Что можно сделать из светодиодов: Что можно сделать из светодиодов

Содержание

Что можно сделать из светодиодов

Бурное развитие оптоэлектроники в последние годы позволило выйти твердотельным источникам света за пределы сегмента индикаторов и завоевать новые ниши на рынке, уверенно вытеснив газоразрядные и накальные источники света.

На основе светодиодов сегодня можно сделать практически любое светотехническое изделие с наилучшими характеристиками, а стоимость уже снизилась настолько, что традиционные источники света уже не могут с ними конкурировать. Вслед за промышленными гигантами светодиодные новинки начали быстро осваивать радиолюбители и подчас некоторые самоделки, изготовленные из светодиодов, превосходят свои промышленные аналоги по параметрам.

Неудивительно! Вещь, сделанная своими руками и для себя, должна быть такой. Попробуем сделать краткий обзор изделий, выполненных на основе светодиодов, которые можно сделать своими руками.

Содержание статьи

Декоративные изделия

Поделки радиолюбителей в этой области принимают самые разнообразные формы.

Горсть красных светодиодов и простенькая схема бегущих огней – вот вам и трогательное мерцающее сердце на день святого Валентина. Как известно, лучший подарок – сделанный своими руками!

Можно сделать кое-что и посложнее, если позволяет сноровка и терпение. Например, вот такие часы:

Светодиодные самоделки в канун Нового Года помогут оригинально украсить квартиру. Ёлочная гирлянда, сделанная своими руками, может стать предметом зависти Ваших гостей.

Различные сувенирные поделки из светодиодов умельцы-радиолюбители творят в таком разнообразии и великолепии, что им позавидуют и штатные работники искусства. Тут уж у кого, на что фантазии хватит…

Автомобильные применения

Используя схему плавного включения и выключения светодиодов, можно сделать оригинальное и экономичное освещение в салоне. Такие поделки уже не редкость, все необходимые рекомендации и схемы можно легко найти в интернете. Снаружи можно оснастить автомобиль светодиодными противотуманными или габаритными фарами, подсветить номерные знаки. Если хочется чего-то более оригинального — мощными цветными светодиодами, размещенными на днище, можно создать автомобилю неповторимый ореол.

Архитектурная подсветка

Используя светодиоды можно своими руками сделать красивейшую подсветку своего дома (дачи) и приусадебного участка. При этом не стоит волноваться за энергопотребление, светодиод – самый экономичный источник света.

Освещение теплиц

На основе мощных светодиодов синего и красного цветов можно достаточно просто сделать эффективное освещение в теплице, которое будет способствовать быстрому росту растений и созреванию плодов. Подобные поделки могут значительно повысить урожайность при правильном изготовлении.

Портативные источники света

Преимущественное использование светодиодов в портативных источниках света обусловлено малым потреблением энергии, малыми габаритами и высокой механической прочностью. Самоделки в виде светодиодных фонариков – чуть ли не самые популярные и простые изделия, которые можно сделать своими руками. Для изготовления примитивного фонаря нужна лишь батарейка, резистор и собственно сам светодиод.

Общее освещение

С момента создания мощных белых светодиодов, стало понятно, что они не оставят шансов на существование традиционным источникам света. На основе светодиодов можно создавать светотехнические изделия практически любого назначения, что и делается в настоящее время как на промышленном, так и на любительском уровне.

Для того чтобы изготовить светодиодный светильник или лампу своими руками, сегодня даже не обязательно обладать знаниями в области электроники и электротехники. На рынке сейчас широко представлены так называемые наборы для изготовления светодиодных светильников, которые обычно состоят из трех основных частей: светодиодного модуля (или модулей), источника питания и корпуса.

Выполнив ряд простых инструкций, получаем готовый светильник. Причем такие поделки, помимо интересного времяпрепровождения в процессе сборки, дают нам реальный экономический эффект при дальнейшем использовании. Естественно, при условии использования качественных комплектующих.

Если у человека имеются радиолюбительские навыки, то фронт работ со светодиодами становится значительно шире. Своими руками можно полностью модернизировать освещение в собственной квартире. Главное следить за тем, чтобы всё было эстетично и безопасно. Самоделки работающие от сети 220 В, выполненные дилетантом, могут привести к страшным последствиям.

Самое простое, что можно сделать – это заменить все цокольные лампы на светодиодные, собственного изготовления, не трогая при этом люстры и светильники. Корпус лучше использовать покупной, т.к. вытачивать самому радиатор из алюминия, вряд ли кому-то покажется интересным и полезным занятием. Источник питания можно изготовить самостоятельно (при наличии соответствующих знаний и опыта), а можно также взять готовый, подобрав по параметрам, соответствующим светодиодному модулю.

В зонах, где требуется повышенная освещенность, например над кухонным столом, можно сделать местное освещение на основе светодиодных лент или узких светодиодных линеек. Такого рода поделки также реализуются достаточно просто.

Светильники на лестничных клетках, которые работают круглосуточно тоже целесообразно заменить на светодиодные. Такие самоделки с целью экономии можно выполнить в корпусах существующих светильников, благо мощности там требуются не большие.

5 идей для поделок из светодиодов своими руками

Светодиодное освещение активно вошло в жизнь современного освещения. Светодиоды применяются в качестве основного и дополнительного источника света. Некоторые изделия используют лишь в декоративных целях. С их помощью можно создать уникальную атмосферу.

Интересный факт! Даже обычная поделка может быть удачно дополнена светодиодной лентой. Её можно закреплять на декоративных нишах, полках, рамках с фотографиями и прочее.

Если включить фантазию, можно изготовить много интересных и функциональных поделок. Ими можно украсить интерьер, выставить на продажу, или вручить кому-нибудь в качестве подарка.

Несколько интересных идей

В основном из светодиодов делают различные светильники и рекламные щиты. В домашних условиях можно выполнить несколько простых вариантов. Например, изумительно смотрится в помещении яркое дерево из светодиодов. Для этого нужно:

Найти несколько простых деревянных веток, которые необходимо скрепить друг с другом, и сделать что-то наподобие дерева.

Некоторые мастера лепят дерево из глины.
При желании, его можно покрасить и покрыть лаком.
После этого, тонкую светодиодную ленту нужно приклеить к каждой веточке, и обкрутить её вокруг ствола.

Лучше выбирать цветную ленту в тон поделке. Например, если дерево коричневого цвета, нужно выбрать аналогичную ленту. Красиво смотрятся на дереве зелёные светодиоды. Они словно листья, разбросаны на нём.

Зимой на праздники можно сделать с использованием светодиодов праздничный атрибут. При этом он может иметь любые размеры, всё зависит от индивидуальных предпочтений. Чтобы сделать яркую ёлку, понадобится приобрести толстую проволоку. Её скручивают по спирали, формируя каркас ёлки. В её центре должна находиться твёрдая основа, чтобы конструкция не смогла разрушиться.

После этого, нужно лишь прикрепить по кругу проволочной спирали маленькие зелёные светодиоды. При желании можно сделать яркую праздничную звезду с использованием цветных лампочек.

Интересно! Владельцы кафе и магазинов могут делать из светодиодов яркие и интересные цветные вывески. Для этого понадобится найти крепкую основу, например, чёрную доску, на которой из ярких светодиодов делают нужную надпись. Так как лента отрезается в любом месте, можно создать много уникальных композиций.

Интересный светильник из подручных средств можно сделать всего за 30-40 минут. Для этого достаточно наполнить пластиковую бутылку фольгой, поместить в неё светодиоды, и подключить их.

Интересный светильник в спальню можно сделать также всего за несколько минут. Для этого нужно найти старый плафон, который уже не используется. Внутри него нужно разместить осветительные приборы, и чем их больше, тем ярче будет ночник. Можно создать яркую композицию из лампочек разного цвета.

Как можно заметить, из светодиодов можно сделать много интересных и уникальных поделок. Благодаря своей гибкости и практичности, лентой легко пользоваться. Справиться с задачей сможет даже новичок.

Поделки из сломанных светодиодных ламп.

Фото 1.

Не выбрасывайте неисправные светодиодные лампы! Даже если не можете их отремонтировать, всё равно не выкидывайте! Из них можно сделать бесчисленное множество поделок.

Потребовались мне как то светодиоды для макета, и сломанная светодиодная лампа оказалась под рукой. Только благодаря неисправности лампы я обнаружил, что позаимствованные из неё светодиоды, светят намного ярче при меньшем потребляемом токе, чем те которые я использовал раньше в качестве индикаторов, и как оказалось впоследствии это явление связано с совершенно новыми технологиями, которые в настоящее время применяют для изготовления энергосберегающих ламп. Если приложить руки, то из вышедших из строя ламп можно сделать новые замысловатые светильники, гирлянды, подсветки садовых дорожек, ступенек….

Впереди длинные зимние вечера – время засучить рукава.

Итак, лампа сломана, и починить её не удалось, а это значит, что из неё можно сделать новую лампу, светильник, который уже не повторит все ранее существующие. На фото 1 светильник из фужера, предназначенного для маленьких свечек. Теперь благодаря 3-м светодиодам из энергосберегающей лампы он может работать ночи напролёт, не требуя обслуживания.

Фото 2.

Фото 3.

Для примера я снял несколько светодиодов из неисправной лампы, соединил их параллельно в виде небольшой гирлянды и через ограничивающий резистор подключил к источнику питания, например к зарядке мобильного телефона, всё равно без дела лежит. Светодиоды вставил внутрь высушенных плодов декоративного физалиса. Получился небольшой ночничок-подсвечник. Только теперь не говорите, что у светодиодов неправильный световой спектр, что для глаз это непривычно. Нет лучшего рассеивателя света, чем природная материя растения, создающая мягкое, тёплое, комфортное излучение.

Вынутые из лампы светодиоды светят неприятно ярко (фото 2), но стоит их поместить в природные абажуры, неприятная резь в глазах сменяется теплом (фото 3).

Фото 4.

Преимущество этой свечи (фото 4) в её долгожительстве и отсутствии копоти.

Фото 5.

Фото 6.

Это не керосиновый светильник (фото 5, 6 показаны при разном освещении), а электрический. Правда сетевой шнур давно обрезан и теперь это мобильная переноска с почти естественным светом огня и всё благодаря физалису.

На фото 7

светильник ночник из шкалы ретро радиолы.

Фото 7.

Но было бы нечестно навязывать вам свои фантазии, а поэтому я просто остановлюсь над технической стороной проекта.

Как снять светодиоды. 1. С помощью двух паяльников. Здесь без комментариев, вроде всё понятно. 2. С помощью строительного фена. Горящей струёй воздуха нагреваю обратную сторону монтажной платы светодиодов до момента, кода припой становится мягким. Далее диоды с помощью пинцета снимаю с нагретых контактных площадок. 3. Вместо фена использую электропечь (печка с нагревающей платформой). Вместо печки может быть металлический брусок большой массы положенный на пламя горелки и нагретый до температуры 220 градусов по Цельсию. На нагретый брусок кладу монтажную плату и когда припой размягчится, снимаю элементы. 4. Если монтаж выполнен на плёночном покрытии, то участки контактных площадок с диодами можно вырезать ножницами. Во избежание выхода светодиодов из строя я не подвергаю их долго воздействию высокой температуры.

Отбраковка светодиодов.

С одной ленты можно снять до 30 светодиодов. Как правило, такое большое количество элементов рассчитано на напряжение 3 вольта для каждого (в одном корпусе один полупроводниковый элемент) и если приложить это напряжение через резистор, ограничивающий ток, к диоду в прямом включении, то он будет светиться, что говорит о его исправности. В обратном направлении ток через диод не потечёт и поэтому он функционировать не будет, и в то же время ему не грозит выход из строя.

Рис. 1.

Однако попадаются лампы с меньшим количеством светодиодов, что говорит о том, что в одном корпусе соединены последовательно два полупроводниковых кристалла и для проверки их работоспособности потребуется напряжение в 2 раза больше, что составит 6 вольт. Дальше – больше, доходит прогресс и до 12 вольт, а также встречаются матрицы, включающие в себя большое количество полупроводниковых кристаллов, требующие большой ток для яркого свечения и радиатор для отвода тепла. Для поделок лучше и безопаснее использовать простые диодные сборки на 3 и 6 В. Такие элементы достаточно ярко горят при малом токе и совсем не выделяют тепла. Для проверки светодиода на живучесть последовательно с ним необходимо включить резистор номиналом около 68 — 150 Ом, ограничивающий ток.

Как включить несколько светодиодов.

Я соединяю все диодные сборки параллельно и последовательно с ними устанавливаю резисторы, ограничивающие ток.

Рис 2.

Такое включение компонентов удобно тем, что вышедший из строя диод не мешает продолжать светиться остальным и для такой схемы включения потребуется низковольтный источник питания. Для создания декоративных светящихся композиций максимальное количество светодиодов следует выбирать исходя из максимально допустимого тока источника питания, батареи, аккумулятора, сетевого адаптера. Все эти источники питания, включая телефонную зарядку неспособны создать пульсирующий свет, который может появиться в результате некачественных деталей блоков питания энергосберегающей лампы. Простые светодиодные матрицы, включающие в себя один – два компонента, достаточно хорошо светят при токе 5 мА, и если адаптер рассчитан на 1 А, сделаю поправку до 0,7 А (просто не верю надписям на иностранном), то количество подключённых деталей составит 700 мА / 5 мА = 140, то есть до 140 светящих точек получается.

Как лучше включить ограничивающий ток резистор?

Если я собираю гирлянду для себя, то резистор ограничивающий ток, включаю последовательно с каждым светодиодом (рис. 2). Это очень надёжно и долговечно.

Рис.3

Так, если группу светодиодов подключить через один резистор (рис. 3), то при выходе одного светодиода ток начинает распределяться между соседними диодами, увеличивая яркость, что уменьшает их долговечность, то есть надёжность. Опять же, резистор для каждого светодиода, пропуская через себя слабый ток (5 мА) рассеивает минимальную мощность, а поэтому тепло на нём не выделяется, и его габариты могут быть самыми маленькими. На рисунке 3 смешанное соединение элементов.

Выбор номинала резистора, ограничивающего ток.

При питании от элемента с номинальным напряжением 3 вольта достаточно иметь резистор 68 Ом. При питании от напряжения 5 вольт, резистор, ограничивающий ток, имеет номинал около 430 – 470 Ом, а при 12 вольт – около 2,2 кОм.

Рис. 4.

Не всегда удаётся узнать, какие светодиоды стоят в энергосберегающей лампе, поэтому проверку начинаю с 3-х вольт, постепенно увеличиваю напряжение. Без резистора, ограничивающего ток, уже при 5-и вольтах напряжения полупроводниковый кристалл вспыхнет единожды. При параллельном включении диодов (рис 3), ток, протекающий через резистор равен сумме токов каждого электронного компонента, поэтому номинал резистора уменьшится, (его номинал необходимо будет поделить на число светодиодов), при этом возрастёт мощность рассеивания на нём. Так, если для светодиодной сборки, рассчитанной на напряжение 6 вольт, потребуется сопротивление 150 Ом, то если включить три диодные сборки параллельно через один резистор, его номинал составит 50 Ом.

Выбор источника питания.

Можно запитать новый светильник от батареи, от аккумулятора, с последующей подзарядкой, от сетевого адаптера на 5 вольт, 6 – 12 вольт.

Монтаж светодиодов.

Рис. 5. D — светодиод, R — резистор.

Снятые светодиоды для надёжности лучше распаять на печатных платах маленького размера. Это спасёт их от расслоения в случае натяжения соединительных проводов. На этих же платах я располагаю резисторы (SMD) для планарного монтажа типоразмера 0603.
Время творить уже наступило!ыбор ограничивающрекламкламным,ным надписям лампы.лизости

Поделки из светодиодной ленты своими руками. 5 идей для поделок из светодиодов своими руками

Что можно сделать из светодиодной ленты. Как можно использовать светодиодную ленту

Светодиодная лента — многофункциональный источник света, благодаря питанию от низкого напряжения постоянного тока и малому потреблению мощности. На современном рынке представлено видов лент от маломощных, для использования в декоративных целях, до ярких, которые подойдут в качестве источника света. Также интересны и многоцветные, RGB-модели. В этой статье мы рассмотрим, где можно использовать светодиодные ленты.

Что нам понадобится?

Светодиодные ленты питаются постоянным током с напряжением 12В. Значит, что обязательно нужно купить специальный блок питания на это напряжение соответствующей мощности, далее мы приведем таблицу потребления разных лент. Фактически световой поток зависит от используемых светодиодов.

Далее определитесь с тем, как вы будете подключать питание и соединять отрезки ленты. Если собираетесь паять, то нужен паяльник 25-40Вт, канифоль или другой флюс, например, ЛТИ-120, и припой, например ПОС-60 или его аналоги.

Если вы не хотите использовать майку для сборки схемы, то используйте коннекторы или, иначе говоря, клеммы. В них нужно просто вложить ленту контактными площадками к подпружиненным контактам и закрыть крышку коннектора.

Если лента будет использоваться в сыром помещении — изолируйте все соединения изолентой или термоусадкой. Если вы будете работать с RGB-лентой — вам нужен будет RGB-контроллер , а для масштабных и длинных конструкций — RGB-усилитель и дополнительные блоки питания .

О схемах подключения ленты на сайте публиковали подробную статью — Как подключить светодиодную ленту

Итак, для работы с белой одноцветной светодиодной лентой нам нужен такой набор:

1. Блок питания DC12V.

2. Двухконтактные коннекторы или паяльник, припой и флюс.

3. Провода для подключения 220В и 12В.

Для работы с разноцветными моделями:

1. Блок питания DC12V.

2. Четырёхконтактные коннекторы или набор для пайки.

3. RGB-контроллер.

4. Возможно RGB-усилитель.

5. Провода для подключения питания.

Декоративная подсветка

Светодиоды изначально использовались в качестве индикаторов, когда разработчики достигли высокой яркости, начали появляться всевозможные световые эффекты с их применением, например ночники, светомузыка и светящиеся элементы для интерьера. Низкое напряжение и малая мощность позволили их применять для подсветки витрин и вывесок, делать светодиодные табло и экраны.

Светодиодные ленты сделали маленькую революцию в дизайне помещений. В общественных местах с их помощью делают равномерную подсветку витрин, барных стоек, столов, ниш и прочего.

Одним из наиболее распространённых вариантов является монтаж ленты таким образом, чтобы светодиоды не были видны со стороны зрителя. Так создаётся впечатление равномерной подсветки.

Поэтому светодиодную ленту можно закрепить на нижней части столешницы, получится не только интересный световой эффект но и подсветка пола и стула под столом, что будет кстати в кафе и барах с тусклым рассеянным освещением в ночное время.

Чтобы придать изюминку дизайну своей квартиры можно устроить полиуретановые плинтуса по периметру комнаты и в них разместить ленту. Они лёгкие и просто приклеиваются к стенам или потолку. Есть из чего выбрать, плинтуса выпускаются в разных дизайнах.

Есть различные варианты и по конструкции.

Их монтируют таким образом, чтобы между одним из краев плинтуса и потолком (или стеной) оставалось расстояние. Получается небольшой карниз, в нем устанавливают светодиодную ленту, если габариты карниза позволяют, то блок питания можно положить прямо в него.

Вы получите равномерную рассеянную подсветку по периметру комнаты, можно использовать РГБ-ленту и контроллер с пультом дистанционного управления, так вы сможете создать необходимую атмосферу, подобрав приятный оттенок и яркость или скрасить вечер переливающимися световыми эффектами.

Светодиодный модуль своими руками. Как сделать светодиодный модуль

Светодиоды и изделия на их основе становятся всё популярнее. Светодиодные лампочки и светильники планомерно вытесняют с полок магазинов традиционные источники света. Радиолюбителей этот полупроводниковый прибор также не может оставить равнодушными и всё чаще возникает вопрос: как сделать светодиод своими руками?

Сам светодиод достаточно сложен в изготовлении, и повторить технологический процесс вне производственных условий невозможно. Выращивание кристалла, корпусирование, нанесение люминофора – всё это требует сложного дорогостоящего оборудования. Однако дальнейший жизненный путь светодиода, вышедшего из производства, может быть самым разнообразным. Светодиоды используются в подсветке мониторов, в индикации, в освещении и многих других областях. Они открывают огромные возможности, как для профессиональных разработчиков, так и для простых любителей мастерить что-либо своими руками.

Для того чтобы светодиод заработал его нужно припаять на плату, такой узел уже будет называться светодиодным модулем. Модуль может включать один или несколько светоизлучающих диодов.

В отличие от индикаторных светодиодов, которые имеют длинные выводы под пайку в отверстия, мощные осветительные светодиоды выполняются в основном в корпусах для поверхностного монтажа. Поэтому припаять их на плату своими руками, намного сложнее, да и сами печатные платы для таких светодиодов бывают разных видов.

Стеклотекстолит можно использовать, только если мощности невелики, не более ватта на светодиод, чтобы избежать его перегрева. При этом пространство вблизи диода должно быть металлизировано, а иногда «усеивается» переходными отверстиями для скорейшего отвода тепла на вторую сторону платы. Хотя радиатор из такой платы получается неважный, она имеет существенное достоинство – ее можно без проблем сделать своими руками, используя старую добрую технологию «принтера и утюга».

Для оптимального отвода тепла мощный светодиод обычно монтируется на плату MCPCB («Metal Core Printed Circuit Board» – печатная плата на алюминиевом основании).

Она представляет собой алюминиевую пластину, которая имеет на поверхности медные печатные проводники, отделенные от основания тонкой диэлектрической окисной пленкой. Такие платы обычно имеют толщину 1,5-2мм, они значительно дороже текстолитовых и, как правило, их можно достать только в готовом виде, уже разведенные под конкретные типы светодиодов. Своими руками сделать такую плату не удастся – нужно иметь специализированное производство. Однако в последнее время практически все отечественные изготовители печатных плат стали оказывать услуги по изготовлению MCPCB и если есть большое желание изготовить свой уникальный светодиодный модуль, то сегодня можно реализовать его. Стоить это будет недешево.

Пайка светодиода на плату MCPCB представляет определенные трудности:

при попытке спаять диод обычным паяльником или паяльной станцией плата становится существенной помехой – радиатором, который отводит тепло от контактной площадки, не давая как следует разогреть ее, поэтому приходится пользоваться мощным паяльником;
мощный светодиод помимо катода и анода обычно имеет еще и вывод для отвода тепла, представляющий собой плоскую площадку, расположенную на дне корпуса светодиода, т.е. недоступную для жала паяльника.

Типовая плата для таких светодиодов представлена на рисунке ниже.

Из-за причудливой формы такая плата называется «звезда». По центру посадочное место светодиода, в данном случае XPE фирмы CREE. Сам светодиод выглядит так

Пайка светодиода на «звезду» может быть выполнена с помощью термофена, но делать это нужно с большой осторожностью, чтобы не повредить линзу. Также следует следить, чтобы воздушный поток не сместил светодиод. Паяльной пастой злоупотреблять не стоит, если нанести избыточное кол-во, корпус может «поплыть» и получится перекос.

Если необходимо спаять большое кол-во светодиодов, например, модуль в виде длинной линейки, то фен точно не лучший вариант.

Существует более эффективный метод монтажа. Старый утюг с плоской подошвой может стать идеальным инструментом для «выпекания» светодиодных модулей. Он устанавливается подошвой вверх и нагревается градусов примерно до 230. Затем на него осторожно устанавливается алюминиевая плата с предварительно нанесенными флюсом, паяльной пастой и установленными светодиодами. Визуально можно будет увидеть, когда плата нагреется, произойдет оплавление паяльной пасты и сформируются четкие пайки. Главное не передержать – светодиод можно подвергать воздействию таких температур только в течение нескольких десятков секунд, иначе можно вывести его из строя или потерять значительную долю светового потока. Таким способом можно спаять одновременно несколько десятков светодиодов.

Потолочный светильник из светодиодной ленты. Светодиодные ленты для подсветки потолка

Во время ремонта особое внимание уделяется освещению, которое, как известно, задает основную атмосферу для каждой комнаты. Вместе со стремительным развитием энергосберегающих технологий увеличивается использование диодных светильников, позволяющих существенно снизить потребление электроэнергии. Сочетанием практичности и привлекательного дизайна отличаются светодиодные ленты. Они прикрепляются непосредственно на потолок и создают ровное мягкое освещение.

Светодиодные ленты для подсветки потолка

Что представляют собой устройство

Светодиодная подсветка потолков

Светодиодная лента SMD 3528

Помимо светящихся элементов, на ленте располагаются резисторы, предохраняющие всю систему от высокого напряжения и ограничивающие течение тока.

Схема строения светодиодной ленты

Таблица. Разновидности светодиодных лент.

Характеристика	Разновидности
Тип диода	1. SMD 3028. 2. SMD 5050. Диаметр влияет на зону покрытия.
Способ фиксации	1. Самоклеящиеся с надежным клеевым слоем. 2. Крепящиеся с помощью пластиковых скоб.
Герметичность	1. Без герметика, используются в обычных помещениях. 2. Средняя защищенность от воды, можно использовать рядом с раковиной или в ванной. 3. Герметичные, способны функционировать под водой.
Цвет светодиода	1. Белая лента. 2. RGB.

Типы светодиодов на светодиодных лентах

Разновидности светодиодных лент

RGB-лента

Преимущества изделия

К основным преимуществам светодиодных лент относится:

экономия электричества;
равномерное и направленное освещение;
длительность эксплуатации, достигающая 10 лет;
возможность выбора различных цветов;
в многоцветных лентах — стабильный цвет на протяжении всего срока эксплуатации;
гибкость, позволяющая придать ленте любую форму;
экологичность и пожарная безопасность благодаря отсутствию ртути и слабому нагреванию;
возможность корректировки длины ленты;
отсутствие влияния на ТВ-сигналы в связи с отсутствием помех.

Мощность светодиодной ленты

Благодаря указанным качествам, диодную ленту зачастую используют не только для дополнительной подсветки, но и как основной источник света. При этом энергопотребление у 10 метров такой ленты будет даже меньше, чем у привычной многим лампы накаливания.

Как выглядит светодиодная лента в интерьере

Подбор ленты по типу диодов

Наиболее распространенными диодами для таких лент являются SMD 3028 и SMD 5050. Они крепятся непосредственно на поверхность ленты и различаются по размерам, что отображается в виде цифр в названии. По яркости малые диоды SMD 3028 не уступают крупным, но за счет небольших размеров могут освещать меньшую площадь потолка. Поэтому для создания более яркой подсветки стоит остановиться на SMD 5050.

Что касается параметра цвета, то стоит обратить внимание на кристаллы, используемые в светодиодах.

Цены на светодиодную ленту

~~светодиодная лента~~

Образцы цветов

На данный момент доступны 4 варианта:

желтый;
красный;
синий;
зеленый.

Белых же кристаллов в настоящее время не производят. Вместо этого в конструкции используется синий элемент, излучающий ультрафиолетовый свет. Поскольку покрытие диода осуществляется с помощью люминофора, светящегося под воздействием таких лучей, на выходе получается белый свет.

Светодиодная лента

Но подобное решение вопроса отрицательно сказывается на качестве ленты. Она является самой недолговечной по причине быстрого выгорания люминофора. Итогом становится не только снижение яркости ленты, но и проявление синего свечения.

Классическое сочетание RGB, в свою очередь, позволяет получить не только один из предлагаемой тройки цветов. Как известно из оптики, белый цвет получается при смешении всех трех цветов. В сочетании со стабильной работой кристаллов, не требующих дополнительных покрытий, это существенно повышает срок службы изделия. Обычно такие ленты идут в комплекте с пультом дистанционного управления, с помощью которого проводится настройка освещения. Это дает дополнительные возможности для экспериментов.

Советы по подбору светодиодной ленты для разных помещений

В зависимости от того, где планируется установка потолочного освещения, выбирается тип изделия и его размещение. Изменение яркости происходит за счет вариаций количества диодов в пределах одного метра ленты. Чем больше элементов подсветки, тем она ярче и дороже.

На одном метре ленты может быть разное количество диодов

Количество светодиодов на ленте

В коридоре

Поскольку данная зона не требует стабильного яркого освещения, приобретение ленты с диодами SDM 5050 и выше будет нецелесообразным. Преимущественно коридоры и проходные зоны нуждаются в дополнительном свете в ночное время. Использование ламп накаливания приведет к большим затратам на электроэнергию, а темнота — не самое удачное решение. Оптимальным вариантом станет установка светодиодных лент низкой мощности. Их свет не будет раздражать глаза в ночное время, а с использованием диммера можно менять яркость, что также положительно скажется на семейном бюджете.

Ночник из светодиодной ленты своими руками. Светодиодный ночник с регулятором яркости своими руками

В прошлом году собрал вот такой простенький ночник из блока питания на 9 вольт и обрезков светодиодной ленты

Ночник из светодиодной ленты и блока питания

Вещица оказалась весьма полезной. Отдал на эксплуатацию супруге, и спустя некоторое время получил отзыв Оказалось, что ночником трудно попасть в розетку в полной темноте, а если это все-таки удалось, то он непременно ослепит и нарушит весь сон!

Ночник из светодиодной ленты и блока питания включен в сеть

Исходя из этого опыта решил изготовить новую модель ночного светильника с регулятором яркости и встроенным выключателем , чтобы была возможность всегда оставлять ночник в розетке.

Далее в этой статье я покажу процесс изготовления ночника с регулятором яркости из блока питания на 12 вольт и светодиодной ленты SMD 5050, а также приведу принципиальную схему регулятора яркости на транзисторе КТ-819.

Материалы

Компоненты для изготовления ночника с регулятором яркости

Для изготовления ночника с регулятором яркости нам потребуются следующие материалы:

Блок питания 12 вольт (выходной ток не менее 0,5 ампер)
Светодиодная лента SMD 5050
Транзистор КТ-819 с любым индексом или его аналог
Переменный резистор 100 кОм с выключателем
Резисторы: 1 кОм – 1шт, 10 кОм – 2 шт
Соединительные провода
Секундный супер клей
Термоклей

Как обычно перед началом сборки не забываем удостовериться в работоспособности всех комплектующих. Как проверить транзистор можно прочитать в этой заметке

Характеристики блока питания можно узнать на этикетке или штампе изготовителя. На фото блок питания с выходным напряжением 12 вольт и максимальной силой тока 1 ампер.

Характеристики импульсного блока питания 12В 1А

Светодиодную ленту нужно нарезать сегментами по 3 диода на каждом. Обычно на лентах есть разметка, по которой можно ориентироваться.

Начинаем сборку

А точнее разборку блока питания В крышке корпуса (слева на фото) высверливаем отверстие для установки переменного резистора.

Разобранный блок питания

Устанавливаем переменный резистор в крышку блока питания. Резистор можно зафиксировать при помощи термоклея (родной гайки от этого резистора не было, почему то не продают их в магазине вместе с резистором)

Выносной конденсатор блока питания

В данной модели блока питания установке резистора мешал конденсатор. Пришлось разместить его в свободном пространстве корпуса и соединить с печатной платой при помощи провода ПВС с сечением 0,5 мм²

Переменный резистор в крышке корпуса блока питания

Попробовав закрыть крышку блока питания выяснилось, что также мешают пара диодов.

Удалено 2 диода из мостика блока питания

Пришлось переместить их на обратную сторону печатной платы.

Перенос части диодного мостика БП на обратную сторону платы

Теперь подыскиваем свободное место для транзистора.

Транзистор КТ-819Г установлен в корпус блока питания

Крепим транзистор к крышке при помощи болта и гайки.

Крепление транзистора КТ-819Г на крышке корпуса БП

Собираем регулятор яркости светодиодной ленты по следующей схеме. Эту же схему я использовал в регуляторе яркости на подсветке компьютерного стола .

Схема регулятора яркости для светодиодной ленты

Все постоянные резисторы зафиксированы на крышке корпуса при помощи термоклея. На ножки транзистора добавлена изоляция из термоусадочных трубок.

Регулятор напряжения и тока на транзисторе КТ-819Г

На данном этапе можно собрать блок питания в корпус и проверить работу регулятора яркости на одном сегменте светодиодной ленты. Вот так лента светит на минимальной яркости.

Проверка регулятора напряжения – минимальный ток на выходе

А теперь выкручиваем резистор до упора и получаем максимальную яркость свечения.

Полная яркость светодиодной ленты

Регулятор работает как положено. Можно двигаться дальше.

Рукоятку для вращения потенциометра можно изготовить из обычных крышек от сока или минеральной воды.

Видео светильник из светодиодной ленты своими руками.

Делаем светодиод своими руками

Вопрос: «Можно ли сделать светодиод своими руками?» среди рядовых мастеров наверняка вызовет удивление. Казалось бы, зачем придумывать то, что давно придумано и серийно выпускается? Однако существует такая категория людей, которые обожают мастерить что-то необычные. Для них конструирование светодиода – это возможность повторить эксперименты О.В. Лосева, проводимые около ста лет назад, и шанс доказать себе и друзьям реальность создания светодиода в домашних условиях.

Что понадобится

Основной конструкционный материал – кусочек карбида кремния. В обычном магазине его не купишь, но если постараться, то можно найти в интернете среди частных объявлений. Кроме него понадобится иголка от булавки, соединительные провода, два мебельных гвоздя с широкой шляпкой и регулируемый источник напряжения (0-10 вольт). Также понадобится припой и немного умения пользоваться паяльником. Для измерений параметров самодельного светодиода подойдет простой мультиметр.

Подготовительная работа

Первым делом нужно найти участок на поверхности карбида кремния, способный к излучению света. Для этого исходный материал придётся раздробить на несколько кусочков размером 2-5 мм. Затем каждый из них поочередно кладут на металлическую пластинку, подключенную к плюсу источника питания напряжением около 10В. Вторым электродом выступает острый щуп или игла, присоединённая к минусу источника питания.

Затем исследуемый кусочек нужно прижать пинцетом к пластине, и острой иглой прощупать его верхнюю часть в поисках светящегося участка. Таким образом, отбирают кристалл с наибольшей яркостью. Стоит отметить, что карбид кремния может излучать свет в спектре от оранжевого до зелёного.

Изготовление светодиода

Для удобства монтажа лучше взять гвоздик длиной 10-15 мм с большой шляпкой и хорошо её залудить. Она послужит основанием и теплоотводом для кристалла. С помощью паяльника олово на шляпке доводят до жидкого состояния и пинцетом слегка утапливают подготовленный экземпляр карбида. Естественно, что излучающий участок должен быть направлен вверх. После затвердевания припоя нужно убедиться в надёжной фиксации кристалла.

Для изготовления отрицательного электрода понадобится острая часть булавки и одножильный медный провод. Как видно из фото, обе детали лудятся и надёжно спаиваются между собой. Затем на проволоке делают петлю для придания ей свойства пружины. Свободный конец провода запаивают на шляпку второго гвоздя. Оба гвоздика прикрепляют к монтажной плате на небольшом расстоянии друг от друга.

На заключительном этапе к ножкам гвоздей подводят питание соответствующей полярности. Замыкается электрическая цепь иголкой, которую фиксируют в точке кристалла с максимальным свечением. Плавно наращивая напряжение питания, можно определить значение, при котором яркость перестаёт интенсивно нарастать. В результате проведенных измерений падение напряжения составило 9В, а прямой ток 25 мА. При смене полярности карбид кремния перестаёт излучать свет, что частично объясняет его полупроводниковые свойства.

Не удивлюсь, если радиолюбители со стажем выскажут свой негатив в адрес получившейся необычной конструкции, напоминающей простейший светодиод. Однако иногда собирать подобные вещи самостоятельно – это интересно и даже полезно. Примером служат радиолюбительские кружки для школьников, в которых дети знакомятся со свойствами разных материалов, учатся паять и познают азы полупроводников.

Схемы подключения светодиодов к 220В и 12В

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.

Содержание

1. Типы схем
2. Обозначение на схеме
3. Подключение светодиода к сети 220в, схема
4. Подключение к постоянному напряжению
5. Самый простой низковольтный драйвер
6. Драйвера с питанием от 5В до 30В
7. Включение 1 диода
8. Параллельное подключение
9. Последовательное подключение
10. Подключение RGB LED
11. Включение COB диодов
12. Подключение SMD5050 на 3 кристалла
13. Светодиодная лента 12В SMD5630
14. Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

светодиодный драйвер со стабилизированным током;
блок питания со стабилизированным напряжением.

В первом варианте применяется специализированный источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения необходимо использовать токоограничивающий резистор.
Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

снижение напряжения на одном LED;
номинальный рабочий ток;
количество LED в цепи;
количество вольт на выходе блока питания.

Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления. Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться. Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены. Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Обозначение на схеме

Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

простая на гасящем конденсаторе;
полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную мощность.

Подключение к постоянному напряжению

Далее будут рассмотрены схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный полярным напряжением на выходе. Несколько примеров:

3,7В – аккумуляторы от телефонов;
5В – зарядные устройства с USB;
12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.

Самый простой низковольтный драйвер

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.

Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.

Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.

Драйвера с питанием от 5В до 30В

Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие. Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.

В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.

Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.

Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.

Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.

Включение 1 диода

Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.

Параллельное подключение

При параллельном соединении желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность. Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся. На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.

Рациональность применений каждого способа рассчитывают исходя из требований к изделию.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт. В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

светодиодные лампах для дома;
led светильники;
новогодние гирлянды на 220В;
светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Соблюдайте осторожность, если видите длинную последовательную цепочку, к тому же на них не всегда есть заземление. Мой сосед схватил кукурузу голыми руками и потом рассказывал увлекательные стихи из нехороших слов.

Подключение RGB LED

Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.

Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.

Включение COB диодов

Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.

Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.

Подключение SMD5050 на 3 кристалла

От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов белого света, поэтому имеет 6 ножек. То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.

При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.

При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.

Светодиодная лента 12В SMD5630

Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.

Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.

Как сделать простейшую солнечную панель из нескольких светодиодов

В этой статье мы расскажем вам, как можно самостоятельно собрать солнечную панель из нескольких светодиодов, просто соединив их друг с другом. Для сборки такой панели потребуется примерно 5 диодов любого цвета, клеммник или печатная плата, провода, паяльник и припой. Измерить работоспособность этой конструкции можно с помощью мультиметра.

Приобретите или найдите в своей кладовой светодиоды и клеммник. Соедините их последовательно, соблюдая полярность, чтобы получилась такая цепь.

Если увеличить число диодов и вставить в клеммы по два вместо одного, мощность панели удвоится, а если удлинить цепь, вырастет выходное напряжение. Один диод может давать примерно 1,6 вольта, а цепь из нескольких диодов — десятки вольт. Экспериментально вы можете установить оптимальное количество диодов, которые вам нужны для создания панели определённой мощности. Имейте в виду, что напряжение и сила тока будут зависеть от того, сколько света попадает на диоды. В пасмурную погоду они окажутся совершенно бесполезны.

Выведите провода с обеих сторон цепи и поднесите солнечную панель к источнику освещения. В домашних условиях можно использовать лампу дневного света, а на улице — лучи солнца. Расположите диоды так, чтобы они «смотрели» вверх и собирали одинаковое количество световой энергии.

С помощью мультиметра проверьте, генерируют ли они напряжение. Если всё сделано верно, панель будет выдавать несколько вольт, которых достаточно, чтобы запитать не особо ресурсоёмкий прибор — например, для заряда аккумулятора в смартфоне в походных условиях.

Светодиоды не способны накапливать энергию, поэтому как только освещение пропадёт, они перестанут генерировать электричество.

Что такое светодиод? | LEDs Magazine

Проще говоря, светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковое устройство, которое излучает свет, когда через него проходит электрический ток. Свет образуется, когда частицы, переносящие ток (известные как электроны и дырки), объединяются в полупроводниковом материале.

Поскольку свет генерируется внутри твердого полупроводникового материала, светодиоды описываются как твердотельные устройства. Термин твердотельное освещение, которое также включает в себя органические светодиоды (OLED), отличает эту технологию освещения от других источников, в которых используются нагретые нити накала (лампы накаливания и вольфрамовые галогенные лампы) или газовый разряд (люминесцентные лампы).

Разные цвета
Внутри полупроводникового материала светодиода электроны и дырки находятся внутри энергетических зон. Разделение полос (то есть запрещенная зона) определяет энергию фотонов (световых частиц), излучаемых светодиодом.

Энергия фотона определяет длину волны излучаемого света и, следовательно, его цвет. Различные полупроводниковые материалы с разной шириной запрещенной зоны производят свет разного цвета. Точную длину волны (цвет) можно настроить, изменив состав светоизлучающей или активной области.

Светодиоды состоят из сложных полупроводниковых материалов, которые состоят из элементов из группы III и группы V периодической таблицы (они известны как материалы III-V). Примерами материалов III-V, обычно используемых для изготовления светодиодов, являются арсенид галлия (GaAs) и фосфид галлия (GaP).

До середины 90-х годов светодиоды имели ограниченный диапазон цветов, и, в частности, не существовало коммерческих синих и белых светодиодов. Разработка светодиодов на основе системы материалов из нитрида галлия (GaN) дополнила цветовую палитру и открыла множество новых применений.

Основные материалы светодиодов
Основными полупроводниковыми материалами, используемыми для производства светодиодов, являются:

Нитрид индия и галлия (InGaN): синие, зеленые и ультрафиолетовые светодиоды высокой яркости
Алюминий, галлий, индия фосфид (AlGaInP): желтых, оранжевых и красных светодиодов высокой яркости
Арсенид алюминия-галлия (AlGaAs): красных и инфракрасных светодиодов
фосфид галлия (GaP): желтых и зеленых светодиодов

Как производятся светодиоды? | Светодиодные расходные материалы Sitler

Кажется, что количество типов и разновидностей светодиодов растет с каждым днем, но сегодня мы возвращаемся к основам.Мы собрались здесь сегодня, чтобы ответить на постоянно актуальный вопрос: «Как делаются светодиоды?» Мы кратко ознакомим вас с ключевыми различиями между светодиодными лампами и традиционными лампами, из каких материалов создается светоизлучающий диод, как эти материалы сконструированы и, наконец, как они связаны друг с другом для создания наиболее энергоэффективного свет на рынке!

Справочная информация: светодиоды против традиционных источников света

Светодиодное освещение, лампы накаливания и люминесцентные лампы не только по-разному спроектированы, но и по-разному создают свет.Традиционное освещение создает свет, прикрепляя провода к источнику энергии. Когда провода нагреваются, они излучают свет. Светодиоды создают свет за счет электронного возбуждения, а не тепла. Вот почему светодиоды потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла, поскольку тепло не является основным компонентом в создании света.

Светодиодные материалы

Светодиод означает светоизлучающий диод. Поэтому светодиодные фонари состоят из небольших диодов. Каждый диод создан из полупроводникового материала. Один из слоев полупроводникового материала будет иметь избыток электронов, один слой будет обеднен электронами.Эта разница в электронных уровнях позволяет электронам переходить из одного слоя в другой, создавая свет посредством электронного возбуждения, упомянутого выше.

Если еще немного, то сам полупроводниковый материал состоит из кристаллического материала и нуждается в примесях, чтобы проводить электричество. Однако эти примеси добавляются к полупроводниковому материалу позже в процессе производства.

Однако не следует принимать эти примеси за дефекты полупроводникового материала.Они не уменьшают ценность диода, а увеличивают ее! Добавление этих примесей в полупроводник называется легированием, и это важный материал, используемый при изготовлении светодиодов. Наиболее часто добавляемые примеси — это цинк и азот.

Наконец, для питания диодов необходимо добавить электрические провода. Соединения золота и серебра часто используются в проводах светодиодов, так как они хорошо справляются с пайкой и хорошо нагреваются. Наконец, диоды заключены в прозрачный пластик, а не стекло, как традиционные лампы, что делает их прочными и долговечными.

Дизайн светодиодов

При разработке светодиодных светильников допускается немного больше творчества. В зависимости от применения света, цветовая температура, яркость и эффективность определяются до начала производства. Эти атрибуты определяются на основе размера диода, используемого полупроводникового материала, типов добавляемых примесей и толщины диодных слоев.

Производство: как создаются светодиоды

Производство светодиодов — дело тонкое и сложное, но мы постараемся подвести итоги.Прежде всего, должен быть изготовлен полупроводниковый материал. Это называется полупроводниковой пластиной. Полупроводниковый материал «выращивается» в высокотемпературной камере высокого давления. Такие элементы, как галлий, мышьяк и / или фосфор, очищаются и смешиваются вместе в камере, которая затем превращается в концентрированный раствор. После того, как элементы смешаны, стержень помещается в раствор и медленно вытаскивается. По мере вытягивания раствор кристаллизуется на конце стержня, образуя длинный цилиндрический слиток кристалла.

Затем этот материал разрезают на полупроводниковые пластины и по существу шлифуют, как если бы вы шлифовали стол, пока поверхность не станет гладкой. Затем его окунают в раствор различных растворителей для тщательной очистки от грязи, пыли или органических материалов.

На следующем этапе процесса к пластине добавляются дополнительные слои полупроводникового материала. Это один из способов добавления примесей или легирующих добавок.

Затем на полупроводнике определяются металлические контакты.Это определяется на этапе проектирования и учитывает, будет ли диод использоваться отдельно или с другими.

Наконец, диоды устанавливаются на соответствующий корпус, присоединяются провода, а затем все помещается в пластик. Так делают светодиоды!

Узнайте больше о светодиодах с Sitler’s!

Если у вас есть дополнительные вопросы о светодиодах, посетите страницу часто задаваемых вопросов или наш блог о том, что такое светодиоды! Позвоните нам сегодня по телефону (319) -519-0039, чтобы начать свое путешествие в мир светодиодов!

Опубликовано в Основы светодиодного освещения

Как делают светодиоды — узнайте.sparkfun.com

YunSun LED

Во время поездки в Китай в 2014 году наш поставщик YunSun любезно встретил нас в Шэньчжэне и провел экскурсию по их фабрике.

Хотя SparkFun использует и продает светодиоды более 10 лет, я никогда не видел и не понимал, как они были сделаны. Я сообщил Мерри Сяо, нашему главному контактному лицу в YunSun, что мы очень заинтересованы в обучении, поэтому она организовала экскурсию по в субботу , когда фабрика была закрыта.Мы были очень благодарны!

Это мистер Си, владелец YunSun, с самым веселым чувством юмора. Он держит проект, над которым работает моя жена Алисия Гибб. Мерри тоже присоединился к нам и помогал переводить.

Основные детали

Это лист светодиодных матриц. YunSun покупает штампы у высококлассной тайваньской компании. Это мой большой палец рядом с штампами 4 000 . Стоимость листа составляет примерно 80 юаней или 12,50 долларов.

Каждый лист имеет характеристики партии, указанные в углу.Матрицы на этом конкретном листе имеют длину волны ~ 519 нм или прямо на границе между зеленым и голубо-синим. Скоро будут заштрихованы три тонких листа, содержащих 12000 светодиодов!

Процесс начинается с перфорированных металлических выводных рамок. Каждая из этих рамок имеет базовую структуру для 20 светодиодов. Выше показано около 15 кадров или 300 светодиодов.

Станки

Первая машина берет выводную раму и наносит небольшую каплю клея на каждую из чашек в верхней части катодного вывода.

При поставке на бумажных листах светодиоды расположены слишком близко друг к другу, чтобы ими можно было манипулировать. Существует механическая машина (не изображена), которая распределяет штампы и приклеивает их к пленке слабого клея. Эта пленка подвешена над ведущими кадрами, как показано выше. Используя микроскоп, рабочий вручную выравнивает матрицу и с помощью пинцета вставляет матрицу в выводную рамку. Клей в выводной рамке побеждает (становится более липким), и рабочий быстро переходит к следующему штампу.Нам сказали, что они могут выравнивать более 80 в минуту или около 40 000 в день.

Выше — машина для склеивания светодиодных проводов. Это прикрепляет тонкий золотой провод от верхней части светодиода к анодному выводу.

Одним из первых вещей, которые меня удивили в этом туре, было то, что вся операция проводилась на открытом воздухе. По какой-то причине я предположил, что для работы с кремниевыми матрицами требуется технология чистых помещений. Я мог бы сделать это в своем подвале! Хм …

ReplaceMeOpen

ReplaceMeClose

Для настройки этой машины потребовалось немало настроек и настроек, но после того, как она была запущена, было впечатляющим видеть, как устройство работает автоматически без выравнивания с помощью компьютера.

Поскольку к кремниевой матрице прикреплен только один вывод, я предполагаю, что клей на катоде является проводящим. Клей схватывается примерно за 30 минут до перехода к следующему этапу.

Вот и еще один сюрприз. Это 7-сегментные дисплеи. По какой-то причине мне всегда казалось, что за сегментами дисплея есть полностью перегоревшие 3-миллиметровые (или какого-то размера) светодиоды. Оглядываясь назад, я, очевидно, ошибался, но это не пришло мне в голову, пока я не увидел 7-сегментные печатные платы с матрицами, непосредственно прикрепленными к плате.

Увеличенное изображение 7-сегментной клеевой машины.

Формы и испытания

Вернуться к процессу PTH LED: после того, как соединение проводов на месте и клей затвердеет, выводная рамка помещается в светодиодную форму, и вокруг выводных рамок проталкивается эпоксидная смола.

Именно эти формы придают светодиодам форму. Это был еще один момент ага. Я видел много светодиодов разной формы, но всегда в пределах какого-то измерения.Вы не увидите много светодиодных проводов 5 мм со звездообразной головкой, потому что:

Форма должна высвободить головку светодиода так же, как пресс-форма для литья под давлением. Любая форма с выступами будет зафиксирована в форме. А как насчет формы из двух частей? Это приводит меня к # 2:
Вся светодиодная промышленность построена на специализированных поставщиках коттеджей. Это означает, что есть поставщики, которые занимаются только одним делом: производством кремния, производством свинца, изготовлением пресс-форм и т. Д. Практически никто не владеет всей цепочкой инструментов, поэтому YunSun приходится выбирать из доступных вариантов поставщиков.Хотя мы были очень рады попросить ЮнСуна создать для нас супер-индивидуальный, потрясающий светодиод, это было бы почти невозможно; нам нужно было бы убедить не только их, но и около 5 различных поставщиков предоставить выводные рамы нестандартного размера, размер пресс-формы, который может быть индивидуальным, настроить машины с учетом расстояния между выводами, которое может быть несовместимым, а затем создать новые испытательные стенды и рабочие процедуры. Не невозможно, но гораздо труднее, чем я предполагал.

Это один из каталогов поставщиков пресс-форм, содержащий множество различных форм и размеров.Опять же, изготовление нестандартных форм возможно, но, если его нет в каталоге, получить его будет намного сложнее.

После впрыска эпоксидной смолы нам сказали, что светодиоды запекаются в течение 45 минут. На этом этапе светодиоды можно вынуть из форм. Затем их запекают еще от 8 до 12 часов, чтобы смола полностью затвердела. После отверждения светодиоды группируются в большие партии, показанные выше.

Для поддержки во время производственного процесса на выводах есть кусочки металла, соединяющие анод и катоды вместе.Перед испытанием указанная выше машина отрезает лишний металл, так что катод изолирован, а все аноды соединены шиной. Почему один вывод светодиода короче другого? В основном для упрощения автоматизации производства и тестирования. Почему катод выбрали короче? Наверное, потому, что при тестировании легче контролировать низкую сторону (катод).

Следующим шагом является проверка и проверка того, что каждый светодиод использует соответствующую величину тока. Слишком мало (есть обрыв) или слишком много (короткое замыкание), и светодиод убирается.Используя серию «пого-пинов», эта машина быстро проверяет каждый отдельный светодиод и отображает выходной сигнал на компьютере. Это очень похоже на испытательные приспособления с выдвижными контактами, которые мы разрабатываем для тестирования продуктов SparkFun.

После того, как светодиоды проходят контроль качества, они проходят еще один этап резки, чтобы отделить аноды от выводной рамки.

Много-много 5-миллиметровых красных светодиодов, созданных специально для SparkFun!

Используя этот же процесс, можно изготавливать множество различных форм, цветов и размеров.

Обзор завода

В целом завод был компактным и хорошо продуманным. Было доступно четыре линии для создания любой формы и шрифта, которые потребовались в тот день.

Мерри, Алисия, я и мистер Си. Мы очень благодарны YunSun за то, что они устроили нам тур в их выходной день! Если вам когда-нибудь понадобятся светодиоды или светодиодные лампы, подумайте о том, чтобы связаться с Merry (merry at 100led.com). YunSun — замечательная компания для работы.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Надеемся, вам понравилось читать! Эти уроки требуют много работы, и мы надеемся, что вы чему-нибудь научитесь! Если вам понравилось читать, оставьте комментарий и дайте нам знать.

Готовы поиграть со светодиодами? Вот некоторые из наших продуктов для оформления заказа:

Теперь, когда вы прочитали, как производятся светодиоды, вот несколько руководств, которые могут поразить ваше воображение:

Как работают светодиоды

Диод — это простейший полупроводниковый прибор. Вообще говоря, полупроводник — это материал с различной способностью проводить электрический ток. Большинство полупроводников сделано из плохого проводника, в который были добавлены примеси (атомы другого материала).Процесс добавления примесей называется легированием .

В случае светодиодов материалом проводника обычно является арсенид алюминия-галлия (AlGaAs). В чистом арсениде алюминия-галлия все атомы идеально связаны со своими соседями, не оставляя свободных электронов (отрицательно заряженных частиц) для проведения электрического тока. В легированном материале дополнительные атомы изменяют баланс, либо добавляя свободные электроны, либо создавая дыры, по которым электроны могут уходить. Любое из этих изменений делает материал более проводящим.

Полупроводник с дополнительными электронами называется материалом N-типа , поскольку в нем есть дополнительные отрицательно заряженные частицы. В материале N-типа свободные электроны перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную.

Полупроводник с дополнительными дырками называется материалом P-типа , поскольку он фактически содержит дополнительные положительно заряженные частицы. Электроны могут прыгать от отверстия к отверстию, перемещаясь из отрицательно заряженной области в положительно заряженную. В результате кажется, что сами отверстия перемещаются из положительно заряженной области в отрицательно заряженную.

Диод состоит из секции материала N-типа, прикрепленной к секции материала P-типа, с электродами на каждом конце. Это устройство проводит электричество только в одном направлении. Когда на диод не подается напряжение, электроны из материала N-типа заполняют отверстия из материала P-типа вдоль стыка между слоями, образуя зону обеднения. В зоне истощения полупроводниковый материал возвращается в исходное изолирующее состояние — все отверстия заполнены, поэтому нет свободных электронов или пустых пространств для электронов, и электричество не может течь.

Чтобы избавиться от зоны истощения, вы должны заставить электроны перемещаться из области N-типа в область P-типа, а дырки — в обратном направлении. Для этого вы подключаете сторону N-типа диода к отрицательному концу цепи, а сторону P-типа — к положительному концу. Свободные электроны в материале N-типа отталкиваются отрицательным электродом и притягиваются к положительному электроду. Отверстия в материале P-типа перемещаются в другую сторону. Когда разность напряжений между электродами достаточно высока, электроны в зоне обеднения выталкиваются из своих отверстий и снова начинают свободно перемещаться.Зона истощения исчезает, и заряд перемещается по диоду.

Если вы попытаетесь пропустить ток другим способом, когда сторона P-типа подключена к отрицательному концу цепи, а сторона N-типа подключена к положительному концу, ток не будет течь. Отрицательные электроны в материале N-типа притягиваются к положительному электроду. Положительные отверстия в материале P-типа притягиваются к отрицательному электроду. Через переход не протекает ток, потому что дырки и электроны движутся в неправильном направлении.Зона истощения увеличивается. (См. «Как работают полупроводники» для получения дополнительной информации обо всем процессе.)

Взаимодействие между электронами и дырками в этой установке имеет интересный побочный эффект — оно генерирует свет!

13 простых светодиодных поделок для взрослых, детей и подростков

Ремесленные проекты появились со времен простой пряжи, клея и папье-маше. Но это все к лучшему, потому что поделки со светодиодной подсветкой могут быть декоративными, веселыми и проще, чем вы думаете.Как для взрослых, так и для детей, эти креативные идеи с последними огнями привнесут искорку на ваш стол для рукоделия.

Цветные светодиодные поделки для взрослых

Многие взрослые любят создавать свои собственные уникальные украшения и серьезно относятся к своему хобби. Взгляните на эти крутые творения, чтобы воплотить в жизнь новые творческие идеи со светодиодной подсветкой.

1. Центральные элементы Super Easy

Будь то украшение вашего праздника, званый обед или вечерняя вечеринка, Brit + Co предлагает три аккуратных центральных идеи.Каждый из них прост в изготовлении и требует минимального количества расходных материалов и инструментов. Вы можете выбрать из Three Jars of Light, в котором используются светодиодные чайные светильники, The Salty Snowflake, для которого требуется светодиодная снежинка с батарейным питанием, или Starburst Strobe, в котором используются шариковые украшения.

2. Букет цветов с подсветкой лепестками

Может быть, вы предпочитаете украшение из цветов. Этот проект от Love Creations сочетает в себе бумажные цветы, светодиодные фонари и простую вазу.Вы можете воспользоваться простым видеоуроком и быстро создать этот милый и красочный проект.

3. Магнитные фонари холодильника

Найдите путь к холодильнику в темноте с помощью этих изящных декоративных светильников. Однако вы должны быть готовы изо всех сил, если вам нравится эта идея. Это действительно связано с покраской холодильника и работой с источниками питания и резисторами. Но если вам нравится идея, Instructables проведет вас через каждый шаг, включит фотографии и предоставит полный список материалов.

4. Светодиодная люстра

Если вы предпочитаете освещать всю комнату, а не только холодильник, обратите внимание на этот проект светодиодной люстры. Для этого вы будете использовать светодиодные рождественские гирлянды и прозрачные кристаллы, которые, возможно, у вас уже есть или вы можете купить недорого. Это еще один проект от Instructables, поэтому все инструкции и фотографии прилагаются.

5.Фонарь своими руками

P&G Everyday — это уличный фонарь, сделанный своими руками. В фонаре используется консервная банка, светодиодная свеча и другие предметы, которые у вас уже есть дома. С очень простыми инструкциями по сборке фонарей вы все равно сможете дать волю своему творчеству в том, как вы их украсите. Тогда вы будете готовы осветить задний двор для следующего барбекю.

6. Простая миска для рыбы со светодиодной подсветкой

Ваш друг-рыба — свет вашей жизни? Если так, почему бы не дать ему или ей блеск, которого они заслуживают? Эта аквариумная миска со светодиодной подсветкой проста в изготовлении и выглядит потрясающе.Для его создания вам понадобится менее 10 предметов, и если вы экономный покупатель, вы можете сделать его чуть более чем за 50 долларов.

Креативные светодиодные поделки для маленьких детей

Независимо от того, есть ли у вас подающий надежды электрик или просто ребенок, который любит поделки, эти проекты великолепны. Они безопасны, приятны и позволяют вашему ребенку проявлять творческий подход.

7. Светодиодные метатели

Эти аккуратные магнитные фонари понравятся детям, потому что их можно бросить на магнитную поверхность.На сайте Buggy and Buddy есть список необходимых материалов, четкие фотографии и простые инструкции для светодиодных бросков.

8. Открытка со светодиодной подсветкой

Если вы хотите поощрить своих маленьких художников к работе, позвольте им создать открытку со светодиодной подсветкой. Они действительно могут дать волю своему воображению с тем, как они украшают открытку. А огни придают их шедевру идеальное мерцание и сияние. В Kix Cereal выполните простые шаги с фотографиями или откройте видеоурок.

9. Бумажные схемы

Еще одна изящная поделка из бумаги с использованием светодиодных ламп — создание бумажной схемы. Как и открытка, эта раскрывает навыки художника и радость для вашего мальчика или девочки. Makerspaces.com предлагает инструкции, фотографии, видео и примеры того, что вы можете сделать. Вы также можете проверить места, где можно приобрести расходные материалы, и получить помощь по устранению неполадок для определенных типов бумажных цепей.

Крутые светодиодные поделки для детей старшего возраста

Если у вас есть подросток или подросток, который хочет добавить мерцания в свою комнату или хобби, взгляните на эти удивительные поделки.

10. Фонарик альтоиды

Эти прочные банки Altoids действительно могут пригодиться, особенно для поделок. Если у вас есть мальчик или девочка, интересующиеся проектами в области электроники, они могут сделать этот фонарик Altoids со светодиодной подсветкой любого цвета и удобным переключателем. Инструменты, расходные материалы и дополнительные предметы стоят менее 5 долларов, а Instructables покажет вам, как именно сделать это изящное и полезное ремесло.

11. Звездный потолок для детей

С помощью этого проекта ваш подросток сможет привнести красоту ночного неба в свою спальню. Этот проект Instructables требует резки дерева, сверления и использования микроконтроллера. Но для тех, кто заинтересован в прохладном освещении и которым может помочь мама или папа, идея звездного потолка является победителем.

Проявите творческий подход вместе

Вам и вашему ребенку нравится вместе заниматься поделками? Если это так, вы можете создать что-то удивительное, проводя время друг с другом.

12. Животные с LED подсветкой

Дети любят животных. А с помощью этого светодиодного проекта они могут осветить полку в своей комнате сияющими очаровательными существами. Большинство, если не все, материалы можно найти в вашем местном хозяйственном магазине. Так что соберите все необходимое и покажите своему малышу, как легко работать с лампами и выключателями. Вместе вы создадите современного Рудольфа с ярко-красным носом!

13.Светодиодный светофор Arduino

Если у вас многолюдный дом, красочный светофор может стать идеальным вариантом для поделок. Вы можете одновременно с этим узнать о схемах, соединениях и освещении. Для этого проекта вам понадобится немного больше, чем для некоторых других, например, компьютер, программное обеспечение, провода и плата Arduino Uno. Но если вы уже работаете с этим типом оборудования, то повеселитесь в эти выходные, ознакомившись с полными инструкциями по светодиодному светофору.

И если вы хотите подарить своему компьютеру немного шика, попробуйте эти способы заставить ваш компьютер светиться с помощью программируемых светодиодов.

Легкие проекты светодиодного освещения — развлечение для всех

Из этого списка видно, что ваши дети могут делать интересные вещи со светодиодными лампами. Так что, если у вас уже есть фонари или вы собираетесь их купить, не забудьте добавить в закладки эти забавные проекты светодиодного освещения.

Для еще большего количества проектов на этих веб-сайтах есть поделки для детей и подростков.

5 сайтов, где можно найти поделки и проекты для детей и подростков

Ремесла учат детей конструировать новые вещи.На этих бесплатных сайтах есть коллекция поделок и проектов для детей всех возрастов.

Об авторе Sandy Writtenhouse (Опубликовано 452 статей)

Имея степень бакалавра информационных технологий, Сэнди много лет проработала в ИТ-индустрии в качестве менеджера проекта, менеджера отдела и руководителя PMO.Затем она решила следовать своей мечте и теперь постоянно пишет о технологиях.

Более От Sandy Writtenhouse

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Основное руководство по принципу работы светодиодного освещения — Сложный процент

Нажмите для увеличения

Рождество уже не за горами, и независимо от того, празднуете ли вы его или нет, вы, возможно, уже начали видеть, как рождественские огни начинают появляться, украшая дома и рождественские елки.Как на самом деле работают эти огни и как их можно заставить воспроизводить такое множество цветов? Этот рисунок показывает химию.

LED — это светодиоды, они бывают разных цветов, от красного и оранжевого до синего и фиолетового. Хотя они могут показаться маленькими, они содержат серьезную научную информацию — на самом деле, Нобелевская премия по физике 2014 года досталась ученым, которые работали над открытием того, как создавать эффективные синие светодиоды. Прежде чем мы это обсудим, давайте начнем с основ.

Имеет смысл начать с объяснения того, как светодиоды могут производить свет. Светодиоды сделаны из полупроводниковых материалов, материалов, которые в одних условиях проводят электричество, а в других нет. В светодиодах можно использовать несколько различных полупроводниковых материалов, но многие из них основаны на галлии, например нитрид галлия и фосфид галлия.

Светодиоды

состоят из двух слоев полупроводникового материала. Слои «легированы» примесями, то есть примешиваются к ним атомы элементов, отличных от тех, которые изначально были в полупроводниковом материале.Это легирование может создавать различные типы слоев: слои p-типа и слои n-типа. Слой n-типа имеет избыток электронов, тогда как слой p-типа имеет недостаточное количество электронов и, как таковой, имеет так называемые электронные «дырки»: позиции в атомах, где электрон мог бы находиться, но не т.

Когда к светодиоду подается ток, электроны в слое n-типа и электронные «дырки» в слое p-типа перемещаются в активный слой между ними. Когда электроны и электронные «дырки» объединяются, выделяется энергия, и это видно как видимый свет.Хотя это объясняет, как создается свет, мы должны более внимательно присмотреться к происходящему, чтобы объяснить, как можно получить разные цвета.

Цвета, получаемые от светодиодов, определяются используемыми полупроводниковыми материалами. Как вы можете видеть на рисунке, для всех цветов используется не один материал, а целый ряд возможностей. Используя разные материалы и добавляя к ним различные примеси, мы можем изменить размер запрещенной зоны, то есть размер разницы энергий между слоем n-типа и слоем p-типа.Чем больше ширина запрещенной зоны, тем короче длина волны света, излучаемого светодиодом. Таким образом, для красного светодиода требуется относительно небольшая запрещенная зона. Для синих светодиодов необходима большая ширина запрещенной зоны.

Светодиоды с меньшей шириной запрещенной зоны было легче производить, но производство светодиодов с небольшой шириной запрещенной зоны, необходимой для получения синего света, оказалось более проблематичным. Это было важно, потому что красный, зеленый и синий светодиоды были необходимы для получения белого света. В начале 1990-х годов ученые наконец-то разработали, как производить синие светодиоды с использованием нитрида галлия, и за свою работу были удостоены Нобелевской премии 2014 года.

Сегодня светодиоды используются не только в рождественских огнях, но и во многих обычных лампах. У них много преимуществ перед традиционными лампами: они служат дольше по сравнению с обычными лампами (до 100 000 часов по сравнению с 1 000 часов для ламп накаливания) и они более энергоэффективны, требуя меньше энергии для излучения того же количества света. Благодаря светодиодам, счет за электричество для этого дома, покрытого рождественскими огнями от крыши до фундамента, не так высок, как мог бы быть!

Понравились этот пост и рисунок? Подумайте о поддержке сложного процента на Patreon и получайте предварительные просмотры предстоящих публикаций и многое другое!

Изображение в этой статье находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Международная лицензия. См. Рекомендации по использованию содержания сайта.

Ссылки и дополнительная литература

LED | электроника | Britannica

Узнайте, как работают различные типы электрического освещения — лампы накаливания, галогенные, флуоресцентные и светодиодные

Обзор различных типов электрического света, включая лампы накаливания, галогенные, люминесцентные и светодиодные.

Светодиод , полностью светодиод , в электронике, полупроводниковое устройство, которое излучает инфракрасный или видимый свет при зарядке электрическим током.Видимые светодиоды используются во многих электронных устройствах в качестве сигнальных ламп, в автомобилях в качестве фонарей заднего стекла и стоп-сигналов, а также на рекламных щитах и знаках в виде буквенно-цифровых дисплеев или даже полноцветных плакатов. Инфракрасные светодиоды используются в автофокусных камерах и телевизионных пультах дистанционного управления, а также в качестве источников света в волоконно-оптических телекоммуникационных системах.

Знакомая лампочка излучает свет за счет накаливания — явления, при котором нагрев проволочной нити электрическим током заставляет проволоку излучать фотоны, основные энергетические пакеты света.Светодиоды работают за счет электролюминесценции — явления, при котором испускание фотонов вызывается электронным возбуждением материала. Чаще всего в светодиодах используется арсенид галлия, хотя есть много вариантов этого основного соединения, например, арсенид алюминия-галлия или фосфид алюминия-галлия-индия. Эти соединения являются членами так называемой группы полупроводников III-V, то есть соединений, состоящих из элементов, перечисленных в столбцах III и V периодической таблицы. Изменяя точный состав полупроводника, можно изменить длину волны (и, следовательно, цвет) излучаемого света.Излучение светодиода обычно находится в видимой части спектра (т.е. с длинами волн от 0,4 до 0,7 микрометра) или в ближнем инфракрасном диапазоне (с длинами волн от 0,7 до 2,0 микрометров). Яркость света, наблюдаемого от светодиода, зависит от мощности, излучаемой светодиодом, и от относительной чувствительности глаза на излучаемой длине волны. Максимальная чувствительность достигается при 0,555 мкм, что находится в желто-оранжевой и зеленой области. Приложенное напряжение в большинстве светодиодов довольно низкое, в районе 2.0 вольт; ток зависит от области применения и колеблется от нескольких миллиампер до нескольких сотен миллиампер.

Термин диод относится к двухполюсной структуре светоизлучающего устройства. В фонарике, например, нить накала соединена с батареей через две клеммы: одна (анод) несет отрицательный электрический заряд, а другая (катод) — положительный. В светодиодах, как и в других полупроводниковых устройствах, таких как транзисторы, «выводы» на самом деле представляют собой два полупроводниковых материала разного состава и электронных свойств, соединенных вместе, чтобы сформировать переход.В одном материале (отрицательный, или полупроводник типа n ) носителями заряда являются электроны, а в другом (положительный, или полупроводник типа p ) носителями заряда являются «дырки», созданные отсутствием электронов. Под действием электрического поля (питаемого батареей, например, когда светодиод включен), ток может протекать через переход p — n , обеспечивая электронное возбуждение, которое заставляет материал люминесценция.

В типичной светодиодной структуре прозрачный эпоксидный купол служит структурным элементом, удерживающим вместе выводную рамку, линзой для фокусировки света и согласованием показателя преломления, позволяющим большему количеству света выходить из светодиодного кристалла. Чип, обычно размером 250 × 250 × 250 микрометров, устанавливается в отражающий стакан, сформированный в выводной рамке. Слои GaP: N типа p — n представляют азот, добавленный к фосфиду галлия для получения зеленого излучения; слои GaAsP: N типа p — n представляют азот, добавленный к фосфиду арсенида галлия с получением оранжевого и желтого излучения; и слой GaP: Zn, O типа p представляет собой цинк и кислород, добавленные к фосфиду галлия для получения красного излучения.Еще два усовершенствования, разработанные в 1990-х годах, — это светодиоды на основе фосфида алюминия, галлия, индия, которые эффективно излучают свет от зеленого до красно-оранжевого, а также светодиоды с синим светом на основе карбида кремния или нитрида галлия. Синие светодиоды можно комбинировать в кластере с другими светодиодами для получения всех цветов, включая белый, для полноцветных движущихся дисплеев.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.