возможностями: характеристики светоизлучающих диодов

На чтение: 8 минут Не хватает времени?

Практически недавно в нашу обычную жизнь вошли светоизлучающие диоды. И не просто вошли – проникли. Причем нагло и смело. И востребованность их только увеличивается с каждым днем, что в этом нет ничего удивительного. Ведь сегодня нет более выгодного и небольшого светового источника. Стоит еще сказать, что палитра цветов получаемого освещения очень многообразна, что дает возможность осуществить в жизнь любую фантазию оформителя или домашнего умельца. Разные помещения могут быть оформлены так, что дух захватывает. Однако мало взвесить неповторимое освещение. Необходимо еще понимать, как осуществить его в жизнь. А это невозможно, не зная характеристики светоизлучающих диодов. Сегодня мы и будем разбираться в их маркировках, размерах и сферах применения.

Читайте в публикации

Рабочий принцип и особенности конструкции светоизлучающих диодов

Первые такие элементы не нужны были для освещения помещений. Их поток света был настолько слаб, что применяли их исключительно для индикации. Впрочем инженеры правильно оценили потенциал, вложив в это открытие большое количество времени и сил. И результат не заставил себя долго ждать – светоизлучающие диоды стали формироваться настолько очень быстро, что удивили и самих создателей. И вот уже вместе с обыкновенными индикаторами на витринах можно найти и сверхъяркие светоизлучающие диоды, характеристики которых превосходят предшественников в несколько раз, даже например, как галогенки. А потому что они считались очень яркими световыми источниками. Так как же работает аналогичный кристалл?

Смысл его работы построен на движении положительных и отрицательных частиц, которые под влиянием напряжения перемещаются, создавая световое излучение. Но навряд ли уважаемому читателю захочется вникать во все научные термины, а это означает, будем объяснять все понятным обычному обывателю языком.

Примерный рабочий принцип светоизлучающего диода схематически

Конструкция такого светового элемента имеет 3 весомые части:

• Катод. В индикаторных диодах со слабым свечением он очень хорошо виден. Катод имеет форму флажка;
• Анод. Это тонкий ровный кабель;
• Корпус, который состоит из прочной прозрачной или цветной смолы на эпоксидной основе.

Этот маленькой ликбез нужен. Ведь если во время сборки схемы на анод подать «минус» а на катод «плюс», то никакого свечения получить не получится. Если говорить про внешний вид индикаторных диодов, то анод, требующий подачи позитивного заряда, всегда можно определить по более длинной ножке.

Какие разновидности светоизлучающих диодов можно повстречать на витринах

Такие световые детали могут разниться по множеству признаков, но все таки виды их делят по особенностям конструкции. Их можно отличить по маркировке, в которой указываются следующие определения:

• DIP – это как раз индикаторный светоизлучающий диод с маленькой силой потока света. Корпус его состоит из смолы на эпоксидной основе и имеет цилиндрическую форму с выпуклым или впалым верхом, играющим роль линзы. В середине может быть 1, 2 или 3 кристалла различных цветов. В этом случае и ножек выводов будет побольше – 2, 3 и 4 исходя из этого. Его прямым потомком стал диод «пиранья», который имел очень высокую световую отдачу, но он сильно нагревался и имел внушительный размер, а поэтому его изготовление закончилось;
• SMD – это уже современные детали, о которых сегодня мы расскажем детально. Они имеют небольшие размеры, но яркость их значительно больше, чем у предшественников. Они применяются для светильников, например как лампы и ленты дюралайт;
• COB – одно из последних достижений в данной области. Собой представляет пластину, в которой есть очень много кристаллов. Эти элементы имеют ровный и яркий свет и применяются, кроме обычных ламп, в прожекторах;
• «Cree» — сверхъяркие элементы, которые создает одноимённая фирма, не передающая технологию и право изготовления никому. Фонари на подобных элементах могут освещать на расстояние даже в 2 км.

Светоизлучающие диоды «Cree» — они мелкие

Теперь, поняв какие бывают светоизлучающие диоды, можно перейти к разбору их позитивных и негативных качеств.

Есть ли минусы у осветительных светоизлучающих диодов?

О хороших сторонах этих элементов можно говорить слишком долго. Мы попробуем чрезмерно не загружать уважаемого читателя значительным объемом информации, описав все наиболее коротко.

Приборы освещения на подобных элементах очень экономны – вся потребляемая электрическая энергия преобразовывается в световую (нагрева фактически нет), что и дает возможность увеличить их КПД практически до 100% (чтобы сравнить, КПД лампы общего назначения всего 5-15%). Эксплуатационный срок в большинстве случаев около 50000 часов, что может составить от 6 лет 10, что делает дополнительную экономию бюджета на покупке светильников. Да и отсутствие нити накала вкупе с прочным корпусом создаёт защиту от вибрации.

Существенным преимуществом считается пожарная безопасность. Аналогичные Светодиодные лампы работают с помощью драйверов, которые понижают напряжение, подаваемое на светоизлучающие диоды. Также драйвер изменяет и напряжение, не давая возможность резкому скачку поломать детали или создать ситуацию, при которой они могут разразиться.

Что касается минусов, то они совсем незначительны. Разумеется, до недавнего времени цена подобных светильников была очень большая. Но теперь, если сопоставлять расценки на LED-лампы и цена КЛЛ, то они фактически сравнялись. Большинство считают минусом то, что LED ленту следует подключать через блок питания. Однако, как удалось узнать, это быстрее положительное качество, обеспечивающее безопасность.

Впечатляющее оформление праздника с помощью светоизлучающих диодов

Ключевые характеристики Светодиодных элементов

Как и в любом оборудовании характеристики играют немаловажную роль при подборе и покупке. В настоящий момент мы будем рассматривать важные параметры, на которые необходимо обратить внимание.

Ток употребления и его параметр у светоизлучающего диода

Ток светоизлучающих диодов зависит от их типоразмера, а порой даже от цвета. В большинстве случаев такой параметр имеет большое значение 0,02 А. Если же в одном корпусе вмонтировано 4 кристалла, то и ток увеличивается исходя из этого, и будет равным 0,08 А.

Полезная информация! Увеличение силы тока содействует быстрому старению элемента. Собственно для того, чтобы стабилизовать данный показатель, в современных бытовых LED-лампах и вмонтирован драйвер. При подсоединении светящихся лент для данной цели применяется блок питания или контроллер.

Во время монтажа своими руками схемы к каждому светоизлучающему диоду устанавливается резистор, который уменьшает величину электрического тока, таким образом защищая его от быстрого выхода из строя.

Фактическое напряжение световых диодов

Как такового понятия напряжения для этих элементов не существует. Лучше воспользоваться иным термином –падение напряжения на светодиоде. Это значит критерий, насколько меньше стало напряжение при прохождении через компонент. Есть средние значения данного показателя, которые зависят прямо от цвета свечения. При синем, зеленом и белом цвете это 3 В, а вот для жёлтого и красного – 1,8-2,4 В.

При совмещении различных цветов светоизлучающих диодов появляется белый

Критерии значения сопротивления

В общем знать значение сопротивления светоизлучающего диода не потребуется – данная информация не даст ничего. Ведь если он подключен правильно, то оно несущественно, если же нет, то полное. Интересен факт, что сам по себе данный показатель у таких элементов считается динамическим. Это означает, что если добавить напряжения, то сопротивление начнет падать и наоборот.

Мощность LED-ламп, их световой потока и его угол свечения

Угол свечения Светодиодных элементов бывает разным. В большинстве случаев он может меняться от 20 до 1200. Вообще их ключевой поток света более интенсивен в самом центре, а ближе к краешкам рассеивается. Благодаря этому и достигается большая освещенность при низкой мощности. Если сопоставить используемую мощность LED и обыкновенной лампы общего назначения, то можно заметить следующую картину.

Мощность лампы общего назначения, Вт	Светодиодная мощность, Вт
100	12-12,5
75	10
60	7,5-8
40	5
25	3

Вот такими тусклыми были первые светоизлучающие диоды

В общем выходит, что Светодиодные элементы в 8 раз ярче «лампочек Ильича» при такой же используемой мощности, либо же при одной и такой же силе потока света светоизлучающие диоды потребляют энергии в 8 раз меньше ламп общего назначения.

Температура цвета аналогичных элементов

Гамма цветовых температур таких элементов достаточно обширна. Для того, чтобы уважаемому читателю было более понятен диапазон, рекомендуем познакомиться с данными в форме таблицы.

Цвет и его температурное обозначение		Температура цвета, К	Приблизительные области применения
Белый	Тёплый	2700-3500	В квартирах, домах и офисах.Этот свет наиболее приближен к дневному и оттенку ламп общего назначения
	Нейтральный (дневной)	3500-5300	Места для работы на производстве. Даёт отличную освещенность, при этом не искажая цвета предметов
	Холодный	более 5300	Освещение на улице. Подобный цвет более ярок и интенсивен
Красный		1800	Декоративная и фито-подсветка
Зеленый		—	В качестве фито-подсветки, а еще подсветки предметов в интерьере
Жёлтый		3300	Также потолочная в квартире и подсветка рабочей кухонных зон
Синий		7500	Подсветка для декора натяжных и подшивных потолков, стен

Палитра цветов светоизлучающих диодов очень широка

Самые популярные размеры кристаллов

Размеры чипа измеряются в величине, обозначаемой «mill». Если говорить о привычной нам величине измерения, то 1 mill = 0,0254 мм. Самые популярные размеры, это 24х24, 24х40, 35х35 и 40х40 mill. Например кристалл, размером 40х40 mill равён 1,143 х 1,143 мм, а его мощность потребления – 1 Вт.

Но наиболее интересно в настоящий момент выяснить, что же собой представляют SMD-элементы и какими характеристиками они обладают.

В этом светодиоде содержится 50 кристаллов

Характеристики SMDLED, их маркировки и области использования

Такие светоизлучающие диоды сегодня применяются везде. Это не только домашние и помещения производственного типа, но и промышленность автомобилестроения, различная цветомузыка и билборды. Если взглянуть на любой SMD-компонент, с первого взгляда непонятно, как одинтип отличить от иного. В действительности это не тяжело.

Смотря на маркировку такого светоизлучающего диода можно сразу выяснить его типоразмер, а зная их характеристики очень легко сосчитать и мощность, например, световой полосы, на которой они установлены. Рассмотрим самые популярные детали, встречающиеся на отечественных прилавках.

Выбор SMD-светодиодов – это лишь их небольшая часть

Параметры 2835SMDLED

Для начала стоит понять, как определить размер по маркировке светоизлучающих диодов. Все довольно легко, если указаны цифры 2835, значит, размер элемента будет составлять 2,8х3.,5мм. Характеристики светоизлучающего диода 2835 неплохи. Световая отдача такого светового диода составляет 20-24 Люмен, а площадь излучения можно отнести к увеличенной. Интересен и критерий деградации. При 3000 часах работы при температуре в 2400 К подобный элемент теряет всего 5% силы потока света.

Желательно знать! Характеристики в техническом плане SMD 2835 дают возможность его применение фактически во всех областях, где нужно освещение.

Характеристики светоизлучающего диода 5050

Такой элемент имеет более большие размеры. Впрочем это совсем не значит, что его поток света более крепкий, чем у предыдущего варианта. В его корпусе воссоединены 3 кристалла, подобных SMD 3528 (его не стоит путать с 2835 – они очень непохожие). Если например световая отдача 2835 равна 20-24 Лм, то у 3528 данный показатель всего 6-8 Лм. Но, вернемся к SMD 5050. Его мощность составляет 0,2 Вт, а сила потока света – 16-18 Лм.

А вот светоизлучающий диод 5050 чаще применяется для таких лампочек

Характеристики светоизлучающих диодов SMD 5730

Это уже компонент, имеющий более высокие показатели. Он более ярким предыдущих, но и употребление его выше. По маркировке ясно, что его габариты – 5.7х3мм. Сила потока света равна 50Лм при используемой мощности 0.6Вт. В настоящий момент возникло новое поколение подобных светоизлучающих диодов, мощность которых составляет 1Вт. Их маркировка уже смотрится как SMD5730-1.

Самая большая температура работы таких элементов 1200 К. Во время работы в такой температуре в течение 3000 часов деградация элемента будет составлять лишь 1%.

Светоизлучающий диод 5730 мощнее предыдущих компонентов

Новое слово в линейке SMDLED – детали «Cree»

Эти светоизлучающие диоды абсолютно отличны от моделей, которые нами сегодня рассматривались и превосходят их по множеству показателей. В их линейке несколько модельных рядов, среди них можно подчеркнуть сверхъяркие светоизлучающие диоды на 3 вольта XQ-E HighIntensity, имеющие достаточно небольшие размеры – 1,6х1,6 мм. Угол свечения составляет 100-1500, а сила потока света – 330 Лм. При этом светоизлучающий диод имеет только один кристалл.

Очень маленьким из «Cree» второго поколения, названные изготовителем «High-Brightness» — это светоизлучающий диод XHP35, характеристики которого просто удивляют. При размерах 3,45х3,45 мм и необходимом напряжении 11-12 В такой элемент формирует силу потока света более 1000 Лм.

О мощности светоизлучающего диода «Cree» уже ходят легенды

На самом деле, характеристики светоизлучающих диодов «Cree» впечатляют. Компания устанавливает такие элементы на разное оборудование, включая и прожектора на парковках и приборы освещения на поверхности стен сооружений и зданий. Но интересно и то, что характеристики светоизлучающих диодов для фонариков не очень много уступают тем, что монтируются на освещение на улице.

Как можно проверить световой диод мультиметром

Это сделать очень легко. В любом мультиметре есть собственный источник питания, который и поможет при проверке. Нужно выставить переключатель на передней панели в положение прозвонки. При этом, если прикоснуться одним щупом к иному должен раздаться звуковой сигнал.

Дальше прикасаемся щупами к ножкам диода. Если он не засветился, необходимо заменить полярность. Если же и в данном случае ничего не случилось, значит компонент неисправен.

Проверить светоизлучающий диод мультиметром очень просто

Маркируются ли светоизлучающие диоды по оттенку?

Маркировка Российских светоизлучающих диодов довольно трудна. Например приведем лишь маленькую часть таблицы цветовой маркировки.

Светоизлучающий диод	Материал корпуса	Цвет свечений	Маркировка
АЛ102А	Металлостекло	Красный	Красная точка
АЛ102В	-/-	Зеленый	Зеленая точка
АЛ102Г	-/-	Красный	3 красные точки
АЛ102Д	-/-	Зеленый	2 зеленые точки
ЗЛ102А	-/-	Красный	Черная точка
ЗЛ102Б	-/-	Красный	2 черные точки
ЗЛ102В	-/-	Зеленый	Белая точка
ЗЛ102Г	-/-	Красный	3 Черные точки
ЗЛ102Д	-/-	Зеленый	2 белые точки
АЛ112А	-/-	Красная полоска
АЛ112Б	-/-	Зеленая полоска
АЛ112В	-/-	Синяя полоска
АЛ112Г	-/-	Красная полоска
АЛ112Д	-/-	Зеленая полоска
АЛ112Е	-/-	Красная точка
АЛ112Ж	-/-	Зеленая точка

Заграничные детали маркируются по-разному, в зависимости от страны изготовителя и фирмы.

Часто маркировка на ленте дюралайт расшифровывается

Буквенная маркировка светящейся ленты

LED лента в наше время считается на самом деле мультифункциональной. Ведь она применяется не только для потолочной подсветки, но и как основное освещение, и как спрятанная подсветка зоны для работы. Да и в виде ходовых огней она подходит очень хорошо.

В маркировке светящейся ленты присутствуют как буквенные, так и цифровые определения. В настоящий момент разберем на примере, как это расшифровать. Возьмём обыкновенную маркировку –LED-CW-SMD-5050/60 IP68. Первые буквы обозначают источник освещения, вторые – цвет, в нашем случае белый. Дальше идет вид светоизлучающих диодов и их цифровая маркировка/кол-во на 1 метр. И последняя запись после пробела – это класс защиты. Наверное, если дорогой читатель заинтересовался световыми диодами, то он чуть-чуть знаком с маркировками класса безопасности электробытовых приборов. Тут он аналогичен.

С помощью светоизлучающих диодов возможно любую комнату сделать поразительной

Для чего можно лично применять световые диоды

В действительности из светоизлучающих диодов можно создать много полезных устройств. Все тут зависит от способностей начинающего мастера радиоэлектроники и его фантазии. Рассмотрим очень простые варианты некоторых приборов, которые под силу сделать собственными руками даже не имея никаких способностей.

Стабилизирующее устройство питания для светоизлучающих диодов

Ясно, что без стабилизатора работать Светодиодные элементы не могут, а это означает, необходимо его или приобрести, или собрать собственноручно. Упрощенным вариантом будет применять блок питания от сломанного компьютера. Если же это не подойдет, то неплоха и гирлянда для елки азиатского производства. Ее контроллер даст возможность вполне сносно обеспечить питанием 15-20 компонентов маленькой мощности.

Такой стабилизатор для светоизлучающих диодов можно выбрать в сети интернет

Дневные ходовые огни автомобиля

Сделать ДХО? Нет ничего легче. Применяем защищенную от влаги (IP66 или выше) ленту. Она проклеивается снизу фары или в комфортных местах по переднему бамперу. Припаянные к ней провода заводятся в решётку отопительного прибора. Дальше следует подключение, по схеме автомобиля, к зажиганию. Места спайки наиболее целесообразно обработать герметиком из силикона – это убережет от окисления.

Мигающая реклама на фасаде магазина

Известно, что мигающая реклама заманивает лучше статичной. Все тут зависит от желаний мастера – как высверлить отверстия в щите и разместить светоизлучающие диоды. А вот с их соединением нужно будет хорошо постараться. Как высчитать сопротивление светоизлучающих диодов, мы будем рассматривать немного ниже, а вот с распайкой будем разбираться в настоящий момент.

Пример самодельной рекламы из светоизлучающих диодов

Если мы берем в качестве стабилизатора блок от китайской гирлянды, то в первую очередь необходимо увидеть, какая его мощность и анодное напряжение, а уже если из этого исходить, рассчитываем, кол-во компонентов и схему их спайки. Ее лучше зарисовать на бумажном листе, чтобы не было путанницы.

Светомузыка для торжественного настроения

Для нее понадобится специализированное устройство, которое и будет подавать импульсы, исходя из такта музыки. Если нет знаний в области радиоэлектроники, то самому его сделать не получится, придется покупать. А в другом все точно также предыдущему варианту.

Отвертка-индикатор на LED-элементах

Данное устройство попросит некоторых дополнительных деталей, однако в итоге его сделать можно будет без больших трудов. Для тех, у кого ее нет, можем предложить схему, для сборки которой потребуется световой диод, емкостное сопротивление, ограничивающее ток и обыкновенный диод VD1 1N4001, который убережет от обратной полуволны.

Схема индикаторной отвертки на светоизлучающих диодах

Как подключаются светоизлучающие диоды: некоторые схемы

Главное правило при подсоединении, это наличие сопротивления. Его функция – не дать, при скачке напряжения, увеличенной силе тока спалить световой диод. Но его следует правильно сосчитать. В настоящий момент попробуем понять, как это осуществить.

Рассчитываем номинал сопротивления для светоизлучающего диода

Для профессионального расчета сопротивления для светоизлучающего диода нам понадобится следующая формула:

R=(Uпит-Uпад)/I, где R – нужное нам сопротивление; Uпит – входное напряжение; Uпад – фактическое напряжение светоизлучающего диода и I – ток светоизлучающего диода. Но необходимо не забывать, что характеристики светоизлучающего диода 3 Вт одного изготовителя могут не совпасть с параметрами похожего, но изготовленного другой фирмой.

Прожектор на светоизлучающих диодах с индикатором движения – комфортно и экономично

Если же нет желания делать собственными силами все вычисления, воспользуйтесь онлайн-калькулятором.

Желательно знать! Если выполняется подключение через блок питания от смартфона или телефона, наличия сопротивлений не потребуется.

Подключение светоизлучающего диода к сети 220 В: схемы и правила

Тут нужен обыкновенный диод перед световым источником. Это означает, что можно, высчитав нужное кол-во светоизлучающих диодов и объединив их постепенно, включать в цепь перед первым из них диод VD1 1N4001. Этого вполне хватит, во избежание обратного пробоя. Впрочем о сопротивлениях перед каждым из светоизлучающих диодов забывать нельзя.

Великолепные ночники на светоизлучающих диодах для дома

Заметка по теме:

Светодиодные лампы настольного типа для стола для работы. Как правильно выбрать прибор, какой интенсивности требуется освещение, где его установить, обзор необычных моделей – про это и многом другом в особенном материале.

Параллельное и методичное подключение – в чем разница

Методичное подключение Используется для компенсации большого напряжения. Говоря иначе, если у нас 2 лампы на 127 В, а сетевое напряжение 220, мы можем объединить их постепенно, и они будут очень хорошо работать. Если же их объединить в параллель, то они просто взорвутся.

На схеме это выглядит так. При последовательном подсоединении светоизлучающих диодов анод одного из них объединен с катодом иного. Такая цепь длится до той поры, пока суммарное напряжение светоизлучающих диодов не совпадет или не приблизится очень плотно к напряжению сети.

При параллельном соединении все аноды между собой соединяются, как и катоды.

Заметка по теме:

Схема подсоединения светящейся ленты к сети 220в. В публикации детально рассмотрим минусы и плюсы светоизлучающих диодов, области их использования. Как правильно подобрать ленты, их виды и средняя цена. А еще секреты монтажа собственными руками.

Как присоединить светоизлучающие диоды к 12 В

Тут принципиальных различий с подключением светоизлучающих диодов к сети в 220 В нет. Разница лишь в количестве компонентов и расчетах их сопротивлений. Но 12 В все же безопаснее. А это означает, если у начинающего мастера нет навыка в аналогичных делах, лучше потренироваться на подсоединении светоизлучающих диодов на 12 В.

Светоизлучающие диоды на 12 В, как и лента, питаются через такой блок-стабилизатор

Заметка по теме:

Из этой статьи Вы узнаете про блок питания 12 В для светящейся ленты: нужен ли он, для чего служит и как его подобрать, его позитивные и негативные качества, как высчитать такое устройство, как выполнить собственными руками.

Подведем итоги

Рост популярности светоизлучающих диодов,безусловно, приводит к тому, что через некоторое время человечество и совсем откажется от применения люминесцентных и ламп общего назначения. Ведь это на самом деле наиболее экономный и безопасный вид освещения. Надеемся, что инженеры не остановятся на достигнутом и, может быть, в скором времени мы увидим новый светоизлучающий диод, который превзойдет даже продукцию «Cree».

Надеемся, что дорогой читатель отыскал в нашей публикации то, что искал. Если у Вас появились вопросы, наша команда с удовольствием на них даст ответ в обсуждениях ниже. А напоследок короткое видео, которое сможет Вас заинтриговать.