DIODY LED - PORADNIK

I. Dioda LED - podstawowe informacje
II. Podłączamy diody LED - Przykłady krok po kroku

 

I. Diody LED - podstawowe informacje:
 

Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. Light Emitting Diode) - dioda zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego, jak i podczerwieni. Pojawiła się w latach sześćdziesiątych; wynaleziona przez amerykańskiego inżyniera - Nicka Holonyaka juniora.

Jej działanie opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudo-pęd. Jest to tzw. przejście proste. Podczas tego przejścia energia elektronu zostaje zamieniona na kwant promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dominują w półprzewodnikach z prostym układem pasowym, w którym minimum pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma walencyjnego odpowiada ta sama wartość pędu.

W celu szerszego poznania zagadnień związanych z emisją światła w elementach półprzewodnikowych zapraszam do zapoznania się pełnym artykułem w serwisie Wikipedia.pl

Źródło: Wikipedia.pl  http://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna

 

 
Chciałbym kupić dobre diody, na jakie parametry mam zwrócić uwagę?

Do najważniejszych parametrów charakteryzujący diody należą:

Średnica i rodzaj obudowy - czy ma być to dioda okrągła, prostokątna, owalna, walcowa, super flux ...
Najczęściej spotykane średnice diod okrągłych to: 3 mm, 5 mm oraz 10 mm (mogą być również 8 mm lub 12 mm)
Diody Super Flux mogą mieć średnicę soczewki 3 mm lub 5 mm. Dostępne są również płaskie diody super flux lub o soczewce w kształcie łuku.
W zdecydowanej większości produkuje się diody o przeźroczystej obudowie.

                             
Dioda Super Flux                                       Dioda LED 10 mm

Światłość i kąt świecenia - to najważniejsza wartość charakteryzująca moc diody. Wartość światłości podawana w mcd (milikandelach) lub cd (kandelach) jest ściśle uzależniona od kąta sferycznego strumienia światła emitowanego przez diodę. Wartość ta (natężenie światła) jest wielkością fizyczną mierzoną stosunkiem strumienia świetlnego (w lumenach) emitowanego przez źródło światła lub jego element w nieskończenie małym stożku do kąta bryłowego tego stożka.

Długość fali emitowanego światła - długość fali określa kolor emitowanego światła.
W przypadku diod o barwie białej podawane są współrzędne barwy (X,Y) lub temperatura barwy w kelwinach.

Wykres widma                         Diagram temperaturowy

Napięcie i prąd pracy - Ważne parametry, niezastosowanie się do tych wartości najprawdopodobniej spowoduje przepalenie diody.
Wraz ze wzrostem napięcia wzrasta pobierany przez diody prąd. Napięcie pracy diod waha się w granicach 3.0 do 3.6 V.
W przypadku diod czerwonych, pomarańczowych i żółtych napięcie pracy będzie około 2 V.


 


II.PODŁĄCZAMY DIODY

   

Podłączenie diod nie jest skomplikowane! Pokażemy jak to zrobić krok po kroku!

   
KROK 1 - Wybór źródła zasilania

1) ZASILACZ

W przypadku gdy chcemy podłączyć diody do zasilania sieciowego 230 V (prądu zmiennego) potrzebujemy zasilacza, który daje na wyjściu np. 12 V prądu stałego, czyli większość zasilaczy dostępnych na rynku.
Nie możemy jednak do takiego zasilacza podłączyć nieskończenie wiele diod, gdyż jego wydajność prądowa jest ograniczona.
Prąd pobierany przez diodę mnożymy razy ich liczbę i wychodzi nam pobór prądu jaki będzie nam potrzebny do funkcjonowania naszego układu.
Wydajność prądowa zasilacza musi być zawsze większa niż obliczony pobór prądu.
Przykład:
Chcemy podłączyć 100 sztuk diod do jednego zasilacza, prąd pobierany przez 1 diodę wynosi 20 mA (0,02A) a więc 100 x 0,02 A =  2 A
Musimy mieć zasilacz co najmniej dwu amperowy.

2) KOMPUTER

Zasilacz komputerowy posiada na wyjściach zasilacza napięcia 5 V oraz 12 V. Aby prawidłowo podłączyć diody do zasilacza najlepiej skorzystać jest ze złącza typu molex (4 piny). Na wyjściu zasilacza komputerowego znajdują się złącza żeńskie typu molex, my potrzebujemy złączy męskich (wtyk). Napięcia na żółtym kabelku przy tym złączu to 12 V, na czerwonym 5 V, dwa czarne kabelki pośrodku to masa (GND).


3) SAMOCHÓD, MOTOCYKL, JACHT ...

W samochodzie mamy do czynienia z napięciem 12 V (w porywach do 14 V). Akumulator w motocyklu może mieć napięcie 6 V lub 12 V.
Diody możemy podłączyć bezpośrednio do akumulatora lub "wpiąć" się do jakiejś instalacji zasilającej kontrolki itp.

4) BATERIA

Możemy zastosować baterię 9V, można w tym celu użyć specjalnego gniazda do takiej baterii co znacznie ułatwi nam montaż. Możemy użyć też kilku "paluszków" (do tego celu niezbędny jest koszyczek na baterie) połączonych szeregowo.
 

KROK 2 - Łączenie diod

 

MAMY ŹRÓDŁO. CO DALEJ?

To nie koniec, musimy jeszcze przystosować nasze diody do napięcia które otrzymujemy ze źródła (jeśli to napięcie jest większe niż napięcie pracy danej diody). Do tego celu służy rezystor. Jeżeli mamy napięcie 24 V lub 12 V lub 9 V lub 6 V lub 5 V to po zastosowaniu odpowiedniego rezystora otrzymamy na diodzie napięcie np. 3,3 V (czerwone, pomarańczowe, żółte maja niższe napięcie pracy 1,8 V - dlatego stosujemy inny rezystor)

W najprostszym przypadku wystarczy przylutować odpowiedni rezystor do + (dłuższej nóżki diody) oczywiście nie jest ważne którą stroną rezystora przylutujemy go do diody. Ważne jest natomiast do której nóżki dołączymy rezystor.

Tak przygotowaną diodę możemy już śmiało podłączyć pod 12 V (lub inne napięcie - dla innych napięć stosuje się inne rezystory).

Gdy chcemy podłączyć kilka diod razem - polecam połączenie równoległe

Wystarczy wtedy dolutować do każdej diody po jednym rezystorze i podłączyć je wszystkie równolegle (łączymy wszystkie nóżki z rezystorem do "+", a pozostałe do "-" ).
Poniższy przykład pokazuje takie połączenie na przykładzie 3 diod, ale ich liczba ograniczona jest tylko możliwościami zasilacza.

Nie musimy jednak do każdej diody podłączać osobno rezystora możemy zrobić zestawy z diodami połączonymi równolegle i do takiego zestawu dołączamy 1 rezystor. Rezystor musi mieć taki sam opór jak w przypadku pojedynczej diody, musi się jednak różnić mocą (gabarytami). Moc rezystora zależna będzie od ilości diod w takim zestawie. Im więcej diod tym większy rezystor, o większej mocy.

Przykład obliczenia mocy rezystora:

P = (Uzasilania - Udiody) * (Idiody1 + Idiody2 + ... + Idiody_n)

Mamy zasilanie 12 V, dioda pracuje pod 3,3 V, prąd typowy dla diody to 20 mA,
Chcemy w ten sposób podłączyć 20 diod.

P = (12V - 3,3V) * (20*0,02A) = 3,48 W

Dla trzech diod wystarczy 0,5 watowy rezystor, dla jednej 0,25 W

Możemy również połączyć diody szeregowo bez użycia rezystora, zalecam jednak połączenie równoległe jako bezpieczniejsze dla diod.
Gdy mamy zasilanie o napięciu 12 V możemy podłączyć 4 diody szeregowo i taki zestaw podłączyć do tego zasilania.
Obrazuje to zdjęcie poniżej


 

Podłączenie diod Super Flux wykonuje się podobnie, co prawda mają one 4 nóżki, ale po dwie z każdej strony to jedna i ta sama nóżka.
To tak jakby miały tylko 2 nóżki.


Powyższy poradnik został napisany dla Was. Pokazuje on w sposób ogólny i praktyczny jak podłączyć diody LED.
Jeżeli Państwo mają jakieś uwagi to chętnie się z nimi zapoznamy. Poradnik ten będzie rozszerzony.
Piszcie na maila info@led-labs.pl

Poradnik jest własnością firmy LED Labs, wszelkie prawa zastrzeżone.