Своими руками диодный светильник: Светодиодный светильник своими руками ! Диодные линейки CREE и драйверы

Светодиодный светильник своими руками, компоненты, схема сборки

 

В этом проекте я покажу вам, как построить простую схему светодиодного освещения с питанием от сети, которая может включать светодиоды непосредственно от сети.

ВНИМАНИЕ! Этот проект не для новичков, так как он предполагает питание от сети переменного тока. Соблюдайте меры безопасности.

---

Полезные статьи:

Светодиодное освещение — основные термины и характеристики

5 малоизвестных факторов о светодиодах

Все статьи

 

Вступление

Сегодня традиционные источники света, как лампы накаливания, люминесцентные, ДРЛ, ДНаТ устаревают. Их заменяют светодиодные лампы. Одна из основных причин этого заключается в том, что светодиодные лампы потребляют меньше энергии и имеют долгий срок службы. 

Здесь я опишу простую схему, которую вы можете легко изготовить и установить у себя дома. Она не только сэкономит ресурсы и деньги, но и принесет массу впечатлений и практических знаний в светотехнике.

 

 

Компоненты:

• Выпрямитель мостовой
• Резистор (R1) — 1 МОм, резистор (R2) — 560 Ом / 1Вт
• Конденсатор (C1) — 0,22 мкФ / 400 В)
• Светодиоды

Инструменты и дополнительные материалы.

Эта простая схема основана на простых компонентах: мостовой выпрямитель, резисторы, светодиоды и конденсатор. Все компоненты, используемые в этой схеме, легко доступны в продаже. Вы можете сделать эту схему и установить у себя дома, в гараже, даче. Прежде чем понять работу схемы, сначала изучите необходимые компоненты и смему сборки.

1. Выпрямитель

Выпрямитель — это электронная схема, используемая для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC). А процесс преобразования переменного тока в постоянный за счет одностороннего потока электронов называется выпрямлением. В двухполупериодном выпрямителе четыре диода соединены в цепь, образуя мост. В этом подходе мы используем как положительные, так и отрицательные циклы переменного тока.

Мостовой выпрямитель содержит четыре диода D1, D2, D3, D4, соединенных в мост, как показано на рисунке. Следовательно, это устройство известно как мостовой выпрямитель.

 

 

Принцип работы мостового выпрямителя

Выпрямляемый сигнал переменного тока подается на противоположные по диагонали концы моста через трансформатор. Между двумя другими концами моста подключено сопротивление нагрузки R _L.

Во время положительного полупериода вторичного напряжения конец P становится положительным, а конец Q отрицательным. Таким образом, диоды D1 и D3 станут смещенными в прямом направлении и станут проводящими, в то время как диоды D2 и D4 будут иметь обратное смещение.

Диод D1 и D3 включены последовательно с сопротивлением нагрузки R _L, следовательно, ток течет через R _L, как показано на рисунке.

 

Во время отрицательного полупериода вторичного напряжения конец P становится отрицательным, а конец Q становится положительным.  Диоды D2 и D4 смещены вперед, следовательно, они начинают проводить. В то время как диод D1 и D3 имеют обратное смещение.

Диод D2 и D4 включены последовательно с нагрузочным резистором R _L, следовательно, ток течет через R _L,  как показано на рисунке. Можно видеть, что ток снова течет от A к B через нагрузку, то есть в том же направлении, что и для положительного полупериода. Таким образом, на нагрузке R _L  получается постоянное напряжение . Форма выходного сигнала мостового выпрямителя показана на рисунке ниже. Преимущество мостового выпрямителя в том, что его выходная мощность выше, чем у двухполупериодного и однополупериодного выпрямителей.

2. Резистор

Все материалы имеют некоторую оппозицию текущему потоку. Это противостояние называется сопротивлением. Сопротивление материала определяется количеством свободных электронов в материале. Доступны различные типы резисторов, такие как углеродная пленка, углеродный состав, резистор накаливания и многие другие, которые можно использовать в электронике или электрической цепи для определения сопротивления.

Сопротивление цепи зависит от p, L и A согласно следующему уравнению.

R = p * (L / A)

3. Конденсатор

Конденсатор — это устройство, которое накапливает электрическую энергию, а емкость — это количество электрической энергии, сохраняемой конденсатором при заданном падении напряжения. Конденсатором называется устройство, специально предназначенное для того, чтобы иметь определенное значение емкости. Конденсатор может накапливать электроны и выпускать их на более позднем этапе. Конденсатор обычно состоит из двух металлических пластин, разделенных непроводящим материалом, называемым диэлектриком.

4. Светодиоды

Диод — это электронное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Диоды продвигаются путем соединения полупроводников N-типа и P-типа. Полупроводник N-типа содержит свободные электроны, которые движутся через материал. Точно так же полупроводник P-типа содержит дырки. Электроны N-типа, которые находятся рядом с переходом, пересекают переход и заполняют отверстия в материале P-типа.  Точно так же дырки рядом с переходом материала P-типа пересекают переход и занимают место электронов. На стыке полупроводника PN формируется обедненный слой.

 

 

Схема работы светодиодного модуля с питанием от сети 

Работа схемы очень проста. Соберите схему должным образом, как показано на картинке. Теперь подключите сеть переменного тока. Резистор R2 используется в качестве элемента ограничения тока, а резистор R1 используется с конденсатором C1, так что он разряжает конденсатор, предотвращая смертельный удар.

Теперь этот источник питания подается на схему мостового выпрямителя, которая преобразует переменный ток в постоянный, а также снижает напряжение с помощью компонентов ограничения тока. Теперь этот источник питания передается на светодиоды, и светодиод, подключенный к выходу, начинает светиться. Вы можете использовать мостовой выпрямитель, доступный на рынке, или сделать свой собственный с помощью четырех диодов. Максимально можно использовать до 20 светодиодов.

Преимущества светодиодного источника:

• Светодиодные лампы имеют в 10 и более раз больший срок службы по сравнению с люминесцентными лампами и лампами накаливания;
• Светодиодные лампы не содержат нити накала, поэтому вероятность повреждения меньше;
• Обычная лампа накаливания нагревается и выделяет много тепла, а светодиодная лампа предотвращает накопление тепла и помогает снизить затраты на кондиционирование воздуха в комнате;
• Энергопотребление светодиодных ламп очень низкое, поэтому увеличивается их использование в солнечных батареях;
• Многие люди используют инверторы у себя дома, и теперь они используют светодиодные лампы с инверторами, потому что это также увеличит период времени, в течение которого инверторы могут поддерживать светодиодное освещение;
• Начальная стоимость светодиодных ламп больше по сравнению с люминесцентными лампами, поскольку они имеют долгий срок службы, их можно легко перемещать с одного места на другое без поломки, а также экономить электроэнергию.  Поэтому светодиодная лампа эффективнее люминесцентной лампы;
• Светодиодные лампы нечувствительны к температуре и влажности;
• Светодиодная лампа не содержит ртути и, следовательно, не наносит вреда окружающей среде;
• Светодиодные индикаторы включатся мгновенно.

Заключение

Собрать светодиодный модуль своими руками не так сложно. Необходимо купить необходимые компоненты, правильно собрать схему подключения, подключить к сети. Необходимо соблюдать меры безопасности.

 

  Каталог светильников ФОКУС

Делаем копеечный фонарик — светодиодный светильник аварийного освещения с аккумулятором

Пошаговая инструкция по сборке самого дешевого светодиодного светильника аварийного освещения с аккумулятором. Как сделать светодиодный светильник своими руками?

Особенности этой лампы:

• Питается от литий-ионных батарей
• Перезаряжаем
• Долго горит – зарядки хватает более чем на 4 часа
• Эффективность равна 20-ватной люминесцентной лампе

Для создания лампы понадобится:

1. Литий-ионная батарейка
2. Светодиоы SMD
3. Выключатель
4. Футляр

Шаг 1: подготавливаем светодиоды

У СМД-светодиодов нет ножек, и я припаял их напрямую к макетной плате. В итоге у меня получился массив светодиодов, где все 10 светодиодов соединены параллельнопо пять в каждом ряду.

Почему в каждом ряду 5 светодиодов?

Потому что я хотел, чтобы источник света был компактным и ярким. Если вам нужен рассеяный свет, то соберите другую конфигурацию.

Шаг 2: Соединяем батарейку и выключатель

Выбираем батарейку

Я хотел использовать литий-ионную батарею, так как они легкие и отлично подходят для портативных проектов. Я мог бы использовать батарейки 18650, но они слишком большие и я заменил их батарейкой от старой камеры, ведь она отлично подходила под футляр, который я выбрал.

Выбираем выключатель

Сперва я использовал маленький выключатель, но позже решил сменить его на выключатель, который вы видите на фотографиях. Выключатели SPDT идеально подойдут для работы.

Соединение деталей:

• Соедините положительный провод с концом выключателя
• Соедините другой конец выключателя с анодом светодиодов
• Соедините катод светодиодов с землёй батарейки
• Возьмите еще два провода и соедините их с землёй и положительным контактом батарейки, эти провода пойдут в блок зарядки, соединяющийся с внешним модулем питания.

Шаг 3: Подготавливаем корпус

Любая электросхема не закончена, если не помещена в корпус. В моём случае я нашел небольшой подходящий кейс, в котором просверлил отверстие для выключателя и зарядки. Для этого я воспользовался Дремелем и затем отшлифовал отверстие. Далее я положил всё в кейс и закрепил на нужных местах при помощи горячего клея.

Шаг 4: Красим кейс

Мой кейс был прозрачным и свет проходил во все стороны, поэтому я решил частично окрасить его. У меня была матовая черная краска в баллончике, и я использовал её для окрашивания нужной части корпуса беспроводного светодиодного светильника, предварительно закрыв переднюю часть кейса черной изолентой.

Окрашивание при помощи баллончика выглядело так:

• Хорошо встряхните баллончик
• Распылите краску на объект непрерывным потоком краски
• Нанесите краску на всю поверхность
• Дайте краске высохнуть в течение как минимум 30 минут
• Повторите процедуру трижды
• У вас получится отличная матовая поверхность

Шаг 5: Снимаем защитную изоленту и пользуемся аккумуляторной лампой

После того, как краска высохла, пришло время снять изоленту. Действуйте осторожно – изолента может снять слой краски, находящийся рядом с ней, так как краска легла непрерывным слоем. Для того, чтобы аккуратно отделить изоленту, пройдитесь ножом по её кромке. Снимайте изоленту медленно и аккуратно, и тогда всё будет в порядке.

Оглавление

• Шаг 1: подготавливаем светодиоды
• Шаг 2: Соединяем батарейку и выключатель
  • Выбираем батарейку
  • Выбираем выключатель
• Шаг 3: Подготавливаем корпус
• Шаг 4: Красим кейс
• Шаг 5: Снимаем защитную изоленту и пользуемся аккумуляторной лампой

Пошаговый руководство по светодиоду DIY

Adelaide Brown

•

22 августа, 2022

Факты, проверенные по Bob Smith

О около того, как сделать светодиодные свети. Несмотря на их концептуализацию в начале 1900-х годов, светодиоды не достигли массового производства (какого-то рода) до 1962 года. С тех пор они стали одной из наиболее важных технологий в артикулирующей электролюминесценции. Практически невозможно прожить день без технологического интерфейса, который использует светодиоды в той или иной форме в современном мире.

Мы можем объяснить это повсеместное распространение их эффективностью, доступностью и размером. Со светодиодами просто весело и легко работать. Они облегчают яркое освещение в промышленных условиях. Тем не менее, знаете ли вы, что светодиодные ленты на 80% эффективнее лампочек? В этом руководстве вы найдете советы по изготовлению светодиодов своими руками.

Как сделать светодиодную трубку

Что такое светодиодная лента?

Светодиодная лента

Светодиодная лента представляет собой серию светодиодных ламп, подключенных к линии или печатной плате. Помогло бы, если бы вы не путали это с параллельным включением светодиодов. Тем не менее, вы можете использовать светодиодные ленты в художественных экспозициях, контурах зданий, вывесках, тонком освещении возле поручней и дорожек, а также в освещении шкафов и кухонь.

Вы можете купить светодиодную ленту в местном хозяйственном магазине или сделать ее самостоятельно. Мы рассмотрим последний далее в этом руководстве.

Как работают светодиодные фонари

LED означает светоизлучающий диод. На микроскопическом уровне он состоит из полупроводникового материала с двумя имплантированными примесями с каждой стороны. Электроны толкаются с одной стороны на другую, когда электричество проходит через этот полупроводниковый материал с правильной полярностью.

Из-за различных примесей в полупроводнике электроны переходят в более низкое энергетическое состояние при переходе через соединение. И этот «шаг вниз» приводит к избыточной энергии, проявляющейся в виде света.

Поскольку этот свет имеет очень узкую длину волны, вы получаете один излучаемый цвет, который можно регулировать от красного до синего, используя различные полупроводниковые материалы.

Светодиодные лампы

Предварительные условия для сборки светодиодной трубки

Перед сборкой светодиодной трубки вы должны убедиться, что у вас есть необходимое оборудование и материалы. Следовательно, в этом разделе руководства мы перечислили несколько важных компонентов для этого конкретного проекта «сделай сам»:

1. Полудюймовый (1,27 см) деревянный штифт
2. Торцевые заглушки
3. Светодиодные ленты длиной 5 м (8 мм белая гибкая лента для печатных плат с разъемом без пайки)
4. 20 калибровочный 2-контактный удлинительный провод
5. Матовая акриловая круглая трубка (1-1/2) дюйм, длина 36 дюймов)
6. Адаптер питания с четырехсторонним разъемом кабеля (12 В) 
7. Паяльник
8. Припой
9. Кусачки
10. Пистолет для горячего клея
11. Пила (дополнительно)
12. Напильник (дополнительно)
13. Дрель
14. Малярная лента
15. Винты M1.2

Как сделать светодиодную трубчатую лампу

Шаг 1

Вырежьте деревянный стержень для дюбелей, чтобы он стал того же размера, что и акриловая трубка. Точно так же вам, возможно, придется укоротить акриловую линию. Тем не менее, вы должны убедиться, что коробка и стержень имеют точные размеры.

Шаг 2

Просверлите два небольших направляющих отверстия на обоих концах стержня.

Шаг 3

Отрежьте удлинительный провод на несколько дюймов длиннее стержня дюбеля. Прикрепите один конец проволоки к концу стержня дюбеля. Убедитесь, что лишняя проволока свисает со стержня. Кроме того, убедитесь, что проволока плотно прилегает к стержню. После того, как вы приклеили ее к одной стороне стержня, приклейте ее к другой, чтобы проволока проходила поперек стержня и прилипала к нему.

Шаг 4

Снимите светодиодную ленту с клейкой ленты и начните приклеивать ее к стержню. При этом оставьте открытым хотя бы полдюйма конца стержня.

Шаг 5

Зачистите один конец удлинительного провода и припаяйте его к концу светодиодной ленты (красный к плюсу, черный к минусу).

Шаг 6

Затем зачистите лишний провод на другом конце и подключите его к адаптеру питания со светодиодной лентой.

Шаг 7

Просверлите два небольших отверстия в центре заглушек. Они должны быть достаточно маленькими, чтобы в них поместились винты M.1.2. Затем возьмите одну из торцевых заглушек и просверлите гигантское отверстие возле ее краев с помощью сверла в четверть дюйма.

Шаг 8

Вставьте проволочный дюбель со светодиодной обмоткой в ​​матовую акриловую трубку. Затем прикрепите торцевые заглушки, убедившись, что адаптер проходит через гигантское отверстие. Прикрутите торцевые заглушки к отверстиям на деревянном дюбеле.

Вот оно. В конце этого проекта у вас должна получиться люминесцентная лампа, состоящая из светодиодов.

Как сделать цвет на трубке светодиодной лампы

Трубка светодиодной лампы

Если вы хотите сделать этот проект более красочным, вы можете добавить цветную светодиодную полосу вместо простой полосы теплого света. Кроме того, вы можете купить светодиодную полосу RGB, меняющую цвет, которой можно управлять с помощью инфракрасного пульта дистанционного управления. Кроме того, вы можете запрограммировать его, подключив к Raspberry Pi.

Как сделать светодиодные задние фонари на заказ

Вы можете настроить свой автомобиль самостоятельно, добавив к нему светодиодные задние фонари. Во-первых, вы должны снять корпус заднего фонаря с помощью отвертки с прямой головкой. Затем вам нужно будет формовать АБС-пластик, чтобы сделать нестандартные пластины, используя тепловую пушку.

Создайте узоры из светодиодной сетки на пластиковых пластинах. Затем вам нужно будет прикрепить светодиодные лампочки/полоски, убедившись, что вы поместили их в просверленные отверстия. Подсоедините резисторы к светодиодам и припаяйте их. Наконец, подключите светодиоды к машине и убедитесь, что пластины из АБС-пластика надежно закреплены.

Как починить рождественские гирлянды

Рождественские гирлянды

Рождественские гирлянды обычно выходят из строя из-за автоматического выключателя. Чтобы найти выключатель, вам понадобится детектор напряжения. Вам придется отследить неисправность, пока горят рождественские огни. Как только вы найдете неисправный светодиод, извлеките его и снова соедините провода с помощью двух термоусадочных трубок. Далее вам нужно будет припаять провода и усадить трубку.

На что обратить внимание при работе со светодиодными светильниками своими руками?

Самодельные светодиодные фонари

Как вы можете понять из этого руководства, при работе со светодиодными светильниками, сделанными своими руками, вам придется немало паять. Если вы никогда раньше не паяли, есть множество книг и видеороликов на YouTube, которые помогут вам освоиться. Вы также можете узнать о процессе пайки печатных плат у нас.

Процесс пайки сбивает с толку большинство людей. Например, они пытаются вырвать провод, когда ошибаются при пайке. Вместо этого вам следует отпаять провод, а не пытаться использовать грубую силу. Вы можете выпаивать с помощью демонтажного насоса (припойной присоски), демонтажной оплетки или демонтажного пинцета.

Кроме того, всегда следует обращать внимание на контакты и стрелки индикации ввода и вывода данных на светодиодной ленте. По сути, это направление потока светодиодов. Вы должны следить за тем, чтобы руки двигались в одном направлении.

Наконец, убедитесь, что вы припаиваете правильные контакты. Не путайте негативные и позитивные ногти.

Заключение

Работать со светодиодами весело и легко. Независимо от того, работаете ли вы с микроконтроллером или ищете простой проект Raspberry Pi, самые доступные и ценные идеи, вероятно, связаны со светодиодами. Тем не менее, в приведенном выше руководстве мы представили некоторые передовые, но практичные идеи светодиодных проектов. От создания светодиодной трубки до ремонта рождественских огней. Следовательно, вы должны найти одну из этих идей полезной. В любом случае, мы надеемся, что вам понравилось читать это руководство. Спасибо за чтение.

Нужны специальные светодиодные услуги?

Светоизлучающие диоды (LED) — SparkFun Learn

Авторы: Ник Пул, bboyho

Избранное Любимый 67

Введение

Светодиоды окружают нас повсюду: В наших телефонах, автомобилях и даже домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за этим стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они — бекон электроники. Считается, что они делают любой проект лучше, и их часто добавляют к маловероятным вещам (к всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, они уже не годятся после того, как их приготовили. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Впрочем, обо всем по порядку. Что именно это этот светодиод, о котором все говорят?

Светодиоды (это «элли-и-ди») — это особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле, светодиод означает «светоизлучающий диод». (Он делает то, что написано на банке!) И это отражено в сходстве между диодом и символами схемы светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, светодиоды требуют гораздо меньше энергии для освещения по сравнению с ними. Они также более энергоэффективны, поэтому они не нагреваются, как обычные лампочки (если только вы не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не сбрасывайте их со счетов в мощной игре. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

Вы уже испытываете тягу? Тяга поставить светодиоды на все подряд? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как!

Рекомендуемая литература

Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше.

Что такое цепь?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаете, что такое цепь? Мы здесь, чтобы помочь.

Избранное Любимый 82

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это не простой вопрос, но этот урок прольет на него свет!

Избранное Любимый 83

Диоды

Праймер для диодов! Свойства диодов, типы диодов и применение диодов.

Избранное Любимый 70

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт обучающего веселья!

Избранное Любимый 54

Полярность

Знакомство с полярностью электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она присутствует и как ее определить.

Избранное Любимый 52

Метрические префиксы и единицы СИ

В этом руководстве объясняется, как использовать и преобразовывать стандартные метрические префиксы.

Избранное Любимый 22

Рекомендуем к просмотру

Как их использовать

Итак, вы пришли к разумному выводу, что вам нужно поставить светодиоды на все. Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет и света. К счастью, это также означает, что вы не сможете сломать светодиод, подключив его наоборот. Скорее просто не получится.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и маркируется более длинным «выводом» или ножкой. Другая, отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду и никогда в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей цепи, блокируя протекание тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода сломает вашу цепь. Попробуйте перевернуть его.

2) Moar Current = Moar Light

Яркость светодиода напрямую зависит от потребляемого им тока. Это означает две вещи. Во-первых, сверхъяркие светодиоды быстрее разряжают батареи, потому что дополнительная яркость достигается за счет дополнительной потребляемой мощности. Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, контролируя величину тока через него. Но создание настроения — не единственная причина сократить потребление тока.

3) Существует такая вещь, как слишком большая мощность

Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему разрешено потреблять, и, подобно трагическим героям древности, он уничтожить себя. Вот почему важно ограничить величину тока, протекающего через светодиод.

Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от слишком большого тока.

Не волнуйтесь, для определения наилучшего номинала резистора требуется лишь немного базовой математики. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебное пособие по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно/последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применение резисторов.

Избранное Любимый 57

Пусть вас не пугает вся эта математика, на самом деле довольно сложно все испортить слишком сильно. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать светодиодную схему без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать техническое описание, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по

для чтения .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил для запуска и работы светодиодов. Как вы, вероятно, поняли из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что ее легко найти, и она не может обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для светодиодной цепи довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Как это:

Резистор 330 Ом

Хорошим номиналом резистора для большинства светодиодов является 330 Ом (оранжевый — оранжевый — коричневый). Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики . Итак, начните с включения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Метод проб и ошибок

Интересная особенность резисторов заключается в том, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление.

Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете сжечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, вот блок-схема, которая поможет вам спроектировать схему светодиодов методом проб и ошибок:

Броски с батарейкой типа «таблетка»

Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Так как батарейка типа «таблетка» не может обеспечить ток, достаточный для повреждения светодиода, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку типа «таблетка» CR2032 между выводами светодиода. Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обмотать все это лентой, добавить магнит и приклеить к чему-либо! Ура метателям!

Конечно, если вы не получаете отличных результатов методом проб и ошибок, вы всегда можете взять свой калькулятор и посчитать. Не волнуйтесь, рассчитать наилучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода. Для этого нам нужно сообщить в таблицу…

Узнать подробности

Не подключайте никакие странные светодиоды в свои цепи, это просто вредно для здоровья. Познакомьтесь с ними первыми. А как лучше читать даташит.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего основного красного 5-мм светодиода.

LED Current

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол:

Ах, да, но что все это значит?

В первой строке таблицы указано, какой ток ваш светодиод сможет непрерывно выдерживать. В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Вторая строка говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие скачки до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Это техническое описание даже достаточно полезно, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства. Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это мощность в милливаттах, которую светодиод может использовать до того, как он выйдет из строя. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах рекомендуемых значений напряжения и тока.

Напряжение светодиодов

Посмотрим, какие еще столы они здесь поставили… Ах!

Полезная табличка! Первая строка сообщает нам, каким будет прямое падение напряжения на светодиоде. Прямое напряжение — это термин, который часто встречается при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение потребуется вашей схеме для питания светодиода. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти цифры действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже в более подробном разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указана длина волны света. Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного варьироваться, поэтому в таблице указаны минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более подробном разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (помеченная как «Интенсивность света») показывает, насколько ярким может быть светодиод. Единица mcd, или милликандела — стандартная единица измерения интенсивности источника света. Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. При 200 мкд этот светодиод мог бы стать хорошим индикатором.

Угол обзора

Далее у нас есть веерообразный график, представляющий угол обзора светодиода. Различные стили светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо концентрировать большую часть света в одном месте, либо распространять его как можно шире. Некоторые светодиоды подобны прожекторам, испускающим фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если не смотрите прямо на них. Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо вниз на светодиод, он наиболее яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым внешним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, угол, при котором интенсивность света вдвое меньше, проследите за кругом 50% вокруг графика, пока он не пересечет синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы считать угол. Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам понадобятся для установки светодиода в корпус! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это удобно, когда вы хотите установить его в панель. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровывать данные, давайте посмотрим, какие причудливые светодиоды вы можете встретить в дикой природе…

Типы светодиодов

Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже получили в свои руки несколько светодиодов и начали их освещать, это потрясающе! Как бы вы хотели активизировать свою игру с миганием? Давайте поговорим о том, как сделать что-то необычное за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план суперяркого 5-мм светодиода Крупный план

Типы светодиодов

Вот другие персонажи.

Светодиоды RGB

Светодиоды RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета. Поскольку красный, зеленый и синий являются аддитивными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать любой цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штырек является анодом, а у других катодом.

Светодиод RGB с обычным прозрачным катодом

Светодиоды с интегральными схемами

Цикличность

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, велосипедный светодиод. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера. Вот крупным планом микросхема (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющая цветами.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вы хотите немного больше действий, но не имеете места для схемы управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!

Адресные светодиоды

Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально. Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельными светодиодами, соединенными вместе. Ниже показан крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа управляет цветами по отдельности.

Адресный WS2812 PTH Close Up

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Верно. Существуют также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на штыре есть небольшая черная квадратная микросхема для ограничения тока на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором Крупный план

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3 В, 5 В и 9 В.

Сверхяркий зеленый светодиод со встроенным резистором с питанием

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. Тестирование одного на 5 В, он потребляет около 18 мА. Стресс-тестирование с 9V аккумулятор, он тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В в наших стресс-тестах светодиод перегорел.

Корпуса для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды SMD представляют собой не столько определенный вид светодиодов, сколько тип корпуса. По мере того, как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (Surface Mount Device) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов. Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

SMD-светодиоды бывают нескольких размеров, от довольно больших до размеров меньше рисового зерна! Поскольку они такие маленькие и имеют подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал доктор.

Пакет WS2812B-5050	APA102-2020 Пакет

9Светодиоды 0002 SMD также упрощают и ускоряют установку машин для установки большого количества светодиодов на печатные платы и ленты. Вы, вероятно, не стали бы вручную припаивать все эти компоненты вручную.

Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5M (APA102-5050) с питанием

High Power

Мощные светодиоды таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче, чем суперяркие! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более. Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них можно построить даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для них часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводного металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. В конструкцию некоторых разделительных досок, таких как показанная ниже, может быть встроено некоторое рассеивание тепла.

Мощный RGB-светодиод	Алюминиевая задняя панель для некоторого рассеивания тепла

Мощные светодиоды могут генерировать столько отработанного тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампочками. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Существуют даже светодиоды, излучающие свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно найти ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят некоторые материалы флуоресцировать, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, поскольку многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению. Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (купюры, кредитные карты, документы и т. д.), солнечных ожогов, список можно продолжить. Пожалуйста, надевайте защитные очки при использовании этих светодиодов.

УФ-светодиод Проверяем банкноту США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие причудливые светодиоды, нет оправдания тому, чтобы оставить что-либо неосвещенным. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, тогда читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и силу света!

Погружаемся глубже

Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще. Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать… э-э… мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте немного углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип полупроводникового материала, легированный примесями, которые создают границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию. В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это связано с тем, что структура энергетических зон полупроводников различается между материалами, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цветам. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED»

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проходящей через диод. Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это больше, чем просто числовое значение того, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандела. Что интересно в этой единице, так это то, что на самом деле это не мера количества световой энергии, а фактическая мера «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции светимости света. Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости представляет собой стандартизированную модель, учитывающую эту чувствительность.

Сила света светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандела. Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайтесь.

Прямое падение напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения. Помните, когда мы смотрели техническое описание, я упомянул, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен иметь разделяет напряжение, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равно доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, вы не сможете питать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизить напряжение на данной части на основе прямого напряжения других частей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с прямым падением напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить токоограничивающий резистор, верно? Как узнать напряжение на этом резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор

5 = 4,8 + Резистор

Резистор = 5 — 4,8

Резистор = 0,2

Итак, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, это даст вам представление о важности прямого падения напряжения. Используя значение напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент с помощью закона Ома. короче , вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет токоограничивающих резисторов

Если вам необходимо рассчитать точное значение токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и продолжение

Вы сделали это! Вы знаете почти все… о светодиодах. Теперь иди и ставь светодиоды на все, что угодно! А теперь… драматическая реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, перегруженного и перегоревшего:

Да… не впечатляет.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие учебные пособия:

Легкий

Light — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

Избранное Любимый 24

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с помощью Arduino.

Избранное Любимый 42

Цилиндр Das Blinken

Цилиндр, украшенный светодиодными лентами, станет отличным свадебным подарком.

Избранное Любимый 1

Как делают светодиоды

Мы совершаем экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как производятся светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.

Избранное Любимый 18

Большой справочник по бумажным схемам

Давайте посмотрим на различные материалы, которые мы можем использовать, чтобы совместить изготовление бумаги и электронику.

Избранное Любимый 26

Бумажные схемы оригами

Краткое руководство, которое поможет вам освоить мир светящихся цветов оригами.

Избранное Любимый 8

MAX30105 Руководство по подключению датчика частиц и пульсового кислорода

Датчик частиц SparkFun MAX30105 — это гибкий и мощный датчик, позволяющий определять расстояние, частоту сердечных сокращений, обнаружение частиц и даже моргание глаз. Приготовься. Поставил. Светить!

Избранное Любимый 9

Руководство по идентификации комплекта деталей для начинающих

Важные детали для начинающих (и даже опытных) любителей, которые содержат все основные сквозные компоненты, необходимые для начала работы со встроенными проектами. Мы определим несколько деталей в наборе и предоставим несколько основных схем для начала работы!

Избранное Любимый 7

 

Хотите узнать больше о светодиодах?

На нашей странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

 

Или посмотрите некоторые из следующих сообщений в блоге:

Гонка на дно: светодиодные лампы и DFM

11 мая 2015 г.

Избранное Любимый 7

T³: Приключения с УФ-светодиодами, фотоинициаторами и гель-лаком для ногтей

19 апреля 2016 г.

Избранное Любимый 0

T³: Использование светодиодов в качестве датчиков освещенности

9 августа 2016 г.