Как работает светодиод: принцип работы

Шитье

Как устроены и чем отличаются светодиоды разных типов

Светодиоды можно классифицировать по разным критериям. Основное отличие – в технологии и электрических параметрах.

Как устроен и работает светодиод? В чем его преимущество перед обычными лампами?Как устроен и работает светодиод? В чем его преимущество перед обычными лампами?

DIP

Сокращение DIP пошло от слов Direct In-line Package. Такие светодиоды известны еще с конца прошлого века. Устройство представляет собой стеклянную или пластиковую прозрачную колбу размером 3 или 5 мм, в которой находится полупроводниковый кристалл. Колба является линзой и формирует направленный пучок света. Кристалл закрепляется на катоде, который с помощью провода соединяется с анодом. Из корпуса выходят контакты в виде металлических ножек, через которые светодиод и включается в схему.

По форме бывают круглые, овальные, прямоугольные. Напряжение питания – до 5 В при 25 мА.

Обычно внутри линзы располагается один кристалл, но есть модели с двумя и более разных цветов. Такие модели могут оснащаться тремя и четырьмя выводами. Принцип работы светодиода подобного вида задает микрочип.

Dip светодиоды являются малоточными, они используются в гирляндах, для индикации, в подсветке, уличном освещении. По сравнению с SMD диодами они имеют следующие преимущества:

  • яркость;
  • направленный световой поток;
  • долгий срок службы при работе на улице;
  • потребление электроэнергии.

Основной недостаток – большой размер, от 3 мм.

SMD

Светодиоды SMD – это приборы для крепления на поверхность. В настоящее время этот тип диодов является самым востребованным. С их появлением расширились возможности создания осветительных систем. Начали уменьшаться размеры светильника, монтаж автоматизирован.

Как устроен светодиод SMD – излучающий кристалл закреплен на подложке, от которой отводится тепло. К ней вмонтированы выходы. Внутри размещен управляющий чип. Защитой является овальная или сферическая линза из стекла или пластика.

Преимущества SMD:

  • небольшая цена;
  • надежность;
  • срок службы;
  • высокая светоотдача.

SMD светодиоды в смеху включаются при помощи специального клея. Самые маленькие диоды имеют размер 0,6х0,3 мм. Максимальная яркость – 8000 кд/кв.м.

Существует технология, при которой кристалл наносится на проводящую подложку без использования корпуса. В качестве защиты используется специальный слой, который выбирается по назначению светодиодов.

Используются для подсветки интерьеров, уличных билбордов, рекламных экранов с широким разрешением.

COB

Chip On Board (COB) светодиоды имеют большое количество кристаллов на одной подложке. Также их называют светодиодной матрицей. Сверху заливается люминофором.

Основные преимущества:

  • простота монтажа;
  • хороший поток света;
  • высокий CRI;
  • разнообразие форм.

Недостатки:

  • стоимость;
  • самый срок службы;
  • светоотдача ниже, чем у SMD.

КОБы активно используются в создании ярких прожекторов и в других светильниках, где требуется акцентированная подсветка.

Пакля

Планировка курятника — фото

История возникновения

Рассматривая вопрос, почему работают светодиоды, следует изучить историю их возникновения. Впервые подобное устройство было создано в 1962 г. ученым Н. Холоньяком. Это был монохромный диод красного свечения. Он имел ряд недостатков, но сама технология была признана перспективной.

Спустя 10 лет после создания красного диода появились зеленые и желтые разновидности. Их применяли в качестве индикаторов во многих электронных приборах. Интенсивность светового потока диодов благодаря научным разработкам постоянно возрастала. В 90-х годах был создан осветитель с эффективностью потока 1 люмен.

В 1993 году С. Накамура создал первый синий диод, который характеризовался высокой яркостью. С этого момента стало возможным создавать любой цвет спектра (в том числе белый). Технологии неустанно развивались.

При соединении синего и ультрафиолетового типа диодов получается белый люминофорный осветитель. Они стали постепенно вытеснять лампы накаливания. К 2005 году выпускались диоды с мощностью светового потока до 100 лм и даже выше. Стали изготавливать белые осветительные приборы с разными оттенками (теплые, холодные).

Виды и характеристики светодиодов.

Светоизлучающие диоды различают по конструкции корпуса:

  1. DIP – маломощные индикаторные цилиндрические элементы. Востребованы для подсветок экранов, индикации, световых гирлянд.
  2. «Пиранья» — четырехконтактный DIP. Они крепче держатся на своем месте и меньше греются. Востребованы в автомобильной промышленности для подсветок.
  3. SMD – внешне выглядит, как параллелепипед. За счет своей надежности и универсальности востребованы во многих отраслях светотехнической промышленности.
  4. PCB Star светодиоды. Разновидность SMD.
  5. СОВ – плоский SMD. Новейший тип.

Независимо от исполнения корпуса выделяют светодиоды:

  1. Двухцветные. Они излучают одновременно два цвета. Обладают тремя контактами, один из которых общий.
  2. Полноцветные RGB (красный-зеленый-синий). Изготавливаются из трех полупроводниковых кристаллов под общей линзой, обладают четырьмя электродами. По одному выводу для каждого полупроводникового элемента и один общий вывод. В SMD у прибора будет шесть выводов.

Пропорциональное смешение цветов дает всевозможные оттенки света. Например, при включении на 100% красного и зеленого получится желтый.

  1. Адресные светодиоды − разновидность полноцветных. Отличаются от обычных RGB тем, что включаются по собственному индивидуальному коду. Востребован в лентах, где на адресном светодиоде можно задать неповторяющийся цветовой оттенок. При этом led-диод обладает собственным адресом, на который поступают команды от специального управляющего драйвера. Управление цветами происходит через микрочипы, которые встраиваются рядом с адресными светодиодами.
  2. Сверхмощные (сверхяркие) светодиоды – элементы мощностью выше 1 Вт с силой тока от 300 мА. (Мощность обычных светодиодов измеряется чаще всего в милливаттах). Такие устройства светят очень ярким светом. Используются в фонариках, фарах, прожекторах и т.п.

Также led-элементы подразделяются на:

  1. Индикаторные — маломощные.
  2. Осветительные — приборы большой мощности.
  3. Инфракрасные – излучают невидимый человеческому глазу инфракрасный спектр.

Инфракрасные диоды. Благодаря специально подобранным материалам проводников они испускают невидимые глазу инфракрасные лучи. Они безвредны для живых существ, но заметны для электронных систем регистрации. Востребованы во многих технических устройствах  и станках во всевозможных отраслях промышленности.

Индикаторные led-диоды. Выступают в роли индикаторов для техники,  подсветок дисплеев и т.п. Их делят по типу используемых полупроводников на:

  • двойные – светят зеленым и оранжевым;
  • тройные – светят желтым и оранжевым;
  • тройные – светят красным и желто-зеленым.

Независимо от вида светодиоды характеризуются некоторыми параметрами.

Цвет излучения. Обусловлен химическим составом полупроводников. Некоторые вещества и соответствующие им цвета обозначены в таблице.

Яркость. Она пропорциональна силе тока, текущей сквозь элемент. Среди led-диоды, которые светят белым светом, выделяют яркие (20-25 милликандел) и сверхяркие (свыше 20 тысяч милликандел).

Сила тока. Светодиоды весьма чувствительны к силе тока. При превышении ее значения выше номинального led может перегореть. Поэтому не рекомендуется превышать максимальный прямой ток элемента. Точные значения для конкретного светодиода приводятся в техническом описании.

Падение напряжения. Характеризует допустимую разницу между величинами входного и выходящего напряжения. У значения напряжения для светодиодов есть максимальное значение, превышение которого приведет к поломке led. Значения указываются в техническом описании.

Полярность. Поскольку ток в светодиоде течет только от p -слоя к n -слою, для предотвращения поломок стоит полярность. Обычно ее определяют по внешнему виду, маркировке или особым пометкам на корпусе. (Подробнее смотрите в статье «определение полярности»). Также узнать полярность можно из технической документации.

Угол рассеивания света. Определяется формой линзы, конструкцией кристалла и от используемых для изготовления кристалла веществ. Может меняться от 15 до 180 градусов.

Что такое COB-светодиод

С тех пор, как появились SMD-светодиоды, инженерная мысль не стояла на месте. Разработчики многих производителей решали задачи уменьшения размеров осветительной аппаратуры, увеличения светоотдачи, упрощения и удешевления технологии монтажа, сборки и т.д. Сейчас трудно установить, кому первому пришла в голову идея не заключать каждый p-n переход в отдельный корпус, покрытый люминофором, а поместить несколько арсенид-галлиевых кристаллов в одну оболочку. Но первый образец такой продукции появился на рынке в 2003 году от фирмы Citizen Electronics.

Идея оказалась прорывной. Помимо решения упомянутых задач, появилась возможность сконцентрировать излучающие элементы на относительно малой площади и получить меньшее рассеяние света. Такая технология получила наименование COB – chip-on-board, «чип на плате». Возможно, более верным переводом была бы фраза «элемент на плате» или «кристалл на плате».

COB-сборки различной формы.

Долгое время выпуск матриц, изготовленных по такому принципу, сдерживала сложность наклейки светодиодов на подложку. Толщина клея должна быть строго выверена: уменьшение слоя ведет к снижению прочности крепления, увеличение – к снижению эффективности отведения тепла. В 2009 году эта проблема была решена и COB-технология начала свое триумфальное шествие по миру светотехники.

Модуль, произведенный по такому принципу, содержит матрицу из светодиодов без корпусов, размещенных на основании. За счет отсутствия оболочек удалось повысить плотность размещения излучающих элементов и увеличить яркость, снимаемую с единицы поверхности. В некоторых случаях светодиоды заливают прозрачным компаундом для прочности. Верхняя часть оболочки покрыта люминофором.

Подложка для сборки COB-матрицы.

Печатная плата производится по обычной технологии, состоит из токопроводящих дорожек, расположенных на диэлектрической основе. Снизу приклеивается пластина из металла с высокой теплопроводностью, и изделие получает законченный вид.

Типовые значения светового потока матриц с размером кристалла 0,762*0,762 мм в зависимости от мощности указаны в таблице.

Электрическая мощность, Вт Количество элементов, шт Световой поток, лм
10 9 450-550
30 30 1800-2200
50 50 2550-2750
100 100 4500-5500

Фактически параметры могут отличаться в небольших пределах из-за дополнительных условий.

Белая кухня

Несмотря на то, что белый цвет для интерьера кухни нельзя назвать практичным, все же его выбирают чаще всего. Он является воплощением чистоты, благородства, нежности и изящества. Чтобы избежать эффекта скуки, воспользуйтесь яркими деталями.

Благодаря тому, что белый цвет визуально расширяет пространство, он станет идеальным для небольшого помещения. При правильной расстановке акцентов, вы получите спокойную и комфортную обстановку, дарящую ощущение чистоты и свежести.

Примеры сочетаний с плинтусом

Светодиоды в электрической схеме

Светодиод работает при пропускании через него тока в прямом направлении (т.е. анод должен иметь положительный потенциал относительно катода).

Из-за круто возрастающей вольт-амперной характеристики p-n-перехода в прямом направлении светодиод должен подключаться к источнику тока. Подключение к источнику напряжения должно производиться через элемент (или электрическую цепь), ограничивающий ток, например, через резистор. Некоторые светодиоды могут иметь встроенную токоограничивающую цепь, в таком случае для них указывается диапазон допустимых напряжений источника питания.

Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения, превышающего заявленное изготовителем падение напряжения для конкретного светодиода, может вызвать протекание через него тока, превышающего предельно допустимый, перегрев и мгновенный выход из строя. В простейшем случае (для маломощных индикаторных светодиодов) токоограничивающая цепь представляет собой резистор, последовательно включенный со светодиодом. Для мощных светодиодов применяются схемы с ШИМ, которые поддерживают средний ток через светодиод на заданном уровне и, при необходимости, позволяют регулировать его яркость.

Недопустимо подавать на светодиоды напряжение обратной полярности от источника с малым внутренним сопротивлением. Светодиоды имеют невысокое (несколько вольт) обратное пробивное напряжение. В схемах, где возможно появление обратного напряжения, светодиод должен быть защищён параллельно включенным обычным диодом в противоположной полярности.

Закладки для книг в 1 класс: резинка с пуговицей

Светодиод символ

Символ схемы для светодиода относительно прост. Символ СИД содержит диодный символ с двумя стрелками, указывающими наружу, чтобы обозначать, что свет исходит от диода.

Светодиод, схема светодиода.

Иногда символ светоизлучающего диода показан только как контур и без заполненных фигур. Форма контура одинаково приемлема.

Альтернативный вид светодиода, светодиодный индикатор цепи.

Также можно увидеть другие версии светодиодных символов. Иногда символ светоизлучающего диода может быть заключен в круги. Этот символ не так широко используется в наши дни, но все еще можно увидеть на многих схемах.

Отзывы потребителей

Как маркируют LED-ленты

Принятие единой системы маркировки светодиодных лент назрело давно, но производители светотехнического оборудования между собой договариваться не спешат. Поэтому существует несколько различных параллельных способов краткого обозначения характеристик LED-полотен. Наиболее информативной выглядит маркировка вида RTW 2-5000PGS-12V-DayWhite 2x (3528, 600 LED,W). Расшифровка приведена в таблице.

RTW Герметичная лента с фронтальным свечением
2 Заводская серия
5000 Полная длина бухты в мм
PGS Способ герметизации (силиконовая оболочка, наполненная герметиком)
12V Напряжение питания
DayWhite Цвет свечения
2x Двойная плотность установки светоизлучающих элементов
3528 Форм-фактор светодиода
600 LED Полное количество LED
W Цвет подложки (W-белый (white))

В этой системе не нашлось места как минимум двум важным параметрам, без которых выбор светотехнического прибора затруднен:

  • энергопотребление одного метра ленты (его можно лишь ориентировочно оценить по типоразмеру применяемых LED и плотности их установки);
  • степень защиты (здесь тоже можно сделать приблизительную оценку по способу герметизации).

Но эта маркировка выглядит наиболее подходящей для принятия в качестве стандарта или хотя бы основы для него.

Обозначения на  светодиодных лентахОбозначения на светодиодных лентах

Типы светодиодов

С момента появления первых светодиодов появились и многие различные типы светодиодов, каждый со своими собственными свойствами и приложениями.

  • Традиционные неорганические светодиоды:   этот тип светодиодов является традиционной формой диода, доступной с 1960-х годов. Он изготовлен из неорганических материалов. Некоторые из наиболее широко используемых составных полупроводников, таких как арсенид алюминия алюминия, фосфид арсенида галлия и многие другие – цвет света часто зависит от используемых материалов.Эти светодиоды типичны для небольших светодиодных ламп, которые используются в качестве индикаторов панели, хотя для светодиодов этого типа очень много форматов. Однако даже в неорганической категории светодиодов существует много разных стилей светодиодов, которые можно увидеть и использовать:
    • Одноцветный 5 мм и т. Д. – очень традиционный светодиодный пакет
    • Светодиоды для поверхностного монтажа
    • Двухцветные и многоцветные светодиоды – типы светодиодов содержат несколько отдельных светодиодов, которые включаются разными напряжениями и т. Д.
    • Мигающие светодиоды – с небольшим временем, интегрированным в пакет
    • Буквенно-цифровые светодиодные дисплеи

    Все эти различные типы светодиодов используются в очень больших количествах

Светодиоды высокой яркости: типы светодиодов высокой яркости, HBLED, являются неорганическим светодиодом, который начинает использоваться для освещения. Этот тип светодиодов по существу такой же, как и основной неорганический светодиод, но имеет гораздо большую светоотдачу. Для генерации более высокого светового выхода эти типы светодиодов должны иметь возможность обрабатывать значительно более высокие уровни тока и рассеивание мощности. Часто эти типы светодиодов монтируются таким образом, что их можно установить на радиатор для удаления нежелательного тепла. (Читайте нашу статью про температурные режимы светодиодов).Учитывая их большую эффективность, эти типы светодиодов используется в качестве замены многих других традиционных видов освещения. Внутреннее освещение наряду с автомобильными лампами в настоящее время широко используется. Они имеют преимущества с точки зрения эффективности и факторов окружающей среды по сравнению с лампами накаливания и компактными флуоресцентными лампами, CFL. HBLED имеют более высокий уровень эффективности, и они также имеют более длительный срок службы, особенно при многократном включении и выключении. Однако у них есть конечная жизнь, фактор, который иногда упускается из виду.

Органические светодиоды:   Органические светодиоды – это основная идея для светоизлучающего диода. Эти типы светодиодов использует органические материалы, как указано в названии.Традиционные типы светодиодов используют традиционные неорганические полупроводники с различными уровнями легирующей примеси и создают свет из определенного PN-перехода – часто это точка света. Органический тип светодиодного дисплея основан на органических материалах, которые изготавливаются в листах и ​​обеспечивают рассеянную область света. Как правило, очень тонкая пленка из органического материала печатается на подложке из стекла. Затем полупроводниковая схема используется для переноса электрических зарядов на отпечатанные пиксели, заставляя их светиться.

Поскольку светодиодная технология все время улучшается, уровни эффективности всех типов светодиодов будут улучшаться, и их использование будет увеличиваться.

Лучшие тепловые вентиляторы для дачи

Dyson AM09 Fan Heater

Рейтинг: 4.9

Почему он: Привлекательный дизайн, безлопастная конструкция, высокая мощность.

Это – единственный в рейтинге безлопастной тепловой вентилятор. Поэтому он выглядит весьма футуристически. Но при этом производительность устройства на отличном уровне – она составляет 2000 Вт, благодаря чему вентилятор способен отопить до 20 квадратных метров.

Как и другая бытовая техника Dyson, это устройство выводит функции вентилятора на совершенно новый уровень. 10 скоростных режимов, дистанционное управление, наклон, поворот, возможность регулирования ширины теплового потока – всё это позволяет настроить обогреватель так, чтобы он приносил максимум комфорта.

Вентилятор оснащается пультом ДУ и электронной системой контроля, через которую можно аккуратно выставить все желаемые параметры работы. Также у обогревателя есть таймер и защитная система, отключающая его при опрокидывании. Уровень шума – сравнительно низкий для своего класса и при максимальной нагрузке он составляет всего 64 дБ.

  • Высокая производительность;
  • Уникальные дизайн и конструкция;
  • Полный контроль с пультом дистанционного управления.

Дорогой в сравнении с остальными моделями.

Timberk TFH F20VVE

Рейтинг: 4.8

Почему он: Безопасная модель с низким уровнем шума.

Этот тепловентилятор выполняется в специальном корпусе, который защищает от случайного контакта с нагревательным элементом или рассеивателем. Благодаря такой конструкции он подходит даже для установки в детских комнатах! А керамический нагревательный элемент с мощностью в 2000 Вт быстро прогреет помещение площадью до 20 квадратных метров.

Ещё одна повышающая безопасность особенность – термостат. Этот функциональный элемент автоматически отключает вентилятор при рисках перегрева. Обогреватель оснащается цифровой системой управления и поддерживает дистанционный контроль с пульта. Среди её функций – настройки температуры с довольно малым шагом и таймер работы с лимитом в 7.5 часов. Установленные параметры отображаются на жидкокристаллическом дисплее.

  • Мощный и надёжный нагревательный элемент;
  • Поддержка дистанционного управления;
  • Режим вращения.
  • Чувствительный термостат;
  • Нет даже минимальной влагозащиты;
  • Только один режим работы вентилятора.

Timberk TFH T15XCZ

Рейтинг: 4.7

Почему он: Привлекательный дизайн, высокая мощность, оптимальная цена.

Этот тепловентилятор выполняется в уникальном дизайном, который делает его совершенно не похожим на устройство для отопления – скорее уж на «хипстерскую» аудиоколонку. Но это – как раз достоинство. Обогреватель превосходно впишется и в классический, и в современный интерьер.

Кроме того, обогреватель отличается высокой – для своих компактных размеров – мощностью. Она составляет 1500 Вт, благодаря чему обогреватель способен повысить температуру в помещении с площадью до 20 квадратных метров. Для управления тепловентилятором используется механическая рукоять, расположенная на одной из боковых стенок. Нагревательный элемент выполняется из керамики, которая отличается долговечностью. Есть два режима работы, отличающиеся мощностью.

Также устройство способно работать в режиме обычного вентилятора, без подогрева помещения. Есть функция автоматического отключения при опрокидывании и система защиты от мороза.

Схемы на резисторах

Данная схема вполне по силам даже начинающим мастерам. Чтобы собрать устройство на её основе, необходимо купить 2 резистора по 12к, а также пару цепей с одинаковым количеством последовательно припаянных чипов с учетом полярности. Одну полосу диодов со стороны (R2) подсоединяют анодом, а другую (R1) – катодом. Устройства, которые собраны по данной схеме, отличаются мягким светом, поскольку в момент включения светодиоды зажигаются поочередно.

Рис.5 – резистор для светодиодной лампы.

Благодаря этому эффекту невооруженный глаз практически не видит пульсации. Такая лампочка лучше всего подходит для настольного светильника. Чтобы получить оптимальное освещение, рекомендуется приобретать ленты с 20-40 диодами. Если их будет меньше, это даст незначительный световой поток. Но чем больше элементов, тем сложнее работа в техническом плане.

Кровать-чердак своими руками

Этапы изготовления

Сборка будет рассмотрена на основе стандартного цоколя от люминесцентной лампы. На первом этапе необходимо разобрать светильник. Все люминесцентные устройства подсоединяется к цоколю защелками через пластину с трубками. Здесь задача мастера заключается в том, чтобы найти места креплений и отсоединить цоколь с помощью ножа или плоской отвертки.

Рис.6 – снятие цоколя люминесцентной лампы.

В процессе разборки стоит быть осторожным, чтобы случайно не повредить трубки, в которых содержатся ядовитые вещества. Также следует не допустить повреждения электропроводки, подсоединённой к цоколю. Верхняя часть с трубками используется для изготовления пластинки под установку светодиодов. Для этого трубчатые элементы необходимо убрать.

Рис.7 – лампа в разобранном виде.

На следующем этапе понадобится пластмассовая или картонная крышка, она будет служить для изоляции светодиодов. Например, если в лампу устанавливаются диоды HK6, в каждом из них есть 6 параллельно подключённых кристаллов. При минимальном потреблении энергии они дадут максимально яркий свет.

Чтобы подключить каждый из чипов, в пластинке следует проколоть по 2 отверстия согласно выбранной схеме. На данном материале диоды можно зафиксировать максимально прочно, поэтому плотный картон стоит использовать только в крайних случаях. Но если других вариантов нет, к основанию светодиоды крепят с помощью суперклея или жидких гвоздей.

Согласно приведенному примеру устройство рассчитано на 6 чипов мощностью по 0,5 Вт, поэтому в схему следует включить параллельно подсоединенные элементы. В лампочку, работающую от 220 вольт, нужно установить драйвер

На данном этапе важно изолировать его от оплаты с помощью картона или пластика, чтобы избежать короткого замыкания. О перегреве беспокоиться не стоит, так как эта лампа практически не нагревается

Рис.8 – драйвер для светодиодной лампы.

На следующем этапе можно приступать к сборке. Лампочки, работающие от стандартного патрона и сети 220В, отличаются незначительным энергопотреблением и мощностью до 3 Вт. Собранная лампа имеет характеристики светового потока от 100 до 120 Лм. Но благодаря белому свету она кажется яркой. Изделие подойдёт для освещения кладовой, коридора или установки в настольную лампу.

Многообразие видов светодиодных лент

Конкуренция на рынке светотехнического оборудования заставляет производителей закрывать все ниши применения LED-приборов, и даже создавать новые. Делается это путем выпуска разновидностей осветителей, не имеющих аналогов и прототипов в более ранних разработках.

По цвету излучения

Монохромные ленты

С разработкой светодиода с белым цветом излучения у LED-оборудования не осталось препятствий для полного завоевания рынка. Но даже белый свет не одинаков, и имеет градации по спектру излучения, характеризуемого цветовой температурой (в Кельвинах).

Шкала цветовых температур.

Потребитель может выбрать от теплых красно-желтых оттенков до холодных сине-фиолетовых. Также можно приобрести монохромные светильники с цветом, отличным от белого. В их маркировке присутствует название цвета на английском языке (Green, Blue и т.д.).

RGB-светильники

Этот тип лент содержит три светодиода красного, зеленого и синего цветов. Это дает возможность получать свечение практически любого цвета путем смешивания в разных пропорциях трех основных оттенков. И это свечение можно изменять динамически. У дизайнеров в руках оказывается почти неограниченный потенциал по созданию архитектурных подсветок, визуальных эффектов и т.д. Такие приборы в обозначении имеют символы RGB и управляются с помощью контроллеров (промышленных или любительской разработки).

Единственное ограничение такие светильники имеют по белому цвету – чистый белый получить из трех основных цветов невозможно. Для случаев, где это критично, к каждым трем цветным светодиодам добавляется один белый. Он «подкрашивает» синтезированный белый цвет. Маркируется такая лента литерами RGBW (RGB+White).

Светильник на основе адресных светодиодов

Эта разновидность LED-лент не имеет аналогов в мире осветительной техники и обладает безграничной мультимедийной составляющей. Ее главное отличие от обычной RGB-ленты в том, что доступно регулирование свечения каждого трехцветного элемента отдельно. Светильники с шиной SPI могут управляться от промышленных пультов, для приборов с однопроводной шиной (например, на основе элементов WS2812b) используют схемы управления на основе микроконтроллеров (в том числе, на платформе Ардуино). Это позволяет полностью использовать возможности, заложенные разработчиками.

Разновидности по исполнению

Обычные LED-ленты имеют степень защиты IP20. Это означает, что прибор защищен от попадания твердых частиц размером более 12,5 см и совсем не защищен от попадания воды. Такое исполнение не позволяет применять осветитель на открытом пространстве, не говоря о влажных помещениях. Поэтому производятся специальные типы лент с дополнительной защитой:

  • в виде надетой на полотно прозрачной силиконовой трубки – в маркировке присутствует обозначение P;
  • полотно может быть залито прозрачным герметиком – обозначается символами SE;
  • если присутствуют оба способа защиты (силиконовая трубка заполнена герметиком), в маркировке есть символы PGS.

Светодиодный светильник в герметичном исполнении.

Такие методы защиты позволяют выпускать LED-светильники со степенью защиты до наивысшей (IP68) и применять ленты даже под водой.

По применяемым светоизлучающим элементам

Для формирования светового потока LED-лент применяются различные типы светодиодов, включая корпусные цилиндрические. Но наибольшее распространение получили ленты на основе безвыводных элементов (SMD). Такое исполнение наиболее технологично при производстве и позволяет несколько снизить стоимость светотехники. Форм-фактор LED маркируется четырьмя цифрами, обозначающими размеры элемента в плане (длина и ширина). Эти символы обычно входит в маркировку ленты.

Внешний вид основных светодиодов применяемых в лентах.

Таблица размеров LED
Тип светоизлучающего элемента Габариты, мм
3,5 х 2,8
5,6 х 3
5 х 5
5,7 х 3

Для лент RGB используются светодиоды, содержащие в одном корпусе три кристалла с различными цветами излучения. Они имеют раздельное управление, но их аноды соединены. Обычно эти элементы применяются также в безвыводном исполнении.

Трехцветная LED-сборка.

Для создания адресных лент используют миниатюрные ШИМ-драйверы, в которые могут быть встроены светоизлучающие p-n переходы. Но также широко применяются микросхемы с внешним подключением трех LED базовых цветов (или светодиодной матрицы в едином корпусе).

Адресный светодиод WS2812B.

Что такое светодиод простыми словами

Светодиод – это полупроводниковое устройство, создающее излучение при прохождении через него электрического тока. Из чего состоит светодиод: из кристалла, заключенного в защитный корпус с выводами. Кристалл расположен на непроводящей подложке и излучает определенный цвет. Для получения нужного свечения используются химические составы из различных полупроводников и люминофоры.

Кристалл состоит из двух и более полупроводников разного типа проводимости. Принцип работы светодиода следующий – в прямом направлении через него пропускают электрический ток. В электронно-дырочном переходе на границе двух веществ происходит движение электронов и дырок, в результате чего выделяется энергия в виде кванта света и прибор начинает светить.

Преимущества:

  • высокая светоотдача;
  • высокая механическая прочность и виброустойчивость;
  • долгий срок работы;
  • малый нагрев;
  • от количества циклов включения-выключения не зависит срок работы;
  • различный спектр белых светодиодов – от 2700 К до 6500 К;
  • спектральная чистота, полученная благодаря принципу устройства;
  • отсутствует задержка при включении;
  • широкий диапазон углов излучения (от 15 градусов до 180 градусов);
  • электрическая безопасность, так как не требуются высокие напряжения;
  • отсутствие чувствительности к низким температурам;
  • надежность;
  • разнообразие форм;
  • экономичность;
  • экологичность, ввиду отсутствия в конструкции светодиода ртути и других вредных компонентов в составе светоизлучающего диода.

Недостатки:

  • нельзя допускать работы при высоких температурах – кристалл начинает деградировать;
  • высокая стоимость готового изделия.

Применение:

  • уличное, домашнее и производственное освещение;
  • индикация;
  • уличная реклама, бегущие строки;
  • фонари и светофоры;
  • подсветка экранов телефона, телевизора, компьютера и других жидкокристаллических дисплеев;
  • игрушки, значки и другие развлекательные элементы;
  • диодные дорожные знаки;
  • световые шнуры Дюралайт;
  • в фитолампах.

Осветительный прибор на основе светодиодов состоит из:

  • излучающего диода;
  • драйвера;
  • цоколя;
  • корпуса.

Из крупных производителей светодиодов можно выделить японскую фирму Nichia Corporation и ее подразделение Nichia Chemical. Они являются лидерами по изготовлению сверхъярких диодов синего, белого и зеленого цвета. Также изготовлением излучающих диодов занимаются компании Phillips, Cree, Seoul Semiconduction из российских можно выделить Оптоган и Светлана-Оптоэлектроника.

В Nichia Chemical впервые разработали белый и синий светодиод.

Фотогалерея – садовый декор

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий