Если по заявлениям разработчиков срок службы LED должен составлять десятки тысяч часов, почему светодиодные светильники перегорают так часто? Причин этому несколько.
Условно можно выделить ровно 5 причин, хотя они прочно взаимосвязаны.
- Качество изготовления;
- неисправность электропроводки или узлов крепления ламп;
- превышение напряжения;
- превышение температуры;
- неправильный выбор преобразователя питания.
Может ли светодиод перегореть, если сам принцип работы подразумевает минимальное энергопотребление и невосприимчивость к вибрации (светоизлучающий элемент это кристалл полупроводника, залитый прозрачным компаундом)? Может.
Что из себя представляет светодиодВерно, что мощность потребляемой энергии LED ниже, чем у других источников света. Но суть в том, что рассеиваемая мощность сконцентрирована на миниатюрном кристалле, тепло выделяется на площади в несколько квадратных миллиметров. Для исключения перегрева требуется эффективный теплоотвод и свободная циркуляция воздуха.
Низкое качество
Качество ламп стоит на первом месте среди причин перегорания светодиодов. В основе конструкции LED элементов — полупроводниковый p-n переход, который критично относится к нарушению параметров эксплуатации. Ключевые параметры:
- Ток, идущий через светодиод;
- прямое и обратное напряжение;
- температура.
Чтобы свести к минимуму влияние разрушающих факторов, для запитки LED разрабатываются сложные схемы управления. И если сам светодиод пока еще имеет высокую стоимость, то наличие дополнительных элементов увеличивает ее еще больше.
Плата светодиодного драйвераНа рисунке видно, что нормальная схема драйвера содержит массу радиоэлементов (конденсаторы, резисторы, контроллер и пр.). Естественным желанием производителей становится снижение себестоимости изделий для повышения конкурентоспособности на рынке и увеличения прибыли. Это приводит к упрощению схемотехники преобразователей напряжения питания, экономии на теплоотводе и квалифицированной сборке готовых изелий.
При беглом осмотре начинки бюджетного светильника видно, что вместо полноценного драйвера зачастую устанавливается простейший выпрямитель с токоограничительным резистором или конденсатором. Экономия на элементах питания — вот первая причина, почему светодиодные лампы перегорают так быстро.
Пример экономии на драйвере питания в светодиодных лампахДля повышения яркости свечения также искусственно завышается ток через светодиод (об этом ниже). Малая площадь теплоотвода приводит к низкой эффективности охлаждения перехода и его перегреву. Из-за низкого качества пайки нарушаются контакты в электронной схеме.
Неисправность электропроводки
По популярности — вторая причина, почему перегорают светодиодные лампочки. Это связано с хаотичными прерываниями подачи напряжения.
В случае нарушения нормального контакта (в патроне лампы, выключателе или распределительной коробке), в сети появляются резкие кратковременные перебои питания. Наличие в схеме управления реактивных элементов (емкостей и индуктивностей) вызовет всплески напряжения, превышающих допустимые в несколько раз.
Такая проблема возникает после замены ламп накаливания, когда под действием высокой температуры пружинные контакты в патроне теряют свои упругие свойства. В домах со старой электропроводкой нередки соединения алюминиевых и медных проводов. Такие скрутки не только причина перебоев в питании, но и наиболее частые причины возникновения пожаров.
Именно неисправность электропроводки — основная причина перегорания дорогих и, казалось бы, надежных светодиодных ламп в автомобиле. По большей части, проблема не в лампах, а в неисправности контактов.
В электрических цепях автомобиля скрутки недопустимы. Используйте переходные коннекторы или меняйте весь участок между клеммами. Старайтесь всегда использовать пайку.
Результат скрутки медных и алюминиевых проводов
Справедливости ради, следует отметить, что фары головного света перегорают редко, поскольку являются высокотехнологичными устройствами и не выпускаются (крайне редко) откровенно подпольными производителями.
Другое дело LED лампочки, которые устанавливают взамен накаливания в прочей доп. светотехнике автомобиля. Такие лампы выпускают все, кому не лень.
Превышение напряжения и перегрев
Светодиодные лампы в квартире перегорают по причине некачественных драйверов, либо входящих в конструкцию лампы, либо выполненных в виде выносного блока. Это не касается светодиодных светильников премиум класса. Качественный источник питания рассчитан на возможное превышение напряжения, что норма для нашей электрической сети.
Как говорилось выше, производители, нацеленные только на увеличение сбыта, искусственно завышают ток питания ламп для повышения яркости. При одинаковой мощности, дешевые светильники иногда светят ярче фирменных, что не является показателем качества. Этот факт сам по себе снижает срок службы, а превышение допустимого напряжения — третья причина перегорания светодиодных светильников.
Светодиоды в светильнике могут перегорать из-за плохой и непродуманной циркуляции воздуха, которая приводит к перегреву. В квартире старайтесь монтировать LED лампочки только в открытые светильники/люстры.
Перегорание светодиодов в автомобиле
По иной причине перегорают светодиодные лампы в автомобиле. Полупроводники имеют сильную зависимость от температуры. Причем сопротивление перехода с увеличением нагрева падает.
При нагреве LED элементов, их сопротивление падает и ток через них растет, повышение тока вызывает увеличение нагрева и так по кругу. Процесс носит лавинообразный характер.
К большому диапазону температур, при которых эксплуатируются автомобильная светотехника (температура окружающей среды + нагрев подкапотного пространства), добавляется нестабильность напряжения бортовой сети и высокий уровень вибраций. Лампы головного света, ПТФ и повороты греются со стороны двигателя, размещенного с ними в едином пространстве.
Качественные светодиодные светильники рассчитаны на подобные нагрузки. Но накладываясь, все факторы приводят к досрочному перегоранию любых светодиодных ламп, включая ДХО Орлиный глаз, которые выпущены с соблюдением всех технологических норм.
ДХО Орлиный глазЗапомните! Если в авто не горят светодиоды (или перегорают очень быстро) — первым делом проверяйте исправность цепи бортовой сети автомобиля, а именно неисправность контактов. В 99% случаев проблема в них. Даже если на лампах клеммы исправны, импульсные помехи в цепи питания из-за плохого контакта мощных потребителей могут вызвать перегорание светодиодов.
Для надежной работы светодиодного освещения в автомобиле или комнатной люстре, LED элементы нужно запитывать стабильным током, чтобы при изменениях питающего напряжения и изменении температуры кристалла, ток через светодиод не превышал допустимого значения.
Как выбрать светодиодную лампу. Основные правила
Чтобы не ломать себе голову, почему перегорают светодиодные лампы в квартире или не горят новые светодиодные лампы в автомобиле, следует помнить известную пословицу про скупого. Хорошие светильники не могут стоить дешево и какой бы заманчивой не казалась цена, все сведется либо к замене светильника по гарантии, либо приобретению нового.
Если производитель не известен, то качество изделия можно определить по внешнему виду изделия:
- На пластиковых деталях не должно быть следов литья или штамповки;
- отсутствие зазоров и люфтов в сочленениях говорят о культуре производства;
- не должно быть признаков мерцания;
- если можете сравнить лампочки одной мощности и с одной температурой света, то светильники с резко увеличенной яркостью должны вас насторожить.
Выбор выносного драйвера заключается в строгом соответствии характеристик по току и напряжению. Если планируется установка нескольких светильников с одним драйвером, необходимо ориентироваться на их суммарный ток потребления.
Особенно это касается люстр, в которых установлено несколько светодиодов. Обычно такие люстры комплектуются своим драйвером, но в ряде случаев, нужно подобрать аналогичный по характеристикам, чтобы светодиодные лампочки не сгорали в первый год эксплуатации.
Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)
Технологии не стоят на месте — в автомобилях начали активно использовать светодиодные лампы, и, казалось бы, проблема с габаритами и противотуманными фарами решена. На практике все сложнее — LED-лампы перегорают намного быстрее ламп накаливания. Происходит это по ряду причин, которые нужно учесть и не забывать при эксплуатации светодиодов.
Чего больше всего боятся светодиоды?
Существует несколько важных причин быстрого выхода из строя светодиодной подсветки в автомобиле:
- Температурные перепады. Кристаллы светодиодов рассчитаны на определенную температуру. Если она растет, они начинают деградировать и выходят из строя намного раньше (часто в десятки раз) планируемого эксплуатационного срока. То есть, светодиоды светят ярко, но недолго, из-за чего производителям приходится устанавливать для них специальные системы охлаждения, которые стабилизируют температурный режим в пределах +35+40 С.
- Перепады силы тока. Светодиоды требуют определенного электрического тока (указывается на упаковке), способны выдерживать спады, но электрические перегрузки их «убивают». Поэтому для них специально устанавливается ограничитель-стабилизатор тока.
- Перепады напряжения. Идеальное напряжение — 12 V, но в работающем авто оно постоянно колеблется, а при запуске двигателя подскакивает до 15V, что на 20% выше допустимой нормы.
Если учитывать и научиться нейтрализовать эти вредные для LED-ламп воздействия, то они будут служить долго (не менее 20-25.000 часов).
Почему светодиоды в авто перегорают?
Производители светодиодных ламп утверждают, что приборы практически вечны и нечувствительны к большинству типичных для электросистемы автомобиля нагрузок. На самом деле. Это правда, но только в том случае, если ни испытывают умеренные, а не критические или резкие нагрузки.
На выход из строя и сокращения срока их эксплуатации в электросистеме автомобиля прямо влияют:
- Неполадки электрической проводки. Необходимо проверить качество электроподключений и состояние проводов.
- Окисление и коррозия контактов под воздействием воздуха и влаги, если прибор негерметичен или получил повреждения.
- Реальная потребляемая мощность ламп выше, чем заявленная, либо вы по ошибке установили светодиоды большой мощности, которые светят слабо, но сильнее греются.
Также важно помнить, светодиодные лампы, как и любые другие электротехнические изделия, имеют свой срок эксплуатации. Если он давно истек, то следует заменить светодиод, но если гарантийный срок еще не закончен, а светодиод уже сгорел — смело обращайтесь к продавцу с претензией (при покупке обязательно сохраняйте чек).
Низкое качество LED-ламп
Некачественная сборка светодиодов — одна из причин их быстрого выхода из строя. Основной их конструкции является полупроводниковый p-n переход, критично реагирующий на нарушения эксплуатационных параметров:
- температурного режима;
- силы питающего электротока;
- прямого/возвратного напряжения.
Для минимизации разрушающих воздействий необходимы сложные схемы управления работой светодиодных светильников, хотя они и существенно влияют на себестоимость изделий. Производители же стремятся минимизировать затраты и стараются использовать простые схемы и малозатратные технологии сборки без теплоотводов.
В большинстве бюджетных LED-ламп для авто используется простой выпрямитель. Светодиод стоит недорого, но его качество и долговечность, естественно, под вопросом.
Чтобы увеличить яркость свечения, производители завышают проходящий ток, а так, как нет теплоотведения, элемент быстро нагревается и быстро выходит из строя. Кроме того, часто приходится сталкиваться с плохим качеством пайки контактов.
Неисправность электропроводки
Неисправная электрическая проводка вызывает беспорядочное прерывание подаваемого на лампу напряжения. Если контакт нарушен в патроне, выключателе либо распределительной коробке, то в сети наблюдаются перебои электропитания, а реактивные элементы схемы управления светодиодом вызывают всплеск напряжения, опасный для светодиода.
С такой проблемой автомобилистам часто приходится сталкиваться после замены ламп, когда, под действием высоких температур, пружинные контакты спекаются и теряют упругость, из-за чего светодиод перегорает сам и может вызвать возгорание всей проводки автомобиля.
Неисправная электропроводка — частая причина перегорания даже дорогостоящих и качественных светодиодных ламп. Проблема не в качестве светодиодов — проблема в плохих электрических контактах.
Внимание! Избегайте скруток проводов в электрической цепи авто — используйте специальные монтажные коннекторы, либо меняйте весь участок проводки между клеммами.
Перебор напряжения и перегрев
Перегрев светодиодных светильников в авто может быть вызван низкокачественными лампами или включенными в электроцепь драйверами. Как показывает практика, этой проблемой «не болеют» только светильники «премиального» класса.
Если сравнивать дорогие и бюджетные светодиоды, то при одинаковом уровне мощности вторые могут светить намного ярче. Но это не говорит о качестве: скорее всего можно вести речь о недолгом сроке их службы.
Важно! Светодиоды в машине перегорают также из-за плохой и предварительно не продуманной циркуляции воздуха, что приводит к перегреву.
Как правильно выбрать светодиоды для автомобиля
Скупой платит дважды. Эта поговорка имеет прямое отношение к попытке сэкономить на светодиодах. Качественная LED-лампа дешевой не бывает: светодиод или будет недорогим, или будет работать долго — но не одновременно!
Если неизвестен производитель — или откажитесь от покупки такого светодиода, или изучайте саму лампу:
- на пластиковых элементах не должно быть следов литья или штамповки;
- на цоколе не должно быть люфта и видимых глазу зазоров;
- лампа не должна мерцать во время работы;
- по яркости лампа не должна сильно отличаться от аналогов с тем же потребляемым напряжением, мощностью и температурой светового потока.
Характеристики силы тока и напряжения должны точно соответствовать маркировке. При монтаже нескольких светодиодов в один драйвер, учитывайте общий уровень потребления тока.
Как избежать быстрого выхода из строя LED-ламп
Оптимальный вариант сбережения светодиодных ламп и увеличения срока их эксплуатации — стабилизирующий блок управления, который выравнивает напряжение, стабилизирует возможные его перепады и электроудары.
Какие LED-лампы выбирать — европейские, отечественные и китайские? Первые дороже, но качественнее, китайские имеют бюджетную стоимость, но живут недолго, а светодиоды российского производства сочетают в себе преимущества Востока и Запада — относительно недорого, и достаточно качественно.
В заключении стоит отметить, что светодиоды в автомобильной электросистеме начали «приживаться» относительно недавно, и у автомобилистов есть масса вопросов к качеству и срокам их эксплуатации. Быстрый выход LED-ламп из строя имеет четкие причины — заводской брак, неправильно выбранная мощность, скачки напряжения и температурные перепады в системе.
Если выбрать светодиоды с оптимальными характеристиками, правильно подключить их в систему со стабилизаторами и драйверами, постоянно следить за состоянием электропроводки, то LED -лампы будут служить долго и надежно. Если же они перегорают слишком быстро — вам пора прекратить экономить на собственной безопасности, и приобрести лицензионные светодиоды надежного бренда.
Категория
Секреты телемастера
материалы в категории
Те кто давно и постоянно занимаются ремонтом телевизоров уже привыкли к тому что примерно процентов 80 всех неисправной приходится в основном на источник питания, однако современная реальность преподносит свои коррективы в эту статистику- сейчас мастерам все чащи приходится сталкиваться с таким явлением как неисправность подсветки.
Причем главный парадокс заключается в том ,что хваленная всеми производителями светодиодная (LED) подсветка выходит из строя гораздо чаще, чем уже морально устаревшая ламповая…
Казалось-бы почему так? Ведь (по заверению всех производителей) светодиод это штука практически вечная, и внедрение светодиодов в телевизоры должны только лишь увеличивать срок эксплуатации, но в реальности все как раз с точностью до наоборот: если лампы в телевизорах (или мониторах) работали относительно долго, то светодиоды перегорают гораздо чаще…
Давайте попробуем разобраться почему-же так происходит…
Как известно, ЖК (LCD) панели не могут сами излучать свет: они всего-лишь формируют саму картинку, в вот для того чтобы получить яркость необходима внешняя подсветка. Года, примерно, до 2012 подсветка в ЖК панелях осуществлялась при помощи ламп (нечто вроде самых обыкновенных люминесцентных ламп «дневного света») и вся эта конструкция работала достаточно надежно: у ламп запаса прочности хватает в среднем лет на 6-8, а инвертор (тот самый модуль который заставляет лампы работать) выходит из строя не так уж и часто, причем (если все-ж таки инвертор и сгорел), чаще всего причиною служит источник питания.
Со светодиодной подсветкой все гораздо интереснее, но для того чтобы понять
Итак, сами светодиодные планки (их еще часто называют «стринги») располагаются таким образом чтобы обеспечить равномерную засветку экрана изнутри. Выглядят они вот по разному, иногда вот так:
Иногда вот так
Все фотки взяты с нашего форума. Если хотите просмотреть изображения в полном размере, то кликните по ним (откроются в новом окне).
Количество самих светодиодов, конечно же, может отличаться в зависимости от размера экрана
Вроде бы, на первый взгляд, все легко и просто- подай на светодиоды напряжение, они включатся и все проблемы, однако это далеко не так: ведь во-первых их здесь достаточно много, а во-вторых светодиоды еще ведь должны включаться, выключаться, да и яркость у них должна регулироваться…
Как бы там производитель не заверял что светодиоды практически не потребляют ток (если сравнить с обычной электролампочкой, то, конечно-же да- ток здесь гораздо меньше…), однако при их большом количестве цифры получаются уже достаточно серьезные: так, к примеру достаточно распространенный светодиод 3535 (он, кстати, интересен тем что может быть рассчитан на различное напряжение) при параметрах 6V, 2W потребляет ток в 300 mA, и если их в подсветке будет штук 20, то при параллельном включении ток-то уже получается до 6 Ампер…
В результате в конечном итоге что получается? Производитель вынужден будет устанавливать дополнительный источник тока Ампер в 10 (а то и более…) и мощные ключевые транзисторы (а это опять-же нужно будет обеспечивать тепло-отдачу!!).
С теоретической точки зрения, в принципе, это все возможно, но зачем эти лишние нагромождения? Ведь гораздо проще будет соединить светодиоды последовательно- получить повышенное напряжение проще, да ток при этом будет не слишком большой…
Регулировка яркости подсветки (и включение-выключение в том числе) выполняются по принципу ШИМ-инвертора (типа как в импульсном источнике питания). Для примера рассмотрим схему:
Эта схема драйвера LED-подсветки телевизора SAMSUNG, выполненная с применением микросхемы SEM5025.
Цепочка их последовательно-включенных светодиодов подключается к разъему «LED LAMP». Как мы видим- на один контакт разъема приходит 195V (об этом чуть ниже), а на другом выводе разъема находится MOSFET транзистор.
Уровень открывания этого транзистора и будет регулировать яркость свечения LED- планки.
Управление транзистором осуществляется за счет подачи на его затвор импульсов с микросхемы IC9101 (та самая SEM5025).
Кроме этого в схеме предусмотрена еще и стабилизация по току: на вывод 10 микросхемы приходит сигнал с токового датчика (это резистор R9120).
А вот теперь самое интересное…
Практически все производители предусматривают различные режимы яркости. Они заложены в пользовательском меню и переключаются как «кино, пользователь, динамичный, экономичный» и так далее…
То есть- для питания всей светодиодной планки источником питания вырабатывается напряжение немного выше номинального: так, скажем, если в телевизорах LG в 32 дюйма установлены 18 6-ти Вольтовых светодиодов, то номинальное напряжение должно быть примерно 120 Вольт, а в реальности источник питания выдает Вольт 150- 180. Для чего так поступил производитель? Судя по всему он размышлял «дадим напругу чуть больше, а степень свечения уже при помощи драйвера отрегулируем»….
В результате что мы имеем? Во-первых при включении мы получим достаточно сильный скачок напряжения (пока там транзистор откроется и токовый датчик сработает…), а во-вторых ни один из пользователей не знает что светодиоды подсветки при режиме «динамичный» начинают работать с перегрузкой….(да и продавцы- консультанты в магазинах об этом знать не знают….).
Итого, вернемся теперь к первоначальном вопросу всей статьи: почему-же все-таки светодиоды в подсветке часто перегорают?
Как мы видим LED-подсветка преподносит нам сразу несколько сюрпризов:
Первое. При последовательном включении все светодиоды имеют огромную взаимосвязь: при выходе любого из них из строя, гаснет сразу вся цепь полностью.
Второе: для увеличения яркости производитель чаще всего завышает напряжение подсветки, и поэтому светодиоды начинают работать с большой перегрузкой и перегревом (как показала практика температура кристалла иногда достигает 120 градусов!), а ведь это очень даже пагубно: даже те светодиоды которые и выдерживают такое издевательство, все равно со временем деградируют.
Третье. Об этом, кстати, многие не задумываются, но, однако, это факт: светодиод, вообще-то, это прибор полупроводниковый и поэтому он может не только оборваться, но еще и пробиться… А ведь это даже гораздо хуже: если в электролампочке обрывается нить накала, то цепь прерывается, здесь-же сам пробитый светодиод перестанет светить, но электрическую цепь при этом не разорвет. Следовательно току другим светодиодам достанется еще больше (а они там и так, бедолаги, с перегрузкой работают…).
Можно-ли продлить срок службы светодиодной подсветки, а если да, то как?
Из всего вышесказанного следуют простые выводы:
Первое: пока телевизор новый то стараться не эксплуатировать его в «динамичном» режиме.
Второе: если все-же таки пришло время ремонтировать подсветку, то после ремонта желательно уменьшить ток протекающий через светодиоды. А делать это, в принципе, достаточно просто- необходимо всего-ли увеличить номинал токового датчика в драйвере. Так, к примеру, для вышеприведенной схемы, увеличение номинала резистора R9120 до 4,7 Ома вместо установленного 3,9 Ома приводит к уменьшению тока светодиодов примерно процентов на 20.
Общие рекомендации при ремонте LED подсветки
* Во первых всегда следует помнить о том что матрица это вещь чрезвычайно хрупкая и при ее извлечении необходимо соблюдать крайнюю осторожность.
* Кроме защиты от повреждений самого стекла, необходимо еще внимательно отнестись и ко всем шлейфам- их так-же стоит оберегать от перекосов и разрывов.
* Перепаиваются сами светодиоды при помощи паяльного фена при температуре в пределах примерно 270- 300 градусов, не более.
* Конечно же (если по-хорошему) то светодиоды лучше всего менять сразу все и ставить одинаковые.
Остались вопросы: заходите к нам на ФОРУМ
Что делать, если перегорела светодиодная люстра
Что делать, когда мы купили не так давно люстру и она перегорела? Конечно же идти в магазин и менять по гарантии. Магазин просто обязан принять и заменить люстру без всяких вопросов. Обычно гарантия на светодиодные светильники и люстры 1-2 года. В течении этого времени люстру можно заменить.
Но, что делать, когда люстра куплена более 2 или 3 лет назад? Тут мы обычно думаем, что можно её выбрасывать, так как она уже не подлежит ремонту. На самом деле нужно понять, по какой причине сгорела люстра и что именно вышло из строя. А выйти из строя могут либо светодиоды, либо блок питания.
Согласитесь, если люстра дорогая и нравится, то лучше её починить, чем покупать новую. Тем более, что ремонт люстры может обойтись очень дешево по сравнению с покупкой новой люстры.
Давайте разберем как решается вопрос по ремонту в зависимости от причины сгорания.
Допустим в люстре сгорели или перегорели светодиоды в рожках или на лепестках.
В магазине часто можно услышать фразу, мол светодиоды в люстре замене не подлежат. На самом деле в люстрах используются обычные светодиодные ленты, которые можно с легкостью заменить на новые. Тут самая главная проблема попасть в цветность. Все светодиодные ленты и линейки изготавливаются партиями и в зависимости от партии цветность может отличаться.
Давайте представим, что сгорел блок питания.
В этой ситуации немного сложнее и дороже может выйти ремонт. Так как правильный блок питания еще нужно подобрать. Не все блоки питания подходят к люстрам по размеру и мощности, а места под блок питания к сожалению уже нет. Но опять же все завист от конкретной ситуации.
В целом светодиодные люстры довольно долго служат и горят крайне редко, в основном по вине производственного брака. Покупать светодиодную люстру или обычную исключительно дело каждого. Но в целом светодиодные люстры зарекомендовали себя положительно.
Tagged Люстры, Светодиодная лента, Светодиодные люстры, СветодиодыCannabis Light Burn & Light Отбеливание Симптомы и решения!
Проблема: Ваше растение каннабис может выдержать только определенное количество света. После определенного момента ваш каннабис начнет желтеть или иным образом проявлять признаки напряжения на листьях вблизи источников света и / или тепла.
Как далеко я продолжаю выращивать свет от своих растений?
Легкий ожог обычно вызывает появление желтых листьев на верхушке растения непосредственно под растущими огнями (хотя это может появиться на старых листьях, которые были обнажены в течение длительного времени).
Иногда первый признак растение получает слишком много света, это все листья st
.светодиодов (LED) — learn.sparkfun.com
Избранные любимец 53Введение
светодиодов вокруг нас: В наших телефонах, наших автомобилях и даже наших домах. Каждый раз, когда горит что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним 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.Они широко предназначены для того, чтобы сделать любой проект лучше, и их часто добавляют в невероятные вещи (к радости всех).
Однако, в отличие от бекона, они не годятся, как только вы их приготовили. Это руководство поможет вам избежать любых случайных светодиодных барбекю! Хотя обо всем по порядку. Что именно — это , о котором все говорят?
Светодиоды(то есть «ell-ee-dees») — это особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле светодиод означает «светоизлучающий диод».«(Он делает то, что говорит о жестяной коробке!) И это отражается в сходстве схематических обозначений диода и светодиода:
Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, для сравнения светодиоды требуют гораздо меньше энергии. Они также более энергоэффективны, поэтому они не имеют тенденцию нагреваться, как обычные лампочки (если вы действительно не накачиваете в них энергию). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Не считайте их из мощной игры.Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!
Тебе уже хочется? Желание поставить светодиоды на все? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как!
Рекомендуемое чтение
Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы ни с одним из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше.
Что такое цепь?
Каждый электрический проект начинается с цепи.Не знаете, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.
Что такое электричество?
Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как молнии в грозах, но что это? Это не простой вопрос, но этот урок проливает свет на него!
Диоды
Диодный праймер! Диодные свойства, типы диодов и применение диодов.
Электроэнергия
Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт учебного веселья!
Полярность
Введение в полярность в электронных компонентах. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее идентифицировать.
Предложенный просмотр
Как использовать их
Итак, вы пришли к разумному выводу, что вам нужно поставить светодиоды на все.Мы думали, что ты придешь.
Давайте пройдемся по книге правил:
1) Вопросы полярности
В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, позволяют току течь только в одном направлении. А когда нет тока, нет света. К счастью, это также означает, что вы не можете сломать светодиод, подключив его в обратном направлении. Скорее это просто не будет работать.
Положительная сторона светодиода называется «анодом» и отмечена наличием более длинного «провода» или ножки.Другая отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду, а не в противоположном направлении. Обратный светодиод может препятствовать нормальной работе всей цепи, блокируя ток. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода нарушит вашу цепь. Попробуйте перевернуть это.
2) Текущий ток равняется Моарному свету
Яркость светодиода напрямую зависит от того, какой ток он потребляет. Это означает две вещи. Во-первых, суперяркие светодиоды разряжают батареи быстрее, потому что дополнительная яркость зависит от используемой дополнительной мощности.Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, управляя величиной тока через него. Но установка настроения не единственная причина, чтобы сократить ваш ток.
3) Есть такая вещь, как слишком большая сила
Если вы подключите светодиод непосредственно к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему позволено, и, подобно трагическим героям Олде, уничтожит сам себя. Вот почему важно ограничить количество тока, протекающего через светодиод.
Для этого мы используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от попыток получить слишком большой ток. Не волнуйтесь, для определения наилучшего значения резистора требуется лишь небольшая математика. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего учебника по резисторам!
Резисторы
1 апреля 2013 г.
Учебник по всем вещам резисторов. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, декодируют цветовые коды резистора и применяют резистор.
Не позволяй всей этой математике напугать тебя, на самом деле довольно сложно все испортить. В следующем разделе мы поговорим о том, как сделать светодиодную схему без вашего калькулятора.
Светодиоды без математики
Прежде чем мы поговорим о том, как читать таблицы, давайте подключим некоторые светодиоды. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по чтению .
Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил по установке и эксплуатации светодиодов.Как вы, вероятно, собрали из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что их легко найти и они не могут подавать опасное количество тока.
Базовый шаблон для светодиодной схемы довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Как это:
330 Ом Резистор
Хорошее значение резистора для большинства светодиодов — 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 подключения резистора 330 Ом в вышеуказанную цепь и посмотрите, что произойдет.
проб и ошибок
Интересная особенность резисторов заключается в том, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, придется использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете перегореть светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, с которыми можно поиграть, приведем схему, которая поможет вам спроектировать схему светодиодов методом проб и ошибок:
Throwies с батарейкой для монет
Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Поскольку ячейка монеты не может подавать достаточный ток, чтобы повредить светодиод, вы можете соединить их напрямую вместе! Просто вставьте монетоприемник CR2032 между выводами светодиода.Длинная нога светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть ленту вокруг всего этого, добавить магнит и приклеить его! Уя за подлых!
Конечно, если вы не добились хороших результатов с помощью метода проб и ошибок, вы всегда можете получить свой калькулятор и вычислить его. Не волнуйтесь, не сложно рассчитать лучшее значение резистора для вашей схемы. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам необходимо сообщить в таблицу …
Получить подробную информацию
Не подключайте к своим цепям какие-либо странные светодиоды, это просто вредно для здоровья. Узнай их первым. И как лучше, чем читать таблицы.
В качестве примера мы рассмотрим таблицу для нашего основного красного 5-мм светодиода.
Светодиодный ток
Начиная сверху и спускаясь, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол:
Ах, да, но что все это значит?
Первая строка в таблице указывает, какой ток ваш светодиод сможет выдерживать непрерывно.В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Второй ряд говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие удары до 30 мА, но вы не хотите выдерживать этот ток слишком долго. Эта таблица данных даже достаточно полезна, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, чтобы помочь вам сделать расчеты резисторов, о которых мы говорили.
Следующие несколько строк имеют меньшее значение для целей этого урока.Обратное напряжение — это свойство диода, о котором вам не нужно беспокоиться в большинстве случаев. Рассеиваемая мощность — это количество энергии в милливаттах, которое светодиод может использовать до получения повреждения. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах его рекомендуемых значений напряжения и тока.
Светодиодное напряжение
Посмотрим, какие еще столы они здесь поставили … Ах!
Это полезный столик! В первом ряду сообщается, каким будет падение напряжения на светодиодах .Прямое напряжение — это термин, который очень часто встречается при работе со светодиодами. Этот номер поможет вам решить, какое напряжение необходимо подать в схему на светодиод. Если к одному источнику питания подключено более одного светодиода, 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 углубленном разделе этого урока.
LED Длина волны
Во второй строке этой таблицы указывается длина волны света.Длина волны в основном очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может варьироваться, поэтому таблица дает нам минимум и максимум. В этом случае это от 620 до 625 нм, что находится на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы более подробно рассмотрим длину волны в более глубоком разделе.
Яркость светодиодов
Последний ряд (помеченный «Интенсивность света») — это показатель яркости светодиода. Единица измерения mcd, или millicandela , является стандартной единицей 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. В 200 мкд, этот светодиод будет хорошим индикатором.
Угол обзора
Далее у нас есть этот веерообразный график, который представляет угол обзора светодиода. Различные типы светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо сконцентрировать большую часть света в одном месте, либо распространить его как можно шире. Некоторые светодиоды похожи на прожекторы, которые излучают фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если вы не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике представляют угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть на светодиод прямо вниз, это когда он самый яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самой внешней окружностью. Чтобы получить угол обзора 50%, угол, при котором свет становится вдвое менее интенсивным, следуйте по кругу 50% вокруг графика, пока он не пересекает синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы прочитать угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.
Размеры
Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все измерения, которые вам понадобятся, чтобы фактически установить светодиод в корпус! Обратите внимание, что, как и большинство светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это очень удобно, когда вы хотите установить его на панели. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение!
Теперь, когда вы знаете, как расшифровать таблицу, давайте посмотрим, с какими необычными светодиодами вы можете столкнуться в дикой природе…
Типы светодиодов
Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже взяли в руки несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Как бы вы хотели улучшить свою игру? Давайте поговорим о том, как это может выглядеть за пределами вашего стандартного светодиода.
Крупный план суперяркого 5-миллиметрового светодиода крупным планом
Типы светодиодов
Вот актерский состав других персонажей.
RGB светодиодов
RGB (красно-зелено-синие) светодиоды — это фактически три светодиода в одном! Но это не значит, что он может сделать только три цвета.Поскольку красный, зеленый и синий цвета являются дополнительными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий вывод. У одних общий контакт — это анод, а у других — катод.
RGB с общим прозрачным катодным светодиодом
светодиодов с интегральными схемами
Велоспорт
Некоторые светодиоды умнее других. Возьмите, например, светодиодный индикатор. Внутри этих светодиодов фактически имеется интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупным планом IC (большой, черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющий цветами.
5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом
Просто включите его и смотрите! Они отлично подходят для проектов, в которых требуется немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!
Адресуемые светодиоды
Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально.Существуют разные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже приведен крупный план WS2812. Большая квадратная IC справа контролирует цвета индивидуально.
Адресная WS2812 PTH Close Up
Встроенный резистор
Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Это правильно. Есть также светодиоды, которые включают в себя небольшой резистор ограничения тока. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке есть небольшая черная квадратная ИС для ограничения тока на светодиодах этих типов.
Светодиод со встроенным резистором Close Up
Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и включите его! Мы протестировали эти типы светодиодов на 3,3 В, 5 В и 9 В.
Супер яркий зеленый светодиод со встроенным резистором
Примечание: Таблица данных для светодиодов со встроенным резистором указывает, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании одного на 5 В, напряжение около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9 В, напряжение около 30 мА. Это, вероятно, на более высоком конце входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод погас.
Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)
SMD-светодиоды — это не столько специфический тип светодиода, сколько тип корпуса. По мере того как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как разместить больше компонентов в меньшем пространстве. Компоненты SMD (устройства поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой пакет 5050.
Адресная WS2812B Close Up
SMD светодиодов бывают нескольких размеров, от довольно больших до меньших размеров, чем рисовое зерно! Поскольку они такие маленькие и с подушками вместо ног, с ними не так легко работать, но если вы ограничены в пространстве, они могут быть именно тем, что доктор прописал.
| WS2812B-5050 Пакет | APA102-2020 Пакет |
также упрощают и ускоряют процесс выбора и размещения машин. позволяет размещать светодиодов на печатных платах и полосах.Вы, вероятно, не будете вручную паять все эти компоненты вручную.
| Крупный план 8×32 адресуемой (WS2812-5050) светодиодной матрицы | 5M адресуемая (APA102-5050) светодиодная лента |
Высокая мощность
Мощные светодиодыот таких производителей, как Luxeon и CREE, безумно яркие. Они ярче суперярких! Как правило, светодиод считается мощным, если он может рассеивать 1 Вт или более мощности.Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Их можно даже построить для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для этого часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. Может быть некоторое тепловыделение, встроенное в конструкцию некоторых коммутационных щитов, таких как показанная ниже.
| Мощный светодиод RGB | Алюминий Назад для рассеивания тепла |
могут выделять столько тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, хотя эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления вы можете использовать светодиодный драйвер постоянного тока.
Специальные светодиоды
Есть даже светодиоды, которые излучают свет за пределами нормального видимого спектра. Например, вы, наверное, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как телевизионные пульты, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.
IR LED
На противоположном конце спектра вы также можете получить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды сделают некоторые материалы флуоресцентными, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения поддельных (счета, кредитные карты, документы и т. Д.), Солнечные ожоги, список можно продолжать. Пожалуйста, носите защитные очки при использовании этих светодиодов.
Ультрафиолетовый светодиод осматривает законопроект США
Больше светодиодов
С такими модными светодиодами, как они, нет никакого оправдания тому, чтобы что-то не было освещено. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не была удовлетворена, тогда читайте дальше, и мы начнем разбираться со светодиодами, цветом и яркостью света!
Delving Deeper
Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите больше? О, не волнуйся, у нас есть больше.Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать … ошибаться … мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте немного углубимся в то, что это означает:
То, что мы называем светодиодом, это на самом деле светодиод и упаковка, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип из полупроводникового материала, который легирован примесями, что создает границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он прыгает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая энергию в процессе.В большинстве диодов эта энергия выделяется в виде тепла, а в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!
Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, используемого для изготовления диода. 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 цвету. Полная таблица доступна в записи в Википедии для «LED»Хотя длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества мощности, проталкиваемой через диод.Мы немного поговорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это не просто обозначение яркости чего-либо.
Единица измерения силы света называется канделой, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликанделей. Что интересно в этом устройстве, так это то, что он не является мерой количества световой энергии, а фактическим показателем «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа по функции яркости света.Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция яркости является стандартизированной моделью, которая учитывает эту чувствительность.
Световая интенсивность светодиодов может варьироваться от десятков до десятков тысяч милликандела. Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, около 100 мкд, тогда как хороший фонарик может быть 20000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть больно; не пытайся
Падение Напряжения
О, я также пообещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели таблицу, и 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 имеет , чтобы разделить напряжение , и величина напряжения, которую каждая деталь использует вместе, всегда будет равна доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, а каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения на 2,4 В, то вы не можете подавать питание более двух раз за раз.
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 дал, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с падением прямого напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить резистор ограничения тока, верно? Как бы вы узнали 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 том, почему прямое падение напряжения важно. Используя число напряжений, которое вы выводите из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент, используя закон Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.
Расчет токоограничивающих резисторов
Если вам необходимо рассчитать точное значение ограничивающего ток резистора последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Вы сделали это! Вы знаете, почти все … о светодиодах. А теперь иди и поставь светодиоды на что угодно! А теперь … драматическая реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, который перегружен и сам перегорает:
Да… это не впечатляет.
Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите следующие учебники:
Свет
Свет — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет относится к электронике, является фундаментальным навыком для многих проектов.
ИК-связь
Это руководство объясняет, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показывает, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.
Как делают светодиоды
Мы познакомимся с производителем светодиодов и узнаем, как изготавливаются светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.
Поздравительные открытки Let It Glow
Создайте светящуюся карту для друзей и семьи в этот праздничный сезон с помощью бумажных цепей — пайка не требуется!
Руководство по идентификации комплектующих для начинающихОсновные части для начинающих (или даже опытных) любителей, которые дают вам все основные сквозные компоненты, которые вам понадобятся, чтобы начать играть со встроенными проектами.Мы определим несколько частей в комплекте и предоставим несколько основных схем, чтобы начать!
Хотите узнать больше о светодиодах?
На странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.
Возьми меня туда!
Или проверьте некоторые из этих связанных сообщений в блоге:
,