Світлодіод. LED (Light-emitting diode)

Світлодіод або світловипромінюючий діод (СД, СІД, LED англ. Light-emitting diode) — напівпровідниковий прилад, що випромінює некогерентне світло при пропусканні через нього електричного струму. Випромінюване світло лежить у вузькому діапазоні спектра, його колірні характеристики залежать від хімічного складу використаного у ньому напівпровідника.

Особливості

У порівнянні з іншими електричними джерелами світла (перетворювачами електроенергії в електромагнітне випромінювання видимого діапазону), світлодіоди мають наступні відмінності:
• Високий ККД. Сучасні світлодіоди поступаються за цим параметром тільки люмінесцентної лампи з холодним катодом (CCFL).
• Висока механічна міцність, вібростійкість (відсутність спіралі і інших чутливих складових).
• Тривалий термін служби - 50 000 годин світіння без зміни яскравості. Але і він не нескінченний, при тривалій роботі і/або поганому охолодженні відбувається «отруєння» кристала і поступове падіння яскравості.
• Специфічний спектральний склад випромінювання. Спектр досить вузький. Більш вузький спектр має тільки лазер.
• Мала інерційність.
• Низька вартість.
• Безпека — не потрібні високі напруги.
• Нечутливість до низьких і дуже низьких температур. Однак, високі температури протипоказані світлодіоду, як і будь напівпровідників.
• Відсутність отруйних складових (ртуть та ін) і, отже, легкість утилізації.

Застосування світлодіодів

• У вуличному, промисловому, побутовому освітленні.
• В якості індикаторів, у вигляді одиночних світлодіодів (наприклад індикатор включення на панелі приладу) так і у вигляді цифрового або буквено-цифрового табло (наприклад цифри на годиннику)
• Світлодіодні модулі використовуються у великих вуличних екранах, біжать рядках. Такі модулі часто називають кластерами світлодіодів, світлодіодними кластерами, або просто кластерами.
• Потужні світлодіоди використовуються як підсвічування для лайтбоксів і в інших рекламних рішеннях.
• Світлодіоди використовуються як точкових джерел освітлення для меблів та ін.
• В підсвічуванні стель, ніш та інших архітектурних деталей.

Поради по установці стрічок

• З'єднання відрізків стрічки пайкою виконуйте тільки на визначених майданчиках (вони марковані як «+/-»). Час пайки не повинна перевищувати 10 секунд при температурі не більше 260°С.
• Найменший відрізок стрічки становить 3 світлодіода, це 50мм для одноколірної стрічки і 100мм для RGB стрічки. Стрічку рекомендується розрізати ножицями між майданчиками для пайки.
• Стрічка легко встановлюється за допомогою клейкого шару «3М», нанесеного на звороті. Майданчик для приклеювання стрічки повинні бути сухою і чистою, без плям масла або силікону.
• Поверхня, до якої приклеюється стрічка, повинна бути цілісною,без розривів, щоб уникнути пошкодження стрічки. При установці повністю видаліть захисне покриття з клейового шару і притисніть стрічку до поверхні із зусиллям близько 20Н/см2(більш детальну інформацію можна знайти в довідниках компанії «3M» по адгезивних матеріалів).
• Мінімальний радіус вигину стрічки 2см. Вигин меншого радіусу можливий тільки на ділянках стрічки, не містять електронних деталей. Такий вигин можна робити не більше одного разу і після цього рекомендується закріпити стрічку.

Поради щодо безпеки

• Гнучку стрічку і перебувають на ній компоненти не можна піддавати механічним навантаженням.
• При складанні не допускайте пошкодження струмопровідних доріжок.
• Суворо дотримуйтесь полярності при підключенні. Неправильне підключення призводить до виходу стрічки з ладу.
• Рекомендується використовувати тільки паралельне підключення довгих відрізків стрічки. При послідовному підключенні виникають перепади напруги, які призводять до серйозних пошкоджень стрічки та виходу її з ладу.
• Використовуйте джерела живлення, відповідні споживаної стрічкою потужності.
• При монтажі стрічки на металеві та інші струмопровідні поверхні, необхідно ізолювати стрічку від поверхні.
• При роботі з стрічкою дотримуйтесь правил захисту від статичної електрики. Статична електрика пошкоджує світлодіоди, що призводить до скорочення їх терміну служби та подальшого відмови.
• Виробник поставляє стрічки тільки в герметичних упаковках. Споживач повинен забезпечити захист стрічки від агресивного середовища, вологості та інших шкідливих впливів.
• Пошкодження стрічки корозією не є виробничим дефектом і на них не поширюються гарантії виробника.

Класи захисту IP

Специфікація класу захисту визначається двома основними цифрами, які стоять після абревіатури IP. (IP = франц.: Internationale Protection = Міжнародний Захист, також Ingress Protection англ. = захист від проникнення). IP застосовується до електроустаткування (електро-установок, приладів, ламп).

Перша цифра позначає клас захисту від проникнення твердих сторонніх тіл в прилад. Друга ж позначає клас захисту від проникнення рідких сторонніх тіл (вода).

Наведемо приклад. Прилад має клас захисту IP65, тоді мова йде про такому приладі, який захищений від проникнення пилу і сильних струменів води. Такий прилад можна без проблем розміщувати / використовувати на "відкритому повітрі". Однак потрібно пам'ятати що клас захисту IP нічого не говорить про температуру навколишнього середовища, при якій прилад можна використовувати.

Як підібрати блок живлення для світлодіодної стрічки

При підборі блоку живлення для світлодіодної стрічки потрібно спиратися на три характеристики стрічки: робоча напруга живлення, потужність та вологозахищеність.

Зробимо розрахунок на прикладі найбільш популярною і доступною світлодіодної стрічки SMD 60/3528. Нехай, необхідна довжина стрічки становить 18 метрів.

Напруга живлення світлодіодної стрічки може бути або 12 V, або 24V. Таким чином, блок живлення на виході повинен забезпечувати напругу саме в такому розмірі. В характеристиках світлодіодної стрічки SMD 60/3528 зазначено робоча напруга 12 Ст. Отже, потрібен блок живлення з напругою 12 Ст.

Для розрахунку необхідної мінімальної потужності блоку живлення звернемо увагу на такий параметр стрічки, як "потужність". У нашому випадку споживана потужність 6 Вт/м. Множимо необхідну кількість метрів стрічки (18) на потужність одного метра (6 ) і отримуємо загальну споживану потужність 108 Вт.

Потужність блоку живлення повинна бути не менше споживаної потужності стрічка і мати в запасі 25% потужності. Тому, щоб розрахувати необхідну потужність блоку живлення множимо споживану потужність стрічки на 1,25. Отримуємо потужність блоку живлення 135 Вт.

6 (Потужність 1м, W) * 18 м * 1,25 = 135 Вт

Якщо ви купуєте вологозахищену світлодіодну стрічку для установки на вулиці або у вологому приміщенні, то і джерело живлення слід купувати вологозахищений. Якщо ж мова йде про житловому приміщенні, то підійдуть звичайні світлодіодна стрічка і блок живлення (IP20). Тепер вибираємо блок живлення з найближчої потужністю і робочою напругою. У нашому випадку це блок живлення з характеристиками 150 Вт/12B/не вологозахищений.

Але для підсвічування стелі, краще перестрахуватися і придбати вологозахищений, так як він буде зашитий в конструкції стелі і до нього не буде доступу для вільного провітрювання, і відповідно можливо накопичення конденсату.

Підсвічування кольорового оракала світлодіодними модулями

При підсвічуванні червоного "оракала" світлодіодними модулями холодно-білого світіння, колір разом виходить більш каламутним і бруднуватий, ніж, якщо б подсветивали світлодіодами червоного світіння.

Наша порада:

• для підсвічування кольорів холодної гами краще використовувати світлодіоди холодно-білого світіння
• для підсвічування квітів теплої гами - використовувати світлодіоди тепло-білого світіння або нейтрально-білого
• для підсвічування червоного - використовувати світлодіоди червоного світіння (для синього - синій, і т. д.)