categorii: Articole prezentate » Electricieni novici
Număr de vizualizări: 205275
Comentarii la articol: 9

Despre LED-uri pentru manechine

 

Despre LED-uri pentru manechineNu prea îmi plac formulele. Ca orice persoană normală :) Îmi provoacă o durere de cap și o dorință de a arunca ceva în perete. Toată viața mea am încercat să stau departe de ei. Și s-a dovedit. Dar acum m-am interesat de LED-uri și mi-am dat seama - nu mai ajunge nicăieri. Pentru a obține rezultatul dorit, trebuie să înțelegeți cum funcționează. Încet, de-a lungul treptelor, am început să pășesc prin jungla de lumen, candela și steradian. Treptat, o poză a început să se formeze în capul meu. Și în același timp regret - bine, de ce nu era nimeni care să-l explice într-un limbaj simplu accesibil? Atâta timp pierdut ... Voi încerca să vă scutesc de o durere de cap și să-l explic cât mai accesibil - ce este un LED și cum funcționează. Ei bine, în același timp, voi explica câteva legi de optică :)

Articolul este dedicat celor care se confundă în watt-candela-lumens-suite. Și într-adevăr în LED-uri. Scris de un ceainic avansat pentru începători :)


LED obișnuit

Despre LED-uri pentru manechineIndiferent de rotire, va trebui mai întâi să atingeți legile electricității obișnuite. În exemple ilustrative, bineînțeles :) Știm cu toții - ce este 220 volți - asta este ceea ce poate lovi corect, dacă nu respectați măsurile de siguranță. Când cumpărați un aparat electric, de exemplu, un fier de călcat, pașaportul spune pentru ce tensiune este proiectat. De obicei, acesta este de 220 volți. Dar în același pașaport sunt indicați și acești parametri - o tensiune alternativă cu o frecvență de 50 hertz. De ce producătorii indică cu încăpățânare acești parametri pentru dvs.?

Alege orice pașaport tehnic pentru un aparat electric și uită-te - spune că tensiunea de alimentare trebuie să fie de ~ 220 volți, 50 Hz. Să vedem care este. Un „~” indică faptul că tensiunea trebuie să fie variabilă. Într-un sistem electric auto, de exemplu, tensiunea este constantă. Și cu o baterie de tip deget este permanentă. Diferența este simplă - o tensiune constantă are un plus și un minus - o variabilă nu. De ce nu? Totul este foarte simplu. În rețelele AC, plus și minus sunt în continuă schimbare a locurilor. Același contact este fie un plus, fie un minus. Cât de des? Dar pentru aceasta, există o altă valoare - 50 Hz.

Ce este Hz? Acesta este un wobble pe secundă. Adică în rețeaua noastră de acasă, plus modificări minus de cincizeci de ori pe secundă. Și acum - care este utilizarea practică a acestor cunoștințe, ce fel de rulment are pe LED?

Hai să înțelegem. Să presupunem că aveți un bec de 220 volți 100 watt în mâini. Dacă îl conectați la o rețea electrică - se va aprinde pentru toate cele o sută de wați. Și dacă nu avem nevoie de aceste 100 de wați? Ai nevoie, să zicem, 50? Acest lucru ne va ajuta DIODUL.

Dacă împărțim cuvântul „LED” în componentele sale, obținem „lumină” și „diodă”. Adică este o diodă obișnuită, care strălucește și ea.

O diodă este un dispozitiv care este cel mai bine comparat, de exemplu, cu o supapă sau sfarc în roata mașinii. Acolo puteți pompa aer, iar înapoi - sfârcul nu se lasă. O diodă obișnuită arată ca un butoi negru cu doi pini - plus și minus. Aici îl putem folosi pentru experimente practice care îi ajută pe mulți să repare materialul. Desigur, este periculos să începeți experimentele imediat cu 220 de volți, dar cu grijă corespunzătoare nu se va întâmpla nimic rău. Cu toate acestea, toate experimentele pe care le desfășurați în pericol și riscați :)

Priviți subiectul: Dispozitivul și principiul funcționării unei diode semiconductoare

Avem nevoie de un bec de la frigider pentru 220v, 15 wați. Pentru ea, trebuie să găsiți un cartuș adecvat și să scoateți din acesta două fire. Apoi avem nevoie de orice diodă care poate fi obținută, de exemplu, de la orice televizor sau casetofon defect. Cu cât este mai mare, cu atât este mai bine. Nu este necesar să luați altele foarte mici - 220 volți până la urmă. Lângă ea, de obicei, există o desemnare sub forma unui triunghi.

Apoi avem nevoie de un cablu de alimentare cu un conector, câteva fire și fier de lipit. Pentru a începe, pur și simplu conectați becul la rețea și amintiți-vă cum strălucește. Apoi deconectați și asamblați circuitul așa cum se arată în stânga.

Despre LED-uri pentru manechine

Nu uitați să izolați cu atenție toate îmbinările cu bandă electrică. Conectați-vă. După cum vedeți, becul luminează mult mai rău. Acest lucru nu este surprinzător - acum primește doar jumătate din tensiunea de care are nevoie - a doua diodă nu pornește. Dacă experiența ta a fost un succes, iar dioda este suficient de mare - acum poți face ca oricare dintre becurile tale să fie practic eterne.

De exemplu, o lampă de 50 de wați strălucește pe hol și se arde constant. Ia 100 de wați, pornește-l prin diodă - va străluci ca 50 de wați, dar nu se va arde. Există, totuși, o singură opțiune - dioda trebuie evaluată pentru 220V, iar curentul este cel puțin amperi. Cel mai bine este să cumpărați unul dintr-un magazin de piese radio.

Ei bine, de vreme ce ne-am dat seama ce este o diodă, are sens să trecem la subiectul care ne interesează - LED-ul. LED-ul, așa cum este clar acum, are și un plus și un minus. Adică, pentru funcționarea sa, este necesară o sursă de tensiune constantă - o baterie, o baterie, o sursă de alimentare. Sursa de alimentare trebuie să indice că alimentează tensiune constantă (DC). De obicei pe coperta blocului există un autocolant al acestui conținut.

Intrare - ~ 220V 50HZ,

ieșire - 12v, 0,5 A CC

Aceasta înseamnă că o astfel de unitate poate produce o tensiune constantă de 12 volți și un curent de 0,5 amperi.

Rețineți că încărcătorul pentru telefoanele mobile este, de asemenea, o sursă de alimentare. De obicei are parametri de 5-6 volți, 0,2-0,5 A. Adesea este foarte convenabil să-l utilizați pentru a alimenta ledurile, deoarece încărcător stabilizează curentul. Dar mai multe despre asta mai târziu în articolele următoare.

Doi parametri sunt importanți pentru noi - tensiunea de funcționare a LED-ului și curentul. Tensiunea de funcționare a LED-ului se mai numește „cădere de tensiune”. În esență, acest termen înseamnă că, după LED, tensiunea în circuit va fi mai mică cu dimensiunea acestei căderi. Adică, dacă alimentăm energie cu LED-ul, care are o cădere de tensiune de 3 volți, atunci va mânca aceste trei volți, iar dispozitivul conectat la acesta după acest lucru va primi 3 volți mai puțin. Dar cel mai important lucru de învățat este că curentul este important pentru LED, nu pentru tensiune. El va lua tensiunea atât cât are nevoie, dar curentul - cât de mult dai. Adică, dacă sursa de alimentare poate emite 10 amperi, LED-ul va lua curent până când se va arde. Logica de aici este simplă - LED-ul conectat consumă curent și începe să se încălzească. Cu cât se încălzește mai puternic - cu atât mai mult curent poate trece prin ea - se extinde de la încălzire. Împreună cu curentul, scăderea tensiunii în diodă crește. Și așa până nu se arde complet - nimeni nu a limitat curentul. Dar acest lucru trebuie făcut, folosind elementul limitant.

Rețineți că, dacă sursa de alimentare are o tensiune de ieșire egală cu tensiunea de funcționare a LED-ului, nu este necesară limitarea curentului. Adică, dacă aveți, de exemplu, un LED alb și o baterie de 3,6 volți de la un telefon mobil - îl puteți conecta direct la această baterie - nu se va întâmpla nimic cu LED-ul. El ar fi fericit să acopere mai mult curent - dar nu există suficientă tensiune. Deci, bateria de 3,6 V este o sursă de alimentare ideală pentru experimentarea cu LED-uri albe și albastre. De ce doar cu ei - despre asta în alte articole.

În general, în serie cu LED-ul, trebuie să punem un fel de robinet și să-l înșurubăm la valoarea de care avem nevoie. În rolul unei astfel de macara pot fi diferite dispozitive. Cel mai simplu dintre ele este un rezistor.


Aspecte optice ale utilizării LED-urilor

Aspecte optice ale utilizării LED-urilorSă presupunem că am învățat cum să conectăm un LED și să-i limităm curentul. Se pune întrebarea - cât de mult strălucește? Aici trebuie să ne cufundăm puțin în optică.

Printre proprietățile LED-urilor, în special cele puternice, este frecvent indicat tipul de distribuție a luminii. De obicei, acesta este așa-numitul LED Lambert. Mai departe îl vom considera ca cel mai răspândit. Ce înseamnă acest termen? LED-ul "Lambert" luminează în toate direcțiile în mod egal, indiferent de direcție.Dacă LED-ul ar fi o bilă, ar străluci în egală măsură în toate direcțiile - aceasta este esența diagramei Lambert. Pentru a clarifica, soarele este o sursă lambertiană.

Designul standard LED este un cristal, o placă subțire care strălucește. Privește prin fereastra transparentă a LED-ului - și vei vedea acest cristal. Sârmele subțiri de contacte ajung la el. Dacă conectați imaginația, puteți imagina lumina provenind de la LED ca un nor în formă de sferă agățat deasupra ei. Lumina - acestea sunt particule mici numite fotoni. Deci, o bilă plină cu fotoni atârnă deasupra LED-ului. Și cu cât LED-ul emite mai multă lumină, cu atât mingea este mai mare, cu cât gogoșile fotonului zboară, împingându-se și înghesuindu-se reciproc. Cele mai multe dintre ele zboară în sus perpendicular pe planul cristalului, astfel încât intensitatea maximă a luminii a LED-urilor este de 90 de grade în raport cu planul cristalului. Sper că acum diagramele date de producătorii de LED-uri au devenit mai clare pentru dvs. :) Pentru a deveni complet înțelegător, să ne uităm la un exemplu.

Să presupunem că există un LED, în vârful căruia atârnă o sferă de lumină emisă de acesta cu un diametru de 1 metru (LED bun! :)).

Aspecte optice ale utilizării LED-urilor

Scala inferioară este numărul de procente al acestui contor, partea superioară este gradul de radiație. În conformitate cu această diagramă, cel mai mare număr de fotoni este cel mai înalt punct cu un grad de 0 și un interval de 1 metru. Pare ciudat, dar așa este. Mai puțin ciudat începe să arate, dacă vă amintiți că lumina este un val, nu degeaba indică lungimea de undă pentru caracteristici. În consecință, sfera noastră de lumină poate fi reprezentată ca un câmp electromagnetic cu o anumită densitate. Dar aceasta este deja o junglă - hai să mergem mai departe :)


Unghiul de jumătate de luminozitate

De obicei, producătorul indică un parametru, cum ar fi un unghi dublu de jumătate de luminozitate. Ce înseamnă acest termen? După cum am aflat, LED-ul oferă lumină maximă în centru și în partea de sus, adică unghiul este zero. În consecință, cu cât este mai departe de centru, cu atât este mai puțin lumină. Unghiul de jumătate de luminozitate este atunci când LED-ul oferă 100 de unități de lumină convenționale la „0” grade și, de exemplu, la 30 de grade (în raport cu axa „0”) - 50. Unghiul de jumătate de luminozitate în figura I este intensitatea luminii, Imax este intensitatea maximă a luminii. ImaxCos - jumătate din puterea luminii. De ce „dublăm” - înmulțim grade cu două, LED-ul strălucește simetric. Drept urmare, obținem un triunghi frumos izoscel de lumină. Există, de asemenea, lumină în afara acestui triunghi, avem o bilă de lumină, dar punctul de referință pentru caracteristica LED-ului este jumătatea unghiului.

Aspecte optice ale utilizării LED-urilor

candelă

Acum putem lua în considerare ce este Candela. Candela este, la modul vechi, o „lumânare”. Îți amintești, obișnuiau să spună - un candelabru sau o lampă cu o sută de lumânări? Pe vremuri, era nevoie de un fel de punct de referință. Am fost de acord să luăm o lumânare cu grosimea necesară, să o aprindem și să o considerăm un standard, aceasta chiar candela. În zilele noastre, desigur, ei gândesc diferit. Nu voi explica în detaliu cum, acest lucru este în afara domeniului de aplicare al articolului. Este doar o unitate de măsură pentru intensitate luminoasă și se numește Candela. Caracteristica sa principală este utilizarea surselor direcționale pentru măsurarea intensității luminii. De aceea, pentru LED-urile de 5 mm valorile sunt indicate în lumânări, mai precis, la milicandele (1 cd = 1000 mcd).

Este timpul să ne dăm seama cum diferă LED-urile de 5 mm sau oricare altul dintr-o carcasă din plastic de cele puternice.


Caracteristici de proiectare a LED-urilor indicator de 5 mm

După cum am menționat mai sus, un LED este un cristal care emite lumină. Luați în considerare designul LED-ului într-o carcasă din plastic de 5 mm. O examinare atentă dezvăluie două lucruri importante - obiectivul și reflectorul. Cristalul LED este plasat în dispozitivul reflector al LED-ului. Acest reflector stabilește unghiul de împrăștiere inițial. Apoi, lumina trece printr-o carcasă epoxidică. Se ajunge la lentilă - apoi începe să se disipeze pe părțile laterale sub un unghi în funcție de designul obiectivului. În practică - de la 5 la diagrama LED la 160 de grade.

Pentru a indica intensitatea luminoasă a acestor LED-uri, se folosește doar candela.LED-urile cu emisie direcțională emit lumină într-un unghi solid. Pentru a înțelege care este un unghi solid, este suficient să ne imaginăm imaginea următoare. Luați o lanternă, o porniți și o puneți în găleata de foc până în partea de jos, apoi o închideți cu un capac. În consecință, lumina din interior are forma unui con în forma găleții noastre. Acest con delimitat de un capac este un unghi solid.

Voi încerca să explic sensul distribuției de lumină mai simplu. Să zicem că intensitatea luminoasă a felinarului nostru este de 1 candelă, adică 1000 de micro-candelabre (pentru a fi mai figurat, microchinele pot fi considerate fotoni :)) Dacă mergem mai departe prin analogie, avem o găleată completă de micro-candelabre. Dacă doriți, puteți calcula volumul găleții - bine ați venit la geometrie :) În consecință, dacă luăm găleata de două ori mai mult - microcandelele sunt distribuite uniform pe ea, adică nu vor mai exista :) În toate aceste explicații, puteți găsi răspunsul la întrebarea sacră - câte LED-urile sunt necesare pentru a înlocui un bec de 100 de wați. Despre asta - mai departe.

Caracteristici de proiectare a LED-urilor de mare putere

Caracteristici de proiectare a LED-urilor de mare putere

Spre deosebire de LED-urile indicator, cele puternice nu sunt doar un dispozitiv, ci și un produs de marketing. Astăzi, între principalii producători, există o adevărată cursă pentru lumeni - cine este mai mult? Și nimănui nu îi pasă că aceste lumeni trebuie să fie în continuare utilizate. Hai să mergem în ordine.

Principala diferență între un LED puternic și un indicator LED în forma sa pură este de a minimiza orice obstacole în calea de ieșire a luminii din carcasa LED. Prin urmare, LED-urile puternice au o diagramă Lambert. La ce duce acest lucru în practică? Porniți ledul și obțineți un bec frumos deasupra acestuia. Și ce să facem în continuare? Cum pot lumina suprafața de care ai nevoie? Trebuie să utilizați diverse optice sau reflectoare, ceea ce duce inevitabil la pierderi și, prin urmare, la o scădere a fluxului luminos. Prin urmare, dacă, după cumpărarea unui LED puternic, nu ați dobândit o optică bună și a fost conceput special pentru designul său - vă bucurați din timp - durerile de cap încă vor veni.

Furnizarea lumenelor de care aveți nevoie la suprafața pe care doriți să o luminați nu este o sarcină ușoară.


lumen

După cum ați înțeles deja, candelele pentru evaluarea intensității luminoase a LED-urilor de mare putere nu sunt adecvate. Pentru a face acest lucru, există lumeni - aceasta este cantitatea totală de lumină pe care LED-ul o poate oferi atunci când este conectat la valorile de curent și tensiune specificate. Vă amintiți de analogia cuvei de foc? Aici se potrivește și ea. Presupunem că dacă LED-ul are o intensitate a luminii de 100 de lumeni, atunci în găleata noastră vor exista 100 de lumeni.

Un bec obișnuit de 100 W este, de asemenea, o sursă Lambert. Puterea medie de lumină a acestui bec este de 10-15 lumeni pe watt. Adică 100 de wați de lumină incandescentă ne vor oferi, să zicem, 1000 de lumeni. Deci, pentru a înlocui o lampă de 100 de wați cu LED-uri, aveți nevoie de 10 bucăți de 100 de lumeni fiecare. Este simplu? Nu, din păcate. Ajungem la un termen precum LUX.


lux

Luxul este raportul dintre numărul de lumeni și zona iluminată. 1 lux reprezintă 1 lumen pe metru pătrat. Să zicem că avem o suprafață pătrată cu o suprafață de un metru. Totul este iluminat uniform de un bec situat la o anumită distanță pur de sus. Pentru acest bec, producătorul a declarat o iluminare de 100 lux. Luăm un dispozitiv care măsoară puterea luminii și o măsurăm oriunde în pătratul nostru, ar trebui să obținem 100 de lumeni. Dacă da, producătorul nu ne-a înșelat.

Citiți și pe acest subiect:Exemple de utilizare a LED-urilor

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Cum să faceți un comutator retroiluminat
  • Cum se calculează corect și se alege un rezistor pentru un LED
  • Ce este degradarea LED?
  • Cum se verifică LED-ul
  • Cum să alegeți driverul potrivit pentru LED-uri

  •  
     
    Comentarii:

    # 1 a scris: | [Cite]

     
     

    Se răcește! Mulțumim pentru articol!

     
    Comentarii:

    # 2 a scris: | [Cite]

     
     

    Un articol excelent, totul este notat pe puncte și într-un limbaj inteligibil. Multumesc mult!

     
    Comentarii:

    # 3 a scris: Shura | [Cite]

     
     

    Este parțial accesibil, dar uneori confuz, oamenii de cai ...

     
    Comentarii:

    # 4 a scris: pulă | [Cite]

     
     

    Un pic despre toate :) Pentru cei cărora nu le plac formulele, există calculatoare gata făcute

     
    Comentarii:

    # 5 a scris: | [Cite]

     
     

    Alo Un articol foarte bun. Îmi pare foarte rău că puțin târziu am început să fiu atent la LED-uri. Ce importanță și avantaj foarte mare au echipamentele de înaltă tensiune în viața de zi cu zi. Într-o mașină în jocuri pentru copii etc. Dar apoi, și acum vreau să vă rog să explicați cum să alegeți rezistențe sau altceva, astfel încât ledurile din bateria mașinii să strălucească și să nu se aprindă.
    Nu avem lumină în țară, am conectat 18 LED-uri dintr-o baterie veche, încărcată natural și toată lumea este foarte fericită, puteți sta și juca cărți până seara târziu etc. vorbește la lumina lumânărilor Însă problema este că unele sunt arse, iar altele strălucesc deja de trei ani. Am ridicat rezistențele la bum, care sunt necesare exact nu pot să scot nicăieri. Am cumpărat 4 blocuri de 4 LED-uri pline din fabrică fiecare, nu se ard, dar sunt de 5 mm, am cumpărat LED-uri mai puternice și nu le pot ridica prin care rezistențe. Ceea ce mă încântă în trei ani, a reîncărcat puțin bateria. Și lumina peste tot pe care o am este în bucătărie, pe terasa din baie în toaleta din foișor. Tinerii și oaspeții sunt încântați, iar eu sunt mulțumit pentru ei. Imi cer scuze pentru emotii. Multumesc!

     
    Comentarii:

    # 6 a scris: andy78 | [Cite]

     
     

    Cum conectați LED-ul la rețeaua electrică - i.electricianexp.com/svetodiod.php

     
    Comentarii:

    # 7 a scris: | [Cite]

     
     

    Multumesc!

     
    Comentarii:

    # 8 a scris: Serghei | [Cite]

     
     

    1 candela, adica 1000 milikandel!

     
    Comentarii:

    # 9 a scris: Nikita | [Cite]

     
     

    Scrise fără succes despre fotoni. Nu interacționează între ei. Și nu zburați mai departe, cu atât LED-ul este mai puternic. Și, prin analogie cu mingea de deasupra LED-ului, nu aș confunda cititorii. Aș scrie mai simplu - cu cât LED-ul este mai puternic, cu atât mai mulți fotoni. Iar obiectivul stabilește unghiul de iluminare.