О ЛЕД лампицама за лутке

Не волим формуле. Као и сваки нормалан човјек :) Узрокују ме главобоља и жеља да нешто бацим у зид. Целог свог живота покушавао сам да се држим даље од њих. И испоставило се. Али сада сам се заинтересовао за ЛЕД-ове и схватио - нигде нема. Да бисте постигли жељени резултат, морате да схватите како то функционише. Полако, дуж степеница, почео сам да се пробијам кроз џунглу лумена, канделе и стерадијана. Постепено, у глави ми се почела обликовати слика. У исто време и жаљење - па, зашто није било никога да то објасни на једноставном доступном језику? Толико времена изгубљено ... Покушаћу да те сачувам од главобоље и објасним што је могуће више - шта је ЛЕД и како функционише. Па, у исто време ћу објаснити пар закона оптике :)

Чланак је посвећен онима који се збуне у апартманима ванде-цандела-луменс. И заиста у ЛЕД-има. Написао напредни чајник за почетнике :)

Редовна ЛЕД

Без обзира како ротирате, прво ћете морати да се дотакнете закона обичне електричне енергије. У илустративним примерима, наравно :) Сви знамо - шта је 220 волти - то је оно што може правилно да погоди, ако не поштујете мере предострожности. Када купујете електрични апарат, на пример, пеглу, у пасошу пише за који је напон дизајниран. Обично је то 220 волти. Али у истом пасошу су наведени и ови параметри - наизменични напон са фреквенцијом од 50 херца. Зашто произвођачи тврдоглаво наводе ове параметре за вас?

Узмите било који технички пасош за електрични апарат и погледајте - он каже да напон треба да буде ~ 220 волти, 50 Хз. Да видимо шта је то. "~" Означава да напон мора бити променљив. На пример, у аутомобилском електричном систему, напон је константан. А са батеријом типа прста је трајна. Разлика је једноставна - константан напон има плус и минус - променљива не. Зашто не? Све је врло једноставно. У АЦ мрежама, плус и минус се стално мењају. Исти контакт је или плус или минус. Колико често? Али за то постоји још једна вредност - 50 Хз.

Шта је Хз? Ово је једно колебање у секунди. То јест, у нашој кућној мрежи, плус се мења минус педесет пута у секунди. А сада - каква је практична употреба овог знања, какав лежање има на ЛЕД-у?

Хајде да исправимо. Претпоставимо да у својим рукама имате жаруљу од 100 волти од 100 волти. Ако га прикључите у електричну мрежу - упалит ће се свих својих сто вати. А ако нам не требају ових 100 вати? Да ли вам треба, рецимо, 50? Ово ће нам помоћи да ДИОДЕ.

Ако разбијемо реч „ЛЕД“ на њене компоненте, добићемо „светлост“ и „диода“. То је, то је обична диода, која такође светли.

Диода је уређај који се најбоље упоређује, на пример, са вентилом или навојем у точкићу аутомобила. Тамо можете пумпати ваздух и назад - брадавица не пушта. Обична диода изгледа као црна бачва са два пина - плус и минус. Овде га можемо користити за практичне експерименте који многим помажу у поправљању материјала. Наравно, опасно је одмах започети експерименте са 220 волти, али уз правилну негу неће се догодити ништа лоше. Ипак, сви експерименти које изводите на властиту одговорност и ризик :)

Погледајте на тему: Уређај и принцип рада полуводичке диоде

Потребна нам је жаруља из фрижидера за 220 В, 15 вата. За њу морате пронаћи одговарајући уложак и из њега уклонити две жице. Тада нам треба било која диода која се може добити, на пример, са било којег неисправног телевизора или магнетофона. Што је већа, то је боље. Не требате узимати врло мале - на крају од 220 волти. У близини се обично налази ознака у облику троугла.

Онда нам треба кабл за напајање са утикачем, неке жице и лемљење. За почетак једноставно прикључите сијалицу на мрежу и сетите се како светли. Затим искључите и саставите склоп као што је приказано на левој страни.

Не заборавите да пажљиво изолирате све спојеве електричном траком. Укључите. Као што видите, сијалица сија много горе. То није изненађујуће - она ​​сада прима само половину напона који јој треба - друга диода се не укључује. Ако је ваше искуство било успешно, а диода је довољно велика - сада било коју од сијалица можете учинити практично вечном.

На пример, лампица од 50 вати светли у вашем ходнику и стално гори. Узмите 100 вата, укључите га кроз диоду - светлиће попут 50 вати, али неће прегорјети. Постоји, међутим, једно упозорење - диода мора бити 220В, а струја је најмање ампера. Најбоље је да га купите у продавници радио делова.

Па, откад смо схватили шта је диода, има смисла ићи на тему која нас занима - ЛЕД. Као што је сада јасно, ЛЕД такође има и плус и минус. Односно, за његов рад потребан је константни извор напона - батерија, батерија, напајање. Напајање мора да указује да напаја константни напон (ДЦ). Обично се на корицама блока налази налепница овог садржаја.

Улаз - ~ 220В 50ХЗ,

излаз - 12 В, 0,5 А ДЦ

То значи да таква јединица може произвести константан напон од 12 волти и струју од 0,5 ампера.

Имајте на уму да је пуњач за мобилне телефоне такође извор напајања. Обично има параметре од 5-6 волти, 0,2-0,5 А. Често је врло прикладно да се користи за напајање ЛЕД-ова, јер пуњач стабилише струју. Али о томе више у следећим чланцима.

За нас су важна два параметра - радни напон ЛЕД-а и струја. Радни напон ЛЕД-а назива се и „пад напона“. У суштини, овај термин значи да ће након ЛЕД-а напон у кругу бити мањи за величину истог пада. То јест, ако напајамо ЛЕД диодом која има пад напона од 3 волта, он ће појести та три волта, а уређај који је спојен на њега добит ће 3 волта мање. Али најважнија ствар коју треба научити је да је за ЛЕД важна струја, а не напон. Узеће напон онолико колико му треба, али струју - колико дате. То јест, ако ваш извор напајања може давати 10 ампера, ЛЕД ће се напајати све док не изгоре. Логика је овде једноставна - прикључени ЛЕД троши струју и почиње да се загрева. Што се јаче загрева - више струје може да прође кроз њега - шире се од загревања. Заједно са струјом, повећава се и пад напона преко диоде. И тако све док не изгори у потпуности - нико није ограничио струју. Али то се мора учинити користећи елемент ограничавања.

Имајте на уму да ако извор напајања има излазни напон једнак радном напону ЛЕД-а, није потребно ограничавати струју. То јест, ако на пример имате бели ЛЕД и батерију од 3,6 волти са мобилног телефона - можете да га директно повежете на ову батерију - неће бити ништа ЛЕД. Био би сретан да уграби више струје - али нема довољно напона. Тако је ћелија од 3,6 В идеалан извор напајања за експериментирање са белим и плавим ЛЕД лампицама. Зашто само са њима - о томе у другим чланцима.

Генерално, у серији са ЛЕД-ом морамо ставити неку врсту славине и завити је на потребну вредност. У улози такве дизалице могу бити различити уређаји. Најједноставнији од њих је отпорник.

Оптички аспекти употребе ЛЕД-ова

Претпоставимо да смо научили како да повежемо ЛЕД и да ограничимо његову струју. Поставља се питање - колико оно сја? Овдје морамо мало уронити у оптику.

Међу својствима ЛЕД-ова, посебно снажних, често се наводи врста расподјеле свјетлости. Обично се ради о такозваној Ламберт ЛЕД. Надаље, сматраћемо га најраспрострањенијим. Шта овај термин значи? ЛЕД "Ламберт" светли у свим смеровима једнако, без обзира на правац.Да је ЛЕД кугла, светлила би подједнако у свим правцима - то је суштина Ламбертовог дијаграма. Да будемо јасни, сунце је извор Ламбертија.

Стандардни ЛЕД дизајн је кристал, танка плоча која светли. Погледајте кроз прозор прозор ЛЕД-а - и видећете овај кристал. Долазе му танке жице контаката. Ако спојите машту, можете замислити светлост која долази са ЛЕД-а као облак у облику сфере који виси изнад ње. Светлост - то су мале честице које се зову фотони. Дакле, кугла испуњена фотонима виси изнад ЛЕД-а. И што више светлости ЛЕД емитира, то је већа лопта, што даље фотонски крофни лете, гурајући се и истискујући једни друге. Већина њих лети према горе правокотно на равнину кристала, тако да је максимални интензитет светлости ЛЕД диода 90 степени у односу на равнину кристала. Надам се да ће вам сада дијаграми које дају произвођачи ЛЕД-а постати јаснији :) Да бисте постали потпуно разумљиви, погледајмо пример.

Претпоставимо да постоји ЛЕД, на чијем врху виси светлосна сфера висине пречника 1 метар (добар ЛЕД! :)).

Доња скала је број процената овог метра, горња је степен зрачења. У складу са овим дијаграмом, највећи број фотона је на највишој тачки са степеном 0 и дометом од 1 метра. Изгледа чудно, али јесте. Мање чудно то почиње да изгледа, ако се сећате да је светлост талас, није за ништа што они означавају таласну дужину карактеристика. Према томе, наша светлосна сфера може се представити као електромагнетно поље са одређеном густином. Али ово је већ џунгла - идемо даље :)

Пола угла светлости

Произвођач обично назначује параметар као што је двоструки угао половине светлине. Шта овај термин значи? Као што смо сазнали, ЛЕД даје максималну светлост у средини и на врху, односно угао је нула. Према томе, што је даље од центра, то је мање светлости. Кут половине светлине је када ЛЕД даје 100 конвенционалних јединица светлости на „0“ степени, и, на пример, на 30 степени (у односу на ос „0“) - 50. Угао светлости половине на слици И је интензитет светлости, Имак је максимални интензитет светлости. ИмакЦос - половина снаге светлости. Зашто "дупло" - множимо степене по два, ЛЕД такође светли симетрично. Као резултат тога, добијамо леп исосцелес троугао светлости. Има светла и изван овог троугла, имамо куглу светлости, али референтна тачка карактеристике ЛЕД је половина угла.

Цандела

Сада можемо размотрити шта је Цандела. Цандела је, на стари начин, "свећа." Сећате се, говорили су - лустер или лампа са сто свећа? У стара времена је била потребна нека врста референтне тачке. Договорили смо се да узмемо свећу потребне дебљине, запалимо је и сматрамо је стандардном, баш овом канделом. Данас, наравно, мисле другачије. Нећу детаљно објашњавати како је то ван оквира чланка. То је само јединица мере светлосног интензитета, а зове се Цандела. Његова главна карактеристика је коришћење усмерених извора за мерење интензитета светлости. Због тога су за 5 мм ЛЕД вриједности означене у свијећама, тачније у милицанделима (1 цд = 1000 мцд).

Време је да схватимо како се ЛЕД од 5 мм или било који други у пластичном кућишту разликују од моћних.

Дизајн карактеристике ЛЕД индикатора 5 мм

Као што је горе поменуто, ЛЕД је кристал који емитује светлост. Размислите о дизајну ЛЕД-а у пластичном кућишту од 5 мм. Помним прегледом откривају се две важне ствари - сочиво и рефлектор. ЛЕД кристал се поставља у рефлекторски уређај ЛЕД. Овај рефлектор поставља почетни угао расипања. Тада светлост пролази кроз епоксидно кућиште. Долази до сочива - а затим почиње да се расипа по странама под углом у зависности од дизајна сочива. У пракси - од 5 до ЛЕД дијаграма 160 степени.

За означавање светлосног интензитета таквих ЛЕД-ова користи се само кандела.ЛЕД-ове са усмереном емисијом емитују светлост под чврстим углом. Да бисте разумели шта је чврст угао, довољно је да замислите следећу слику. Узимаш батеријску лампу, укључујеш је и стављаш у канту за ватру до самог дна, а затим је затвараш поклопцем. Светлост унутра, у складу са тим, има облик конуса у облику наше канте. Конус омеђен поклопцем је пуног угла.

Покушаћу да објасним значење расподеле светлости. Рецимо да је светлећи интензитет нашег фењера 1 кандела, то јест 1000 микрокандела (да будемо фигуративнији, можемо сматрати микроканделе фотонима :)) Ако идемо даље по аналогији, имамо пуну канту микрокандела. Ако желите, можете израчунати запремину канте - добродошли у геометрију :) Према томе, ако канту узмемо двоструко више - микроканели ће на њој бити равномерно распоређени, односно, неће је бити више :) У свим тим објашњењима можете пронаћи одговор на свето питање - колико њих ЛЕД индикатори су потребни како би се заменила сијалица од 100 вати. О томе - даље.

Дизајнерске карактеристике ЛЕД велике снаге

За разлику од ЛЕД индикатора, снажни нису само уређај, већ и маркетиншки производ. Данас између главних произвођача постоји права трка за луменима - ко је више? И никога није брига да се ови лумени и даље морају користити. Идемо редом.

Главна разлика између моћне ЛЕД и индикаторске ЛЕД у свом чистом облику је да се минимизирају све препреке на излазу светлости из кућишта ЛЕД. Због тога моћне ЛЕД диоде имају Ламбертов дијаграм. Шта то води у пракси? Укључите ЛЕД и добијете лепу сијалицу изнад ње. И шта даље? Како могу да осветле површину која вам је потребна? Морате користити разне оптике или рефлекторе, што неминовно доводи до губитака, а самим тим и до смањеног светлосног тока. Стога, ако купите снажни ЛЕД, нисте стекли добру оптику и дизајнирали посебно за његов дизајн - радујете се рано - главобоља тек долази.

Достављање лумена који вам требају на површину коју желите да осветлите није лак задатак.

Лумен

Као што сте већ схватили, канделе за процену светлосног интензитета ЛЕД-а велике снаге нису погодне. Да бисте то учинили, постоје лумени - ово је укупна количина светлости коју ЛЕД може давати када је повезан са одређеним вредностима струје и напона. Сећате се аналогије ватрене канте? Овде се такође уклапа. Претпостављамо да ако ЛЕД има интензитет светлости од 100 лумена, тада ће у нашој канти бити 100 лумена.

Обична сијалица од 100 В такође је извор Ламберта. Просечна светлосна снага ове сијалице је 10-15 лумена по вату. Односно, 100 вати жаруље са жарном енергијом даће нам, рецимо, 1000 лумена. Дакле, да бисте заменили лампицу од 100 вата ЛЕД-има, потребно вам је 10 комада од 100 лумена сваки. Је ли то једноставно? Не, нажалост. Дошли смо до термина као што је ЛУКС.

Суите

Луксузан је однос броја лумена и осветљене површине. 1 лук је 1 лумен по квадратном метру. Рецимо да имамо квадратну површину са површином од једног метра. Све је подједнако осветљено сијалицом која се налази на одређеној удаљености, одозго. Произвођач је за ову сијалицу прогласио осветљење од 100 лукса. Узмемо уређај који мери снагу светлости и мери га било где на нашем тргу, требало би да добијемо 100 лумена. Ако је тако, произвођач нас није преварио.

Прочитајте и на ову тему:Примери употребе ЛЕД-а