Содержание
Калькулятор резистора для светодиода
Один светодиод
Последовательное соединение светодиодов
Параллельное соединение светодиодов
Светодиоды. Виды, типы светодиодов. Подключение и расчёты..
Вот так светодиод выглядит в жизни :
А так обозначается на схеме :
Для чего служит светодиод?
Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток.
Были изобретены в 70-е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии.
Подключение и пайка
Светодиоды должны быть подключены правильным образом, учитывая их полярность + для анода и к для катода Катод имеет короткий вывод, более короткую ножку. Если вы видите внутри светодиода его внутренности – катод имеет электрод большего размера (но это не официальные метод).
Светодиоды могут быть испорчены в результате воздействия тепла при пайке, но риск невелик, если вы паяете быстро. Никаких специальных мер предосторожности применять не надо для пайки большинства светодиодов, однако бывает полезно ухватиться за ножку светодиода пинцетом – для теплоотвода.
Проверка светодиодов
Никогда не подключайте светодиодов непосредственно батарее или источнику питания!
Светодиод перегорит практически моментально, поскольку слишком большой ток сожжет его. Светодиоды должны иметь ограничительный резистор.Для быстрого тестирования 1кОм резистор подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее. Не забывайте подключать светодиоды правильно, соблюдая полярность!
Цвета светодиодов
Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый. Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.
Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса. Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его…
Многоцветные светодиоды
Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенные в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.
Расчет светодиодного резистора
Светодиод должен иметь резистор последовательно соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через светодиод, иначе он сгорит практически мгновенно…
Резистор R определяется по формуле :
R = (V S – V L) / I
V S = напряжение питания
V L= прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правило от 2 до 4 вольт)
I = ток светодиода (например 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для вашего диода.
Если размер сопротивления не получается подобрать точно, тогда возьмите резистор большего номинала. На самом деле вы вряд-ли заметите разницу… совсем яркость свечения уменьшится совсем незначительно.
Например: Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0.020A,R = (- 9 В) / 0.02A = 350 Ом. При этом можно выбрать 390 Ом (ближайшее стандартное значение, которые больше).
Вычисление светодиодного резистора с использованием Закон Ома
Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где :
V = напряжение через резистор (V = S – V L в данном случае)
I = ток через резистор
Итак R = (V S – V L) / I
Последовательное подключение светодиодов.
Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу – это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды. Все светодиоды, которые соединены последовательно, должны быть одного типа. Блок питания должен иметь достаточную мощность и обеспечить соответствующее напряжение.
Пример расчета :
Красный, желтый и зеленый диоды – при последовательном соединении необходимо напряжение питания – не менее 8V, так 9-вольтовая батарея будет практически идеальным источником.
V L = 2V + 2V + 2V = 6V (три диода, их напряжения суммируются).
Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.015A,
Резистором R = (V S – V L) / I = (9 – 6) /0,015 = 200 Ом
Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).
Избегайте подключения светодиодов в параллели!
Подключение несколько светодиодов в параллели с помощью одного резистора не очень хорошая идея…
Как правило, светодиоды имеют разброс параметров, требуют несколько различные напряжения каждый.., что делает такое подключение практически нерабочим. Один из диодов будет светиться ярче и брать на себя тока больше, пока не выйдет из строя. Такое подключение многократно ускоряет естественную деградацию кристалла светодиода. Если светодиоды соединяются параллельно, каждый из них должен иметь свой собственный ограничительный резистор.
Мигающие светодиоды
Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему. Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.
Источник: https://xn----7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai/kalkulyator-rezistora-dlya-svetodioda
Линзы для светодиодов: назначение, виды, сферы применения
С появлением «белых» сверхъярких светодиодов (LED) произошла революция в светотехнике. Высокие показатели энергоэффективности, колоссальный срок службы, низкий коэффициент пульсаций позволили светодиодам значительно потеснить традиционные источники света на рынке светотехнической продукции. Однако светотехнические особенности LED заставили применять новые подходы при проектировании источников света.
В светильниках с традиционными источниками света для формирования диаграммы направленности светового потока чаще всего применяются рефлекторы (отражатели). В LED светильниках для этих целей в основном используются линзы для светодиодов.
Назначение
Кривая силы света (КСС) отображает пространственное распределение светового потока. Для различных применений светильники должны иметь свой тип кривой силы света. Основные КСС показаны на рисунке.
Светодиоды, в отличие от других источников света, например люминесцентных ламп, имеют достаточно малые физические размеры. Поэтому даже на небольших расстояниях их можно считать точечными источниками. К тому же светодиоды характеризуются малым углом рассеивания светового потока, менее 120о. Поэтому без технических ухищрений получить требуемую кривую силы света с помощью LED довольно сложно.
Для различных задач инженеры находят различные технические решения. Например, в светодиодных лампах для получения требуемой кривой силы света применяют пространственное расположение светодиодов и матовые колбы. В потолочных светильниках используют призматические или матовые рассеиватели из поликарбоната.
В более сложных устройствах, таких как уличные светильники, прожектора, переносные фонари, автомобильная светодиодная оптика, используют линзы для светодиодов или линзы в сочетании с рефлекторами. Все эти и другие оптические устройства специалисты относят к классу «вторичной оптики».
Принцип работы линз
Из физики известно, что на границе раздела двух сред, с различной оптической плотностью, происходит преломление световых лучей. Создавая различные формы линз, можно получить преломление светового потока в различных направлениях.
Например, для формирования узкого светового пучка в карманных фонариках часто применяют двояковыпуклые коллиматорные линзы. С их помощью удается получить симметричный световой пучок с углом рассеянья всего в 10о. Изменяя расстояние от светодиода до линзы можно в некоторых пределах изменять угол светового пучка.
В некоторых устройствах требуется получить довольно сложные КСС в различных плоскостях. Получить заданную КСС можно изменяя форму линзы или нанося на ее поверхность микрорельеф в виде клиновых полос.
Например, для освещения автодорог или других протяженных объектов требуется получить «овальную» КСС в горизонтальной плоскости. Для получения такой кривой силы света, линзы должны иметь довольно сложную форму.
Некоторые производители выпускают светодиоды вместе с вторичной оптикой. Примером может служить серия светодиодов Golden Dragon Oval Plus от OSRAM Opto Semiconductors разработанные специально для создания светильников уличного освещения. Светодиоды этой серии поставляются вместе с линзой формирующей «овальную» диаграмму светового потока. Такое техническое решение значительно упрощает как разработку, так и изготовление светильников.
Материалы для изготовления и способы крепления
Большинство производителей для производства линз используют прозрачный поликарбонат. Этот материал обладает отличными оптическими свойствами. Ввиду малых потерь на внутренне поглощение и отражение света, КПД оптических систем на основе поликарбоната составляет 90% и более.
Материал хорошо работает в широком диапазоне температур, не подвержен быстрому старению, легок, обладает достаточной прочностью. Важным преимуществом поликарбоната перед другими материалами является его технологичность, что позволяет выпускать дешевые и качественные линзы в промышленных масштабах.
Конечно же, для светодиодных линз применяется и традиционное стекло. Чаще всего боросиликатные сорта. Стеклянные линзы имеют большую твердость и поэтому более устойчивы к образованию царапин.
В зависимости от типа корпуса, линзы могут удерживаться на светодиоде с помощью трения (да, да именно трения – есть такая технология), крепиться с помощью специальной фурнитуры или приклеиваться к радиаторам светодиодов или на печатные платы. Например, светодиоды 5450 с линзами clip lens часто используют для декоративной подсветки. При этом она удерживается на светодиоде силой трения.
Светодиоды с линзами для авто
Многие автопроизводители, разрабатывая новые модели автомобилей, активно переходят на светодиодную светотехнику. Такой подход полностью оправдан. Ведь светодиодная фара мощностью 10 Вт будет светить как 100 ваттная. Естественно вместе с применением светодиодов изменилась и вторичная оптика автомобилей. Светодиоды в фарах используются вместе со специально разработанными линзами, которые создают кривые силы света, отвечающие всем требованиям правил дорожного движения.
К сожалению, установить в фары старых автомобилей, вместо ламп накаливания, светодиоды очень трудно. Однако производители находят выход из положения. На рынке можно встретить светодиодные автомобильные лампы для ближнего света. Еще больше предложений для любителей тюнинга. В продаже имеются различные светодиодные фары с линзами, которые можно установить на решетку радиатора или бампер. Уже упомянутая комбинация LED 5450 с линзами clip lens часто применяется для декоративной подсветки различных элементов авто.
Делаем линзу своими руками
Изготовление светодиодной линзы своими руками — дело не простое. Проще всего переделать ее из другого устройства, например, увеличительного стекла. Автор видео рассказывает, как это сделать.
Вывод
В приведенных выше примерах и во многих других случаях, применение линз для светодиодов позволяет наиболее полно реализовать все положительные качества LED. Сформировать необходимую для данного типа светильника кривую силы света, полностью использовать световой поток, значительно снизить затраты при производстве осветительных приборов.
Источник: http://ledno.ru/svetodiody/led-linzy.html
Линзы для светодиодов-Как подобрать оптику для светодиода?
Мы часто говорим о светодиодной оптике,в этот момент мы склонны думать о прозрачной пластиковой линзе, которая помещается поверх самого светодиода для фокусировки или распространения света. На самом ли деле это так.
Давайте сделаем шаг назад и посмотрим на сам светодиод. Видите этот маленький защитный купол над диодом? На самом деле это называется первичной оптикой, которая служит для защиты и формирования выходного светового потока маленького диода. Свет от первичной оптики светодиодов все еще слишком широк для большинства светильников и ему не хватает интенсивности на большом расстоянии.
Вот почему большинство светодиодных светильников используют вторичную оптику (линзы, отражатели, оптику МДП и т. Д.), Чтобы собирать весь этот свет и увеличивать его интенсивность по направлению к освещаемому объекту. Создание линз и отражателей для светодиодов (полупроводниковое освещение) сильно отличается от простого масштабирования других источников света.
Это может показаться логичным способом их создания, поскольку светодиоды имеют гораздо меньшие форм-факторы, чем другие источники света, но они также различаются по тому, как они излучают свет.
Как видно из ламп накаливания, они светятся на 360 градусов, но светодиоды имеют направленное освещение, освещая только на 180 градусов. Это связано с конструкцией светодиода, как можно видеть на изображении,светоизлучающий диод состоит из одного или нескольких кристаллов, установленных на теплопроводном материале, с первичной оптической оболочкой, охватывающей кристалл. Следовательно, максимальный угол наклона светодиодов составляет 180 градусов, так как подложка находится на задней стороне матрицы.
Как подобрать линзу для светодиода
Подробнее разберем как подбирать линзы для светодиодов. Все наши примеры будут отталкиваться от потребности создать правильный световой эффект, а уже потом учитывать характеристики светодиода. Все примеры будем приводить на примере линз Ledil.
Линзы для светодиодных светильников Ритейл
Одним из ключевых элементов хорошего светильника -это его оптическое управление, которое направит свет именно туда, где это необходимо. Количество необходимых светодиодов может быть легко уменьшено, и желаемые конечные результаты могут быть достигнуты с использованием более энергоэффективных светодиодов. Это приводит к явной экономии средств и энергии на этапе установки и обслуживания.
Вы можете даже иметь более высокую монтажную высоту и легче скрывать светильники и их источники света, при этом создавая равномерное освещение без огрехов. Но создание контраста между различными продуктами или областями в магазине, соблюдение определенных требований к однородности или яркости и получение максимальной эффективности от светодиодов — все это напрямую связано с используемой оптикой.
Перед нами непростая задача равномерно распределить световой поток по торговым стеллажам не растрачивая световой поток на пол и окружающее пространство.
Для достижения такого светового эффекта применяют светодиодные линзы Ритейл для SMD плат. Например FLORENCE-ZT25.
Возможно вам будет интересна наша статья про освещение торговых залов
Освещение торговых залов
Линзы для COB светодиодов. Оптика для освещения магазинов одежды
Освещение магазинов одежды, пожалуй самый лучший пример. Именно в магазине одежды используя качественную и правильную оптику можно получить качественное освещение.
Как правило большинство трековых светильников имеет источник света COB LED.
Для светодиодов COB LED стоит использовать фокусирующую линзу с мягким рассеивающим эффектом. Например линза OLIVIA-S.
Используя линзы такого типа вы добьетесь фокусировки света с мягким рассеивающим эффектом по краям. Это нужно для того чтобы создать эффект равномерной засветки без резких градиентов. То есть если вы поставите в ряд несколько трековых светильников и распределите направления света от них вдоль стены, вы не получите ярких пятен и темных зон. Освещение будет равномерным.
Световые эффекты от линз c COB LED на примере.
Линзы для светодиодных светильников офисного освещения или концепция темного света
Светодиоды, которые настолько скрыты, что вы едва видите источник света, можно назвать темным светом. Таким образом, в основном вы можете видеть свет, но не источник, если вы не стоите прямо под ним и не смотрите вверх. Конечно же))).
Темный свет создает более естественное настроение, потому что вы не можете видеть сам источник света, создавая тем самым ненавязчивое, не слепящее освещение. Вместо того, чтобы яркие области света доминировали над пространством, светильники темного света могут использоваться для создания скрытой установки освещения, где трудно заметить, откуда исходит свет.
Благодаря сдержанному освещению, особенно в сочетании с непрямым освещением, можно создать гармоничную, естественную атмосферу освещения. Здесь светильники темного света предлагают идеальное решение. Диаграмма ниже представляет типичное поле зрения. Центральная область представляет собой область, в которой изображение наиболее остро для глаза.
У среднего человека горизонтальное периферическое зрение составляет приблизительно 90 градусов. Однако вертикальное периферическое зрение составляет менее 60 градусов.
На следующей диаграмме человек А не может видеть светильник и, следовательно, не источник света, поэтому блики не являются проблемой. Человек С стоит вне луча света, то есть за темной границей, и не может определить источник света, даже если он может видеть светильник. Человек B может видеть светильник, и он может видеть некоторую умеренную интенсивность света, учитывая, что свет ограничен, чтобы не вызывать блики выше предела потенциального угла блика.
Светильник можно классифицировать как «темный свет» только в том случае, если он удовлетворяет требованиям для ограничения темноты, что означает, что угол обзора не должен превышать 200 кд / лм 2 выше 60-градусного угла обзора.
Офисный светильник с специализированной не слепящей оптикой
DAISY — Линейное решение для офисного освещения премиум класса. Часть концепции Dark Light LEDiL с UGR
Источник: https://lightru.pro/linzy-dlya-svetodiodov/
Линзы для мощных светодиодов
Одним из неоспоримых преимуществ светодиодов перед традиционными источниками света является возможность формирования практически любого распределения светового потока для максимально эффективного использования энергии. Осуществляется это формирование с помощью вторичной оптики — отражателя (рефлектора) или линзы.
Для обозначения формы распределения света в светотехнике используется термин «кривая силы света» или сокращенно КСС. Светодиоды в большинстве случаев имеют первичную линзу (из прозрачного силикона, или стеклянную), которая формирует КСС, показанную на рисунке ниже.
Как видно по графику – интенсивность света плавно уменьшается с увеличением угла отклонения от центральной оси. Для получения распределения другого вида на светодиод накладывается линза или рефлектор соответствующего типа. Отсюда и название – вторичная оптика.
Рефлекторы имеют достаточно ограниченную область применения – они позволяют работать только на концентрацию светового потока, т.е. уменьшение угла излучения. Линзы же дают более широкий диапазон возможностей, поэтому на их рассмотрении стоит остановиться поподробнее.
Из чего и как сделаны?
Наиболее распространенные материалы для изготовления линз – полиметилметакрилат (в простонародье – оргстекло) и поликарбонат. Изготавливаются они методом литья под давлением, при строгом соблюдении технологических норм. Так что об изготовлении линзы своими руками не может быть и речи. При попытке механической обработки этих материалов, всё чего вы сможете достигнуть – это мутный исцарапанный кусочек оргстекла.
Способы сопряжения со светодиодом
Существуют несколько способов крепления линз. Самый простой – приклейка. Линзы, маленького размера могут приклеиваться непосредственно на плату со светодиодом. Более габаритные и массивные требуют держателя. Держатель имеет клейкое основание с защитной пленкой (по сути – двухсторонний скотч), а линза в него просто защелкивается.
Идеальный вариант для изделий, изготавливаемых своими руками в домашних условиях, но недостаточно надежный для жестких условий эксплуатации (перепады температур, механическая тряска и вибрация). Второй способ – крепление с помощью винтов – более надежный, но требует наличия соответствующих конструктивных элементов у линзы.
И, наконец, можно закрепить вторичную оптику, используя корпусные элементы изделия (светильника, фонаря и пр.). Например, придавить защитным стеклом. В любом случае большое значение имеет точная центровка линз относительно светодиодов, для этого в некоторых линзах и держателях предусмотрены специальные стоечки (штырьки).
Естественно при этом на плате должны быть предусмотрены соответствующие отверстия. При установке, нельзя касаться рабочих поверхностей линзы руками.
Виды линз
Обычно классификация линз у производителя идет по двум основным признакам – по типу светодиодов и по типу светораспределения. Также оптика бывает одиночная и групповая, когда на несколько светодиодов надевается единый линзовый модуль, прозрачная и матовая, симметричная и ассиметричная и т.д.
В настоящее время производители вторичной оптики «идут в ногу» с производителями светоизлучающих диодов и после появления нового типа или семейства светодиодов, практически через пару месяцев мы уже можем приобрести для него соответствующие новые линзы.
Наиболее распространенной формой распределения света является круглосимметричное. Такие линзы дают круглое световое пятно. Угол светового пучка может быть совершенно разным: от 3˚ до 150˚. Концентрирующие линзы с углом менее 10˚ обычно называют «спотовыми» (от англ. Spot – пятно).
Существует оптика со специальным распределением света.
Ниже на рисунке представлена линза для уличного освещения и ее КСС.
Светотехнический шедевр своими руками
Многообразие линз для светодиодов и их широкая доступность дает возможность реализовывать достаточно сложные светотехнические решения своими руками. Линзованные светодиоды могут дать самые замысловатые формы КСС, некоторые из них представлены на рисунках ниже.
Комбинируя различные линзы в одном светильнике можно добиться светораспределения практически любой сложности.
Простые задачи с помощью вторичной оптики решаются также более эффективно. Так светодиодный фонарик, собранный своими руками на одноваттном светодиоде CREE, с одной узкоградусной линзой LEDIL будет «пробивать» темноту на несколько сотен метров, давая при этом четко очерченное световое пятно. В то время как его покупной собрат, родом из юго-восточной Азии, с кучкой мелких светодиодов и блестящим отражателем, едва ли «осилит» и половину этого расстояния.
Возможности вторичной оптики впечатляют!
Источник: http://le-diod.ru/rabota/linzy-dlya-moshhnyx-svetodiodov/