Chip on Board Single Lens — технология совершенства в мире светодиодов.
Chip on Board Single Lens — технология совершенства в мире светодиодов.
07.11.2012 01:28 Chip on Board Single Lens — уникальная технолония, позволяющая значительно улучшить качество светодиодного оборудования, изпользую все его преимущества на 100 %.
Что же из себя представляет данная конструкция и каким образом она применима для совершенствования светодиодных светильников?
Технология Chip on Board Single Lens далеко не новинка светотехнической промышленности. Впервые так называемые «чипы-на-плате» стали применять более тридцати лет назад. Тогда непосредственно на плату появилась возможность крепить любые полупроводниковые элементы, в том числе led-кристалл. Такие конструкции были прочными и обходились довольно не дорого. И именно для светодиодов это стало новой ступенью эволюции.
Казалось бы, как можно усовершенствовать и без того самые передовые осветительные конструкции? Однако дело в том, что несмотря на свои несомненные преимущества, такие как долгий срок службы, неприхотливость в обслужвании, устойчивость к перепадам давления и температуры, пониженное энергопотребление и теплоотдача, светодиоды по-прежнему имеют пути к развитию. Вероятно, именно путь сборки Chip on Board Single Lens способен приблизить их к совершенству.
В чистом виде светодиод — это полупроводниковый источник света на основе кристалла, к которому крепятся электроды. Сам кристалл закреплен на определенную основу с первичной и в случае сложных конструкций со вторичной оптикой. Часто конструкция оборудования, даже несмотря на герметичный корпус и теплоотвод, влечет существенные тепловые потери, то есть повышается энергопотребление не за счет отдачи света, а за счет нагревания самого светоотдающего элемента.
Конечно, светодиды довольно экономично расходуют энергию, особенно в сравнении с другими источниками света. Но и они отдают лишь 60 процентов своей энергии в световой поток. А используя иной способ монтажа кристала их КПД можно увеличить до 90 %. Как? Все очень просто. Прежде всего кристалы крепятся в на строго выверенном расстоянии друг от друга, таким образом люминофор, покрывающий кристаллы не перегревается и служит дольше. Кроме того, каждый чип имеет индивидуальную линзу первичной оптики. Благодаря этому светильнику сделанному по системе Сhip on Board Single Lens не нужен герметичный корпус или вторичные линзы.
Технология таким образом решает сразу несколько проблем:
— навсегда решен вопрос перегрева светильников
— снижается себестоимость, так как площадь одиночных линз фиксированна
— если сама плата, линзы и первичный сделаны из высокачественного сырья, то светильник работает без оптических потерь с высокими светопоказетелями, при широком диапазоне температуры окружающей среды (от 60° до +60°).
— световые показатели светового потока таких источников света значительно выше, чем у аналогов.
— светильники устойчивы к внешнему воздействию и вибрациям, ведь каждая линза надежно защищает кристаллы.
— каждый диод превращается в автономный источник света. В случае порчи одного светодиода, его легко можно заменить, таким образом светильник прослужит дольше! А учитывая, что такие светильники и без замены могут работать до пяти лет в режиме круглосуточного света, — их срок службы становится и вовсе фантастическим.
Выбирая светильники Chip on Board Single Lens, вы принимаете правильное решение. Новая светотехника прослужит Вам не один год, более того — от года к году будет экономить затраченные средства.
Преимущества
В первую очередь это, конечно, огромный срок службы. Он колеблется, в зависимости от производителя: 30 — 100 тысяч часов. А 100000 часов это более 11 лет непрерывной (круглосуточной) работы. Во-вторых, это надежность. В-третьих, они не боятся ультрафиолетового излучения. Пиранья ночью могут освещать пространство, а днем находится под палящими лучами солнца, на это не способен ни один современный cсветоизлучающий диод.
Отличительные особенности:
- Пиранья устойчивы к динамическим нагрузкам (тряске);
- устойчивы к температурным перепадам;
- имеют самый низкий коэффициент изменения сопротивления в зависимости от температуры;
- выдерживают броски напряжения;
- имеют широкий диапазон углов освещенности в зависимости от модели. Этот угол колеблется от 40 до 120 градусов. Можно выбрать любой.
Сам светодиод установлен на гибкой пластиковой основе, что позволяет ему не бояться ни тряски, ни вибрации. Ножки специально утолщены для простоты распайки и надежного отвода излишнего тепла, которое неминуемо возникает при работе.
Семья
Брижит Мари-Клод Троньё появилась на свет в столице французской провинции Пикардии городе Амьене, славящемся кондитерскими изделиями. Она родилась 13 апреля 1953 года и была самым младшим ребенком из шести детей шоколатье Жана Троньё и Симоны Пуйоль.
Разница в возрасте между Брижит и самым старшим братом составляет 20 лет.
Родители будущей первой леди Франции были людьми не бедными. Отец Брижит – шоколатье в пятом поколении. Его предки основались в Амьене с 1872 года. Сам Жан Троньё расширил производство.
Кондитер занялся производством шоколада и открыл сеть заведений, выпускающих амьенский торт и пирожные макарон. По скромным подсчетам предприятие приносит семье 4 млн евро в год. Бизнес унаследовал старший сын. А Брижит еще в старших классах поняла, что хочет стать учительницей.
Несмотря на обеспеченность и богатых родителей, Брижит в студенческие годы подрабатывала пресс-атташе торгово-промышленной палаты. Окончив соответствующий вуз, девушка работала в школах:
- Парижа,
- Страсбурга,
- Амьена.
Брижит Озьер – преподаватель
В родной город наша героиня вернулась в 1991 году и устроилась в лучшую частную школу – иезуитский лицей «Провиденс». Там выпускница преподавала французский и латынь, а заодно руководила театральным кружком. Работа кардинально изменила жизнь женщины.
Характеристики светодиодов
Светодиоды описываются множеством характеристик и параметров. Важнейшие из них:
- сила света и энергетическая эффективность – Лм и Лм/Вт;
- угол расхождения светового потока по уровням 0,5 или 0,7, градусы – у обычных от 120 до 140 град., у индикаторных моделей – от 15 до 45 град.;
- мощность, потребляемая при работе, Вт – малая – до 0,5, средняя – 0,5-3, большая – более 3;
- рабочий ток через диод, мА или А;
- цвет или оттенок белого света, цветовая температура, градусы Кельвина, К – от 2000-2500 К – теплый белый и до 6500-9500 К – белый холодный.
Размеры светодиодов
Размеры светодиода определяются габаритами его корпуса. Для корпусов SMD – длина, ширина, толщина. Первые две величины заложены в обозначении, например, SMD2835, где две пары цифр – это 2,8 мм – ширина и 3,5 мм – длина. Толщину корпуса нужно брать из описания или паспорта на диод.
Для цилиндрических DIP-диодов важные характеристики – диаметр корпуса и его высота с линзой. При этом нужно учесть длину проволочных выводов и рекомендации производителя по их изгибу перед монтажом.
Длина волны светодиода
Такая характеристика светодиодов, как длина волны используется очень редко. Чаще называют цвет свечения.
Оттенок цвета | Длина волны, нм |
Инфракрасный (невидимый) | 760-880 |
красный | 620-760 |
оранжевый | 585-620 |
желтый | 575-585 |
желто-зеленый | 555-575 |
зеленый | 510-555 |
голубой | 480-510 |
синий | 450-480 |
фиолетовый | 390-450 |
Ультрафиолетовый (невидимый) | 10-390 |
Длина волны свечения диода измеряется в нанометрах – нм. В паспортных данных изделия она указывается не всегда.
Как подключить
При подключении первым делом стоит учитывать максимальную силу тока, которую способен выдержать светодиод. Она дана в паспортных данных. Обычно это 20-25 мА.
В технических характеристиках указано, на какое напряжение он рассчитан. Это напряжение обычно составляет от 2 до 4,5 вольт. Если Вы подключаете светодиод, рассчитанный на 2 вольта, к гальваническому элементу (батарейке) с максимальным напряжением 1,5 вольта, то никакого дополнительного сопротивления с цепи, последовательно со светодиодом, ставить не нужно.
Для того чтобы подключать светодиоды в сеть необходимо переменный ток сделать постоянным при помощи выпрямителя, и только потом подключать светоизлучающий диод. Можно соединять их в линию соблюдая полярность.
К примеру, Ваш выпрямитель выдает 200 вольт, а светодиод рассчитан на 2 вольта, то в линии должно быть не меньше 100 светодиодов. В случае если столько Вам не нужно, то в линии вместо светодиодов нужно поставить сопротивление, которое погасит лишнее напряжение. Количество напряжения, которое должно погасить сопротивление рассчитывается как разница напряжения питания и сумма напряжений каждого светодиода подключенного в данной линии.
Допустим, дано напряжения питания в 200 вольт и максимальный ток в светодиоде – 25 мА, при напряжении на нем в 2 вольта. Рассчитываем полное сопротивление цепи. 200/0,025=8000 Ом, или 8 кОм. В случае если необходимо зажечь 10 светодиодов, то вычитаем из данного числа сопротивление самих светодиодов. Обычно оно есть в паспортных данных, но не всегда. Его можно найти разделив напряжение, в данном случае 2 вольта, на ток, в данном случае – 0,025А, получим сопротивление 80 Ом на каждом светодиоде. 80*10=800 Ом. Сопротивление, которое необходимо поставить в последовательную цепь дополнительно со светодиодами 8000-800=7200 Ом. Данное сопротивление погасит напряжение 7200*0,025=180 вольт, оставив на все светодиоды 20 вольт или по 2 вольта на каждый.
Подключая многоцветный светодиод Пиранья необходимо рассчитывать сопротивление в каждой цепи, а их там три. К точке 1 подключается плюс источника питания. Сопротивления подключаются к точкам 2, 3 и 4. Далее цепь замыкается на минусе источника питания. Изменяя сопротивления в цепи 2, 3 или 4 можно менять излучаемый диодом цвет.
Характеристики и параметры светодиодов Пиранья
В отличии от опасных южноамериканских рыб, применение этих светодиодов не опасно. Эффективная работа светодиодов зависит от совокупности их характеристик – электрических и световых. Основные из них – это спектр излучения, мощность и яркость. Узкий угол свечения светодиодов индикаторного типа оценивается таким параметром, как сила света. Измеряется она в канделах или милликанделах(мКд).
Яркость одной мКд сравнима с яркостью обычной свечи. Мкд равна одной тысячной канделы, поэтому к ней применяется приставка «мили». 1 кандела равна 1000 мкд. Единицей измерения светового потока являются люмены.
Яркость обычного светодиода в пределах 20 – 50 мКд., а сверхяркого – 20 000 мКд и даже выше. Он проигрывает обычной лампе накаливания в 100 Вт, которая производит порядка 1500 люмен. Если излучаемый ею свет во всех направлениях одинаков, то яркость составляет 120 000 мКд. Но если луч будет узконаправлен и его угол составит 20°, то яркость будет около 16 000 000 мКд. Отсюда следует вывод, что даже сверхмощные светодиоды по излучаемой яркости не дотягивают до ламп. Но со временем разрыв этот постепенно сокращается.
Угол освещения – важный параметр светодиодов. Это и понятно, т.к. свет распространяется неравномерно и на его восприятие влияет местоположения смотрящего
Поэтому здесь важно определиться какой части комнаты требуется освещение, сколько нужно ламп и как их расположить. На эти показатели влияют типы линзы. У рассеивающей (матовой) линзы угол освещения более широкий, а свет, в отличии от прозрачной линзы, будет восприниматься, как тусклый
У рассеивающей (матовой) линзы угол освещения более широкий, а свет, в отличии от прозрачной линзы, будет восприниматься, как тусклый.
Следующий важный показатель мощности света – световой поток. Его определяет сила света и угол освещения. Последний оказывает сильное влияние на световой поток. Светодиоды Пиранья различны по цвету – есть основные цвета и их оттенки. Лампы разных цветов имеют разное рабочее напряжение. Так диодная лампа 5000 мКд с углом освещения в 30 градусов оказывается в 4 раза слабее аналога с углом освещения в 60 градусов.
Светодиоды Пиранья выполнены в прозрачном корпусе. Тип кристалла, используемый в светодиоде, влияет на его светоотдачу: от 700 мКд для зеленого цвета до 5000 мКд для чисто-зеленого и белого цвета, от 800 мКд для ультра-красного до 3000 мКд для ультра-голубого и ультра-белого цвета. Красный светодиод Пиранья удобен в монтаже и эксплуатации. У него встроенная линза, и ему не нужен дополнительный теплоотвод. Светодиод Пиранья красный берут в проект, когда необходима очень яркая красивая подсветка либо световая индикация. Светодиод Пиранья красный используют в светомузыке, новогодних гирляндах, а также для многих других ярких проектах. Светодиод Пиранья зеленый находит применение в светомузыке или светофоре. Сверхъяркие красные, синие, зеленые и белые модули оснащены транзисторами, через которые осуществляется управление ими.
Подключение светодиодов Пиранья происходит через токовый драйвер, к которому можно подключить до 5 светодиодов. Питаться они будут при этом одинаковым током. А можно отказаться от драйвера и использовать AC/DC – преобразователи, которые имеют стабилизированный ток. Это упростит подключение, сделает удобной эксплуатацию и снизит стоимость системы.
Описание
Универсальный модуль светодиода. Подойдет для проектов, где необходимо добавить цветную индикацию, не прибегая к пайке обычных светодиодов. Модуль подключается посредством трехпроводного шлейфа. Для удобства соединения рекомендуем использовать Sensor Shield. В отличии от обычного светодиода — светодиоды «пиранья» светят намного ярче. Очень удобно использовать для проектов подсветки, гирлянд, светомузыки, дополнительного освещения.
Встроенный транзистор позволяет использовать модуль в цепях с напряжением 3,3 В и 5 В. Поддерживается управление яркостью с помощью ШИМ.
Внимание! Будьте осторожны при работе с яркими светодиодами! Не смотрите на светодиод с близкого расстояния!
Технические характеристики
Рабочее напряжение: 3,3 — 5 В
Максимальный потребляемый ток (для белого или синего): 8,5 мА
Максимальный потребляемый ток (для красного, жёлтого, зелёного): 10 мА
Плюсы использования
Несколько цветов светодиодов для различных проектов (красный, жёлтый, зелёный, синий, белый)
Лёгкое подключение к Sensor shield
Не требует дополнительных радиодеталей (всё включено в модуль)
Не требует пайки
Прост в работе
Управление яркостью светодиода с помощью ШИМ
Очень яркое свечение
Преимущества
В первую очередь это, конечно, огромный срок службы. Он колеблется, в зависимости от производителя: 30 — 100 тысяч часов. А 100000 часов это более 11 лет непрерывной (круглосуточной) работы. Во-вторых, это надежность. В-третьих, они не боятся ультрафиолетового излучения. Пиранья ночью могут освещать пространство, а днем находится под палящими лучами солнца, на это не способен ни один современный cсветоизлучающий диод.
Отличительные особенности:
- Пиранья устойчивы к динамическим нагрузкам (тряске);
- устойчивы к температурным перепадам;
- имеют самый низкий коэффициент изменения сопротивления в зависимости от температуры;
- выдерживают броски напряжения;
- имеют широкий диапазон углов освещенности в зависимости от модели. Этот угол колеблется от 40 до 120 градусов. Можно выбрать любой.
Сам светодиод установлен на гибкой пластиковой основе, что позволяет ему не бояться ни тряски, ни вибрации. Ножки специально утолщены для простоты распайки и надежного отвода излишнего тепла, которое неминуемо возникает при работе.
Откуда столько подделок SMD 2835?
В последние несколько лет появились дешевые ленты с SMD 2835. У многих покупателей возникает закономерный вопрос: почему эффективный светодиод используется в LED-лентах низкого качества и по основным показателям часто уступает подсветке с SMD 3528? Дело в том, что на рынке появились подделки. В данном случае качественные и яркие диоды стали жертвой своей популярности. Их подделать относительно просто и выгодно, а покупатели часто готовы заказывать продукт даже по подозрительно сниженной цене.
К сожалению, контрафакт от качественного яркого диода 2835 без опыта не определить. Разницу замечают только специалисты, которые работали с разными моделями.
Ленты из 72 SMD 5050 на алюминиевой плате
Светодиодная лента SMD 5050 на 72 чипа
1 из 2
Еще один из интересных типов 5050 смд лент, о которых стоит рассказать — ленты с 72 диодами на метр. Попались мне на глаза не так давно, но заинтересовали сразу. Мощность метрового отрезка составит порядка 15 Вт. Аналоги люминесцентных ламп 20 Вт ( 18 Вт ), только размер метровый)). Данные типы лент в основном выпускают в жестком исполнении и гибкую практически нереально найти с таким количеством диодов. С другой стороны лентой их уже трудно назвать, т.к. это полноценные источники освещения на алюминиевых платах. Большой плюс такого типа «лент» — простота монтажа и теплоотвод.
Семья
Брижит Мари-Клод Троньё появилась на свет в столице французской провинции Пикардии городе Амьене, славящемся кондитерскими изделиями. Она родилась 13 апреля 1953 года и была самым младшим ребенком из шести детей шоколатье Жана Троньё и Симоны Пуйоль.
Разница в возрасте между Брижит и самым старшим братом составляет 20 лет.
Родители будущей первой леди Франции были людьми не бедными. Отец Брижит – шоколатье в пятом поколении. Его предки основались в Амьене с 1872 года. Сам Жан Троньё расширил производство.
Кондитер занялся производством шоколада и открыл сеть заведений, выпускающих амьенский торт и пирожные макарон. По скромным подсчетам предприятие приносит семье 4 млн евро в год. Бизнес унаследовал старший сын. А Брижит еще в старших классах поняла, что хочет стать учительницей.
Несмотря на обеспеченность и богатых родителей, Брижит в студенческие годы подрабатывала пресс-атташе торгово-промышленной палаты. Окончив соответствующий вуз, девушка работала в школах:
- Парижа,
- Страсбурга,
- Амьена.
Брижит Озьер – преподаватель
В родной город наша героиня вернулась в 1991 году и устроилась в лучшую частную школу – иезуитский лицей «Провиденс». Там выпускница преподавала французский и латынь, а заодно руководила театральным кружком. Работа кардинально изменила жизнь женщины.
Основные характеристики
За качество света, излучаемого фонарем, отвечает светодиод, который можно без преувеличения назвать сердцем устройства. Стабильность сердечного ритма фонаря зависит от многих параметров, основными из которых являются ток потребления, световой поток и цветовая температура. Законодателем моды принято считать компанию Cree, которая выпускает широкую линейку сверхъярких и мощных светодиодов, в том числе и для фонариков.
Ток и напряжение двухваттного светодиода составляет около 700 мА и 3,0 В соответственно, а аналогичный кристалл в 3 Вт потребляет примерно 1000 мА и 3,2 В. Приведенные электрические показатели характерны для моделей светодиодов ведущих мировых брендов.
Интенсивность излучения, которую еще называют световым потоком, зависит от производителя и семейства светодиода. Паспортное значение светового потока мощных светодиодов принято замерять на максимально допустимом рабочем токе. Компания-изготовитель фирменных фонарей вместе с типом установленного светодиода, указывает количество выдаваемых изделием люмен.
Световой поток неразрывно связан с цветовой температурой света. Современный светоизлучающие диоды способны излучать световой поток до 200 люмен на 1 ватт и могут производиться с любой температурой свечения: от желтовато теплого до холодного белого. Фонари с тёплым белым цветом излучения (T≤3500°K) наиболее приятны для глаза, но менее яркие. Освещение с нейтральной цветовой температурой(T=4000-5500°K) более эффективно позволяет рассматривать мелкие детали. Холодно-белый луч (T≥6500°K) в мощных фонарях с большой дальностью освещения, но в течение длительной работы раздражает зрение.
Индекс цветопередачи (CRI) – качественный показатель, характеризующий способность светодиода освещать предметы без искажения их реального цвета. Для светодиодных источников освещения, в том числе и фонариков, показатель цветопередачи в 75 CRI и выше считается хорошим.
Важным элементом светодиода является линза. Она задаёт угол рассеивания светового потока, а значит, определяет дальность луча. В технических характеристиках светодиодов обязательно указывают значение угла излучения. Для каждой модели этот параметр индивидуален и может варьироваться от 20 до 240 градусов. Мощные светодиоды для фонариков имеют угол 90-120° и, как правило, комплектуются отражателем с дополнительной линзой в корпусе.
Несмотря на резкий скачок в развитии мощных многокристальных светодиодов, мировые лидеры продолжают выпуск менее мощные светодиоды. Выпускаются они в корпусах небольшого размера, не превышающего 10 мм в ширине или диаметре. Типовое значение тока таких светоизлучающих диодов не превышает 70 мА, а световой поток – 50 лм. Мощные фонарики на их основе постепенно исчезают с прилавков магазинов, ввиду худших технических характеристик и необходимости последовательно-параллельного подключения для повышения яркости. В сравнении с одним мощным кристаллом надёжность схемы и угол рассеивания нескольких таких элементов в одном корпусе намного хуже.
Отдельно стоит отметить четырёхвыводные светодиоды в корпусе P4 «SuperFlux» или «Пиранья», которые имеют улучшенные технические характеристики. У светодиодов «Пиранья» есть два важных преимущества, благодаря которым они востребованы:
- более равномерно распределяют световой поток;
- не нуждаются в отводе тепла;
- имеют низкую себестоимость.
Подключение светодиодов большой мощности
Мощные светодиоды разрабатывались специально для осуществления освещения и подсветки и имеют мощность от 1 до 5 и более Вт. Основной характеристикой таких светодиодов является световой поток, который измеряется в люменах. Их отличительная черта – в процессе работы значительно нагреваются. Именно поэтому они чаще всего устанавливаются на радиатор или включаются через токовый драйвер. Для этого, в зависимости от мощности и места установки, используются драйверы:
- LEDDRV5 — для световых диодов 1Вт (0,35А);
- LEDDRV13 для световых диодов 3Вт и 5Вт.
К драйверу возможно подключение от 1 до 5 светодиодов, причем все они будут питаться одинаковым током.
Хорошим вариантом является использование AC/DC-преобразователей, имеющих стабилизированный ток. Это позволяет отказаться от установки внешних компонентов, таких как резистор или драйвер. Кроме того, это упрощает подключение мощных световых диодов, делает удобной эксплуатацию и снижает стоимость системы.
Как подключить
При подключении первым делом стоит учитывать максимальную силу тока, которую способен выдержать светодиод. Она дана в паспортных данных. Обычно это 20-25 мА.
В технических характеристиках указано, на какое напряжение он рассчитан. Это напряжение обычно составляет от 2 до 4,5 вольт. Если Вы подключаете светодиод, рассчитанный на 2 вольта, к гальваническому элементу (батарейке) с максимальным напряжением 1,5 вольта, то никакого дополнительного сопротивления с цепи, последовательно со светодиодом, ставить не нужно.
Для того чтобы подключать светодиоды в сеть необходимо переменный ток сделать постоянным при помощи выпрямителя, и только потом подключать светоизлучающий диод. Можно соединять их в линию соблюдая полярность.
К примеру, Ваш выпрямитель выдает 200 вольт, а светодиод рассчитан на 2 вольта, то в линии должно быть не меньше 100 светодиодов. В случае если столько Вам не нужно, то в линии вместо светодиодов нужно поставить сопротивление, которое погасит лишнее напряжение. Количество напряжения, которое должно погасить сопротивление рассчитывается как разница напряжения питания и сумма напряжений каждого светодиода подключенного в данной линии.
Допустим, дано напряжения питания в 200 вольт и максимальный ток в светодиоде – 25 мА, при напряжении на нем в 2 вольта. Рассчитываем полное сопротивление цепи. 200/0,025=8000 Ом, или 8 кОм. В случае если необходимо зажечь 10 светодиодов, то вычитаем из данного числа сопротивление самих светодиодов. Обычно оно есть в паспортных данных, но не всегда. Его можно найти разделив напряжение, в данном случае 2 вольта, на ток, в данном случае – 0,025А, получим сопротивление 80 Ом на каждом светодиоде. 80*10=800 Ом. Сопротивление, которое необходимо поставить в последовательную цепь дополнительно со светодиодами 8000-800=7200 Ом. Данное сопротивление погасит напряжение 7200*0,025=180 вольт, оставив на все светодиоды 20 вольт или по 2 вольта на каждый.
Подключая многоцветный светодиод Пиранья необходимо рассчитывать сопротивление в каждой цепи, а их там три. К точке 1 подключается плюс источника питания. Сопротивления подключаются к точкам 2, 3 и 4. Далее цепь замыкается на минусе источника питания. Изменяя сопротивления в цепи 2, 3 или 4 можно менять излучаемый диодом цвет.
Достоинства светодиодов Пиранья
Достоинств у этих светоизлучающих кристаллов множество. Важнейшие из них:
- Большое количество тепла, отводимого от кристалла, обеспечивается металлическими вертикальными выводами, которые впаиваются в печатную плату, и позволяет эффективно отводить тепло, в том числе через печатные проводники.
- Стойкость к вибрациям и ударам – обеспечена малой массой элементов конструкции и их приклеиванием и сваркой.
- Плоская и/или выпуклая линзы обеспечивают большой выбор углов рассеивания света.
- При массовом производстве монтаж на плату поддается автоматизации.
- Возможна установка корпуса над платой с небольшим зазором, который позволяет дополнительно отводить тепло.
Светодиоды «Пиранья» выпускает и наш постоянный партнер – компания Arlight . Познакомиться с ними можно .
Способы подключения
Как подключить светодиод или несколько светодиодов? Как правильно соединить их в схему или ? Как просто присоединить светодиоды к колонке или к звуковой карте компьютера, да и еще так, чтобы они мигали в такт музыке?
Для этого рассмотрим особенности подключения различных светодиодов.
Из практики известно, что при подключении к разным напряжениям питания одного светового диода необходимы ограничительные резисторы на следующее электрическое сопротивление:
- от 3 до 5 В – 100 Ом;
- от 5 до 9 В – 220 Ом;
- от 9 до 15 В – 470 Ом;
- от 15 до 28 В – 2 кОм;
- 220 В – 150 кОм.
Использовав следующую формулу:
где: R – сопротивление резистора (Ом);
U – напряжение питания (В);
dU – падение напряжения (В);
I – номинальный ток светодиода (А).
Последовательное подключение светодиодов вносит в эту формулу следующие изменения – вставляется вместо одного падения напряжения сумма падений напряжения всех световых диодов, имеющихся в схеме, при этом они должны иметь одинаковый номинальный ток, но номинальное падение напряжения может быть разным.
Типовая классификация
К типам светодиодов можно отнести:
- одиночные светодиоды на одном кристалле большой мощности (COB-матрице);
- пары светодиодов в одном корпусе – индикаторные диоды, мигающие попеременно двумя цветами, например, красным и желтым;
- тройки или триады излучателей трех основных цветов – красного, зеленого и синего или RGB: Red – Красный, Green – Зеленый, Blue – Синий.
Трехкристальный светодиод в SMD-корпусе для монтажа на поверхности печатной платы.
Если в трехкристальном светодиоде кристаллы одного цвета свечения – имеем сверхъяркий светодиод. При разных цветах света кристалла получаем RGB-триаду или многоцветный управляемый светоизлучающий прибор.
SMD – аббревиатура от английского словосочетания Surface Mounted Device, устройство поверхностного монтажа. Используется для автоматизации размещения и пайки электронных компонентов на печатных платах, в т.ч. и светодиодов. Применяют в лентах, линейках, модулях и обычных печатных платах.
К основным цветам относится и пара цветов YB – Yellow, желтый и Blue, синий. Есть и другие комбинации цветов, дающих после смешивания белый цвет.
Мощные светодиоды на основе COB-матриц
У крупных моделей в углах корпуса имеются отверстия для крепления. Модели небольших размеров крепятся пайкой на печатную плату.
В дополнение к обычным характеристикам светодиодов у мощных моделей добавляются несколько дополнительных параметров:
- номинальная мощность, Вт;
- размер чипа, мм;
- номинальный рабочий ток кристалла или матрицы;
- срок службы, связанный со стандартами L 70, L80 и др.
Маломощные светодиоды
По величине потребляемой мощности – это светодиоды от 0,05 до 0,5 Вт, рабочий ток – 20-60 мА (средней мощности – 0,5-3 Вт, ток 0,1-0,7 А, большой – более 3 Вт, ток 1 А и более).
Конструктивно к маломощным светодиодам относятся несколько групп LED-излучателей света:
- светодиоды в корпусах SMD обычные и сверхъяркие;
- диоды типа DIP в цилиндрических корпусах – для монтажа в отверстия печатных плат;
- в корпусах типа «пиранья» – для монтажа в отверстия.
Маломощные светодиоды в разных корпусах.
На картинке светодиоды сверху вниз:
- В цилиндрических корпусах типа DIP – с гибкими проволочными выводами для пайки в отверстия платы.
- В корпусах типа «пиранья», они же Superflux, пайка в отверстия.
- В корпусах с планарными выводами для монтажа на контактные площадки одно- и двухсторонних печатных плат или в «колодцы» многослойных плат.
Достоинства светодиодов Пиранья
Достоинств у этих светоизлучающих кристаллов множество. Важнейшие из них:
- Большое количество тепла, отводимого от кристалла, обеспечивается металлическими вертикальными выводами, которые впаиваются в печатную плату, и позволяет эффективно отводить тепло, в том числе через печатные проводники.
- Стойкость к вибрациям и ударам – обеспечена малой массой элементов конструкции и их приклеиванием и сваркой.
- Плоская и/или выпуклая линзы обеспечивают большой выбор углов рассеивания света.
- При массовом производстве монтаж на плату поддается автоматизации.
- Возможна установка корпуса над платой с небольшим зазором, который позволяет дополнительно отводить тепло.
Светодиоды «Пиранья» выпускает и наш постоянный партнер – компания Arlight . Познакомиться с ними можно .
Примеры подключения и использования
Пример 1
В примере демонстрируется самая простая задача по работе со светодиодом — включение и отключение на 1 секунду.
Схема подключения:
Скетч для загрузки:
// включение светодиода
// задержка на 1 секунду
// выключение светодиода
// задержка на 1 секунду
Пример 2. Управление с клавиатуры
Данный пример демонстрирует изменение времени включенного и выключенного состояния в зависимости от введенного значения с клавиатуры. По умолчанию значение времени установлено в 1 секунду (1000 миллисекунд). После загрузки скетча на контроллер, необходимо открыть монитор сериал порта, куда требуется ввести цифровое значение нового времени работы светодиода в миллисекундах отличное от нуля. Светодиод начинает мигать с частотой нового введённого времени.
Пример протестирован на контроллере Smart UNO.
Схема подключения:
Скетч для загрузки:
//объявление пина подключения модуля
//переменная для хранения времени задержки
// установка пина как выходной
//записать его в переменную хранения времени
// включение светодиода
// задержка на 1 секунду
// выключение светодиода
// задержка на 1 секунду
Пример 3. Управление с помощью ШИМ
Данный пример демонстрирует изменение яркости свечения светодиода. Светодиод из выключенного состояния постепенно зажигается ярче, а затем постепенно затухает. Далее всё повторяется.
Пример протестирован на контроллере Smart UNO.
Схема подключения:
Скетч для загрузки:
//объявление пина подключения модуля
// установка пина как выходной
//первый цикл увеличивает яркость
//второй цикл уменьшает яркость
//записать значение яркости на порт светодиода
//задержка в 100 миллисекунд
Пример 4. Управление с помощью ШИМ (значение вводится с клавиатуры)
Данный пример демонстрирует изменение яркости свечения светодиода. Светодиод мигает с периодичностью 100 миллисекунд. По умолчанию яркость светодиода задана в 500 единиц (половина возможной яркости). После загрузки скетча в контроллер, открыв монитор Serial порта, можно ввести требуемую яркость. Однако, значение яркости будет программно ограничено между значениями 0 и 1023 (минимальное и максимальное значения).
Пример протестирован на контроллере Smart UNO.
Схема подключения:
Скетч для загрузки:
//объявление пина подключения модуля
//переменная для хранения яркости
// установка пина как выходной
// инициализация Serial-порта
//если что-то пришло из сериал порта
//считать значение в переменную
// если считанное значение отлично от 0
//записать его в переменную яркости, ограничив значение
// включение светодиода с заданной яркостью
// задержка на 1 секунду
// выключение светодиода
// задержка на 1 секунду
Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл в корпусе или без него с двумя выводами (проволочными или контактными площадками), которые являются контактами питания.
Он проводит электрический ток только в направлении от анода к катоду, при этом на анод подают положительное напряжение, а на катод – отрицательное. Световой диод нельзя подключать к источнику питания непосредственно, т.к. он выйдет из строя, произойдет электрический пробой (сгорит). Для правильного включения в электрическую цепь ему нужен ограничитель, что и делают, устанавливая последовательно со светодиодом резистор. Такой резистор называется ограничительным. Кроме резистора, может устанавливаться интегральная или использоваться AC/DC-преобразователи.
При огромной разновидности типов светодиодов, все они имеют параметры, по которым они различаются, а это существенно влияет на способ их питания.
Основные параметры, на которые следует обращать внимание это:
- сила тока (ток прямой номинальный);
- падение напряжения (напряжение между катодом и анодом при прохождении номинального прямого тока).
Чтобы осуществить подключение светодиодов,
какмаломощных, так и сверхмощных,необходим источник питания, который выдает напряжение не меньше, чем падение напряжения. Это аксиома. На упаковке со световыми диодами имеется его характеристика — , которая указывает величину падения напряжения.