LED hl1 tekniske specifikationer. LED indikatorer

De tider, hvor LED'er kun blev brugt som indikatorer til at tænde enheder, er for længst forbi. Moderne LED-enheder kan fuldstændig erstatte glødelamper i husholdnings-, industri- og. Dette lettes af de forskellige karakteristika ved LED'er, ved at vide hvilken du kan vælge den rigtige LED-analog. Brugen af ​​LED'er, givet deres grundlæggende parametre, åbner et væld af muligheder inden for belysning.

En lysemitterende diode (betegnet som LED, LED, LED på engelsk) er en enhed baseret på en kunstig halvlederkrystal. Når en elektrisk strøm føres igennem den, skabes fænomenet med udsendelse af fotoner, hvilket fører til en glød. Denne glød har et meget snævert spektralområde, og dens farve afhænger af halvledermaterialet.

LED'er med rød og gul emission er lavet af uorganiske halvledermaterialer baseret på galliumarsenid, grønne og blå er lavet på basis af indium galliumnitrid. For at øge lysstyrken af ​​lysstrømmen anvendes forskellige tilsætningsstoffer eller flerlagsmetoden, når et lag af rent aluminiumnitrid placeres mellem halvledere. Som et resultat af dannelsen af ​​flere elektron-hul (p-n) overgange i en krystal, øges lysstyrken af ​​dens glød.

Der er to typer lysdioder: til indikation og belysning. Førstnævnte bruges til at indikere inddragelse af forskellige enheder i netværket og også som kilder til dekorativ belysning. De er farvede dioder placeret i en gennemskinnelig kasse, hver af dem har fire terminaler. Enheder, der udsender infrarødt lys, bruges i enheder til fjernstyring af enheder (fjernbetjening).

I belysningsområdet bruges LED'er, der udsender hvidt lys. LED'er er klassificeret efter farve i kølig hvid, neutral hvid og varm hvid. Der er en klassificering af LED'er, der anvendes til belysning i henhold til installationsmetoden. SMD LED-betegnelsen betyder, at enheden består af et aluminium- eller kobbersubstrat, hvorpå diodekrystallen er placeret. Selve substratet er placeret i et hus, hvis kontakter er forbundet med lysdiodens kontakter.

En anden type LED er betegnet OCB. I en sådan enhed er mange krystaller belagt med fosfor placeret på et bord. Takket være dette design opnås en høj lysstyrke af gløden. Denne teknologi bruges i produktion med en stor lysstrøm på et relativt lille område. Det gør til gengæld produktionen af ​​LED-lamper til den mest tilgængelige og billige.

Bemærk! Ved at sammenligne lamper baseret på SMD- og COB-LED'er kan det bemærkes, at førstnævnte kan repareres ved at udskifte en defekt LED. Hvis en COB LED-lampe ikke virker, bliver du nødt til at skifte hele tavlen ud med dioder.

LED egenskaber

Når du vælger en passende LED-lampe til belysning, skal du tage højde for parametrene for LED'erne. Disse omfatter forsyningsspænding, effekt, driftsstrøm, effektivitet (lyseffekt), glødetemperatur (farve), strålingsvinkel, dimensioner, nedbrydningsperiode. Ved at kende de grundlæggende parametre vil det være muligt nemt at vælge enheder for at opnå et bestemt belysningsresultat.

LED strømforbrug

Som regel er der en strøm på 0,02A til konventionelle LED'er. Der er dog lysdioder vurderet til 0,08A. Disse lysdioder inkluderer mere kraftfulde enheder, hvis design involverer fire krystaller. De er placeret i én bygning. Da hver af krystallerne forbruger 0,02A, vil en enhed i alt forbruge 0,08A.

Stabiliteten af ​​LED-enheder afhænger af den aktuelle værdi. Selv en lille stigning i strømstyrken hjælper med at reducere krystallens strålingsintensitet (ældning) og øge farvetemperaturen. Dette fører i sidste ende til, at LED'erne bliver blå og svigter for tidligt. Og hvis strømmen stiger markant, brænder LED'en straks ud.

For at begrænse strømforbruget inkluderer design af LED-lamper og armaturer strømstabilisatorer til LED'er (drivere). De konverterer strømmen og bringer den til den værdi, som LED'erne kræver. I det tilfælde, hvor du skal tilslutte en separat LED til netværket, skal du bruge strømbegrænsende modstande. Modstandsmodstanden for en LED beregnes under hensyntagen til dens specifikke egenskaber.

Nyttige råd! For at vælge den rigtige modstand kan du bruge LED-modstandsberegneren, der er tilgængelig på internettet.

LED spænding

Hvordan finder man ud af LED-spændingen? Faktum er, at LED'er ikke har en forsyningsspændingsparameter som sådan. I stedet bruges LED'ens spændingsfaldskarakteristik, hvilket betyder mængden af ​​spænding, som LED'en udsender, når mærkestrømmen passerer gennem den. Spændingsværdien angivet på emballagen afspejler spændingsfaldet. Ved at kende denne værdi kan du bestemme den resterende spænding på krystallen. Det er denne værdi, der tages højde for i beregningerne.

I betragtning af brugen af ​​forskellige halvledere til LED'er kan spændingen for hver af dem være anderledes. Hvordan finder man ud af, hvor mange volt en LED er? Du kan bestemme det ud fra farven på enhederne. For eksempel er spændingen for blå, grønne og hvide krystaller omkring 3V, for gule og røde krystaller er den fra 1,8 til 2,4V.

Når du bruger en parallelforbindelse af LED'er med identiske klassificeringer med en spændingsværdi på 2V, kan du støde på følgende: Som følge af variationer i parametre vil nogle emitterende dioder svigte (brænde ud), mens andre vil lyse meget svagt. Dette vil ske på grund af det faktum, at når spændingen stiger selv med 0,1V, stiger strømmen, der passerer gennem LED'en, med 1,5 gange. Derfor er det så vigtigt at sikre, at strømmen matcher LED-klassificeringen.

Lysudbytte, strålevinkel og LED-effekt

Lysstrømmen af ​​dioder sammenlignes med andre lyskilder under hensyntagen til styrken af ​​den stråling, de udsender. Enheder, der måler omkring 5 mm i diameter, producerer fra 1 til 5 lumen lys. Mens lysstrømmen for en 100W glødelampe er 1000 lm. Men når man sammenligner, er det nødvendigt at tage højde for, at en almindelig lampe har diffust lys, mens en LED har retningsbestemt lys. Derfor skal lysdiodernes spredningsvinkel tages i betragtning.

Spredningsvinklen for forskellige lysdioder kan variere fra 20 til 120 grader. Når de er belyst, producerer LED'er stærkere lys i midten og reducerer belysningen mod kanterne af spredningsvinklen. LED'er oplyser således et specifikt rum bedre, mens de bruger mindre strøm. Men hvis det er nødvendigt at øge belysningsområdet, bruges divergerende linser i lampens design.

Hvordan bestemmer man styrken af ​​LED'er? For at bestemme effekten af ​​en LED-lampe, der kræves for at erstatte en glødelampe, er det nødvendigt at anvende en koefficient på 8. Du kan således erstatte en konventionel 100W lampe med en LED-enhed med en effekt på mindst 12,5W (100W/8) ). For nemheds skyld kan du bruge dataene fra korrespondancetabellen mellem styrken af ​​glødelamper og LED-lyskilder:

Når du bruger LED'er til belysning, er effektivitetsindikatoren meget vigtig, som bestemmes af forholdet mellem lysstrøm (lm) og effekt (W). Ved at sammenligne disse parametre for forskellige lyskilder finder vi, at effektiviteten af ​​en glødelampe er 10-12 lm/W, en lysstofrør er 35-40 lm/W, og en LED-lampe er 130-140 lm/W.

Farvetemperatur på LED-kilder

En af de vigtige parametre for LED-kilder er glødetemperaturen. Måleenhederne for denne størrelse er grader Kelvin (K). Det skal bemærkes, at alle lyskilder er opdelt i tre klasser efter deres glødetemperatur, blandt hvilke varm hvid har en farvetemperatur på mindre end 3300 K, dagslys hvid - fra 3300 til 5300 K og kølig hvid over 5300 K.

Bemærk! Den behagelige opfattelse af LED-stråling fra det menneskelige øje afhænger direkte af LED-kildens farvetemperatur.

Farvetemperaturen er normalt angivet på mærkningen af ​​LED-lamper. Det er betegnet med et firecifret tal og bogstavet K. Valget af LED-lamper med en bestemt farvetemperatur afhænger direkte af egenskaberne ved dets brug til belysning. Tabellen nedenfor viser muligheder for brug af LED-kilder med forskellige glødetemperaturer:

Farvens bølgekarakter gør det muligt at udtrykke farvetemperaturen på LED'er ved hjælp af bølgelængde. Mærkningen af ​​nogle LED-enheder afspejler farvetemperaturen præcist i form af et interval med forskellige bølgelængder. Bølgelængden er betegnet λ og måles i nanometer (nm).

Standardstørrelser af SMD LED'er og deres egenskaber

I betragtning af størrelsen af ​​SMD LED'er klassificeres enheder i grupper med forskellige egenskaber. De mest populære LED'er med standardstørrelser er 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 og 5630. SMD LED'ernes egenskaber varierer afhængigt af størrelsen. Således adskiller forskellige typer SMD LED'er sig i lysstyrke, farvetemperatur og effekt. I LED-markeringer angiver de to første cifre enhedens længde og bredde.

Grundlæggende parametre for SMD 2835 LED'er

De vigtigste egenskaber ved SMD LED'er 2835 inkluderer et øget strålingsområde. Sammenlignet med SMD 3528-enheden, som har en rund arbejdsflade, har SMD 2835-strålingsområdet en rektangulær form, hvilket bidrager til større lysudbytte med en mindre elementhøjde (ca. 0,8 mm). En sådan enheds lysstrøm er 50 lm.

SMD 2835 LED-huset er lavet af varmebestandig polymer og kan modstå temperaturer op til 240°C. Det skal bemærkes, at strålingsnedbrydningen i disse elementer er mindre end 5 % over 3000 timers drift. Derudover har enheden en forholdsvis lav termisk modstand af krystal-substratforbindelsen (4 C/W). Den maksimale driftsstrøm er 0,18A, krystaltemperaturen er 130°C.

Baseret på farven på gløden er der varm hvid med en glødetemperatur på 4000 K, daghvid - 4800 K, ren hvid - fra 5000 til 5800 K og kølig hvid med en farvetemperatur på 6500-7500 K. Det er værd bemærker, at den maksimale lysstrøm er for enheder med kold hvid glød, minimum er for varm hvide LED'er. Enhedens design har forstørrede kontaktpuder, som fremmer bedre varmeafledning.

Nyttige råd! SMD 2835 LED'er kan bruges til enhver form for installation.

Karakteristika for SMD 5050 LED'er

SMD 5050-husdesignet indeholder tre LED'er af samme type. LED-kilder med blå, røde og grønne farver har tekniske egenskaber svarende til SMD 3528 krystaller. Driftsstrømmen for hver af de tre LED'er er 0,02A, derfor er den samlede strøm for hele enheden 0,06A. For at sikre, at LED'erne ikke svigter, anbefales det ikke at overskride denne værdi.

LED-enheder SMD 5050 har en fremadspænding på 3-3,3V og en lysudgang (netstrøm) på 18-21 lm. Effekten af ​​en LED er summen af ​​tre effektværdier for hver krystal (0,7 W) og beløber sig til 0,21 W. Farven på den glød, som enhederne udsender, kan være hvid i alle nuancer, grøn, blå, gul og flerfarvet.

Det tætte arrangement af LED'er i forskellige farver i én SMD 5050-pakke gjorde det muligt at implementere flerfarvede LED'er med separat kontrol af hver farve. Til regulering af armaturer ved hjælp af SMD 5050 LED'er bruges controllere, så farven på gløden kan skiftes jævnt fra den ene til den anden efter en given tid. Typisk har sådanne enheder flere kontroltilstande og kan justere lysstyrken på lysdioderne.

Typiske karakteristika for SMD 5730 LED

SMD 5730 LED'er er moderne repræsentanter for LED-enheder, hvis hus har geometriske dimensioner på 5,7x3 mm. De tilhører ultra-lyse LED'er, hvis egenskaber er stabile og kvalitativt forskellige fra parametrene for deres forgængere. Fremstillet af nye materialer er disse LED'er kendetegnet ved øget effekt og højeffektiv lysstrøm. Derudover kan de arbejde under forhold med høj luftfugtighed, er modstandsdygtige over for temperaturændringer og vibrationer og har en lang levetid.

Der er to typer enheder: SMD 5730-0,5 med en effekt på 0,5 W og SMD 5730-1 med en effekt på 1 W. Et karakteristisk træk ved enhederne er evnen til at fungere på pulserende strøm. Den nominelle strøm på SMD 5730-0.5 er 0,15A; under pulsdrift kan enheden modstå strøm op til 0,18A. Denne type LED'er giver en lysstrøm på op til 45 lm.

SMD 5730-1 LED'er fungerer ved en konstant strøm på 0,35A i pulserende tilstand - op til 0,8A. Lysoutputeffektiviteten af ​​en sådan enhed kan være op til 110 lm. Takket være den varmebestandige polymer kan enhedens krop modstå temperaturer op til 250°C. Spredningsvinklen for begge typer SMD 5730 er 120 grader. Graden af ​​lysstrømsnedbrydning er mindre end 1 % ved drift i 3000 timer.

Cree LED-specifikationer

Cree-virksomheden (USA) er engageret i udvikling og produktion af ultra-lyse og kraftigste LED'er. En af Cree LED-grupperne er repræsenteret af Xlamp-serien af ​​enheder, som er opdelt i single-chip og multi-chip. Et af funktionerne ved enkeltkrystalkilder er fordelingen af ​​stråling langs enhedens kanter. Denne innovation gjorde det muligt at producere lamper med en stor lysvinkel ved hjælp af et minimum antal krystaller.

I XQ-E High Intensity-serien af ​​LED-kilder varierer strålevinklen fra 100 til 145 grader. Med små geometriske dimensioner på 1,6x1,6 mm er effekten af ​​ultra-lyse LED'er 3 volt, og lysstrømmen er 330 lm. Dette er en af ​​de nyeste udviklinger fra Cree. Alle LED'er, hvis design er udviklet på basis af en enkelt krystal, har farvegengivelse af høj kvalitet inden for CRE 70-90.

Relateret artikel:

Sådan laver eller reparerer du selv en LED-guirlande. Priser og hovedkarakteristika for de mest populære modeller.

Cree har udgivet flere versioner af multi-chip LED-enheder med de nyeste strømtyper fra 6 til 72 volt. Multichip LED'er er opdelt i tre grupper, som omfatter enheder med højspænding, effekt op til 4W og over 4W. Kilder op til 4W indeholder 6 krystaller i MX- og ML-typehuse. Spredningsvinklen er 120 grader. Du kan købe Cree LED'er af denne type med hvide varme og kølige farver.

Nyttige råd! På trods af lysets høje pålidelighed og kvalitet kan du købe kraftige LED'er i MX- og ML-serien til en relativt lav pris.

Gruppen over 4W inkluderer LED'er lavet af flere krystaller. De største i gruppen er 25W-enhederne repræsenteret af MT-G-serien. Virksomhedens nye produkt er XHP model LED'er. En af de store LED-enheder har en krop på 7x7 mm, dens effekt er 12W, og lysudbyttet er 1710 lm. Højspændings-LED'er kombinerer små dimensioner og høj lysudbytte.

LED-tilslutningsdiagrammer

Der er visse regler for tilslutning af lysdioder. Under hensyntagen til, at strømmen, der passerer gennem enheden, kun bevæger sig i én retning, for langsigtet og stabil drift af LED-enheder er det vigtigt at tage hensyn til ikke kun en vis spænding, men også den optimale strømværdi.

Tilslutningsdiagram for LED til 220V netværk

Afhængigt af den anvendte strømkilde er der to typer kredsløb til tilslutning af lysdioder til 220V. I et af tilfældene bruges det med begrænset strøm, i det andet - en speciel, der stabiliserer spændingen. Den første mulighed tager højde for brugen af ​​en speciel kilde med en vis strømstyrke. En modstand er ikke påkrævet i dette kredsløb, og antallet af tilsluttede LED'er er begrænset af driverens strøm.

For at udpege LED'er i diagrammet anvendes to typer piktogrammer. Over hvert skematisk billede er der to små parallelle pile, der peger opad. De symboliserer LED-enhedens lyse skær. Før du tilslutter LED'en til 220V ved hjælp af en strømforsyning, skal du inkludere en modstand i kredsløbet. Hvis denne betingelse ikke er opfyldt, vil dette føre til, at LED'ens levetid reduceres betydeligt, eller den vil simpelthen svigte.

Hvis du bruger en strømforsyning, når du tilslutter, vil kun spændingen i kredsløbet være stabil. I betragtning af den ubetydelige interne modstand af en LED-enhed, vil tænding af den uden en strømbegrænser føre til, at enheden brænder ud. Derfor indføres en tilsvarende modstand i LED-koblingskredsløbet. Det skal bemærkes, at modstande kommer i forskellige værdier, så de skal beregnes korrekt.

Nyttige råd! Det negative aspekt ved kredsløb til tilslutning af en LED til et 220 Volt netværk ved hjælp af en modstand er afgivelsen af ​​høj effekt, når det er nødvendigt at forbinde en belastning med øget strømforbrug. I dette tilfælde erstattes modstanden med en quenching-kondensator.

Sådan beregnes modstanden for en LED

Når man beregner modstanden for en LED, styres de af formlen:

U = IxR,

hvor U er spænding, I er strøm, R er modstand (Ohms lov). Lad os sige, at du skal tilslutte en LED med følgende parametre: 3V - spænding og 0,02A - strøm. Så når du tilslutter en LED til 5 Volt på strømforsyningen, den ikke fejler, skal du fjerne de ekstra 2V (5-3 = 2V). For at gøre dette skal du inkludere en modstand med en vis modstand i kredsløbet, som beregnes ved hjælp af Ohms lov:

R = U/I.

Således vil forholdet mellem 2V og 0,02A være 100 Ohm, dvs. Dette er præcis den nødvendige modstand.

Det sker ofte, at i betragtning af parametrene for LED'erne har modstandens modstand en værdi, der ikke er standard for enheden. Sådanne strømbegrænsere kan ikke findes på salgssteder, for eksempel 128 eller 112,8 ohm. Så skal du bruge modstande, hvis modstand er den nærmeste værdi i forhold til den beregnede. I dette tilfælde vil LED'erne ikke fungere med fuld kapacitet, men kun ved 90-97%, men dette vil være usynligt for øjet og vil have en positiv effekt på enhedens levetid.

Der er mange muligheder for LED-regnemaskiner på internettet. De tager højde for hovedparametrene: spændingsfald, nominel strøm, udgangsspænding, antal enheder i kredsløbet. Ved at specificere parametrene for LED-enheder og strømkilder i formularfeltet kan du finde ud af de tilsvarende egenskaber for modstande. For at bestemme modstanden af ​​farvekodede strømbegrænsere er der også online beregninger af modstande til lysdioder.

Skemaer for parallel og seriel forbindelse af lysdioder

Ved samling af strukturer fra flere LED-enheder bruges kredsløb til at forbinde LED'er til et 220 Volt netværk med en seriel eller parallel forbindelse. På samme tid, for korrekt tilslutning, skal det tages i betragtning, at når LED'er er forbundet i serie, er den nødvendige spænding summen af ​​spændingsfaldene for hver enhed. Mens når LED'er er forbundet parallelt, lægges strømstyrken sammen.

Hvis kredsløbene bruger LED-enheder med forskellige parametre, er det for stabil drift nødvendigt at beregne modstanden for hver LED separat. Det skal bemærkes, at ikke to lysdioder er helt ens. Selv enheder af samme model har mindre forskelle i parametre. Dette fører til det faktum, at når et stort antal af dem er forbundet i et serie- eller parallelkredsløb med en modstand, kan de hurtigt nedbrydes og svigte.

Bemærk! Når du bruger en modstand i et parallel- eller seriekredsløb, kan du kun tilslutte LED-enheder med identiske egenskaber.

Afvigelsen i parametre ved tilslutning af flere LED'er parallelt, siger 4-5 stykker, vil ikke påvirke enhedernes drift. Men hvis du tilslutter mange lysdioder til et sådant kredsløb, vil det være en dårlig beslutning. Selvom LED-kilder har en lille variation i karakteristika, vil dette få nogle enheder til at udsende stærkt lys og brænde hurtigt ud, mens andre vil lyse svagt. Derfor, når du tilslutter parallelt, bør du altid bruge en separat modstand til hver enhed.

Hvad angår serieforbindelsen, er der et økonomisk forbrug her, da hele kredsløbet bruger en mængde strøm svarende til forbruget af en LED. I et parallelkredsløb er forbruget summen af ​​forbruget af alle LED-kilder, der indgår i kredsløbet.

Sådan tilsluttes lysdioder til 12 volt

I udformningen af ​​nogle enheder leveres modstande på fremstillingsstadiet, hvilket gør det muligt at forbinde LED'er til 12 volt eller 5 volt. Sådanne enheder kan dog ikke altid findes på udsalg. Derfor er der i kredsløbet til tilslutning af LED'er til 12 volt en strømbegrænser tilvejebragt. Det første trin er at finde ud af egenskaberne for de tilsluttede lysdioder.

En sådan parameter som fremadspændingsfaldet for typiske LED-enheder er omkring 2V. Den nominelle strøm for disse lysdioder svarer til 0,02A. Hvis du skal tilslutte en sådan LED til 12V, så skal de "ekstra" 10V (12 minus 2) slukkes med en begrænsningsmodstand. Ved hjælp af Ohms lov kan du beregne modstanden for den. Vi får at 10/0,02 = 500 (Ohm). Der kræves således en modstand med en nominel værdi på 510 Ohm, hvilket er det nærmeste i rækken af ​​E24 elektroniske komponenter.

For at et sådant kredsløb skal fungere stabilt, er det også nødvendigt at beregne effekt af begrænseren. Ved hjælp af formlen baseret på hvilken effekt er lig med produktet af spænding og strøm, beregner vi dens værdi. Vi multiplicerer en spænding på 10V med en strøm på 0,02A og får 0,2W. Der kræves således en modstand, hvis standardeffekt er 0,25W.

Hvis det er nødvendigt at inkludere to LED-enheder i kredsløbet, skal det tages i betragtning, at spændingen, der falder over dem, allerede vil være 4V. Derfor skal modstanden ikke slukke 10V, men 8V. Som følge heraf foretages yderligere beregning af modstandens modstand og effekt baseret på denne værdi. Placeringen af ​​modstanden i kredsløbet kan tilvejebringes hvor som helst: på anodesiden, katodesiden, mellem LED'erne.

Sådan testes en LED med et multimeter

En måde at kontrollere lysdiodernes driftstilstand på er at teste med et multimeter. Denne enhed kan diagnosticere lysdioder af ethvert design. Før du kontrollerer LED'en med en tester, sættes enhedskontakten i "test"-tilstand, og proberne påføres terminalerne. Når den røde sonde er forbundet til anoden og den sorte sonde til katoden, skal krystallen udsende lys. Hvis polariteten er omvendt, skal enhedens display vise "1".

Nyttige råd! Før du tester LED'ens funktionalitet, anbefales det at dæmpe hovedbelysningen, da strømmen under test er meget lav, og LED'en vil udsende lys så svagt, at det i normal belysning måske ikke er mærkbart.

Test af LED-enheder kan udføres uden brug af sonder. For at gøre dette skal du indsætte anoden i hullerne placeret i det nederste hjørne af enheden i hullet med symbolet "E", og katoden ind i hullet med indikatoren "C". Hvis LED'en fungerer, bør den lyse. Denne testmetode er velegnet til lysdioder med tilstrækkelig lange kontakter, der er blevet renset for lodde. Kontaktens position er ligegyldig med denne kontrolmetode.

Hvordan kontrollerer man LED'er med et multimeter uden aflodning? For at gøre dette skal du lodde stykker af en almindelig papirclips til testproberne. Som isolering er en tekstolitpakning, som placeres mellem ledningerne og derefter behandles med elektrisk tape. Udgangen er en slags adapter til tilslutning af sonder. Clipsene fjedre godt og er sikkert fastgjort i stikkene. I denne form kan du forbinde proberne til LED'erne uden at fjerne dem fra kredsløbet.

Hvad kan du lave af LED'er med dine egne hænder?

Mange radioamatører øver sig i at samle forskellige designs fra LED'er med egne hænder. Selvsamlede produkter er ikke ringere i kvalitet og overgår nogle gange endda deres fremstillede modstykker. Det kan være farve- og musikenheder, blinkende LED-design, gør-det-selv LED-kørelys og meget mere.

Gør-det-selv strømstabilisator til LED'er

For at forhindre, at LED'ens levetid opbruges før tidsplanen, er det nødvendigt, at strømmen, der løber gennem den, har en stabil værdi. Det er kendt, at røde, gule og grønne lysdioder kan klare øget strømbelastning. Mens blågrønne og hvide LED-kilder, selv med en lille overbelastning, brænder ud på 2 timer. For at LED'en skal fungere normalt, er det derfor nødvendigt at løse problemet med dens strømforsyning.

Hvis du samler en kæde af serie- eller parallelforbundne lysdioder, kan du forsyne dem med identisk stråling, hvis strømmen, der går igennem dem, har samme styrke. Derudover kan omvendte strømimpulser påvirke levetiden for LED-kilder negativt. For at forhindre dette i at ske, er det nødvendigt at inkludere en strømstabilisator til LED'erne i kredsløbet.

De kvalitative egenskaber ved LED-lamper afhænger af den anvendte driver - en enhed, der konverterer spænding til en stabiliseret strøm med en bestemt værdi. Mange radioamatører samler et 220V LED-strømforsyningskredsløb med egne hænder baseret på LM317-mikrokredsløbet. Elementerne til et sådant elektronisk kredsløb er billige, og en sådan stabilisator er let at konstruere.

Når du bruger en strømstabilisator på LM317 til LED'er, justeres strømmen inden for 1A. En ensretter baseret på LM317L stabiliserer strømmen til 0,1A. Enhedskredsløbet bruger kun én modstand. Det beregnes ved hjælp af en online LED-modstandsberegner. Tilgængelige enheder er velegnede til strømforsyning: strømforsyninger fra en printer, bærbar computer eller anden forbrugerelektronik. Det er ikke rentabelt at samle mere komplekse kredsløb selv, da de er nemmere at købe færdige.

DIY LED DRL'er

Brugen af ​​kørelys (DRL) på biler øger bilens synlighed betydeligt i dagtimerne for andre trafikanter. Mange bilentusiaster praktiserer selvsamling af DRL'er ved hjælp af LED'er. En af mulighederne er en DRL-enhed på 5-7 LED'er med en effekt på 1W og 3W for hver blok. Hvis du bruger mindre kraftige LED-kilder, vil lysstrømmen ikke opfylde standarderne for sådanne lys.

Nyttige råd! Når du laver DRL'er med dine egne hænder, skal du tage højde for kravene til GOST: lysstrøm 400-800 cd, lysvinkel i det vandrette plan - 55 grader, i det lodrette plan - 25 grader, areal - 40 cm².

Til basen kan du bruge et bord lavet af aluminiumsprofil med puder til montering af LED'er. LED'erne er fastgjort til pladen ved hjælp af en termisk ledende klæbemiddel. Optik vælges efter typen af ​​LED-kilder. I dette tilfælde er linser med en lysvinkel på 35 grader egnede. Linser er installeret på hver LED separat. Ledningerne føres i enhver passende retning.

Dernæst laves et hus til DRL'erne, som også fungerer som radiator. Til dette kan du bruge en U-formet profil. Det færdige LED-modul er placeret inde i profilen, sikret med skruer. Al ledig plads kan fyldes med gennemsigtig silikonebaseret fugemasse, så kun linserne efterlades på overfladen. Denne belægning vil tjene som en fugtbarriere.

Tilslutning af DRL til strømforsyningen kræver obligatorisk brug af en modstand, hvis modstand er forudberegnet og testet. Tilslutningsmetoderne kan variere afhængigt af bilmodellen. Forbindelsesdiagrammer kan findes på internettet.

Sådan får du LED'er til at blinke

De mest populære blinkende lysdioder, som kan købes færdiglavede, er enheder, der styres af det potentielle niveau. Blinkningen af ​​krystallen opstår på grund af en ændring i strømforsyningen ved enhedens terminaler. Således udsender en tofarvet rød-grøn LED-enhed lys afhængigt af retningen af ​​strømmen, der passerer gennem den. Blinkeffekten i RGB LED opnås ved at forbinde tre separate kontrolben til et specifikt styresystem.

Men du kan få en almindelig enfarvet LED til at blinke med et minimum af elektroniske komponenter i dit arsenal. Før du laver en blinkende LED, skal du vælge et arbejdskredsløb, der er enkelt og pålideligt. Du kan bruge et blinkende LED-kredsløb, som får strøm fra en 12V-kilde.

Kredsløbet består af en laveffekttransistor Q1 (silicium højfrekvent KTZ 315 eller dens analoger er egnede), en modstand R1 820-1000 Ohm, en 16 volt kondensator C1 med en kapacitet på 470 μF og en LED-kilde. Når kredsløbet er tændt, oplades kondensatoren til 9-10V, hvorefter transistoren åbner et øjeblik og overfører den akkumulerede energi til LED'en, som begynder at blinke. Dette kredsløb kan kun implementeres, når det får strøm fra en 12V-kilde.

Du kan samle et mere avanceret kredsløb, der fungerer på samme måde som en transistor multivibrator. Kredsløbet indeholder transistorer KTZ 102 (2 stk.), modstande R1 og R4 på hver 300 ohm til at begrænse strømmen, modstande R2 og R3 på hver 27000 ohm til at indstille transistorernes basisstrøm, 16 volt polære kondensatorer (2 stk. med en kapacitet på 10 uF) og to LED-kilder. Dette kredsløb drives af en 5V DC spændingskilde.

Kredsløbet fungerer efter "Darlington-par"-princippet: kondensatorerne C1 og C2 oplades og aflades skiftevis, hvilket får en bestemt transistor til at åbne. Når en transistor leverer energi til C1, lyser en LED. Dernæst oplades C2 jævnt, og basisstrømmen af ​​VT1 reduceres, hvilket fører til lukning af VT1 og åbning af VT2, og en anden LED lyser.

Nyttige råd! Hvis du bruger en forsyningsspænding over 5V, skal du bruge modstande med en anden værdi for at forhindre fejl i lysdioderne.

DIY LED farve musik samling

For at implementere ret komplekse farvemusikkredsløb på LED'er med dine egne hænder, skal du først forstå, hvordan det enkleste farvemusikkredsløb fungerer. Den består af en transistor, en modstand og en LED-enhed. Et sådant kredsløb kan strømforsynes fra en kilde, der er klassificeret fra 6 til 12V. Driften af ​​kredsløbet opstår på grund af kaskadeforstærkning med en fælles radiator (emitter).

VT1-basen modtager et signal med varierende amplitude og frekvens. Når signaludsving overskrider en specificeret tærskel, åbner transistoren, og LED'en lyser. Ulempen ved denne ordning er afhængigheden af ​​at blinke på graden af ​​lydsignalet. Således vil effekten af ​​farvemusik kun vises ved et vist niveau af lydstyrke. Hvis du øger lyden. LED'en vil være tændt hele tiden, og når den aftager, vil den blinke lidt.

For at opnå en fuld effekt bruger de et farvemusikkredsløb ved hjælp af LED'er, der deler lydområdet i tre dele. Kredsløbet med en tre-kanals lydkonverter får strøm fra en 9V-kilde. Et stort antal farvemusikskemaer kan findes på internettet på forskellige amatørradiofora. Disse kan være farvemusikskemaer, der bruger en enkeltfarvet strimmel, en RGB LED-strimmel samt et skema til jævnt at tænde og slukke for lysdioder. Du kan også finde diagrammer over kørende LED-lys online.

DIY LED spændingsindikator design

Spændingsindikatorkredsløbet inkluderer modstand R1 (variabel modstand 10 kOhm), modstande R1, R2 (1 kOhm), to transistorer VT1 KT315B, VT2 KT361B, tre lysdioder - HL1, HL2 (rød), HLЗ (grøn). X1, X2 – 6-volts strømforsyninger. I dette kredsløb anbefales det at bruge LED-enheder med en spænding på 1,5V.

Driftsalgoritmen for en hjemmelavet LED-spændingsindikator er som følger: Når der påføres spænding, lyser den centrale grønne LED-kilde. I tilfælde af spændingsfald tændes den røde lysdiode til venstre. En stigning i spændingen får den røde LED til højre til at lyse. Med modstanden i midterpositionen vil alle transistorer være i lukket position, og spændingen vil kun flyde til den centrale grønne LED.

Transistor VT1 åbner, når modstandsskyderen flyttes op, hvorved spændingen øges. I dette tilfælde stopper spændingsforsyningen til HL3, og den leveres til HL1. Når skyderen bevæger sig ned (spændingen falder), lukker transistor VT1, og VT2 åbner, hvilket vil give strøm til LED HL2. Med en lille forsinkelse slukker LED HL1, HL3 blinker én gang og HL2 lyser.

Et sådant kredsløb kan samles ved hjælp af radiokomponenter fra forældet udstyr. Nogle samler det på en tekstolitplade, idet de observerer en skala 1:1 med delenes dimensioner, så alle elementer kan passe på pladen.

LED-belysningens grænseløse potentiale gør det muligt selvstændigt at designe forskellige belysningsenheder fra LED'er med fremragende egenskaber og en ret lav pris.

LED'er eller LIGHT EMITTING DIODES (i den engelske version LED - Light Emitting Diode) er velkendte for enhver elektronikingeniør. Disse er halvlederenheder, der omdanner elektrisk strøm til lysstråling. Deres vigtigste fordele: høj effektivitet, tæt på monokrom stråling, miniaturestørrelse, mekanisk styrke, høj pålidelighed, lav varmeudvikling, op til 10 års driftstid uden at slukke for strømmen. Endelig er LED'er lavspændingsenheder, og derfor ekstremt elektrisk sikre.

De første industrielle prøver af røde lysdioder dukkede op i 1962 (General Electric Corp.). I 1976 blev orange, grønne og gule LED'er udviklet, og i 1993 dukkede de første blå halvlederemittere op (Nichia Corporation). I amatørdesign bruges "røde" og "grønne" lysdioder oftest, sjældnere "blå" og "hvide".

Typiske effektivitetsværdier for standard LED'er spænder fra 1 til 10%. Til sammenligning er effektiviteten af ​​en dampmaskine 5...7%. For kraftige moderne LED'er når dette tal 12...35%.

I tabel. Tabel 2.1 viser parametrene for laveffekt-LED'er med en lysstyrke på højst 1000 MKd. Deres egenskab er en betydelig teknologisk spredning i strømspændingskarakteristikken (volt-ampere-karakteristik). Som en konsekvens heraf kendes fremadstrømmen/PR og fremadspændingen Vnp kun tilnærmelsesvis for en bestemt LED. Når man beregner dette, lukker folk normalt det blinde øje, da LED i de fleste tilfælde er påkrævet for at angive kendsgerningen "tændt" eller "slukket".

Tabel 2.1. Parametre for laveffekt LED'er til generel brug

Betingede spændinger 1.6; 1,7; 1,8; 3,5 V karakteriserer startpunktet for stigningen i strøm-spændingskarakteristikken for henholdsvis de "røde", "gule", "grønne" og "blå"/"hvide" indikatorer. Det er disse tal, der vil blive angivet i fremtiden i elektriske diagrammer nær betegnelsen af ​​lysdioder. Den faktiske driftsspænding V pr er dog ca. 0,1…0,4 V større end den oprindelige, hvilket afhænger af den strømmende strøm (fig. 2.1).

Ris. 2.1. Typiske strøm-spændingskarakteristika for laveffekt LED'er fra Kingbright.

Vigtige bemærkninger.

1. Indstil ikke den konstante fremadgående strøm / PR gennem LED'en tæt på den maksimale grænse, der er angivet i databladet. Typisk er dette 20 mA. Langtidsdrift med denne strøm reducerer langsigtet pålidelighed. For at opnå acceptabel lysstyrke er det nok at indstille strømmen til 4...10 mA.

2. LED'er tillader en pulseret driftstilstand, hvor den fremadgående strøm / PR kan øges 3...6 gange til 60...120 mA, mens den gennemsnitlige strøm opretholdes i en periode på højst 20...25 mA . Når vi laver beregninger, må vi ikke glemme, at når strømmen stiger, stiger spændingen også. For eksempel, for en "grøn" LED ved en strøm på 15 mA, er spændingen VPR = 2,1 V, og ved en strøm på 75 mA Vnp = 2,7 V.

3. Indikationens røde farve garanterer ikke, at LED'en tilhører gruppen med den betingede begyndelse af I-V-kurven på 1,6 V (selvom det i de fleste tilfælde er nøjagtigt tilfældet). En "rød" LED kan have en "grøn" I-V-karakteristik med et stigningspunkt på 1,8 V. Det hele afhænger af den kemiske sammensætning, som emitteren er lavet af, og denne parameter er a priori ukendt, når den købes på radiomarkedet. Situationen er den samme med kraftige "grønne" LED'er, som kan have en "blå" I-V karakteristik med et stigningspunkt på 3,5 V.

4. Nogle datablade for LED'er angiver den maksimalt tilladte omvendte spænding U OBR = 2...5 V. Men dette er blot en testspænding, hvor den omvendte lækstrøm, svarende til flere titus mikroampere, kontrolleres hos producenten.

5. LED'en fejler ikke på grund af høj omvendt spænding, men på grund af overskridelse af den effekt, der afgives på den. Undersøgelser har vist, at grønne og røde lysdioder har en "zenerdiode" strøm-spændingskarakteristik med en ret stejl bøjning. Ved en omvendt spænding på 12...35 V opstår der et reversibelt nedbrud af n-p krydset. Hvis gennemslagsstrømmen ikke overstiger 2...4 mA, forbliver afledningseffekten inden for de grænser, der er reguleret af databladet på 75...150 mW.

Praktisk konklusion - hvis MK-forsyningsspændingen er inden for 3..5 V, er der ingen frygt for at "forvirre" polariteten ved lodning af "rød-orange-gul-grøn" indikatorerne. Alle forbliver garanteret intakte.

"Blå" og "hvide" lysdioder er meget mere skånsomme i denne henseende. De er bange for elektrostatiske potentialer, der kan samle sig på tøj og på den menneskelige krop. Omvendt spænding for dem bør ikke overstige 5 V, og de skal behandles omtrent på samme måde som felteffekttransistorer.

I fig. 2.2, a...g viser diagrammer for tilslutning af enkelte LED'er til én MK-linje. I fig. 2.3, a...M viser diagrammer for tilslutning af enkelte LED'er til flere MK-linjer.

Ris. 2.2. Skemaer til tilslutning af enkelte LED'er til en MK-linje (begyndende):

a) standard strømbegrænsende kredsløb gennem HL1 LED ved hjælp af modstand R1. Til reference har den idealiserede MK G 1H = 4,75 V ved en belastningsstrøm på 5...10 mA og G 1H = 4,5 V ved en belastningsstrøm på 20 mA;

b) svarende til fig. 2.2, a, men med inversion af signalet ved MK-udgangen Til reference har den idealiserede MK V OL = 0,15...0,3 V ved belastningsstrøm

5... . 10 mA og V OL = 0,4…0,5 V ved en belastningsstrøm på 20 mA. Hvis MK-udgangene har en symmetrisk belastningskapacitet, så mellem kredsløbene i fig. 2.2, a og i fig. 2.2, b ingen forskel;

c) Direkte tilslutning af HL1 LED til MK-linjen er mulig, men kun med lav forsyningsspænding. Driftspunkt K PR = 2 V ved / PR = 15 mA. I hvert enkelt tilfælde skal du dog kontrollere belastningskapacitetsgraferne for MK-linjer i henhold til databladet;

d) tilslutning af LED HL1 til en øget spændingskilde på +9 V gennem en slukkende zenerdiode VD1. Tjek beregning - summen af ​​forsyningsspændingen MK (5 V) og stabiliseringsspændingen VD1 (5,6 V) skal være større end forskellen mellem den øgede spænding (9 V) og spændingsfaldet på HL1 LED (1,7... 1,9 V); OM

Om Fig. 2.2. Skemaer til tilslutning af enkelte LED'er til en MK-linje (ende):

e) LED HL1 har en indbygget integreret modstand, der begrænser fremadstrøm. I databladet er den tilladte driftsspænding af LED'en i stedet for modstandsmodstanden angivet ved en strøm på højst 20 mA. Klassifikationsnummer ved bestilling: 3; 5; 12 V;

e) det antages, at HL1-LED'en er placeret i betydelig afstand fra MK og er forbundet med kontaktpuder XI, X? lange ledninger. Modstande R1, R2 - strømbeskyttelse i tilfælde af ledningsbrud og kortslutning til enhedens metallegeme, som som regel er forbundet til GND-kredsløbet ("jord");

g) effekten af ​​jævn slukning af HL1 LED. I starttilstanden er MK-udgangsniveauet LAVT, LED'en er slukket. Et HØJT niveau ved MK-udgangen tænder hurtigt for LED'en og reducerer derefter dens lysstyrke jævnt, når kondensator C1 oplades. Diode VD1 hjælper med at aflade kondensator C/ på et LAVT niveau ved MK-udgangen.

Ris. 2.3. Skemaer til tilslutning af enkelte LED'er til flere MK-linjer (begyndende):

a) LED'er HL1...HLn tændes uafhængigt af hinanden på et HØJT niveau på MK-udgangen. Modstande R1…Rn begrænser strømmene gennem LED'erne og bestemmer lysstyrken af ​​deres glød. Den samlede strøm gennem +5 V strømstiften på et HØJT niveau på alle udgange bør ikke overstige 100...300 mA (se i databladet for en specifik MK);

b) svarende til fig. 2.3, a, men med aktivt LAV-niveau og med separat strømforsyning til lysdioderne. Hvis MK-udgangene har en symmetrisk belastningskapacitet, og LED-strømforsyningen er +5 V, så er kredsløbene i fig. 2.3, a og i fig. 2.3, b er ækvivalente;

c) en typisk teknik til at reducere antallet af modstande. Den bruges, hvis den samtidige belysning af flere indikatorer ikke er påkrævet, ellers vil deres lysstyrke falde på grund af den øgede spænding over modstanden R1\O

d) svarende til fig. 2.3, i, men med et "løbende nul" ved MK-udgangene;

e) HL1-indikatoren lyser, når den øverste MK-linje er indstillet til HIGH og den nederste linje er LOW, mens andre noder kan tilsluttes MK-udgangene;

e) MK genererer 8 gradueringer af lysstyrke af HL1 LED. Modstande R1…R3 bestemmer karakteristikkens dynamiske område og linearitetsgrad;

g) den ultra-lyse HL1 LED kræver øget strøm, hvilket opnås ved at parallelisere MK-linjerne. På hver af dem skal niveauerne indstilles synkront;

h) svarende til fig. 2.3, g, men med synkrone HØJ-niveauer ved MK-udgangene;

i) LED HL1 indikerer tilstedeværelsen af ​​"kørende enhed"-impulser ved tre MK-udgange; j) automatisk fortsættelse af et langt kabel. På MK-linjer genereres det programmatisk

"kørende enhed" (på den ene linje er der et HØJT niveau, på de andre er der et LAVT niveau). Hvis en ledning går i stykker, vil LED'en i dette kredsløb konstant blive slukket; OM

Om Fig. 2.3. Skemaer til tilslutning af enkelte LED'er til flere MK-linjer (slut):

l) i starttilstanden har alle MK-udgange HØJ niveauer, HL1, HL2, HL4-indikatorerne lyser. I tilfælde af en ulykke indstilles LOW-niveauet til en eller flere MK-udgange, den tilsvarende indikator slukker, og HL3\m begynder automatisk at lyse) med et stort antal lysdioder giver det mening at aflæse MK-strømterminalerne ved at lede de indgående og udgående strømme til forskellige kredsløb. Især LED'erne HL1...HL8 reducerer belastningen på +5 V-benet på MK, og LED'erne HL9...HL16 reducerer belastningen på GND-benet på MK.

1. HVORFOR “LYS+DIODE”?
Før du stifter bekendtskab med LED, er det meget tilrådeligt at lære noget om halvledere generelt og om en konventionel diode i særdeleshed (se min artikel "Halvlederdiode").
LED eller lysemitterende diode (LED, LED; eng. lysdiode, LED) - en halvlederanordning med en elektron-hul-forbindelse (p-n-forbindelse), der skaber optisk stråling, når en elektrisk strøm føres gennem den i fremadgående retning. Symbolsk grafisk betegnelse af en LED.
Direkte LED-skift:
Program til beregning af en ekstra modstand på hjemmesiden http://www.radiolodka.ru

Påmindelse. Strøm i halvledere er den ordnede bevægelse af frie ladningsbærere - elektroner og huller. Kun "-" elektroner bevæger sig faktisk. Huller er imaginære "+" ladede partikler. Faktisk er et hul det sted (forenklet) i elektronskallen, hvorfra elektronen "undslap". Det antages, at det er her "+" ladningen er koncentreret (vi ser ud til at glemme ladningen af ​​hele atomet - "+" ionen). Dannelsen af ​​et elektron-hul-par kaldes dissociation. Frie elektroner bevæger sig kaotisk, og huller følgelig også. Hvis der skabes et elektrisk felt i en halvleder, vil bevægelsen af ​​frie bærere blive ordnet (meget forenklet) - en elektrisk strøm vil opstå. Vi kan antage, at strøm i halvledere er den ordnede bevægelse af elektroner og huller.
Faktisk sker den omvendte proces konstant - rekombinationen af ​​elektroner og huller: nogle frie elektroner "vender tilbage til det normale", dvs. optage ledige pladser i elektroniske skaller. Ved en konstant temperatur er processerne for rekombination og dissociation gensidigt afbalancerede (dette kaldes DIAMIC-ligevægt), koncentrationen af ​​frie ladningsbærere i halvlederen forbliver uændret, og følgelig ændres strømstyrken ikke. En ændring i temperatur i den ene eller anden retning medfører en ændring i koncentrationen af ​​frie bærere og en ændring i den aktuelle værdi. Dette er grunden til, at halvlederes modstand stærkt afhænger af temperaturen, men det er en lidt anden historie...

Altså LED. Det er kendt fra skolens fysik, at når en elektron i et atom bevæger sig fra et højere niveau til et lavere, udsendes en elektromagnetisk energikvantum. Og lys er også elektromagnetisk stråling. Det betyder, at alt afhænger af forskellen mellem energierne på det "øvre" og "nedre" niveau. Det er denne energi, der bestemmer frekvensen af ​​elektromagnetisk stråling. I nogle tilfælde svarer frekvensen til det synlige lysområde.

Hvis rekombinationen af ​​elektroner og huller er ledsaget af udsendelse af elektromagnetisk energi, har vi således en LED. LED kan udsende ultraviolette (UV) til infrarøde (IR) stråler.
Ikke alle halvledermaterialer udsender effektivt lys, når de kombineres igen. De bedste "emittere" inkluderer GaAs eller InP samt ZnSe eller CdTe. Ved at variere sammensætningen af ​​halvledere er det muligt at skabe lysdioder til forskellige bølgelængder fra ultraviolet (GaN) til mid-infrarød (PbS).
Dioder lavet af silicium, germanium eller siliciumcarbid udsender stort set intet lys. I forbindelse med udviklingen af ​​siliciumteknologi arbejdes der dog aktivt på at skabe siliciumbaserede lysdioder.
I Sovjetunionen i 70'erne af det tyvende århundrede blev der produceret en gul KL101 LED baseret på siliciumcarbid (SiC), selvom den havde en meget lav lysstyrke.

Tabellen viser LED-glødfarvens afhængighed af halvledermaterialet

2. LAD OS TILBAGE TIL OPRINDELSEN
Den første kendte rapport om lysemission fra en solid-state diode blev lavet i 1907 af den britiske eksperimentator Henry Round fra Marconi Labs. Round opdagede og beskrev først elektroluminescens, som han opdagede, mens han studerede passagen af ​​strøm i et metal-siliciumcarbid (SiC) par, og bemærkede den gule, grønne og orange glød ved katoden.
Elektroluminescens er luminescens exciteret af et elektrisk felt.
Det observeres i halvlederstoffer og krystalfosfor, hvis atomer (eller molekyler) går over i en exciteret tilstand under påvirkning af en passeret elektrisk strøm eller et påført elektrisk felt.
Luminescens (fra lat. lumen, slægt. sag luminis- lys og -escent- suffiks, der betyder svag effekt) - ikke-termisk glød af et stof, der opstår efter at det absorberer excitationsenergi. Luminescens blev først beskrevet i det 18. århundrede.
Oprindeligt blev fænomenet luminescens brugt til fremstilling af lysende maling og lyssammensætninger baseret på såkaldte fosfor, til påføring på skalaerne af enheder beregnet til brug i mørke. Luminescens tiltrak ikke megen opmærksomhed i USSR indtil 1948, da den sovjetiske videnskabsmand S.I. Vavilov på et møde i det øverste råd foreslog at starte produktionen af ​​økonomiske fluorescerende lamper og bruge luminescens i analysen af ​​kemiske stoffer. I hverdagen blev fænomenet luminescens brugt i "dagslys" fluorescerende lamper og katodestrålerør af billedrør. Fænomenet luminescens ligger til grund for fænomenet lysforstærkning, som eksperimentelt er bekræftet af V. A. Fabrikantens arbejde og som ligger til grund for kvanteelektronikkens videnskabelige og tekniske retning, idet den specifikt finder dens anvendelse i lysforstærkere og stimulerede emissionsgeneratorer (lasere).
Eksperimenter med elektroluminescens blev senere, uafhængigt af Round, gentaget i 1923 af O. V. Losev, der ved at eksperimentere på Nizhny Novgorod Radio Laboratory med en ensretterkontakt fra et par carborundum-ståltråd opdagede en svag glød i kontaktpunktet for to uens materialer - elektroluminescens af en halvlederovergang (på det tidspunkt eksisterede begrebet "halvlederforbindelse" endnu ikke). Denne observation blev offentliggjort, men betydningen af ​​denne observation blev ikke forstået på det tidspunkt og forblev derfor uudforsket i mange årtier.
Losev viste, at elektroluminescens forekommer nær krydset mellem materialer. Der var ingen teoretisk forklaring på fænomenet på det tidspunkt. Losev påskønnede fuldt ud den praktiske betydning af hans opdagelse, som gjorde det muligt at skabe små solid-state (vakuumfri) lyskilder med en meget lav forsyningsspænding (mindre end 10 V) og meget høj ydeevne. Han modtog to copyright-certifikater for "Light Relay" (det første blev erklæret i februar 1927)
Industrien begyndte at engagere sig udvikling af halvlederlamper kun i 1951. I USA blev der oprettet et center, der begyndte at udvikle lamper, der opererede på grundlag af "Losev-effekten". Centret blev ledet af den berømte videnskabsmand K. Lehovets.
Amerikanerne Gary Pittman og Robert Bayard fra Texas Instruments Infrarød LED-teknologi blev opdaget i 1961 og patenterede den.
I 1962 Nick Holonyak ved University of Illinois udviklet til General Electric verdens første LED(bruges i praksis), som virkede i det lette (røde) område. Således kom Holonyak til at blive betragtet som "faderen til den moderne LED".
I 1968 var lavet første LED-lampe, som var beregnet til Monsanto-indikatoren.
Også V1968 Det amerikanske firma Hewlett-Packard præsenterede verdens første LED-reklameplakat. Det var et svagt lysende display med information vist i rødt lys.

I 1972, George Craford(tidligere elev af Holonyak), opfandt verdens første gule LED og gjorde de røde og rød-orange lysdioder lysere omkring 10 gange.
I 1976 T. Pistol skabte verdens første højeffektive LED med høj lysstyrke, der bruges til telekommunikation. Den er specielt tilpasset til datatransmission via fiberoptiske kommunikationslinjer.
LED'er forblev ekstremt dyre indtil 1968 (ca. $200 hver), og deres praktiske anvendelse var begrænset. Monsanto var det første firma, der organiserede masseproduktion af LED'er, der opererede i det synlige lysområde og brugte i indikatorer. Hewlett-Packard var i stand til at bruge LED'er i sine tidlige masseproducerede lommeregnere.
Interessant nok, indtil begyndelsen af ​​1970'erne kaldte amerikanske videnskabsmænd LED Losevlys- "Losevs lys." Med tiden navnet Losev lys blev nævnt mindre og mindre, og blev efterhånden glemt.

3. I ØJEBLIKKET Forskellige LED'er har fundet bred anvendelse. Eksempler:

3.1. Belysning og indikation i radioudstyr og elektriske husholdningsapparater

indikatorer for udgangssignalniveauet for lydforstærkere;

det samme, men pilene er erstattet med lysdioder;

i rørforstærkere, når lyset fra glødelamperne ikke er nok, tændes LED'er for større effekt;

i en almindelig lyskontakt.

3.2. Forskellige lamper og armaturer


Sandt nok koster sådanne lamper meget, fordi de er ret komplicerede:


3.3. LED lamper og al slags belysning til biler


3.4. Dekorativ belysning:
indre


bygninger og konstruktioner

og andre genstande, reklame

3.5. Laser LED er en halvlederlaser baseret på en LED.
Under visse forhold kan en elektron og et hul før rekombination være i det samme område i rummet i ret lang tid (op til mikrosekunder). Hvis i dette øjeblik en foton med den nødvendige (resonans) frekvens passerer gennem dette område af rummet, kan det forårsage tvungen rekombination med frigivelsen af ​​en anden foton, og dens retning, polarisationsvektor og fase vil nøjagtigt falde sammen med de samme karakteristika for første foton.
I en laserdiode er halvlederkrystallen lavet i form af en meget tynd rektangulær plade. En sådan plade er i det væsentlige en optisk bølgeleder, hvor stråling er begrænset til et relativt lille rum. Det øverste lag af krystallen er doteret for at skabe en n-region, og det nederste lag er doteret for at skabe en p-region. Resultatet er et fladt p-n-kryds mellem et stort område. De to sider (ender) af krystallen er poleret for at danne glatte parallelle planer, der danner en optisk resonator kaldet en Fabry-Perot-resonator. En tilfældig foton af spontan emission, der udsendes vinkelret på disse planer, vil passere gennem hele den optiske bølgeleder og vil blive reflekteret flere gange fra enderne, før de kommer ud. Passerer langs resonatoren, vil det forårsage tvungen rekombination, hvilket skaber flere og flere fotoner med de samme parametre, og strålingen vil intensiveres (stimuleret emissionsmekanisme). Så snart gevinsten overstiger tabene, begynder lasergenerering.
Laserdioder kan være af flere typer. Hoveddelen af ​​dem har meget tynde lag, og en sådan struktur kan kun generere stråling i en retning parallelt med disse lag. På den anden side, hvis bølgelederen lavet tilstrækkelig bred i forhold til bølgelængden, vil den kunne fungere i flere tværgående tilstande. Sådan en diode kaldes multimode. « multi- mode» ). Brugen af ​​sådanne lasere er mulig i tilfælde, hvor der kræves høj strålingseffekt fra enheden, og betingelsen om god strålekonvergens ikke pålægges (det vil sige, at dens betydelige spredning er tilladt -). Anvendelsesområderne for sådanne lasere er: printenheder, den kemiske industri, pumpning af andre lasere. På den anden side, hvis god strålefokusering er påkrævet, skal bredden af ​​bølgelederen gøres sammenlignelig med strålingsbølgelængden. Her vil strålebredden kun blive bestemt af de grænser, der pålægges af diffraktion. Sådan Enhederne bruges i optiske lagerenheder, laserdesignatorer og også i fiberteknologi. Det skal dog bemærkes, at sådanne lasere ikke kan understøtte flere langsgående tilstande, det vil sige, at de ikke kan udsende ved forskellige bølgelængder samtidigt.
Bølgelængden af ​​laserdiodestrålingen afhænger af båndgabet mellem energiniveauerne i p- og n-regionerne af halvlederen.
På grund af det faktum, at det emitterende element er ret tyndt, divergerer strålen ved diodeudgangen på grund af diffraktion næsten øjeblikkeligt. For at kompensere for denne effekt og opnå en tynd stråle er det nødvendigt at bruge konvergerende linser. Til multimode bred lasere bruges cylindriske linser oftest. For single-mode lasere, når der anvendes symmetriske linser, vil stråletværsnittet være elliptisk, da divergensen i det lodrette plan overstiger divergensen i det vandrette plan. Dette ses tydeligst i eksemplet med strålen fra en laserpointer.

I den enkleste enhed, som blev beskrevet ovenfor, er det umuligt at isolere en separat bølgelængde, eksklusive værdien af ​​den optiske resonator. I enheder med flere langsgående tilstande og et materiale, der er i stand til at forstærke stråling over et tilstrækkeligt bredt frekvensområde, er drift ved flere bølgelængder imidlertid mulig. I mange tilfælde, også de fleste synlige lasere, opererer de ved en enkelt bølgelængde, som dog er meget ustabil og afhænger af mange faktorer - ændringer i strøm, ekstern temperatur osv. I de senere år er designet af den enkleste laserdiode beskrevet. ovenstående gennemgik adskillige forbedringer, så enheder baseret på dem kunne opfylde moderne krav

3.6. I laser-cd-, dvd- og Blu-ray-drev

Omtrentlig cd-drevenhed:


Halvlederlaseren (4) genererer en laveffekt laserstråle, der rammer det reflekterende spejl. En mikroprocessorstyret motor flytter den bevægelige vogn (6) med et reflekterende spejl og fokuseringslinse (7) til det ønskede CD-spor (1). Laserstrålen fokuseres på diskens overflade ved hjælp af en linse, og derefter fokuserer linsen strålen, der reflekteres fra diskens overflade. Denne stråle, ved hjælp af et optisk system (5), føres til en fotodetektor (3), som omdanner de modtagne lysimpulser til elektriske, som derefter passende dekrypteres af controlleren (2) og transmitteres til computeren i form af digitale data.
Struktur af en CD under et elektronmikroskop:

Compact Disc (CD) er et optisk lagringsmedium i form af en plastikdisk med et hul i midten, processen med at optage og læse information udføres ved hjælp af en laser. Som nævnt ovenfor blev DVD og Blu-ray den videre udvikling af CD, prototypen var grammofonpladen.
Oprindeligt blev CD'en skabt til lagring af lydoptagelser i digital form (kendt som CD-Audio), men senere blev den meget brugt som et medium til lagring af data (filer) i binær form (den såkaldte CD-ROM - engelsk). Compact Disc Read Only Memory, skrivebeskyttet CD-ROM eller CD-ROM - "Compact disc, read-only memory"). Efterfølgende dukkede cd'er ikke kun op med evnen til at læse information gemt på dem én gang, men også med evnen til at skrive dem (CD-R) og omskrive dem (CD-RW (Compact Disc-ReWritable, rewritable CD)).
Filformatet på en cd-rom adskiller sig fra optagelsesformatet på lyd-cd'er, og derfor kan en konventionel lyd-cd-afspiller ikke afspille de oplysninger, der er gemt på dem; dette kræver et specialiseret drev (enhed) til at læse sådanne diske.
DVD (engelsk: Digital Versatile Disc - digital multi-purpose disk; også engelsk: Digital Video Disc - digital video disk) - en informationsbærer lavet i form af en disk med samme størrelse som en cd, men en mere tæt struktur af arbejdsfladen, som giver dig mulighed for at gemme og læse mere information ved at bruge en laser med kortere bølgelængde og en linse med en større numerisk blænde.
En rød laser med en bølgelængde på 650 nm bruges til at læse og skrive DVD'er. Sporets tonehøjde er 0,74 mikron, hvilket er mere end to gange mindre end på en cd. En optaget DVD er ligesom en CD et eksempel på et diffraktionsgitter med en periode svarende til sporets tonehøjde.

Der er fire typer DVD-format baseret på datastruktur:
1 - DVD-video - indeholder film (video og lyd);
2 - DVD-Audio - indeholder lyddata af høj kvalitet (meget højere end på lyd-cd'er);
3 - DVD-Data - indeholder alle data;
4 - blandet indhold.

I modsætning til cd'er, som har en fundamentalt anderledes struktur for en lyddisk end en datadisk, bruger dvd'er altid UDF-filsystemet (til data kan ISO 9660 bruges). DVD-videoer, der skal afspilles på forbrugerafspillere, bruger det samme UDF-filsystem, men med en række begrænsninger (ECMA-167-dokument) - for eksempel er filfragmentering ikke tilladt. Således kan enhver af DVD-medietyperne bære enhver af de fire datastrukturer.

Blu-ray Disc, BD (engelsk blue ray - blue ray og disk - disk; at skrive blå i stedet for blå er med vilje) - et optisk medieformat, der bruges til højdensitetsoptagelse og lagring af digitale data, inklusive high-definition video. Blu-ray-standarden er udviklet i fællesskab af BDA-konsortiet. Den første prototype af den nye transportør blev præsenteret i oktober 2000. Den moderne version blev præsenteret på den internationale forbrugerelektronikudstilling Consumer Electronics Show (CES), som blev afholdt i januar 2006. Den kommercielle lancering af Blu-ray-formatet fandt sted i foråret 2006.
Blu-ray (lit. "blue ray") får sit navn fra brugen af ​​en kortbølgelængde (405 nm) "blå" (teknisk blåviolet) laser til optagelse og læsning. Bogstavet "e" blev bevidst udeladt fra ordet "blå" for at tillade varemærkeregistrering, da udtrykket "blue ray" er et almindeligt anvendt udtryk og ikke kan registreres som et varemærke.
Fra fremkomsten af ​​formatet i 2006 og frem til begyndelsen af ​​2008 havde Blu-ray en seriøs konkurrent – ​​det alternative format HD DVD. Inden for to år gik mange af de store filmstudier, der oprindeligt havde understøttet HD DVD, gradvist over til Blu-ray. Warner Brothers, det sidste firma, der udgav sine produkter i begge formater, udfasede HD DVD i januar 2008. Den 19. februar samme år stoppede Toshiba, skaberen af ​​formatet, udviklingen inden for HD DVD. Denne begivenhed satte en stopper for den såkaldte "formatkrig".

Blu-ray-teknologi bruger en blå-violet laser med en bølgelængde på 405 nm til at læse og skrive. Konventionelle dvd'er og cd'er bruger røde og infrarøde lasere med bølgelængder på henholdsvis 650 nm og 780 nm. Diskkapaciteten er omvendt proportional med laserbølgelængden: Blu-ray – 25 GB, DVD – 4,7 GB, CD – 700 MB.

3.6. Laser afstandsmålere, niveauer, niveauer

3.7. Laser projektorer

3.8. Et udtryk som LED TV Blev introduceret Samsung Corporation promoverer sin egen serie af LED-baggrundsbelyste LCD-tv'er (Edge-LED). Dette udtryk, LED TV, forårsager en masse kontroverser om lovligheden af ​​dets brug, da sådanne tv'er teknisk set ikke er 100 % LED (LED'er giver kun baggrundsbelysning) - moderne halvleder LED'er er meget større i størrelse end pixels på et moderne tv, så den faktiske brug af en fuldgyldig LED-matrix til billeddannelse er kun mulig på meget store skærme (for eksempel stadionresultattavler, reklameskærme).

Før du går videre til LED-baggrundsbelysningsenheden, er det værd at sige et par ord om selve terminologien. Først og fremmest er der ingen LED-tv (bortset fra et par OLED-modeller). Der er specialiserede LED-skærme, der især anvendes i udendørs reklamer. TV, der kaldes LED, kaldes mere korrekt LCD-TV med LED-baggrundsbelysning.
LED - hvad er det?
Da de flydende krystaller i en tv-matrix ikke udsender lys, har et LCD-tv per definition brug for baggrundsbelysning. En af de mest effektive og samtidig nemme at bruge og billige (relativt) lyskilder er LED (på engelsk LED - Light Emission Diode, altså bogstaveligt talt lysdiode). LED'er har høj effektivitet (ca. 95%), mens de drives af lave strømme og er karakteriseret ved meget lav inerti (hurtig tænd/sluk).
Det er LED'er, der er begyndt at blive brugt i baggrundsbelysningen af ​​LCD TV'er i de senere år.
- Edge LED

"Edge"-baggrundsbelysning (oftest kaldet Edge LED) er baseret på et relativt lille antal LED'er placeret langs kanten af ​​skærmen; lyset fra disse LED'er leveres til forskellige områder af skærmen ved hjælp af lysledere (gennemsigtige plastikplader). Sådan baggrundsbelysning er ret billig (få LED'er, enkle kontroller), men som en konsekvens af dens enkelhed er baggrundslysstyring begrænset til store områder af skærmen nær den tilsvarende kant. Den største fordel ved Edge LED er dens lave omkostninger og kompakthed: der er ingen grund til at placere fluorescerende lamper bag LCD-matricen (og at give en luftspalte nær lamperne, så de effektivt afkøles af luftstrømmen), hvilket gør det muligt at fremstille tv'er tyndere.
- Direkte belysning (Direct-LED)

Direkte (Direkte) eller matrix (Matrix) LED-baggrundsbelysning er bygget på et gitter (matrix) af LED'er placeret bag LCD-panelet. I dette tilfælde kan hver baggrundsbelysnings-LED tændes og slukkes uafhængigt af de andre. Dette øger antallet af baggrundsbelysnings-LED'er markant og komplicerer deres kontrol i høj grad; derfor kræver det mere avancerede kontrolalgoritmer og mere kraftfulde processorer, der implementerer disse algoritmer. Naturligvis er LCD-tv'er med sådan LED-baggrundsbelysning den dyreste, men også den højeste kvalitet. Faktisk: Hvis du har brug for at vise en mørk genstand i en del af skærmen, så er det på dette sted på skærmen, at baggrundsbelysningen kan være dæmpet, hvilket giver den dybeste sorte farve som muligt. Hvis der samtidig vises et lyst område i en anden, omend tilstødende del af skærmen (for eksempel et blitz fra en eksplosion), kan du ved at øge lysstyrken af ​​baggrundsbelysningen i denne del af skærmen opnå maksimal billedlysstyrke . Som et resultat giver dette dig mulighed for betydeligt at øge kontrasten på LCD-tv'et.
En videreudvikling af direkte LED-baggrundsbelysning var farve direkte LED-baggrundsbelysning. Ideen er enkel: Hvis du installerer en baggrundsbelysningsmatrix bag LCD-skærmen, der ikke består af enkelte hvide LED'er, men af ​​triader af røde, grønne og blå LED'er, så kan du kontrollere ikke kun baggrundsbelysningens lysstyrke, men også dens farve . Denne teknologi kaldes RGB LED. Dette åbner op for nye muligheder for at forbedre farvekvaliteten på LCD-tv og øge farvekontrasten.
På den anden side indebærer brugen af ​​yderligere kilder til farvet lys risiko for forvrængning af den naturlige farvegengivelse: både i tilfælde af forkert initial kalibrering af tv'et og som følge af kalibrering af enheden over tid.

3.9. LED-indikator i termometer, strømforsyning

3.10. LED matrix

Hvad er LED-skærm, LED-moduler?

Dette er en skærm, der bruger en halvleder lysemitterende diode (LED) som lyskilde. Alle moderne LED-skærme er bygget ved hjælp af modulær teknologi, dvs. samlet af separate identiske moduler, som mursten. Desværre er der ingen ensretning og standardisering i denne sag. Derfor opretter hver udvikler og producent sin egen modultype, størrelse og signalgrænseflader. LED-skærmen kan være af enhver størrelse, et multiplum af størrelsen af ​​et modul.


LED-modulet er en funktionelt komplet montageenhed, hvori al styreelektronik er monteret. På modulets forside er der installeret LED-matricer (undermoduler), som danner informationslærredet på den samlede skærm.
Eksempler på LED-skærme:

4. TYPER AF LEDS
LED'er er meget lidt modtagelige for beskadigelse, når de betjenes ved lave temperaturer og lave strømme. Mange LED'er produceret i 70-80'erne i det forrige århundrede fungerer stadig i dag. Øget strøm og høj temperatur kan dog nemt beskadige dem. Hovedtegnet på LED-fejl er et stærkt fald i lysstrømmen ved den nominelle driftsspænding. Skabelsen af ​​nye typer LED'er (for eksempel ultra-lyse) førte til øgede driftsstrømme og øgede krystaltemperaturer. Reaktionen af ​​de materialer, hvorfra højeffekt-LED'er er lavet til sådanne forhold, er endnu ikke fuldt ud undersøgt, så krystalnedbrydning er en af ​​hovedårsagerne til fejl. En LED anses for ude af drift, når dens lysstrøm falder med 75 %.

4.1. blåt lys
Blå lysdioder er baseret på GaN og InGaN legeringer. Kombinationen med røde og grønne lysdioder giver dig mulighed for at få ren hvid, men dette princip om at skabe hvid bruges nu sjældent.

Den første blå LED blev lavet i 1971 af Jacques Pankove (opfinderen af ​​galliumnitrid). Men det producerede for lidt lys til at være praktisk anvendeligt. Den første klare blå diode blev demonstreret i 1993 og blev udbredt.

4.2. hvidt lys
Der er to måder at opnå hvidt lys med tilstrækkelig intensitet ved hjælp af LED'er. Den første af dem er kombinationen af ​​krystaller af tre primære farver i ét tilfælde: rød, blå og grøn. Blanding af disse farver giver hvid. En anden måde er at bruge fosfor til at omdanne blå eller ultraviolet stråling til bredspektret hvid. Et lignende princip bruges i produktionen af ​​fluorescerende lamper.

4.3. RGB systemer
Hvid kan fremstilles ved at blande forskellige farver, hvor den mest brugte kombination er rød, blå og grøn. Men på grund af behovet for at kontrollere blandingen og graden af ​​farvediffusion er omkostningerne ved at producere RGB LED'er ret høje. Denne metode er dog af interesse for mange forskere og videnskabsmænd, da den giver dig mulighed for at opnå forskellige farvenuancer. Desuden er effektiviteten af ​​denne metode til at producere hvidt lys meget høj.

Der er flere typer af flerfarvede hvide LED'er - di-, tri- og tetrakromatiske. Der er flere nøglefunktioner ved hver af disse typer, herunder farvestabilitet, farvegengivelse og lyseffektivitet. Høj lyseffektivitet indebærer et lavt farvegengivelsesindeks (CRI). For eksempel har en dikromatisk hvid LED den bedste lyseffektivitet (ca. 120 Lm/W), men den laveste CRI. Tetrakromatisk - lav lyseffektivitet men fremragende CRI. Trikromatisk er nogenlunde i midten.

Selvom flerfarvede LED'er ikke er den mest optimale løsning til at producere hvid, kan de bruges til at skabe systemer, der producerer millioner af forskellige farvenuancer. Hovedproblemet med dette er forskellige lyseffektivitetsværdier for primærfarver. Når temperaturen stiger, får det den ønskede farve til at "flyde væk".

4.5. Fosfor LED'er
Spektret af en hvid LED bestemmes af blåt lys, som udsendes af en GaN-baseret krystal (peak omkring 465 Nm) og, der passerer gennem gult fosfor (500-700 Nm), omdannes til hvidt. Brugen af ​​forskellige typer og nuancer af fosfor giver dig mulighed for at opnå forskellige nuancer af hvid - fra varm til den koldeste. Kvaliteten af ​​farvegengivelse afhænger også af dette. Ved at påføre flere lag af forskellige typer fosfor på den blå krystal kan du opnå den højeste CRI.

Fosforbaserede lysdioder er mindre effektive end konventionelle lysdioder, fordi noget af lyset er spredt i fosforlaget, og selve fosforet er også udsat for nedbrydning. Denne metode er dog stadig den mest populære til kommerciel produktion af hvide LED'er. Det mest almindeligt anvendte gule fosformateriale er Ce3+:YAG.

Også hvide lysdioder kan fremstilles på basis af ultraviolette lysdioder ved hjælp af rød og blå fosfor med tilsætning af zinksulfid. Dette princip svarer til det, der bruges i lysstofrør. Den er værre end den forrige, men giver dig mulighed for at opnå bedre farvegengivelse. Derudover har ultraviolette dioder større lyseffektivitet. På den anden side er UV-stråling skadelig for mennesker.

4.6. Organiske lysemitterende dioder (OLED)
Hvis basis for LED'ens emitterende overflade er af organisk oprindelse, kaldes en sådan LED OLED (Organic Light Emitting Diode). Det emitterende materiale kan være et lille molekyle i krystallisationsfasen eller en polymer. Polymerkrystaller kan være fleksible, de kaldes henholdsvis PLED eller FLED.

Sammenlignet med konventionelle LED'er er OLED'er lettere, og polymere tillader også, at lyskilden er fleksibel. I fremtiden, baseret på sådanne lysdioder, er det planlagt at producere fleksible, billige skærme til bærbare enheder, lyskilder, dekorative systemer og lysende tøj. Men indtil videre tillader niveauet af OLED-udvikling ikke deres kommercielle brug.

4.7. Quantum dot LED'er
LED'er baseret på kvanteprikker er mærkbart overlegne med hensyn til lysstyrke og stabilitet i forhold til deres uorganiske modstykker, mens de har yderligere fordele i form af et bredt absorptionsspektrum og mulighed for fluorescens i enhver længde.
Når diameteren af ​​nanokrystaller stiger fra 2 til 4 og yderligere til 6 nanometer, ændres strålingens farve fra blå til grøn og derefter rød. For at opnå hvidt lys er det nok at blande krystaller af forskellige størrelser i det nødvendige forhold. Dermed er et vigtigt problem løst, når det samme materiale kan udsende forskellige farver, hvilket var umuligt ved brug af silikoneemitter.

Fotografi af en QLED-enhed med 24 aktive pixels og en graf, der viser elektroluminescensspektrene for QLED'en (optrukne linie) og opløsningens fotoluminescensspektre (stiplet linje).
Quantum dot LED'er (QLED'er) er en lovende teknologi til at skabe store skærme, der bruges til produktion af fjernsyn, mobiltelefoner og digitale kameraer. QLED's topydelse kommer dog til kort i forhold til en anden stor LED-skærmteknologi, organiske lysdioder (OLED). Som en del af den nye forskning har forskere udviklet en ny type QLED med de højeste niveauer af effektivitet og lysstyrke til dato, sammenlignelig med reference fosforescerende OLED'er. De nye QLED'ers eksterne kvanteeffektivitet på 18 % er mere end det dobbelte af den nuværende højeste kendte af forskere (8 %). Effektivitetstal er også tæt på det teoretiske maksimum for enhver flad tynd film LED på 20 %.
Arbejdet blev udført af forsker Benjamin S. Mashford og medforfattere fra QD Vision, en afdeling af Lexington, PC. Massachusetts og forskere fra Massachusetts Institute of Technology. QD Vision fremstiller belysnings- og displaykomponenter, hvis produkter nu bruges i Sony Triluminos TV.
QLED og OLED har unikke fordele, men QLED er især attraktiv på grund af dens tynde tykkelse og nemme farvejustering muliggjort ved at ændre størrelsen på kvanteprikken, der styrer den udsendte bølgelængde. QLED'er, som typisk omfatter organiske og kunstige materialer, holder også længere end OLED'er, der kun indeholder organiske materialer.
Typiske QLED'er har tre lag: et indre lag af kvanteprikker, et første ydre lag, der transporterer elektroner, og et andet ydre lag, der transporterer huller. Når en elektrisk strøm påføres de ydre lag, bevæger elektroner og huller sig til kvanteprikkerlaget, hvor de fanges af kvanteprikkerne og rekombinerer. Rekombinationen af ​​en elektron og et hul inde i en kvanteprik resulterer i emission af en foton.
Som forskerne skriver i deres papir, er et nøglekrav for at opnå en højtydende QLED tilstedeværelsen af ​​kvanteprikker med højt kvanteudbytte for at give elektroluminescens og en enhedsstruktur optimeret til effektiv ladningsinjektion.
For at opfylde disse krav brugte forskerne et lag, der omfattede seks nanometer cadmiumselenid-kvanteprikker og et elektrontransportlag af ZnO nanokrystaller. Forskerne skabte fire forskellige versioner af QLED, hver med forskellige quantum dot-tykkelser (15, 30, 45 eller 60 nm).
Eksperimenter har vist, at selv små ændringer i quantum dot tykkelse fører til store variationer i QLED-ydeevne. Den højeste effektivitet, der beløber sig til 18%, blev vist af QLED med en filmtykkelse af kvanteprikker på 45 nanometer. Det er den mest effektive røde LED, der nogensinde er skabt ved hjælp af et opløsningsbehandlet emitterlag. Derudover fungerer QLED'er med en høj grad af lysstyrke ved en lav forsyningsspænding (1,5 V).
Som forskerne forklarer, ændrer tykkelsen af ​​kvanteprikkerfilmen afstanden mellem kvanteprikkerne og ladningen af ​​transportlagene: Jo tyndere kvanteprikfilmen er, jo flere kvanteprikker kommer i elektrisk kontakt med de ydre lag.
"Den vigtigste udfordring, der skal løses i QLED-området, især på dette stadium, er at forbedre pålideligheden eller forlænge enhedernes levetid," kommenterede Seth Coie-Sullivan, medstifter og CTO for Quantum Dots. "Enheder på dette teknologiniveau holder længe nok til at blive brugt i nicheapplikationer, men ikke længe nok til at blive brugt i forbrugerprodukter."
QD Vision vil fortsat arbejde på at forbedre ydeevnen af ​​QLED'er og gøre dem mere velegnede til masseproduktion i både synlige og infrarøde applikationer.

5. Flere simple LED designs
5.1. Bilalarm simulator blink

LED-blinkkredsløbet er meget nemt at følge. Kredsløbet er bygget på en multivibrator, hvis pulsfrekvens bestemmes af værdien af ​​modstande R1 og R2 og kondensator C1.
Dimensionerne på tavlen er meget små, og dette kredsløb kan placeres i en bil for at simulere en sikkerhedsalarm (der er trods alt stadig sådanne biler uden alarm).
Et printkort er ikke påkrævet til denne enhed, da du selv kan dirigere sporene til et sådant minimum af radiokomponenter.
Tabellen viser værdierne af modstande og kondensatorer for forskellige spændinger og flashfrekvenser.
Varigheden af ​​pausen mellem pulserne afhænger i høj grad af R1, og pulsens varighed afhænger af R2.
For at øge pausen mellem blinkene øges modstanden R1; for at reducere pulsvarigheden reduceres modstanden R2.
Tabel over modstands- og kondensatorværdier

5.2. Den enkleste to-kanals farvemusik

Ved indgangen til farvemusikkonsollen er der 2 frekvensfiltre. Den ene passerer højere frekvenser, den anden - lavere (1-C1 R4, 2-R3 C2). Bagefter går signalet fra filtrene til forstærkertrinene og derefter til LED'erne. LED'er kan bruges i enhver farve (jeg brugte den første grønne og den anden rød). Ved at reducere værdierne af modstande R5 og R6 til et par hundrede ohm og installere KT817-transistorer, kan du tilslutte kraftigere lysdioder. Så vil lyseffekten oplyse hele rummet.

Du skal tilslutte indgange x1 og x2 til signalkildehøjttaleren. Det er ikke svært at skelne LED'ers reaktion på lyde af en eller anden tone. Under bas vil den røde LED blinke, og for andre lyde vil den grønne LED blinke. Lysstyrken kan indstilles ved hjælp af lydkildens lydstyrkekontrol. Det skematiske diagram af farvemusik er vist nedenfor.

Du kan bruge alle højfrekvente transistorer KT315, KT3102, S945. Jeg tilføjede også mikroswitch s1 til farvemusikkredsløbet. Jeg bruger dette kredsløb til min computer, når jeg lytter til musik.
Hjemmeside http://radioskot.ru/publ/skhema_cvetomuzyki_na_svetodiodakh/1-1-0-95

5.3. Blinklys med 4 lysdioder


En variant af en LED-blink med 4 LED'er, der giver dig mulighed for at skabe en simpel "løbende ild"-effekt ved hjælp af et minimum antal radiokomponenter. Dette kredsløb er baseret på en multivibrator baseret på to KT315 transistorer, som skiftevis leverer signaler til LED'erne VD1-VD4. I dette kredsløb er kondensatorerne C1-C4 valgt på en sådan måde, at de skaber effekten af ​​en løbende brand. Ved hjælp af modstande R6, R7 kan du ændre frekvensen af ​​LED-belysning. Dette elektriske kredsløb vil være af interesse for alle nybegyndere radioamatører, ikke kun for dets enkelhed, men også for muligheden for individuelt at vælge kapacitansen af ​​kondensatorerne C1-C4 og derved skabe forskellige lyseffekter.

5.4. Kørelys med 6 LED'er

Diagrammet for en sådan enhed er vist i figur 1. LED'erne skal veksle som denne: VD1, VD3, VD5, VD2, VD4, VD6. Par af LED'er er inkluderet i kollektorkredsløbene af transistortrin, der er forbundet som i en ring, der danner en såkaldt trefaset multivibrator. Hastigheden af ​​skiftetrin, og derfor blinkende lysdioder, afhænger af klassificeringerne af delene af tidskredsløbene - overgangskondensatorer og basismodstande. For at begrænse guirlandens lysstyrke er begrænsende modstande (R2, R4, R6) forbundet i serie med LED'erne. Transistorer kan være en hvilken som helst af KT342-, KT3102-serien eller andre n-p-n siliciumstrukturer med den højest mulige strømoverførselskoefficient (men ikke mindre end 100). Kondensatorer - K50-6, modstande MLT-0.125, LED'er - serie AL101, AL102, AL307, strømkilde - batteri 3336 (eller 3 serieforbundne AA-elementer)

5.5. Elektronisk spændingstester


Elektronisk sonde på LED'er til bestemmelse af spænding og strømpolaritet. Sonden, hvis kredsløbsdiagram er vist i fig. 11, giver dig mulighed for at bestemme tilstedeværelsen af ​​spænding mellem to punkter på enheden under test, dens polaritet og omtrentlige værdi. Princippet om dets drift er baseret på lysdiodernes glød, når en vis strøm løber gennem dem.
Sonden bruger LED'er af typen AL101V. For at undgå svigt af lysdioderne, skal kontaktstikket Ш1 monteres i stikkontakten længst til venstre i henhold til diagrammet før hver måling. Under drift kobles stikket sekventielt og skiftevis til "150 V", "24 V" osv. stikdåser, indtil LED'en begynder at udsende lys. Ved hvilken diode der lyser, bedømmes spændingens polaritet. Hvis spændingen ved sondeindgangen er variabel, lyser begge dioder.

5.6. LED pil

Pilen er lavet af et sæt tofarvede og enkeltfarvede LED'er. Afhængigt af retningen af ​​strømmen, der passerer gennem den, ændres retningen af ​​markøren og dens farve. Den grønne pil peger i den ene retning, og hvis du ændrer polariteten, peger den røde pil i den anden retning.

5.7. LED natlys og


Kredsløbet i figur 1 bruger ultra-lyse hvide LED'er (HL1 ÷ ​​HL4), der bruges i lommelygter, lamper og lamper. Hver LED lyser ved omkring 3,6 volt. Så for fire lysdioder forbundet i serie kræves en spænding på omkring 14,4 volt.
Den nødvendige forsyningsspænding til LED-natlyset leveres af en zenerdiode VD5, drevet af en transformerløs ensretter bestående af dæmpningselementer C1, R1, R2 og en ensretterbro på dioderne VD1 ÷ VD4. Natlyset tændes ved hjælp af fotomodstand RK1, som styrer nøglen på transistoren VT1.
I normalt dagslys har fotomodstanden RK1 en lav modstand, omkring 100 ÷ 200* Ohm, hvilket pålideligt holder transistor VT1 i lukket tilstand. Når skumringen nærmer sig, stiger dens modstand, og forspændingen ved bunden af ​​transistoren begynder at stige, indtil den nærmer sig tærsklen for at åbne transistoren. Når åbningstærsklen er nået, åbner transistoren og tænder LED'erne HL1 ÷ ​​HL4. Når dagslys kommer, falder fotomodstandens modstand, og lysdioderne slukker. Tærsklen for at tænde LED-natlyset justeres ved hjælp af modstand R3.
Følgende dele bruges i kredsløbet: kondensator C1 - enhver for en spænding på mindst 400 volt, dioder VD1 ÷ VD4 for en spænding på mindst 400 volt og en strøm større end 400 mA, transistor VT1 type KT503G eller lignende, zener diode VD5 for en spænding på 16 ÷ 18 volt eller består af to for den nødvendige spænding, kondensator C2 for en spænding på 50 volt.
Et LED-natlys kan have en hvilken som helst passende gennemskinnelig (mat) krop. Det er vigtigt, at fotomodstanden har et gennemsigtigt beskyttende øje (helst med en linse) på strukturlegemet.
Hvis der ikke er nogen fotomodstand, kan kredsløbet forenkles, og LED-natlyset kan tændes, hvis det er nødvendigt, med en kontakt, som vist i diagrammet nedenfor:

5.8. Lys- og lydinstallation ved hjælp af LED'er

En lys- og musikinstallation skaber en visuel effekt på hjemmets juletræ eller på et diskotek. Med de første akkorder af musik lyser LED-guirlanderne op med flerfarvede nuancer.
Driften af ​​kredsløbet er baseret på princippet om frekvensdeling af lydsignalet i kanaler; forskellige frekvenser svarer til forskellige farver af LED-glød.
For at eliminere den flimrende effekt og reducere øjentræthed er der indført en baggrundslyskanal, som slukkes, når den blå kanal tændes.
Enhedskredsløbet består af tre lys- og musikkanaler: lavfrekvent - rød, mellemfrekvent - grøn og højfrekvent - blå. Indgangskredsløbene er udstyret med signalniveauregulatorer, hvis indstillingstilstand bestemmer guirlandernes lysstyrke.
Indgangssignalniveauet kan variere fra 0,5 til 3 volt - "radio"-indgangen; for et højere signalniveau, som fra en udsendelse, omkring tredive volt, er der en ekstra "line"-indgang.
For nemheds skyld er der desuden installeret en indgangssignalniveauregulator.
Ud over tre kanaler med indgangsfiltre inkluderer kredsløbsdiagrammet: en indgangssignalforstærker, en baggrundsbelysningskanal og en strømadapter.

Beskrivelse af ordningen:
Nøgleanordningerne i kredsløbskanalen er tyristorer.
Et eksternt signal med niveaudifferentiering føres til den øvre eller nedre indgang (linje eller radio).
Signalet gennem lysstyrkestyringen R9 og kondensator C3 tilføres forstærkerens indgang på omvendt ledende transistor VT1. Forstærkerne giver automatisk signalbegrænsning med diode VD1. Overskridelse af signalet ved bunden af ​​transistoren VT1 fører til åbning af dioden VD1 og shunting af base-emitter-forbindelsen.
Signalet taget fra kollektoren på transistoren VT1 leveres til distribution til, modstande R1. Dernæst går signalet til kanalfiltre med frekvensopdelinger på 50-200 Hz, 250-1000 Hz, 1200-5000 Hz.
Efter frekvensadskillelse føres signalerne til indgangen på forforstærkere ved hjælp af tyristor VS1. Modstande R3 giver dig mulighed for at justere følsomheden af ​​inputtyristorerne på grund af variationen i karakteristika.
Det forstærkede signal fra belastningen R5 af katoden VS1 tilføres til effektforstærkerens styreelektrode ved hjælp af tyristorer VS2. LED-guirlander HL1-HL21 er inkluderet parvis i udgangstyristorens anodekredsløb, ti stykker i to parallelle linjer. Begrænsningsmodstande R6, R7 - (R17, R18 i baggrundsbelysningen) er også installeret i LED-linjerne.
Baggrundsbelysningskanalen er sammensat af en tyristor VS3 og styres fra anoden på udgangstyristoren på den blå kanal.
Ernæring forforstærkeren og udgangskanalerne er adskilte - forforstærkeren drives af en fuldbølge-ensretter på diodebroen VD3 og derefter gennem modstand R16 og diode VD2 i omvendt forbindelse.
Diode VD2 forhindrer kanaltyristorerne i at blive shuntet af en konstant spænding udjævnet af kondensator C4.
Lys- og musikinstallationens kanaler drives af pulsspænding fra VD3 ensretteren.
T1-strømtransformatoren er installeret med en lille effekt på ikke mere end 20 watt fra en kinesisk adapter; selvfølgelig, med den mulige udskiftning af LED-guirlanden med pærer, skal transformatorens effekt øges fem gange.
Opsætning af lys- og lydinstallation består i at vælge de indledende signalniveauer på hver kanal, er det tilrådeligt at levere et signal fra generatoren og vælge kondensatorer C1, C2 for at matche kanalbåndbredden.
Baggrundsbelysningskanalen justeres af modstand R14.
Udskiftningstabel:

Det skal bemærkes, at i kredsløbet har alle tre kanaler de samme navne på dele, da de er identiske, bortset fra inputfiltrene, kan antallet af kanaler øges ved at lave to boards, hvilket vil gøre det muligt at komplementere farverne .
Kredsløbet er samlet på et printkort og installeret med en transformer i en plastikblok BP-1.
Guirlanderne placeres efter læserens skøn og forbindes til enhedskredsløbet med en tyndtrådet ledning, der er isoleret med en diameter på 0,24 mm.

5.9. Universal LED prober og

Ved hjælp af en sonde kan du kontrollere tilstedeværelsen af ​​spænding i det kontrollerede kredsløb, bestemme dens type (konstant eller vekslende) og også udføre en "kontinuitetstest" af kredsløbene for brugbarhed. Enhedsdiagrammet er vist i fig. 1
HL2 LED indikerer tilstedeværelsen af ​​en konstant spænding med en vis polaritet ved indgangen (stik XP1 og XP2). Hvis der tilføres positiv spænding til stikket XP1, og negativ spænding tilføres XP2, løber strømmen gennem strømbegrænsende modstand R2, beskyttelsesdiode VD2, zenerdiode VD3 og LED HL2, så LED HL2 vil lyse. Desuden afhænger lysstyrken af ​​dens glød af indgangsspændingen. Hvis polariteten af ​​indgangsspændingen vendes, vil den ikke lyse.
HL1 LED angiver tilstedeværelsen af ​​vekselspænding ved enhedens indgang. Den er forbundet via strømbegrænsende kondensator C1 og modstand R3, diode VD1 beskytter denne LED mod den negative halvbølge af vekselspænding. Samtidig med LED HL1 vil HL2 også lyse. Modstand R1 tjener til at aflade kondensator C1. Den mindste angivne spænding er 8 V.
En højkapacitets ionistor C2 bruges som en kilde til konstant spænding til "kontinuitets"-tilstanden til at forbinde ledninger. Den skal oplades før test. For at gøre dette skal du tilslutte enheden til et 220 V-netværk i cirka femten minutter. Ionistoren oplades gennem elementerne R2, VD2, HL2, spændingen på den er begrænset af zenerdioden VD3. Herefter forbindes enhedens indgang til det kredsløb, der testes, og der trykkes på SB1-knappen. Hvis ledningen korrigeres, vil der strømme strøm gennem den, kontakterne på denne knap, LED HL3, modstande R4, R5 og sikringslink FU1 og LED HL3 vil lyse og signalere dette. Energireserven i ionistoren er tilstrækkelig til den kontinuerlige glød af denne LED i ca. 20 minutter.
Begrænsningsdioden VD4 (begrænsningsspændingen overstiger ikke 10,5 V) sammen med sikringsforbindelsen FU1 beskytter kondensatoren mod højspænding, hvis der ved et uheld trykkes på SB1-knappen under overvågning af indgangsspændingen eller opladning af kondensatoren. Sikringsforbindelsen vil brænde ud og skal udskiftes.
Enheden bruger modstande MLT, S2-23, kondensator S1 - K73-17v, dioder I N4007 kan udskiftes med dioder 1N4004, 1N4005, 1 N4006, zenerdiode 1N4733 - med 1N5338B. Alle dele er monteret på en prototype printplade ved hjælp af ledningsføring.

Den anden sonde i form af en sonde er samlet på lysdioder og giver dig ud over at "teste" kredsløbene mulighed for at bestemme typen af ​​spænding (DC eller AC) og tilnærmelsesvis estimere dens værdi i området fra 12 til 380 V Forfatteren af ​​denne enhed er A. GONCHAR fra byen Rudny, Kustanai-regionen. Kasakhstan. På grund af arten af ​​hans aktivitet er han ofte nødt til at overvåge ydeevnen og reparere forskellige enheder, der bruger forskellige (36, 100, 220 og 380 V) direkte og vekselspændinger. Til afprøvning af sådanne kredsløb er den foreslåede sonde meget praktisk, da den ikke kræver omskiftning ved forskellige kontrollerede spændinger. Ved udviklingen af ​​denne enhed blev sonden taget som grundlag, hvis beskrivelse blev offentliggjort i Radio nr. 4, 2003, på s. 57 (Sorokoumov V. "Universal sonde-indikator"). Det er blevet ændret for at udvide dets funktionalitet.
Kredsløbet indeholder en dæmpningsmodstand R1, en skala af tofarvede LED'er HL1-HL5, en lagerkondensator C1 og en fasetrådsindikator på en neonlampe HL7. Enheden kan fungere i tre tilstande: spændingsindikator, fasetrådsindikator og "kontinuitet" - en indikator for ledningsevnen af ​​det elektriske kredsløb.
For at angive spænding er enhedens indgang - pin XP1 indsat i stikket XS2, og stik XS1 (ved hjælp af en fleksibel isoleret ledning) forbundet til de kontrollerede punkter. Afhængigt af potentialforskellen mellem disse punkter, løber forskellige strømme gennem modstande R1-R6 og zenerdioden VD1. Når indgangsspændingen stiger, stiger strømmen også, hvilket fører til en stigning i spændingen over modstande R2-R6. LED'er HL1-HL5 lyser en efter en og signalerer værdien af ​​indgangsspændingen. Værdierne af modstande R2-R6 er valgt således, at ved en spænding på 12 V eller mere, lyser HL5 LED'en, 36 V eller mere - HL4. 127 V og mere - HL3, 220 V og mere - HL2 og 380 V og mere - H1_1.
Afhængigt af polariteten af ​​indgangsspændingen vil farven på gløden være anderledes. Hvis pin XP1 er plus i forhold til stik XS1. LED'erne lyser rødt, hvis negative - grønt. Med variabel indgangsspænding er lysfarven gul. Det skal bemærkes, at med en veksel- eller negativ indgangsspænding kan HL6 LED også lyse.
I fasetrådsindikatortilstanden i netværket er enhver af indgangene (XP1 eller XS2) forbundet til det kontrollerede kredsløb, og E1-sensoren berøres med en finger. Neon-indikatorlampen vil lyse, hvis dette kredsløb er forbundet til fasetråden
For at bruge enheden til at "teste" kredsløb, skal du først oplade lagerkondensatoren C1. For at gøre dette tilsluttes enhedens indgang i 15...20 s til et 220 V-netværk eller til en jævnspændingskilde på 12 V eller mere (plus på XP1-stikket). I løbet af denne tid vil kondensator C1 have tid til at oplade gennem dioden VD2 til en spænding lidt mindre end 5 V (den begrænset af zenerdiode VD1). Når den efterfølgende tilsluttes til det kontrollerede kredsløb, hvis det fungerer korrekt, vil kondensatoren blive afladet gennem det. modstand R7 og LED HL6, som vil lyse. Hvis testen udføres kort, så vil opladning af kondensatoren være nok til flere test, hvorefter opladningen af ​​kondensatoren skal gentages.

Der blev brugt faste modstande R1 - PEV-10. resten er MLT, S2-23. kondensator - K50-35 eller importeret, diode KD102B kan udskiftes med enhver diode fra 1N400x-serien, zenerdiode KS147A - med KS156A, i stedet for tofarvede LED'er, kan du bruge to forskellige farver lys, tænde dem tilbage til -tilbage, er det tilrådeligt at bruge HL6 LED med øget lysstyrke. Det skal bemærkes, at LED'er med forskellige glødefarver har forskellige fremadspændingsværdier, så deres koblingstærskler ved forskellige indgangsspændingspolariteter vil ikke være de samme.

5.10. LED strømindikator
Den foreslåede enkle enhed, samlet af tilgængelige dele, er designet til at fungere i et vekselstrømkredsløb med en spænding på 220V.


Jno giver dig mulighed for at vise tre forskellige tilstande: 1 - når enhedens ledning er sat i en stikkontakt med en forsyningsspænding på 220 V, men enheden er slukket - lyser den to-krystal LED i en svag rød farve; 2 - når enheden er tændt (kontakter SA1 er lukket), dvs. enheden fungerer, lyser LED'en grønt; 3 - når beskyttelsessikringen FU1 i enhedens strømforsyningskreds springer, lyser HL1-LED'en kraftigt rødt. Den tilsluttede belastning kan være af enhver type, for eksempel en AC-adapter, en oplader, en elektrisk komfur, en støvsuger eller en laboratoriestrømforsyning. Enheden kan indbygges i strukturer, der ikke har deres egne displayelementer, eller til opgradering af deres gamle displayenheder, lavet efter meget simple kredsløb.
Lad os se på den første situation - når netledningen er sat ind i en stikkontakt, men enheden er slukket (SA1-kontakter er åbne). En svag, ikke-anstrengende, men mærkbar rødlig glød fra LED'en vil minde dig med tiden om, at enheden er forsynet med strøm - når du rører strømførende dele, kan du mærke, at 220 V-netværket er sundhedsfarligt. Alarmen vil forhindre interferens med strukturen uden at afbryde den fuldstændigt fra netværket. Mange seriøse industrielle producenter af husholdningsapparater anbefaler, at du under lange pauser i driften af ​​deres produkter stadig tager strømkablet ud af stikkontakten og ikke kun stoler på den indbyggede strømafbryder. Dette gælder især under et tordenvejr.
Ved drift i den ovenfor beskrevne tilstand modtager LED'en strøm gennem kredsløbet R1, VD1, den effekt, der forbruges af indikatoren (hvoraf det meste spredes af modstanden R1) vil være omkring 70 mW.
Når SA1-kredsløbene er lukkede, forsynes enheden med en AC-forsyningsspænding på 220 V. Den "grønne" krystal HL1 modtager strøm via VD3, R6-kredsløbet. transistor VT2 åbner, som omgår den "røde" krystal HL1; LED'en lyser ret grønt.
Displayenhedens strømforbrug overstiger ikke 0,6 W (til den varme, der afgives af R1, tilføjes den termiske energi, der afgives af den strømbegrænsende modstand R6). Når SA1-kontakterne er lukkede, lyser LED'en grønt, selv når belastningen er slukket. I tilfælde af et nødudbrud af sikring FU1 åbner højspændings-pnp-transistoren VT1. HL1 LED lyser kraftigt rødt. Hvis belastningen ikke er tilsluttet, vil en svag belysning af den "grønne" HL1-krystal være mærkbar. Effekttabet på R2 ved en forsyningsspænding på 220 V vil ikke overstige 0,7 W.
I tilfælde af et uheld i strømforsyningsnettet er indgangsspændingen omkring 380 V (faktisk er det netop, hvad FU1 skal brænde ud), den effekt, der afgives af R2 vil ikke overstige 2 W, hvilket, selvom det vil føre til kraftig opvarmning, ikke er i stand til at få den til at antænde. I betragtning af den mulige drift døgnet rundt af denne enhed blev det besluttet at opgive brugen af ​​filmkondensatorer, der absorberer overskydende strøm, hvilket burde have været yderst pålideligt og med en stor spændingsreserve. Brugen af ​​strømbegrænsende modstande med en stor strømreserve er mere pålidelig, da denne enhed i normal tilstand ikke bruger mere end 0,6 W strøm fra netværket.
I en enhed samlet i overensstemmelse med diagrammet i fig. 1, kan du bruge osyuin-modstande C1-4. S2-23, S2-33, MLT med passende effekt. I stedet for R2, R6 er det tilrådeligt at bruge ikke-brændbare husmodstande af type P1-7 (kroppen er malet grå) eller specielle importerede diskontinuerlige modstande. Det er tilrådeligt at installere de samme modstande i en højde på 15..20 mm fra bunden af ​​printkortet. Ensretterdioder kan være et hvilket som helst silicium, hvilket tillader en omvendt spænding på mindst 600 V. f.eks. KD243D, E, Zh. KD247G, D, KD105V, G, 1N4006, RL106.
Den billige og almindelige højspændingstransistor VT1 kan udskiftes med KT9178A, KT851B. KT505A, MPSA-92, BF493, 2SA1625 M, L, K. Transistor VT2 er erstattet af en hvilken som helst af KT3102, KT312, KT645, KT503, SS9014, 2SC2001, 2SC900 serierne. I betragtning af de små strømme, der strømmer gennem HL1-krystallerne, er det tilrådeligt at tage en LED med øget lysudbytte. Forfatteren brugte en importeret dobbeltkrystal LED fra Kingbright i et gennemsigtigt hus med en diameter på 5 mm. Dens lysstyrke er -150 mCd for både "røde" (GaAsH/GaP) og "grønne" (GaP) krystaller.
I stedet kan du bruge lignende dual-anode LED'er, for eksempel L59SRCG/CC, L59SURK-MGKW, L59EGW. L799SURKMGKW, L119SRGWT/CC, L93WEGC. De nævnte LED'er har god lysstyrke, men designet og typen af ​​LED-huse i forskellige serier er forskellige.
På denne enheds printkort er der plads til at installere sikring FU1. Hvis designet, der ændres, har "sin egen" lignende sikring, skal holderens terminaler forbindes til printpladen med to fleksible ledninger med tilstrækkeligt tværsnit. Hvis enhedens standardafbryder, betegnet i diagrammet som SA1, er dobbelt (som oftest er tilfældet), skal den anden gruppe af dens kontakter inkluderes i kredsløbet "til højre" for punkt "A", hvilket ikke giver nogen vanskeligheder.
En korrekt samlet enhed kræver ikke justering. Når du kontrollerer dens funktionalitet, skal det tages i betragtning, at den er galvanisk forbundet til et 220 V AC-netværk, og passende forholdsregler bør tages. Men bare gløden fra HL1 vil minde dig med tiden om, at før du omlodder eller skruer noget af, bør du tage netledningen ud af stikkontakten. Når den strøm, der forbruges af belastningen, er mere end 3 A, skal de trykte strømbaner "forstærkes" med strengede kobberledere med en diameter på mindst 1 mm.

5.11. Enkel 12V spændingsindikator med RGB LED


For at eliminere nødsituationer relateret til bilens elektriske udstyr, er det tilrådeligt at have en indikator for batteriets tilstand. Forfatteren foreslår at udføre det på en tre-farvet RGB LED. Så længe spændingen på batteriet er i området fra 12 til 14 V, lyser den grønne LED forbundet gennem modstande R5 og R9 og zenerdioden VD3. I dette tilfælde er transistor VT2 åben, og VT3 er lukket.
Hvis spændingen er under 11,5 V (indstillet af potentiometer R4 og zenerdiode VD2), lukker transistor VT2, transistor VTZ åbner, og den blå LED lyser. Det indikerer lav spænding.
Forøget spænding (over 14,4 V, indstillet af potentiometer R2) indikeres med en rød LED.
Liste over komponenter
R1 - 1 kOhm, 1206
R2, R3, R5 10 kOhm, 1206
R4, R7 - 2,2 kOhm, 1206
R6 - 47kOhm, 1206
R8, R9 - 100 kOhm, SMD
VD1 - 10V MELF
VD2 - 8v2, MELF
VD3 - 5V6, MELF
T1, T2, T3 - BC847C
HL1 - RGB LED 5mm, gerne mat

LED'en i dens forskellige "manifestationer" er så forskelligartet, at vi kan fortsætte emnet ret længe. Men du skal også vide, hvornår du skal stoppe.

TILBAGE til RADIO-komponentsiden

På trods af de høje omkostninger er energiforbruget af halvlederlamper (LED) meget mindre end for glødelamper, og deres levetid er 5 gange længere. LED-lampekredsløbet fungerer med en forsyning på 220 volt, når indgangssignalet, der forårsager gløden, konverteres til en driftsværdi ved hjælp af en driver.

LED-lamper 220 V

Uanset forsyningsspændingen tilføres en konstant spænding på 1,8-4 V til én LED.

Typer af LED'er

En LED er en halvlederkrystal lavet af flere lag, der omdanner elektricitet til synligt lys. Når dens sammensætning ændres, opnås stråling af en bestemt farve. LED'en er lavet på basis af en chip - en krystal med en platform til tilslutning af strømledere.

For at gengive hvidt lys er den "blå" chip belagt med en gul fosfor. Når krystallen udsender stråling, udsender fosforen sin egen. Blanding af gult og blåt lys skaber hvidt.

Forskellige chipsamlingsmetoder giver dig mulighed for at skabe 4 hovedtyper af LED'er:

1. DIP - består af en krystal med en linse placeret på toppen og to ledere påsat. Det er det mest almindelige og bruges til belysning, belysning af dekorationer og udstillinger.
2. "Piranha" er et lignende design, men med fire terminaler, hvilket gør den mere pålidelig til installation og forbedrer varmeafledningen. Mest brugt i bilindustrien.
3. SMD LED - placeret på overfladen, på grund af hvilken det er muligt at reducere dimensioner, forbedre varmeafledning og give mange designmuligheder. Kan bruges i alle lyskilder.
4. COB teknologi, hvor chippen er loddet ind i boardet. På grund af dette er kontakten bedre beskyttet mod oxidation og overophedning, og glødeintensiteten øges betydeligt. Hvis en LED brænder ud, skal den udskiftes helt, da gør-det-selv-reparationer ved at udskifte individuelle chips ikke er mulige.

Ulempen ved LED er dens lille størrelse. For at skabe et stort, farverigt lysbillede kræves der mange kilder, kombineret i grupper. Derudover ældes krystallen med tiden, og lampernes lysstyrke falder gradvist. For modeller af høj kvalitet er slidprocessen meget langsom.

LED lampe enhed

Lampen indeholder:

• ramme;
• grundlag;
• diffuser;
• radiator;
• LED-blok;
• transformerløs driver.

220 volt LED lampe enhed

Figuren viser en moderne LED-lampe, der anvender SOV-teknologi. LED'en er lavet som én enhed, med mange krystaller. Det kræver ikke ledninger af adskillige kontakter. Det er nok at forbinde kun et par. Når en lampe med en udbrændt LED repareres, udskiftes hele lampen.

Formen af ​​lamperne er rund, cylindrisk og andre. Tilslutning til strømforsyningen sker gennem gevind- eller stikdåser.

Til generel belysning vælges armaturer med farvetemperaturer på 2700K, 3500K og 5000K. Spektrum gradueringerne kan være enhver. De bruges ofte til reklamebelysning og til dekorative formål.

Det enkleste driverkredsløb til strømforsyning af en lampe fra lysnettet er vist i figuren nedenfor. Antallet af dele her er minimalt på grund af tilstedeværelsen af ​​en eller to slukningsmodstande R1, R2 og back-to-back-forbindelsen af ​​LED'er HL1, HL2. På denne måde beskytter de hinanden mod omvendt spænding. I dette tilfælde stiger lampens flimrende frekvens til 100 Hz.

Det enkleste diagram til tilslutning af en LED-lampe til et 220 volt netværk

Forsyningsspændingen på 220 volt tilføres gennem begrænsningskondensatoren C1 til ensretterbroen og derefter til lampen. En af lysdioderne kan udskiftes med en almindelig ensretter, men flimren vil skifte til 25 Hz, hvilket vil have en dårlig effekt på synet.

Nedenstående figur viser et klassisk LED-lampe strømforsyningskredsløb. Den bruges i mange modeller og kan tages af til gør-det-selv reparationer.

Klassisk skema til tilslutning af en LED-lampe til et 220 V-netværk

Den elektrolytiske kondensator udglatter den ensrettede spænding, hvilket eliminerer flimmer ved en frekvens på 100 Hz. Modstand R1 aflader kondensatoren, når strømmen er slukket.

DIY reparation

En simpel LED-lampe med individuelle LED'er kan repareres ved at udskifte defekte elementer. Det kan nemt skilles ad, hvis du forsigtigt adskiller basen fra glaskroppen. Der er LED'er indeni. MR 16 lampen har 27 af dem. For at få adgang til printpladen, som de er placeret på, skal du fjerne beskyttelsesglasset ved at lirke det af med en skruetrækker. Nogle gange er denne operation ret vanskelig at udføre.

LED lampe 220 volt

Udbrændte lysdioder udskiftes straks. Resten skal ringes med en tester, eller der skal påføres en spænding på 1,5 V til hver. De brugbare skal lyse, og resten skal udskiftes.

Producenten beregner lamperne, så lysdiodernes driftsstrøm er så høj som muligt. Dette reducerer deres levetid betydeligt, men det er ikke rentabelt at sælge "evige" enheder. Derfor kan en begrænsningsmodstand forbindes i serie til lysdioderne.

Hvis lamperne blinker, kan årsagen være en fejl i kondensator C1. Den skal udskiftes med en anden med en nominel spænding på 400 V.

Lav det selv

LED-lamper laves sjældent igen. Det er nemmere at lave en lampe af en defekt. Faktisk viser det sig, at reparation og produktion af et nyt produkt er én proces. For at gøre dette adskilles LED-lampen, og de udbrændte LED'er og driverradiokomponenter gendannes. Der er ofte originale lamper til salg med ikke-standard lamper, som er svære at finde erstatninger i fremtiden. En simpel driver kan tages fra en defekt lampe og lysdioder fra en gammel lommelygte.

Driverkredsløbet er samlet i henhold til den klassiske model diskuteret ovenfor. Kun modstand R3 føjes til den for at aflade kondensator C2, når den er slukket, og et par zenerdioder VD2, VD3 for at omgå den i tilfælde af et åbent kredsløb af LED'erne. Du kan klare dig med én zenerdiode, hvis du vælger den rigtige stabiliseringsspænding. Hvis du vælger en kondensator til spændinger større end 220 V, kan du undvære yderligere dele. Men i dette tilfælde vil dens dimensioner stige, og efter reparationen er udført, passer brættet med delene muligvis ikke ind i basen.

LED-lampe driver

Driverkredsløbet er vist for en lampe med 20 lysdioder. Hvis deres antal er forskelligt, er det nødvendigt at vælge en kapacitansværdi for kondensator C1, således at en strøm på 20 mA passerer gennem dem.

Strømforsyningskredsløbet til en LED-lampe er oftest transformerløst, og man skal være forsigtig, når man selv installerer det på en metallampe, så der ikke er nogen fase eller nul kortslutning til huset.

Kondensatorer vælges i henhold til tabellen, afhængigt af antallet af lysdioder. De kan monteres på en aluminiumsplade i mængden af ​​20-30 stk. For at gøre dette bores huller i det, og lysdioder er installeret på smeltelim. De loddes sekventielt. Alle dele kan placeres på et printkort lavet af glasfiber. De er placeret på den side, hvor der ikke er printede spor, med undtagelse af LED'er. Sidstnævnte fastgøres ved at lodde stifterne på brættet. Deres længde er omkring 5 mm. Apparatet samles derefter i armaturet.

LED bordlampe

220 V lampe. Video

Du kan lære at lave en 220 V LED-lampe med dine egne hænder fra denne video.

Et korrekt lavet hjemmelavet LED-lampekredsløb giver dig mulighed for at betjene det i mange år. Det kan være muligt at reparere det. Strømkilder kan være alle: fra et almindeligt batteri til et 220-volts netværk.