ال ای دی های سفید فوق العاده روشن. خروجی نور LED سفید، زاویه پرتو و قدرت LED

گیاهان سرپوشیده همیشه نور کافی در خانه ندارند. بدون این، توسعه آنها کند یا نادرست خواهد بود. برای جلوگیری از این، می توانید LED را برای گیاهان نصب کنید. این لامپ است که قادر است طیف رنگی لازم را بدهد. به طور گسترده برای روشنایی گلخانه ها، باغ ها، باغ های سرپوشیده و آکواریوم ها استفاده می شود. آنها به خوبی جایگزین نور خورشید می شوند، ارزان هستند و عمر طولانی دارند.

فتوسنتز گیاهی فرآیندی است که با نور کافی صورت می گیرد. عوامل زیر نیز به درستی کمک می کنند: دمای محیط، رطوبت، طیف نور، طول روز و شب، میزان کربن کافی.

تعیین میزان کافی نور

اگر تصمیم به نصب لامپ برای گیاهان دارید، باید این کار را تا حد امکان به درستی انجام دهید. برای انجام این کار، باید تصمیم بگیرید که کدام گیاهان فاقد پرتو هستند و کدام یک اضافی خواهد بود. اگر نورپردازی در گلخانه طراحی شده باشد، لازم است مناطقی با طیف متفاوت ارائه شود. بعد، شما باید تعداد LED ها را خود تعیین کنید. حرفه ای ها این کار را با یک دستگاه خاص - لوکس متر - انجام می دهند. شما همچنین می توانید محاسبات را به تنهایی انجام دهید. اما باید کمی حفاری کنید و مدل مناسبی را طراحی کنید.

اگر پروژه برای گلخانه باشد، یک قانون جهانی برای انواع منابع نور وجود دارد. هنگامی که ارتفاع تعلیق افزایش می یابد، روشنایی کاهش می یابد.

ال ای دی ها

طیف تابش رنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. راه حل بهینه LED های قرمز و آبی برای گیاهان به نسبت دو به یک خواهد بود. این که دستگاه چقدر وات خواهد داشت چیز مهمی نیست.

اما اغلب از تک وات استفاده می شود. اگر نیاز به نصب دیودها دارید، بهتر است نوارهای آماده خریداری کنید. می توانید آنها را با چسب، دکمه یا پیچ ثابت کنید. این همه به سوراخ های ارائه شده بستگی دارد. تولید کنندگان بسیاری از چنین محصولاتی وجود دارند، بهتر است یک فروشنده شناخته شده و نه یک فروشنده بی چهره را انتخاب کنید که نمی تواند برای محصول خود تضمین دهد.

طول موج نور

طیف نور طبیعی خورشید شامل هر دو رنگ آبی و قرمز است. آنها به گیاهان اجازه رشد توده، رشد و میوه می دهند. هنگامی که فقط با یک طیف آبی با طول موج 450 نانومتر تابش شود، نماینده فلور کمتر از اندازه خواهد بود. چنین گیاهی نمی تواند به یک توده سبز بزرگ ببالد. میوه آن نیز ضعیف خواهد بود. هنگامی که در محدوده قرمز با طول موج 620 نانومتر جذب شود، ریشه می دهد، به خوبی شکوفا می شود و میوه می دهد.

مزایای LED ها

وقتی یک گیاه روشن می شود، تمام راه را طی می کند: از جوانه تا میوه. در عین حال در این مدت فقط گلدهی در حین کار دستگاه شب تاب رخ می دهد. LED های گیاهان گرم نمی شوند، بنابراین نیازی به تهویه مکرر اتاق نیست. علاوه بر این، امکان گرمای بیش از حد حرارتی نمایندگان فلور وجود ندارد.

چنین لامپ هایی برای رشد نهال ها ضروری هستند. جهت گیری طیف تابش به این واقعیت کمک می کند که شاخه ها در مدت زمان کوتاهی قوی تر شوند. مزیت دیگر مصرف برق کم است. ال ای دی ها در رتبه دوم قرار دارند اما ده برابر مقرون به صرفه تر هستند LED ها برای گیاهان تا 10 سال عمر می کنند. - از 3 تا 5 سال با نصب چنین لامپ هایی تا مدت ها دیگر نگران تعویض آنها نخواهید بود. چنین لامپ ها حاوی مواد مضر نیستند. با وجود این، استفاده از آنها در گلخانه ها بسیار ارجح است. امروزه بازار تعداد زیادی طرح مختلف از چنین لامپ هایی را نشان می دهد: آنها را می توان آویزان کرد، روی دیوار یا سقف ثابت کرد.

موارد منفی

برای افزایش شدت تابش، LED ها در یک ساختار بزرگ مونتاژ می شوند. این یک نقطه ضعف فقط برای اتاق های کوچک است. در گلخانه های بزرگ، این امر ضروری نیست. نقطه ضعف را می توان هزینه بالا در مقایسه با آنالوگ ها - لامپ های فلورسنت در نظر گرفت. تفاوت می تواند تا هشت برابر مقدار باشد. اما دیودها پس از چندین سال خدمات هزینه خود را پرداخت می کنند. آنها می توانند انرژی زیادی را ذخیره کنند. کاهش درخشندگی پس از اتمام دوره گارانتی مشاهده می شود. با یک منطقه گلخانه بزرگ، نقاط روشنایی بیشتری در مقایسه با انواع دیگر لامپ ها مورد نیاز است.

رادیاتور لامپ

گرما باید از دستگاه خارج شود. این کار توسط رادیاتور که از پروفیل آلومینیومی یا ورق فولادی ساخته شده است بهتر انجام می شود. کار کمتری نیاز به استفاده از پروفیل نهایی U شکل دارد. محاسبه مساحت رادیاتور آسان است. باید حداقل 20 سانتی متر مربع در هر 1 وات باشد. پس از انتخاب همه مواد، می توانید همه چیز را در یک زنجیره جمع آوری کنید. ال ای دی ها برای رشد گیاهان بهتر است با رنگ جایگزین شوند. بنابراین، روشنایی یکنواخت به دست می آید.

PhytoLED

چنین پیشرفت جدیدی به عنوان یک phyto-LED می تواند جایگزین نمونه های معمولی شود که تنها در یک رنگ می درخشند. دستگاه جدید در یک تراشه طیف لازم از LED ها را برای گیاهان جمع آوری کرده است. برای تمام مراحل رشد مورد نیاز است. ساده ترین فیتولامپ معمولا از یک بلوک با LED و یک فن تشکیل شده است. دومی به نوبه خود می تواند در ارتفاع تنظیم شود.

لامپ های روز

لامپ‌های فلورسنت مدت‌هاست که در اوج محبوبیت در باغ‌های خانگی و باغ‌ها باقی مانده‌اند. اما چنین لامپ هایی برای گیاهان با طیف رنگی مناسب نیستند. آنها به طور فزاینده ای با لامپ های فیتو LED یا لامپ های فلورسنت خاص جایگزین می شوند.

سدیم

چنین نور اشباع قوی، مانند دستگاه سدیم، برای قرار دادن در آپارتمان مناسب نیست. استفاده از آن در گلخانه‌های بزرگ، باغ‌ها و باغ‌ها که گیاهان در آن‌ها روشن می‌شوند، مفید است. عیب چنین لامپ هایی عملکرد پایین آنها است. آنها دو سوم انرژی را به گرما تبدیل می کنند و فقط بخش کوچکی به تابش نور می رود. علاوه بر این، طیف قرمز چنین لامپی شدیدتر از آبی است.

دستگاه را خودمان می سازیم

ساده ترین راه برای ساخت لامپ گیاهی استفاده از روبانی است که روی آن LED قرار دارد. به طیف قرمز و آبی نیاز دارید. آنها به منبع تغذیه متصل خواهند شد. دومی را می توان در همان مکان نوارها - در یک فروشگاه سخت افزاری خریداری کرد. شما همچنین به یک پایه نیاز دارید - یک پانل به اندازه منطقه روشنایی.

تولید باید با تمیز کردن پانل شروع شود. بعد، می توانید نوار دیود را بچسبانید. برای انجام این کار، فیلم محافظ را بردارید و آن را با قسمت چسبنده به پانل بچسبانید. اگر باید نوار را برش دهید، قطعات آن را می توان با یک آهن لحیم کاری متصل کرد.

LED برای گیاهان نیازی به تهویه اضافی ندارند. اما اگر اتاق به خودی خود تهویه ضعیفی دارد، بهتر است نوار را روی یک پروفیل فلزی (به عنوان مثال، آلومینیوم) نصب کنید. حالت های نورپردازی گل ها در یک اتاق می تواند به شرح زیر باشد:

• برای کسانی که دور از پنجره رشد می کنند، در یک مکان سایه دار، 1000-3000 لوکس کافی است.
• برای گیاهانی که به نور پراکنده نیاز دارند، مقدار آن تا 4000 لوکس خواهد بود.
• نمایندگان فلور که نیاز به نور مستقیم دارند - تا 6000 لوکس.
• برای مناطق گرمسیری و آنهایی که میوه می دهند - تا 12000 لوکس.

اگر می خواهید گیاهان داخل خانه را به شکلی سالم و زیبا ببینید، باید نیاز آنها به نور را با دقت برطرف کنید. بنابراین، ما به مزایا و معایب گیاهان و همچنین طیف پرتوهای آنها پی بردیم.

اکولوژی مصرف علم و فناوری: برای بدست آوردن یک گیاه کاملاً توسعه یافته، بزرگ، معطر و خوش طعم با مصرف انرژی متوسط ​​به چه نوع نورپردازی نیاز است؟

شدت فتوسنتز در نور قرمز حداکثر است، اما تنها در نور قرمز، گیاهان می میرند یا رشد آنها مختل می شود. به عنوان مثال، محققان کره ای نشان داده اند که وقتی با قرمز خالص روشن می شود، جرم کاهوی رشد یافته بیشتر از زمانی است که با ترکیب قرمز و آبی روشن می شود، اما برگ ها حاوی کلروفیل، پلی فنول ها و آنتی اکسیدان های کمتری هستند. و دانشکده بیولوژی دانشگاه دولتی مسکو دریافت که در برگ های کلم چینی تحت نور باریک قرمز و آبی (در مقایسه با نور با لامپ سدیم)، سنتز قندها کاهش می یابد، رشد مهار می شود و گلدهی رخ نمی دهد.

برنج. 1لینا گارفیلد، Tech Insider - Aerofarms

برای به دست آوردن یک گیاه کاملاً توسعه یافته، بزرگ، معطر و خوش طعم با مصرف انرژی متوسط ​​به چه نوع نورپردازی نیاز است؟

چگونه بازده انرژی یک لامپ را ارزیابی کنیم؟

معیارهای اصلی برای ارزیابی بازده انرژی نور گیاهی:

• شار فوتون فتوسنتزی (PPF) بر حسب میکرومول در ژول، یعنی در تعداد کوانتوم های نوری در محدوده 400 تا 700 نانومتر، که توسط لامپی که 1 ژول برق مصرف می کند، ساطع می شود.
• بازده فوتون شار (YPF، در میکرومول موثر در ژول، یعنی در تعداد کوانتوم در هر 1 ژول الکتریسیته، با در نظر گرفتن عامل - منحنی مک کری.

PPFهمیشه کمی بالاتر از YPF(منحنی مک کریبه یک نرمال می شود و در بیشتر محدوده کمتر از یک است)، بنابراین اولین متریک برای فروشندگان لوازم جانبی مفید است. معیار دوم برای خریداران سودمندتر است، زیرا کارایی انرژی را به اندازه کافی ارزیابی می کند.

کارایی HPS

شرکت های بزرگ کشاورزی با تجربه گسترده، پول شماری می کنند، هنوز از لامپ های سدیم استفاده می کنند. بله، آنها با کمال میل موافقت می‌کنند که لامپ‌های ال‌ای‌دی را که در اختیارشان گذاشته شده است، روی تخت‌های آزمایشی آویزان کنند، اما حاضر به پرداخت هزینه آن نیستند.

از انجیر 2 مشاهده می شود که راندمان لامپ سدیم به شدت به توان بستگی دارد و به حداکثر 600 وات می رسد. ارزش خوش بینانه معمولی YPFبرای یک لامپ سدیم 600-1000 وات 1.5 eff است. µmol/J. لامپ های سدیم 70 تا 150 وات یک و نیم برابر بازده کمتری دارند.

برنج. 2.طیف معمولی لامپ سدیم برای گیاهان (ترک کرد). کارایی در لومن بر وات و میکرومول موثر لامپ های سدیم تجاری برای مارک های گلخانه ای کاویتا, پاپیلون E، "Galad" و "Reflax" (سمت راست)

هر لامپ LED با راندمان 1.5 eff. میکرومول در وات و قیمت قابل قبول را می توان جایگزین مناسبی برای لامپ سدیم دانست.

اثربخشی مشکوک فیتولامپ های قرمز آبی

در این مقاله طیف های جذبی کلروفیل را ارائه نمی کنیم زیرا اشاره به آنها در بحث استفاده از شار نور توسط یک گیاه زنده نادرست است. کلروفیل درونکشتگاهیجدا شده و خالص شده، فقط نور قرمز و آبی را جذب می کند. در یک سلول زنده، رنگدانه ها نور را در کل محدوده 400 تا 700 نانومتر جذب می کنند و انرژی آن را به کلروفیل منتقل می کنند. بازده انرژی نور در یک ورق با منحنی تعیین می شود. مک کری 1972» (شکل 3).

برنج. 3. V(λ) - منحنی دید برای یک شخص؛ RQEراندمان کوانتومی نسبی برای گیاه است ( مک کری 1972); σ rو σ fr- منحنی های جذب نور قرمز و قرمز دور توسط فیتوکروم. ب(λ) - بازده نوری نور آبی

توجه: حداکثر بازده در محدوده قرمز یک و نیم برابر بیشتر از حداقل - در رنگ سبز است. و اگر راندمان را در یک باند تا حدودی گسترده به طور متوسط ​​​​قرار دهید، تفاوت حتی کمتر قابل توجه می شود. در عمل، توزیع مجدد بخشی از انرژی از محدوده قرمز به محدوده سبز گاهی اوقات، برعکس، عملکرد انرژی نور را افزایش می دهد. نور سبز از ضخامت برگها به طبقات پایینی عبور می کند، سطح برگ مؤثر گیاه به طور چشمگیری افزایش می یابد و عملکرد مثلاً کاهو افزایش می یابد.

امکان سنجی انرژی نیروگاه های روشنایی با لامپ های LED معمولی با نور سفید در این کار مورد بررسی قرار گرفت.

شکل طیف مشخصه یک LED سفید با موارد زیر تعیین می شود:

• تعادل امواج کوتاه و بلند، مرتبط با دمای رنگ (شکل 4، سمت چپ).
• درجه اشغال طیف، که با رندر رنگ همبستگی دارد (شکل 4، سمت راست).

برنج. 4.طیف نور LED سفید با رندر رنگی یکسان اما دمای رنگ CCT متفاوت (ترک کرد)و با همان دمای رنگ و رندر رنگی متفاوت Ra(سمت راست)

تفاوت در طیف دیودهای سفید با رنگ مشابه و دمای رنگ یکسان به سختی قابل درک است. بنابراین، ما می توانیم پارامترهای وابسته به طیف را فقط با دمای رنگ، رندر رنگ و بازده نوری - پارامترهایی که روی برچسب یک لامپ نور سفید معمولی نوشته شده است، ارزیابی کنیم.

نتایج تجزیه و تحلیل طیف LED های سفید سریال به شرح زیر است:

1. در طیف همه LED های سفید، حتی با دمای رنگ پایین و با حداکثر نمایش رنگ، مانند لامپ های سدیم، قرمز بسیار کمی وجود دارد (شکل 5).

برنج. 5.طیف LED سفید ( رهبری 4000ک Ra= 90) و نور سدیم ( HPS) در مقایسه با توابع طیفی حساسیت گیاه به آبی ( ب)، قرمز ( A_r) و نور قرمز دور ( A_fr)

در شرایط طبیعی، گیاهی که در سایه سایبانی از شاخ و برگ بیگانه قرار گرفته است، بیشتر قرمز دور از نزدیک دریافت می کند، که در گیاهان نور دوست باعث ایجاد "سندرم اجتناب از سایه" می شود - گیاه به سمت بالا کشیده می شود. به عنوان مثال، گوجه فرنگی در مرحله رشد (نه نهال!) قرمز دور برای کش آمدن، افزایش رشد و کل مساحت اشغال شده و در نتیجه عملکرد در آینده مورد نیاز است.

بر این اساس، در زیر ال ای دی های سفید و زیر نور سدیم، گیاه در زیر آفتاب باز احساس می کند و به سمت بالا کشیده نمی شود.

2. نور آبی برای واکنش "ردیابی خورشید" مورد نیاز است (شکل 6).

نمونه هایی از استفاده از این فرمول:

الف. اجازه دهید برای مقادیر اصلی پارامترهای نور سفید، میزان روشنایی را تخمین بزنیم تا مثلاً 300 eff برای یک رندر رنگ و دمای رنگ مشخص ارائه شود. µmol/s/m2:

مشاهده می شود که استفاده از نور سفید گرم با رندر رنگی بالا امکان استفاده از نور تا حدودی کمتر را می دهد. اما اگر در نظر بگیریم که راندمان نوری LED های نور گرم با رندر رنگی بالا تا حدودی کمتر است، مشخص می شود که با انتخاب دمای رنگ و رندر رنگ نمی توان به طور قابل توجهی برنده یا باخت. شما فقط می توانید نسبت نور آبی یا قرمز گیاهی را تنظیم کنید.

ب. ارزیابی کاربرد یک چراغ رشد LED معمولی برای میکروگرین ها.

اجازه دهید یک چراغ با اندازه 0.6 × 0.6 متر 35 وات مصرف کند، دمای رنگ آن 4000 باشد. به، تولید مثل رنگ Ra= 80 و خروجی نور 120 lm/W. سپس کارایی آن خواهد بود YPF= (120/100) ⋅ (1.15 + (35⋅80 - 2360)/4000) اثر. µmol/J = 1.5 eff. µmol/J. که وقتی در 35 وات مصرف شده ضرب شود، 52.5 eff می شود. میکرومول بر ثانیه

اگر چنین چراغی به اندازه کافی روی یک بستر میکروگرین با مساحت 0.6 × 0.6 متر = 0.36 متر مربع پایین بیاید و در نتیجه از اتلاف نور به طرفین جلوگیری شود، چگالی روشنایی 52.5 eff خواهد بود. µmol / s / 0.36 m 2 \u003d 145 eff. µmol/s/m2. این حدود نیمی از مقادیر معمول توصیه شده است. بنابراین، قدرت لامپ نیز باید دو برابر شود.

مقایسه مستقیم فیتوپارامترهای لامپ های مختلف

بیایید پارامترهای گیاهی یک چراغ سقفی LED اداری معمولی تولید شده در سال 2016 را با فیتولامپ های تخصصی مقایسه کنیم (شکل 7).

برنج. 7.پارامترهای مقایسه ای یک لامپ سدیم معمولی 600 وات برای گلخانه ها، یک فیتولامپ LED تخصصی و یک لامپ برای روشنایی عمومی محل

مشاهده می شود که یک لامپ روشنایی عمومی معمولی با یک دیفیوزر که هنگام روشن کردن گیاهان برداشته شده است از نظر بازده انرژی نسبت به یک لامپ سدیم تخصصی پایین تر نیست. همچنین می توان مشاهده کرد که فیتولامپ نور قرمز-آبی (سازنده عمداً نامش ذکر نشده است) در سطح فنی پایین تری ساخته شده است، زیرا بازده کامل آن (نسبت توان شار نوری بر حسب وات به توان مصرفی از شبکه) است. از راندمان لامپ اداری پایین تر است. اما اگر کارایی لامپ های قرمز آبی و سفید یکسان بود، پارامترهای گیاهی نیز تقریباً یکسان بودند!

همچنین از این طیف می توان دریافت که فیتولامپ قرمز-آبی نوار باریک نیست، قوز قرمز آن پهن است و دارای قرمزی بسیار بیشتر از یک لامپ LED سفید و سدیم است. در مواردی که قرمز دور مورد نیاز است، استفاده از چنین چراغی به تنهایی یا در ترکیب با گزینه های دیگر ممکن است مناسب باشد.

ارزیابی بهره وری انرژی سیستم روشنایی به طور کلی:

واکنش گیاه به نور: شدت تبادل گاز، مصرف مواد مغذی از محلول و فرآیندهای سنتز - توسط آزمایشگاه تعیین می شود. پاسخ ها نه تنها فتوسنتز، بلکه فرآیندهای رشد، گلدهی، سنتز مواد لازم برای طعم و عطر را مشخص می کنند.

روی انجیر شکل 14 واکنش گیاه را به تغییر طول موج نور نشان می دهد. شدت مصرف سدیم و فسفر از محلول غذایی نعناع، ​​توت فرنگی و کاهو اندازه گیری شد. پیک ها در چنین نمودارهایی نشانه های تحریک یک واکنش شیمیایی خاص هستند. نمودارها نشان می‌دهند که برای ذخیره برخی محدوده‌ها چه چیزی را از طیف کامل حذف کنید - مانند حذف برخی از کلیدهای پیانو و پخش ملودی روی بقیه است.

برنج. 14.نقش محرک نور برای جذب نیتروژن و فسفر توسط نعناع، ​​توت فرنگی و کاهو.

اصل عامل محدود کننده را می توان به اجزای طیفی جداگانه گسترش داد - برای یک نتیجه کامل، در هر صورت، یک طیف کامل مورد نیاز است. خروج از طیف کامل برخی از محدوده ها منجر به افزایش قابل توجهی در بهره وری انرژی نمی شود، اما "بشکه لیبیگ" ممکن است کار کند - و نتیجه منفی خواهد بود.
مثال‌ها نشان می‌دهند که نور LED سفید معمولی و «فیتولایت قرمز-آبی» تخصصی در هنگام روشن کردن گیاهان تقریباً بازده انرژی یکسانی دارند. اما سفید پهن باند به طور جامع نیازهای گیاه را برآورده می کند، که نه تنها در تحریک فتوسنتز بیان می شود.

حذف رنگ سبز از طیف پیوسته برای تبدیل نور از سفید به بنفش یک ترفند بازاریابی برای خریدارانی است که خواهان "راه حل ویژه" هستند اما مشتریان واجد شرایطی نیستند.

تصحیح نور سفید

متداول‌ترین LED‌های سفید با کاربرد عمومی دارای نمایش رنگ ضعیفی هستند. Ra= 80 که در درجه اول به دلیل عدم وجود رنگ قرمز است (شکل 4).

کمبود قرمز در طیف را می توان با اضافه کردن LED های قرمز به لامپ پر کرد. چنین راه حلی برای مثال توسط شرکت تبلیغ می شود کری. منطق بشکه لیبیگ نشان می‌دهد که چنین افزوده‌ای ضرری نخواهد داشت اگر واقعاً اضافه باشد، و نه توزیع مجدد انرژی از محدوده‌های دیگر به نفع رنگ قرمز.

کار جالب و مهمی در سال های 2013-2016 توسط مؤسسه مشکلات زیست پزشکی آکادمی علوم روسیه انجام شد: آنها بررسی کردند که چگونه افزودن LED های سفید 4000 به نور بر توسعه کلم چینی تأثیر می گذارد. به / Ra= 70 LED نور باند باریک قرمز 660 نانومتر.

و متوجه موارد زیر شد:

• در زیر نور LED، کلم تقریباً مانند زیر سدیم رشد می کند، اما کلروفیل بیشتری دارد (برگ ها سبزتر هستند).
• وزن خشک محصول تقریباً متناسب با مقدار کل نور در مول های دریافتی گیاه است. نور بیشتر - کلم بیشتر.
• غلظت ویتامین C در کلم با افزایش روشنایی کمی افزایش می یابد، اما با افزودن نور قرمز به سفید به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
• افزایش قابل توجهی در نسبت جزء قرمز در طیف به طور قابل توجهی باعث افزایش غلظت نیترات در زیست توده شد. من مجبور شدم محلول غذایی را بهینه کنم و بخشی از نیتروژن را به شکل آمونیوم وارد کنم تا از MPC برای نیترات ها فراتر نروم. اما در نور سفید خالص فقط با شکل نیترات کار می شد.
• در عین حال، افزایش نسبت قرمز در کل شار نوری تقریباً هیچ تأثیری بر جرم محصول ندارد. یعنی پر کردن اجزای طیفی از دست رفته بر کمیت محصول تأثیر نمی گذارد، بلکه بر کیفیت آن تأثیر می گذارد.
• راندمان بالاتر در مول در هر وات LED قرمز به این معنی است که افزودن قرمز به سفید از نظر انرژی نیز کارآمد است.

بنابراین، افزودن قرمز به سفید در مورد خاص کلم چینی معقول و در حالت کلی کاملاً ممکن است. البته با کنترل بیوشیمیایی و انتخاب صحیح کود برای یک محصول خاص.

گزینه هایی برای غنی سازی طیف با نور قرمز

این گیاه نمی داند کوانتوم طیف نور سفید از کجا آمده است و کوانتوم "قرمز" از کجا آمده است. نیازی به ساخت طیف خاصی در یک LED نیست. و نیازی به درخشش با نور قرمز و سفید یکی از فیتولامپ های خاص نیست. کافی است از نور سفید همه منظوره استفاده کنید و علاوه بر این گیاه را با یک لامپ نور قرمز جداگانه روشن کنید. و هنگامی که شخصی در کنار گیاه باشد، لامپ قرمز را می توان با سنسور حرکت خاموش کرد تا گیاه سبز و زیبا به نظر برسد.

اما تصمیم معکوس نیز قابل توجیه است - با انتخاب ترکیب فسفر، طیف درخشش LED سفید را به سمت امواج بلند گسترش دهید و آن را متعادل کنید تا نور سفید باقی بماند. و نور سفید را با رندر رنگی بسیار بالا دریافت می کنید که هم برای گیاهان و هم برای انسان مناسب است.

به ویژه جالب است که نسبت قرمز را افزایش دهیم، شاخص کلی نمایش رنگ را افزایش دهیم، در مورد کشاورزی شهری - یک جنبش اجتماعی برای رشد گیاهان ضروری برای یک فرد در یک شهر، اغلب با ترکیبی از فضای زندگی، و از این رو محیط نور یک فرد و گیاهان.

سوالات باز

می توان نقش نسبت نور قرمز دور و نزدیک و مناسب بودن استفاده از "سندرم اجتناب از سایه" را برای فرهنگ های مختلف شناسایی کرد. می توان استدلال کرد که تقسیم مقیاس طول موج در تجزیه و تحلیل به کدام بخش توصیه می شود.

می توان بحث کرد که آیا گیاه برای تحریک یا عملکرد تنظیمی به طول موج های کوتاهتر از 400 نانومتر یا بیشتر از 700 نانومتر نیاز دارد. به عنوان مثال، یک پیام خصوصی وجود دارد که نشان می دهد اشعه ماوراء بنفش به طور قابل توجهی بر کیفیت مصرف کننده گیاهان تأثیر می گذارد. از جمله اینکه انواع کاهو برگ قرمز بدون اشعه ماوراء بنفش رشد می کنند و سبز می شوند اما قبل از فروش با اشعه ماوراء بنفش تابیده می شوند و قرمز می شوند و به پیشخوان می روند. آیا متریک جدید درست است؟ PBAR (پرتوهای فعال بیولوژیکی گیاهی) در استاندارد شرح داده شده است ANSI/ASABE S640, مقادیر و واحدهای تابش الکترومغناطیسی برای گیاهان (جانداران فتوسنتزی)، تجویز می کند تا محدوده 280-800 نانومتر را در نظر بگیرد.

نتیجه

فروشگاه های زنجیره ای انواع بیات بیشتری را انتخاب می کنند و سپس خریدار با یک روبل برای میوه های روشن تر رای می دهد. و تقریبا هیچ کس طعم و عطر را انتخاب نمی کند. اما به محض اینکه ثروتمندتر شدیم و شروع به تقاضای بیشتر کردیم، علم فوراً انواع مناسب و دستور العمل های محلول مغذی را ارائه می دهد.

و برای اینکه گیاه هر چیزی را که برای طعم و عطر لازم است سنتز کند، نورپردازی با طیفی حاوی تمام طول موج هایی که گیاه به آن واکنش نشان می دهد، یعنی در حالت کلی، یک طیف پیوسته لازم است. شاید راه حل اساسی، رندر رنگی زیاد نور سفید باشد.

ادبیات
1. پسر K-H، اوه M-M. شکل برگ، رشد و ترکیبات فنلی آنتی اکسیدان دو رقم کاهو که تحت ترکیبات مختلف دیودهای ساطع نور آبی و قرمز رشد کرده اند // Hortscience. - 2013. - جلد. 48. – ص 988-95.
2. Ptushenko V.V., Avercheva O.V., Bassarskaya E.M., Berkovich Yu A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Zhigalova T.V., 2015. دلایل احتمالی کاهش رشد کلم چینی در مقایسه با نور باریک قرمز و آبی ترکیبی با نور باریک قرمز - لامپ سدیم فشار Scientia Horticulturae https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A.، 2017، محیط کامل نور با کیفیت بالا برای انسان و گیاهان. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong، Y. Fu، G. Liu & H. Liu، 2014، رشد، ویژگی های فتوسنتزی، ظرفیت آنتی اکسیدانی و عملکرد زیست توده و کیفیت گندم (Triticum aestivum L.) در معرض منابع نور LED با ترکیبات مختلف طیف
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. و همکاران اثرات دیودهای ساطع نور قرمز، آبی و سفید بر رشد، نمو و کیفیت خوراکی کاهوی کشت شده به روش هیدروپونیک (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae. – 2013. – V. 150. – P. 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M., et al. اثرات روشنایی تکمیلی با دیودهای ساطع کننده نور (LED) بر عملکرد و کیفیت گیاهان گوجه فرنگی تک خرپایی که در تراکم کاشت بالا رشد می کنند // Environ. کنترل. Biol. - 2012. جلد. 50. - ص 63-74.
7. Konovalova I.O.، Berkovich Yu.A.، Erokhin A.N.، Smolyanina S.O.، O.S. یاکولووا، A.I. Znamensky، I.G. تاراکانوف، اس.جی. رادچنکو، اس.ن. لاپاچ. اثبات رژیم های بهینه روشنایی گیاه برای گلخانه فضایی "Vitacycl-T". پزشکی هوافضا و محیط زیست. 2016. V. 50. شماره 4.
8. I. O. Konovalova، Yu. A. Berkovich، A. N. Erokhin، S. O. Smolyanina، O. S. Yakovleva، A. I. Znamenskii، I. G. Tarakanov و S. G. Radchenko، Lapach S.N.، Trofimov Yu.V.V.I.V. بهینه سازی سیستم روشنایی LED گلخانه فضای ویتامین. پزشکی هوافضا و محیط زیست. 2016. V. 50. شماره 3.
9. Konovalova I.O.، Berkovich Yu.A.، Smolyanina S.O.، Pomelova M.A.، Erokhin A.N.، Yakovleva O.S.، Tarakanov I.G. تأثیر پارامترهای رژیم نور بر تجمع نیترات ها در زیست توده بالای زمینی کلم چینی (Brassica chinensis L.) هنگام رشد با پرتودهی LED. شیمی کشاورزی. 2015. شماره 11.

اگر سوالی در این زمینه دارید، از متخصصان و خوانندگان پروژه ما بپرسید.

اکنون، احتمالاً فقط ناشنوایان چیزی در مورد لامپ های LED و LED های فوق روشن نشنیده اند. در میان آماتورهای رادیویی، یک LED فوق العاده روشن مدت هاست که موضوع مطالعه دقیق و عنصر اصلی دستگاه های نوآورانه خانگی بوده است. بله، این تعجب آور نیست، LED های فوق روشن در درجه اول به دلیل کارایی و ویژگی های خروجی نور خوب جالب هستند. ال ای دی ها استحکام مکانیکی خوبی دارند، از لرزش و لرزش نترسید. جای تعجب نیست که LED های پرقدرت به طور فزاینده ای در صنعت خودرو استفاده می شوند.

یکی دیگر از کیفیت مثبت مهم LED ها را می توان در نظر گرفت که آنها بلافاصله پس از اعمال برق شروع به انتشار می کنند. به عنوان مثال، لامپ های فلورسنت از این نظر نسبت به LED ها پایین تر هستند. برای عملکرد بادوام یک لامپ فلورسنت، شروع گرم توصیه می شود، زمانی که رشته ها از قبل گرم می شوند. لامپ بعد از چند ثانیه روشن می شود.

در اوایل دهه 1990، نیچیا اولین LED آبی و سفید جهان را معرفی کرد. از آن زمان، مسابقه تکنولوژیکی در تولید ال ای دی های فوق روشن با قدرت بالا آغاز شده است.

یک LED به خودی خود نمی تواند نور سفید ساطع کند، زیرا نور سفید مجموع همه رنگ ها است. دیود ساطع نور نوری کاملاً مشخص از خود ساطع می کند طول موج. رنگ انتشار LED به عرض شکاف باند انرژی انتقال بستگی دارد، جایی که نوترکیبی الکترون ها و حفره ها رخ می دهد.

شکاف باند انرژی به نوبه خود به مواد نیمه هادی بستگی دارد. برای تولید نور سفید روی یک کریستال LED آبیلایه ای از فسفر اعمال می شود که تحت تأثیر تابش آبی، نور زرد و قرمز ساطع می کند. ترکیب آبی، زرد و قرمز نور سفید تولید می کند.

این یکی از چندین فناوری نور سفید گسترده با استفاده از دیودهای ساطع کننده نور است.

ولتاژ تغذیه LED های سفید فوق العاده روشن، به عنوان یک قاعده، بین آنها قرار دارد 2,8 قبل از 3,9 ولت مشخصات دقیق LED را می توان در توضیحات (دیتاشیت) یافت.

ال ای دی های سفید قدرتمند و فوق روشن موجود هستند، اما در مقایسه با LED های نشانگر قرمز و سبز هنوز گران هستند، بنابراین هنگام استفاده از آنها در برنامه های روشنایی باید مراقب باشید. منبع تغذیه LED با کیفیت بالا.

با وجود این واقعیت که منبع LED ها بسیار بزرگ است، هر نوری ساطع می کند نیمه هادیخیلی حساس به جریان اضافه. در نتیجه بارهای بیش از حد، LED می تواند فعال بماند، اما خروجی نور آن به طور قابل توجهی کمتر خواهد بود. در برخی موارد، یک LED نیمه کاره می تواند باعث خرابی بقیه LED های همراه آن شود.

برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد LED ها و در نتیجه شکست آنها، اعمال می شود درایورهای قدرتروی ریز مدارهای تخصصی محرک برق چیزی بیش از یک منبع جریان تثبیت شده نیست. برای تنظیم روشنایی LED ها، توصیه می شود از مدولاسیون پالس استفاده کنید.

این امکان وجود دارد که در آینده نزدیک، تولید کنندگان LED های پرقدرت، یک تراشه تثبیت کننده فعلی را مستقیماً در طراحی یک LED پرقدرت، مشابه LED های چشمک زن تعبیه کنند. چراغ چشمک زدن ) که دارای یک تراشه مولد پالس داخلی هستند.

LED می تواند برای چندین دهه کار کند، اما به شرطی که کریستال ساطع کننده نور به دلیل جریان جریان خیلی داغ نشود. در ال‌ای‌دی‌های پرقدرت مدرن، جریان تغذیه می‌تواند به بیش از 1000 میلی آمپر(1 آمپر!) در ولتاژ تغذیه از 2,5 قبل از 3,6 – 4 ولت چنین پارامترهایی به عنوان مثال دارای LED های قدرتمند هستند لومیلدز . برای حذف گرمای اضافی در چنین ال ای دی ها از رادیاتور آلومینیومی استفاده می شود که از نظر ساختاری با کریستال ال ای دی ادغام شده است. سازندگان LED های سفید پرقدرت نیز نصب آنها را بر روی هیت سینک های اضافی توصیه می کنند. نتیجه واضح است - اگر می خواهید یک LED کار طولانی مدت داشته باشید - از اتلاف گرما خوب اطمینان حاصل کنید.

هنگام نصب LED های پرقدرت، باید به خاطر داشت که پایه رسانای گرما LED است از نظر الکتریکی خنثی نیست. در این راستا، لازم است از ایزولاسیون الکتریکی پایه های LED در هنگام نصب بر روی رادیاتور مشترک اطمینان حاصل شود.

از آنجایی که ولتاژ تغذیه معمولی LED های فوق روشن است 3,6 ولت، سپس چنین LED هایی را می توان به راحتی برای چراغ قوه های LED در ارتباط با باتری های قابل شارژ با فرمت استفاده کرد. AA. برای تغذیه LED، به 3 باتری قابل شارژ به صورت سری با ولتاژ متصل نیاز دارید 1,2 ولت ولتاژ کل فقط به اندازه مورد نیاز خواهد بود 3,6 ولت در این مورد، هیچ مبدل ولتاژ مورد نیاز نیست.

همچنان قیمت بالای ال ای دی های پرقدرت با پیچیدگی ساخت ال ای دی پرقدرت مرتبط است. هزینه تاسیسات تکنولوژیک مدرن که کریستال های LED پرقدرت را با استفاده از فناوری همپایی تولید می کنند، 1.5 تا 2 میلیون دلار است!

از نظر ساختاری، یک LED قدرتمند یک دستگاه نسبتاً پیچیده است.

شکل دستگاه یک LED فوق العاده روشن Luxeon III از Lumileds را با قدرت نشان می دهد 5 وات .

همانطور که از شکل مشخص است، ال ای دی فوق روشن مدرندستگاه پیچیده ای است که به مراحل تکنولوژیکی زیادی در ساخت نیاز دارد.

در حال حاضر، تولیدکنندگان LED با قدرت بالا در حال آزمایش فناوری های مختلف LED با استفاده از مواد و اجزای مختلف هستند. همه اینها با هدف کاهش هزینه LED و اطمینان از کیفیت مورد نیاز محصول است.

لازم به ذکر است که یک LED قدرتمند که بر خلاف فرآیند تکنولوژیکی و با استفاده از مواد بی کیفیت ساخته شده است، پس از مدتی کارکرد نور محاسبه شده خود را از دست می دهد. به عنوان یک قاعده، چنین LED هایی ارزان تر از آنالوگ ها هستند. ال ای دی ارزان در اولین 4000 ساعت کار روشنایی خود را از دست می دهد 35% . این به این دلیل است که ماده اپوکسی لامپ LED زرد می شود و تابش تراشه LED آبی و لایه فسفر اعمال شده روی آن نیز کاهش می یابد. برای LED های با کیفیت 50 000 ساعت کار، روشنایی بیش از کاهش می یابد 20% .

نواری با حداکثر در ناحیه زرد (متداول ترین طرح). تابش LED و فسفر با مخلوط شدن، نور سفید با سایه های مختلف می دهد.

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 5

✪ LED های سفید کوتاه

✪ تست رشد LED سفید در مقابل قرمز آبی سفید LED - Amazon Lights (مقدمه)

✪ چراغ‌های LED سفید خنک در مقابل سفید خنثی (مدل‌های Thrunite TN12)

✪ تست رشد LED سفید در مقابل قرمز/آبی LED Grow Light - قسمت 1 (آموزشی) 2016

✪ تست رشد LED سفید در مقابل قرمز آبی سفید LED با گذشت زمان - Lettuce Ep.1

زیرنویس

تاریخچه اختراع

اولین قطره چکان های نیمه هادی قرمز برای مصارف صنعتی توسط N. Holonyak در سال 1962 بدست آمد. در اوایل دهه 70، LED های زرد و سبز ظاهر شدند. خروجی نور این دستگاه ها، در حالی که هنوز ناکارآمد بود، تا سال 1990 به سطح یک لومن رسید. در سال 1993، شوجی ناکامورا، مهندس نیچیا (ژاپن)، اولین LED آبی با روشنایی بالا را ایجاد کرد. تقریباً بلافاصله دستگاه های LED RGB ظاهر شدند ، زیرا رنگ های آبی ، قرمز و سبز امکان به دست آوردن هر رنگی از جمله سفید را فراهم می کند. ال ای دی های فسفر سفید برای اولین بار در سال 1996 ظاهر شدند. متعاقباً این فناوری به سرعت توسعه یافت و تا سال 2005 کارایی نورانی LED ها به 100 لیتر بر وات یا بیشتر رسید. LED ها با سایه های مختلف درخشش ظاهر شدند ، کیفیت نور امکان رقابت با لامپ های رشته ای و لامپ های فلورسنت را که قبلاً سنتی شده اند را فراهم می کند. استفاده از وسایل روشنایی LED در زندگی روزمره، در نورپردازی داخلی و خارجی آغاز شده است.

LED های RGB

نور سفید را می توان با مخلوط کردن LED با رنگ های مختلف ایجاد کرد. طراحی سه رنگی منابع قرمز (R)، سبز (G) و آبی (B) رایج ترین است، اگرچه انواع دو رنگ، چهار رنگ و چند رنگ بیشتری نیز یافت می شود. یک LED چند رنگ، بر خلاف سایر ساطع کننده های نیمه هادی RGB (لامپ ها، لامپ ها، خوشه ها)، دارای یک بدنه کامل است که اغلب شبیه به یک LED تک رنگ است. تراشه‌های LED در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و لنز و بازتابنده یکسانی دارند. از آنجایی که تراشه های نیمه هادی دارای اندازه محدود و الگوهای تابشی خاص خود هستند، چنین LED ها اغلب دارای ویژگی های رنگی زاویه ای ناهموار هستند. علاوه بر این، برای به دست آوردن نسبت رنگ صحیح، اغلب تنظیم جریان نامی کافی نیست، زیرا خروجی نور هر تراشه از قبل مشخص نیست و در حین کار دستخوش تغییرات می شود. برای تنظیم سایه های RGB مورد نظر، گاهی اوقات وسایل به دستگاه های کنترل ویژه مجهز می شوند.

طیف یک LED RGB توسط طیف تابشگرهای نیمه هادی تشکیل دهنده آن تعیین می شود و شکل خطی مشخصی دارد. چنین طیفی با طیف خورشید بسیار متفاوت است، بنابراین شاخص رندر رنگ RGB LED پایین است. RGB-LED ها به شما امکان می دهند با تغییر جریان هر LED موجود در "سه گانه" به راحتی و به طور گسترده رنگ درخشش را کنترل کنید، تن رنگ نور سفید ساطع شده توسط آنها را درست در فرآیند کار تنظیم کنید - تا به دست آوردن رنگ های مستقل فردی

ال ای دی های چند رنگ به دلیل ویژگی های مختلف تراشه های ساطع کننده که دستگاه را تشکیل می دهند، بازده نور و رنگ به دما بستگی دارد که بر تغییر جزئی در رنگ درخشش در حین کار تأثیر می گذارد. طول عمر یک LED چند رنگ با دوام تراشه های نیمه هادی تعیین می شود، به طراحی بستگی دارد و اغلب از عمر LED های فسفر فراتر می رود.

LED های چند رنگ عمدتاً برای نورپردازی تزئینی و معماری، در نمایشگرهای الکترونیکی و صفحه نمایش های ویدئویی استفاده می شوند.

ال ای دی های فسفر

ترکیبی از ساطع کننده نیمه هادی آبی (اغلب)، بنفش یا ماوراء بنفش (که در تولید انبوه استفاده نمی شود) و مبدل فسفر به شما امکان می دهد یک منبع نور ارزان قیمت با ویژگی های خوب بسازید. متداول ترین طراحی چنین LED شامل یک تراشه نیمه هادی نیترید گالیوم آبی اصلاح شده با ایندیم (InGaN) و یک فسفر با حداکثر انتشار در ناحیه زرد است - گارنت ایتریوم-آلومینیوم دوپ شده با سریم سه ظرفیتی (YAG). بخشی از قدرت تابش اولیه تراشه از محفظه LED خارج می شود و در لایه فسفر پراکنده می شود، بخشی دیگر توسط فسفر جذب می شود و در منطقه ای با مقادیر انرژی پایین تر منتشر می شود. طیف گسیل مجدد منطقه وسیعی از قرمز تا سبز را پوشش می دهد، اما طیف حاصل از چنین LED دارای افت شدیدی در ناحیه سبز-آبی-سبز است.

بسته به ترکیب فسفر، LED ها با دمای رنگ متفاوت ("گرم" و "سرد") تولید می شوند. با ترکیب انواع مختلف فسفر، افزایش قابل توجهی در شاخص رندر رنگ (CRI یا R a) حاصل می شود. برای سال 2017، در حال حاضر پنل های LED برای عکاسی و فیلمبرداری وجود دارد، که در آن بازتولید رنگ بسیار مهم است، اما چنین تجهیزاتی گران هستند و تولید کنندگان کمی هستند.

یکی از راه‌های افزایش روشنایی ال‌ای‌دی‌های فسفری با حفظ یا حتی کاهش هزینه آنها، افزایش جریان از طریق یک تراشه نیمه‌رسانا بدون افزایش اندازه آن - افزایش چگالی جریان است. این روش با افزایش همزمان الزامات برای کیفیت خود تراشه و کیفیت هیت سینک همراه است. با افزایش چگالی جریان، میدان های الکتریکی در حجم ناحیه فعال، خروجی نور را کاهش می دهند. با رسیدن به جریان های محدود، از آنجایی که بخش هایی از تراشه LED با غلظت های مختلف ناخالصی و شکاف های باند متفاوت جریان را به روش های مختلف هدایت می کنند، گرمای بیش از حد موضعی بخش های تراشه رخ می دهد که بر خروجی نور و عمر LED به طور کلی تأثیر می گذارد. به منظور افزایش توان خروجی با حفظ کیفیت ویژگی های طیفی، شرایط حرارتی، LED های حاوی خوشه هایی از تراشه های LED در یک بسته تولید می شوند.

یکی از موضوعات مورد بحث در فناوری LED پلی کروم، قابلیت اطمینان و دوام آنها است. برخلاف بسیاری از منابع نوری دیگر، یک LED ویژگی های خروجی نور (بازده)، الگوهای تابش، سایه رنگ خود را در طول زمان تغییر می دهد، اما به ندرت به طور کامل از کار می افتد. بنابراین، برای ارزیابی عمر مفید، به عنوان مثال، برای روشنایی، سطح کاهش در خروجی نور تا 70٪ از مقدار اولیه (L70) گرفته می شود. یعنی ال ای دی که روشنایی آن در حین کار 30 درصد کاهش یافته است، از کار افتاده در نظر گرفته می شود. برای LED های مورد استفاده در روشنایی تزئینی، یک سطح کم نور 50٪ (L50) به عنوان تخمین طول عمر استفاده می شود.

عمر مفید LED فسفر به پارامترهای زیادی بستگی دارد. علاوه بر کیفیت ساخت خود مجموعه LED (روش چسباندن تراشه بر روی نگهدارنده کریستال، روش بستن هادی های حامل جریان، کیفیت و خواص حفاظتی مواد آب بندی)، طول عمر عمدتا به ویژگی های آن بستگی دارد. خود تراشه ساطع کننده و تغییرات در خواص فسفر در طول زمان (تخریب). علاوه بر این، همانطور که مطالعات متعدد نشان می دهد، دما عامل اصلی تأثیرگذار بر عمر LED در نظر گرفته می شود.

تاثیر دما بر طول عمر LED

یک تراشه نیمه هادی در فرآیند کار بخشی از انرژی الکتریکی را به صورت تابش و بخشی به شکل گرما می دهد. در عین حال، بسته به راندمان چنین تبدیلی، مقدار گرما برای کارآمدترین رادیاتورها یا بیشتر حدود نصف است. خود ماده نیمه هادی دارای رسانایی حرارتی پایینی است، علاوه بر این، مواد و طراحی بسته بندی دارای رسانایی حرارتی غیر ایده آل خاصی هستند که منجر به گرم شدن تراشه به دمای بالا (برای ساختار نیمه هادی) می شود. LED های مدرن در دمای تراشه در منطقه 70-80 درجه کار می کنند. و افزایش بیشتر در این دما هنگام استفاده از نیترید گالیوم غیر قابل قبول است. دمای بالا منجر به افزایش تعداد عیوب در لایه فعال می شود، منجر به افزایش انتشار، تغییر در خواص نوری بستر می شود. همه اینها منجر به افزایش درصد نوترکیبی غیر تابشی و جذب فوتون توسط مواد تراشه می شود. افزایش قدرت و دوام با بهبود خود ساختار نیمه هادی (کاهش گرمای بیش از حد موضعی) و با توسعه طراحی مجموعه LED، بهبود کیفیت خنک کننده منطقه فعال تراشه به دست می آید. همچنین تحقیقاتی با سایر مواد نیمه هادی یا بسترها در حال انجام است.

فسفر نیز در معرض دمای بالا قرار دارد. با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دما، مراکز انتشار مجدد مهار می شوند و ضریب تبدیل و همچنین ویژگی های طیفی فسفر بدتر می شوند. در اولین و برخی از طرح های مدرن ال ای دی های پلی کروم، فسفر مستقیماً روی مواد نیمه هادی اعمال می شود و اثر حرارتی به حداکثر می رسد. علاوه بر اقداماتی برای کاهش دمای تراشه ساطع کننده، سازندگان از روش های مختلفی برای کاهش اثر دمای تراشه بر روی فسفر استفاده می کنند. فن‌آوری‌های فسفر ایزوله و طرح‌های لامپ ال‌ای‌دی، که در آن فسفر به صورت فیزیکی از امیتر جدا می‌شود، می‌تواند عمر منبع نور را افزایش دهد.

محفظه LED که از پلاستیک سیلیکونی شفاف نوری یا رزین اپوکسی ساخته شده است، به دلیل دما در معرض پیری قرار می گیرد و با گذشت زمان شروع به محو شدن و زرد شدن می کند و مقداری از انرژی ساطع شده از LED را جذب می کند. سطوح بازتابنده نیز هنگام گرم شدن خراب می شوند - آنها با سایر عناصر کیس تعامل دارند و در معرض خوردگی هستند. همه این عوامل در کنار هم به این واقعیت منجر می شود که روشنایی و کیفیت نور ساطع شده به تدریج کاهش می یابد. با این حال، این فرآیند را می توان با موفقیت کاهش داد، و حذف گرما کارآمد را فراهم کرد.

ساخت ال ای دی فسفر

LED فسفر مدرن یک دستگاه پیچیده است که بسیاری از راه حل های فنی اصلی و منحصر به فرد را ترکیب می کند. LED دارای چندین عنصر اصلی است که هر کدام یک عملکرد مهم و اغلب بیش از یک عملکرد را انجام می دهند:

تمام عناصر طراحی LED بارهای حرارتی را تجربه می کنند و باید با در نظر گرفتن درجه انبساط حرارتی آنها انتخاب شوند. و یک شرط مهم برای یک طراحی خوب، ساخت و هزینه کم مونتاژ یک دستگاه LED و نصب آن در یک چراغ روشنایی است.

روشنایی و کیفیت نور

مهمترین پارامتر حتی روشنایی LED نیست، بلکه بازده نوری آن است، یعنی نور خروجی از هر وات انرژی الکتریکی مصرف شده توسط LED. کارایی نورانی LED های مدرن به 190 lm/W می رسد. حد تئوری این فناوری بیش از 300 لیتر بر وات برآورد شده است. هنگام ارزیابی، باید در نظر گرفت که بازده یک لامپ مبتنی بر LED به دلیل کارایی منبع تغذیه، خواص نوری دیفیوزر، بازتابنده و سایر عناصر ساختاری به طور قابل توجهی کمتر است. علاوه بر این، سازندگان اغلب کارایی اولیه امیتر را در دمای معمولی نشان می دهند، در حالی که دمای تراشه در حین کار بسیار بالاتر است. این منجر به این واقعیت می شود که راندمان واقعی امیتر 5-7٪ کمتر است و لامپ - اغلب دو بار.

دومین پارامتر به همان اندازه مهم کیفیت نور تولید شده توسط LED است. سه پارامتر برای ارزیابی کیفیت رنگ وجود دارد:

ال ای دی فسفر بر پایه تابش اشعه ماوراء بنفش

علاوه بر ترکیب LED آبی و YAG که قبلاً رایج شده است، طراحی مبتنی بر LED ماوراء بنفش نیز در حال توسعه است. یک ماده نیمه هادی که قادر به انتشار در ناحیه نزدیک به اشعه ماوراء بنفش است با چندین لایه فسفر مبتنی بر یوروپیوم و سولفید روی فعال شده با مس و آلومینیوم پوشانده شده است. چنین مخلوطی از فسفر حداکثر انتشار مجدد را در مناطق سبز، آبی و قرمز طیف می دهد. نور سفید حاصل از ویژگی های کیفیت بسیار خوبی برخوردار است، اما راندمان تبدیل هنوز پایین است. برای این سه دلیل وجود دارد [ ] : اولی مربوط به این واقعیت است که اختلاف بین انرژی فرود و فوتون های ساطع شده در طول فلورسانس از بین می رود (به گرما می رود) و در مورد تحریک فرابنفش بسیار بیشتر است. دلیل دوم این است که بخشی از اشعه ماوراء بنفش که توسط فسفر جذب نمی شود در ایجاد شار نوری شرکت نمی کند، بر خلاف LED های مبتنی بر امیتر آبی، و افزایش ضخامت پوشش فسفر منجر به افزایش میزان نور می شود. جذب نور لومینسانس در آن. و در نهایت راندمان ال ای دی های فرابنفش بسیار کمتر از راندمان ال ای دی های آبی است.

مزایا و معایب ال ای دی های فسفر

با توجه به هزینه بالای منابع روشنایی LED در مقایسه با لامپ های سنتی، دلایل خوبی برای استفاده از چنین دستگاه هایی وجود دارد:

اما معایبی نیز دارد:

LED های روشنایی همچنین دارای ویژگی های ذاتی در تمام ساطع کننده های نیمه هادی هستند که با در نظر گرفتن آنها می توانید موفق ترین کاربرد را پیدا کنید، به عنوان مثال، هدایت تابش. LED بدون استفاده از بازتابنده و دیفیوزر اضافی فقط در یک جهت می درخشد. چراغ های LED برای روشنایی محلی و جهت دار مناسب هستند.

چشم انداز توسعه فناوری LED سفید

فن آوری های تولید LED های سفید مناسب برای اهداف روشنایی در حال توسعه فعال هستند. تحقیقات در این زمینه با افزایش علاقه عمومی تحریک می شود. وعده صرفه جویی قابل توجه در انرژی، جذب سرمایه گذاری در تحقیقات فرآیند، توسعه فناوری و جستجوی مواد جدید است. با قضاوت از انتشارات تولید کنندگان LED و مواد مرتبط، متخصصان در زمینه نیمه هادی ها و مهندسی روشنایی، می توان مسیرهای توسعه در این زمینه را شناسایی کرد:

همچنین ببینید

یادداشت

1. ، پ. 19-20.
2. ال ای دی های Cree MC-E  حاوی تابش های قرمز سبز آبی و سفیدبایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
3. ال ای دی های ویشا VLMx51 حاوی ساطع کننده های قرمز، نارنجی، زرد و سفید(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
4. چند رنگ-LED-XB-D-و-XM-L-Cree(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
5. LED های XP-C کری حاوی شش قطره چکان تک رنگ(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
6. نیکیفوروف اس."کلاس S" مهندسی روشنایی نیمه هادی // اجزا و فناوری ها: مجله. - 2009. - شماره 6. - S. 88-91.
7. تروسون پی هالواردسون ای.مزایای RGB-LED برای دستگاه های روشنایی // اجزا و فناوری ها: مجله. - 2007. - شماره 2.
8. ، پ. 404.
9. نیکیفوروف اس.دما در طول عمر و عملکرد LED ها // اجزا و فناوری ها: مجله. - 2005. - شماره 9.
10. LED برای نورپردازی داخلی و معماری(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
11. شیانگ لینگ اونراه حل های LED برای سیستم های روشنایی معماری // مهندسی روشنایی نیمه هادی: مجله. - 2010. - شماره 5. - S. 18-20.
12. LED RGB برای استفاده در بردهای الکترونیکی(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
13. نورپردازی با CRI LED بالا| یوجی LED (نامعین) . yujiintl.com. بازبینی شده در 3 دسامبر 2016.
14. ترکین آ.نیترید گالیوم به عنوان یکی از مواد امیدوارکننده در اپتوالکترونیک مدرن // اجزا و فناوری: مجله. - 2011. - شماره 5.
15. ال ای دی ها با مقادیر CRI بالا(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
16. فناوری Cree EasyWhite (انگلیسی) . مجله ال ای دی. بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
17. نیکیفوروف اس.، آرکیپوف آ.ویژگی های تعیین بازده کوانتومی LED ها بر اساس AlGaInN و AlGaInP در چگالی جریان های مختلف از طریق کریستال ساطع کننده // اجزاء و فناوری ها: مجله. - 2008. - شماره 1.
18. نیکیفوروف اس.اکنون الکترون ها دیده می شوند: LED ها جریان الکتریکی را بسیار قابل مشاهده می کنند // اجزا و فناوری ها: مجله. - 2006. - شماره 3.
19. LED با آرایش ماتریسی از تعداد زیادی تراشه نیمه هادی(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
20. عمر مفید LED های سفید(انگلیسی) . ایالات متحده وزارت نیرو بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
21. انواع - عیوب - ال ای دی - و روشها - آنالیز(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
22. ، پ. 61، 77-79.
23. LED ها-شرکت ها-SemiLED(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
24. برنامه تحقیقاتی GaN-on-Si دیودهای ساطع نور بر پایه سیلیکون(انگلیسی) . LED حرفه ای بازبینی شده در 10 نوامبر 2012.
25. فناوری فسفر ایزوله کری(انگلیسی) . LED حرفه ای بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.
26. ترکین آ. LED های نیمه هادی: تاریخچه، حقایق، چشم اندازها // مهندسی روشنایی نیمه هادی: مجله. - 2011. - شماره 5. - س 28-33.
27. ایوانف A. V.، Fedorov A. V.، Semyonov S. M.لامپ های صرفه جویی در انرژی بر اساس LED های با روشنایی بالا // تامین انرژی و صرفه جویی در انرژی - جنبه منطقه ای: نشست دوازدهم همه روسی: مواد گزارش. - Tomsk: SPB Graphics, 2011. - S. 74-77.
28. ، پ. 424.
29. بازتابنده های LED بر اساس کریستال های فوتونیکی(انگلیسی) . رهبری حرفه ای بازیابی شده در 16 فوریه 2013. بایگانی شده از نسخه اصلی در 13 مارس 2013.
30. XLamp XP-G3(انگلیسی) . www.cree.com. بازبینی شده در 31 مه 2017.
31. LED های سفید با خروجی نور بالا برای نیازهای روشنایی(انگلیسی) . Phys.Org™. بازیابی شده در 10 نوامبر 2012. بایگانی شده از نسخه اصلی در 22 نوامبر 2012.

زمان هایی که از LED ها فقط به عنوان نشانگر گنجاندن دستگاه ها استفاده می شد، مدت هاست گذشته است. دستگاه های ال ای دی مدرن می توانند به طور کامل جایگزین لامپ های رشته ای خانگی، صنعتی و. این با ویژگی های مختلف LED ها تسهیل می شود، با دانستن اینکه می توانید آنالوگ LED مناسب را انتخاب کنید. استفاده از ال ای دی ها با توجه به پارامترهای اساسی آنها، امکانات فراوانی را در زمینه روشنایی باز می کند.

دیود ساطع نور (که در زبان انگلیسی با SD، SID، LED مشخص می شود) دستگاهی است که بر اساس یک کریستال نیمه هادی مصنوعی ساخته شده است. هنگامی که جریان الکتریکی از آن عبور می کند، پدیده انتشار فوتون ایجاد می شود که منجر به درخشش می شود. این درخشش طیف طیف بسیار باریکی دارد و رنگ آن به مواد نیمه هادی بستگی دارد.

ال ای دی ها با درخشش قرمز و زرد از مواد نیمه هادی معدنی بر پایه آرسنید گالیم ساخته شده اند، سبز و آبی بر اساس نیترید گالیوم ایندیم ساخته شده اند. برای افزایش روشنایی شار نور، از افزودنی های مختلف استفاده می شود یا از روش چند لایه استفاده می شود، زمانی که لایه ای از نیترید آلومینیوم خالص بین نیمه هادی ها قرار می گیرد. در نتیجه تشکیل چندین انتقال الکترون-حفره (p-n) در یک کریستال، روشنایی درخشش آن افزایش می یابد.

دو نوع LED وجود دارد: برای نشان دادن و روشنایی. اولی برای نشان دادن گنجاندن دستگاه های مختلف در شبکه و همچنین منابع روشنایی تزئینی استفاده می شود. آنها دیودهای رنگی هستند که در یک محفظه شفاف قرار می گیرند که هر کدام دارای چهار سرب هستند. دستگاه های ساطع کننده نور مادون قرمز در دستگاه های کنترل از راه دور دستگاه ها (کنترل از راه دور) استفاده می شود.

در زمینه نورپردازی از ال ای دی های ساطع کننده نور سفید استفاده می شود. از نظر رنگ، LED ها با درخشش سفید سرد، سفید خنثی و سفید گرم متمایز می شوند. طبقه بندی LED های مورد استفاده برای روشنایی با توجه به روش نصب وجود دارد. علامت گذاری LED SMD به این معنی است که دستگاه از یک بستر آلومینیومی یا مسی تشکیل شده است که یک کریستال دیود روی آن قرار می گیرد. خود بستر در محفظه قرار دارد که مخاطبین آن به مخاطبین LED متصل هستند.

نوع دیگری از LED ها OCB نامیده می شوند. در چنین دستگاهی، کریستال های زیادی که با فسفر پوشانده شده اند روی یک تخته قرار می گیرند. به لطف این طراحی، روشنایی بالایی از درخشش به دست می آید. این فناوری در تولید شار نوری بالا در یک منطقه نسبتا کوچک استفاده می شود. به نوبه خود، این باعث می شود تولید لامپ های LED در دسترس ترین و ارزان ترین باشد.

توجه داشته باشید! با مقایسه لامپ های SMD و COB LED، می توان اشاره کرد که اولی را می توان با جایگزینی یک LED خراب تعمیر کرد. اگر لامپ LED COB کار نمی کند، باید کل برد را با دیودها عوض کنید.

ویژگی های LED

هنگام انتخاب لامپ ال ای دی مناسب برای روشنایی باید پارامترهای ال ای دی ها را در نظر گرفت. اینها شامل ولتاژ تغذیه، توان، جریان عملیاتی، راندمان (خروجی نور)، دمای درخشش (رنگ)، زاویه تابش، ابعاد، دوره تخریب است. با دانستن پارامترهای اساسی، می توان به راحتی دستگاه ها را برای به دست آوردن یک یا آن نتیجه روشنایی انتخاب کرد.

مصرف جریان LED

به عنوان یک قاعده، برای LED های معمولی، جریان 0.02A ارائه می شود. با این حال، LED هایی وجود دارند که دارای 0.08A هستند. این ال ای دی ها شامل دستگاه های قوی تری هستند که در دستگاه آن چهار کریستال دخیل هستند. آنها در یک ساختمان قرار دارند. از آنجایی که هر یک از کریستال ها 0.02A مصرف می کند، در مجموع یک دستگاه 0.08A مصرف می کند.

پایداری عملکرد دستگاه های LED به میزان جریان بستگی دارد. حتی افزایش جزئی در جریان به کاهش شدت تابش (پیری) کریستال و افزایش دمای رنگ کمک می کند. این در نهایت منجر به این واقعیت می شود که LED ها شروع به آبی شدن می کنند و پیش از موعد از کار می افتند. و اگر نشانگر قدرت فعلی به طور قابل توجهی افزایش یابد، LED بلافاصله می سوزد.

برای محدود کردن مصرف جریان، طرح‌های لامپ‌ها و چراغ‌های ال‌ای‌دی با تثبیت‌کننده‌های جریان ال‌ای‌دی (درایور) ارائه می‌شود. آنها جریان را تبدیل می کنند و آن را به مقدار مورد نظر برای LED ها می آورند. در مواردی که می خواهید یک LED جداگانه به شبکه وصل کنید، باید از مقاومت های محدود کننده جریان استفاده کنید. محاسبه مقاومت مقاومت برای LED با در نظر گرفتن ویژگی های خاص آن انجام می شود.

توصیه مفید! برای انتخاب مقاومت مناسب، می‌توانید از ماشین‌حساب محاسبه مقاومت LED که در اینترنت ارسال شده است استفاده کنید.

ولتاژ LED

چگونه ولتاژ LED را بررسی کنیم؟ واقعیت این است که LED ها به این ترتیب پارامتر ولتاژ تغذیه ندارند. در عوض، مشخصه افت ولتاژ LED استفاده می شود، که به معنای مقدار ولتاژ در خروجی LED در هنگام عبور جریان نامی از آن است. مقدار ولتاژ نشان داده شده روی بسته بندی فقط افت ولتاژ را منعکس می کند. با دانستن این مقدار، می توان ولتاژ باقی مانده بر روی کریستال را تعیین کرد. این مقدار است که در محاسبات در نظر گرفته می شود.

با توجه به استفاده از نیمه هادی های مختلف برای LED ها، ولتاژ هر یک از آنها ممکن است متفاوت باشد. چگونه بفهمیم LED چند ولت است؟ شما می توانید با رنگ درخشش دستگاه ها تعیین کنید. به عنوان مثال، برای کریستال های آبی، سبز و سفید، ولتاژ حدود 3 ولت، برای زرد و قرمز - از 1.8 تا 2.4 ولت است.

هنگام استفاده از اتصال موازی LED با درجه یکسان با مقدار ولتاژ 2 ولت، ممکن است با موارد زیر مواجه شوید: در نتیجه پراکندگی پارامترها، برخی از دیودهای ساطع کننده شکست می خورند (سوخته می شوند)، در حالی که برخی دیگر بسیار ضعیف می درخشند. این اتفاق می افتد به این دلیل که با افزایش ولتاژ حتی 0.1 ولت، افزایش جریان عبوری از LED 1.5 برابر مشاهده می شود. بنابراین، اطمینان از مطابقت جریان با درجه بندی LED بسیار مهم است.

خروجی نور، زاویه پرتو و قدرت LED

مقایسه شار نوری دیودها با سایر منابع نور با در نظر گرفتن قدرت تابش ساطع شده توسط آنها انجام می شود. دستگاه هایی با قطر حدود 5 میلی متر از 1 تا 5 لیتر نور می دهند. در حالی که شار نور یک لامپ رشته ای 100 وات 1000 لیتر است. اما هنگام مقایسه، باید در نظر گرفت که یک لامپ معمولی دارای نور پراکنده است، در حالی که یک LED دارای یک جهت است. بنابراین، باید زاویه پراکندگی LED ها را در نظر گرفت.

زاویه پراکندگی LED های مختلف می تواند از 20 تا 120 درجه باشد. هنگامی که LED ها روشن می شوند، نور روشن تری در مرکز می دهند و نور را به سمت لبه های زاویه پراکندگی کاهش می دهند. بنابراین، LED ها در عین مصرف انرژی کمتر، فضای خاصی را بهتر روشن می کنند. با این حال، در صورت نیاز به افزایش سطح روشنایی، از لنزهای واگرا در طراحی لامپ استفاده می شود.

چگونه می توان قدرت LED ها را تعیین کرد؟ برای تعیین قدرت لامپ LED مورد نیاز برای جایگزینی لامپ رشته ای، باید ضریب 8 را اعمال کنید. بنابراین، می توانید یک لامپ معمولی 100 وات را با یک دستگاه LED با قدرت حداقل 12.5 وات (100 وات / 8) جایگزین کنید. ). برای راحتی، می توانید از داده های جدول مطابقت بین قدرت لامپ های رشته ای و منابع نور LED استفاده کنید:

قدرت لامپ رشته ای، W	قدرت متناظر لامپ LED، W
100	12-12,5
75	10
60	7,5-8
40	5
25	3

هنگام استفاده از LED برای روشنایی، نشانگر کارایی بسیار مهم است که با نسبت شار نوری (lm) به توان (W) تعیین می شود. با مقایسه این پارامترها برای منابع مختلف نور، متوجه می شویم که راندمان یک لامپ رشته ای 10-12 lm / W، فلورسنت - 35-40 lm / W، LED - 130-140 lm / W است.

دمای رنگ منابع LED

یکی از پارامترهای مهم منابع LED دمای درخشش است. واحدهای اندازه گیری این کمیت درجه کلوین (K) است. لازم به ذکر است که تمامی منابع نوری بر اساس دمای درخشش به سه دسته تقسیم می شوند که در این میان سفید گرم دارای دمای رنگ کمتر از 3300 کلوین، سفید نور روز - از 3300 تا 5300 کلوین و سفید سرد بالای 5300 کلوین است.

توجه داشته باشید! درک راحت تابش LED توسط چشم انسان به طور مستقیم به دمای رنگ منبع LED بستگی دارد.

دمای رنگ معمولاً روی برچسب لامپ های LED نشان داده می شود. با یک عدد چهار رقمی و حرف K نشان داده می شود. انتخاب لامپ های LED با دمای رنگ مشخص به طور مستقیم به ویژگی های استفاده از آن برای روشنایی بستگی دارد. جدول زیر گزینه های استفاده از منابع LED با دمای درخشش متفاوت را نشان می دهد:

رنگ نور LED		دمای رنگ، K	از کیس ها در نورپردازی استفاده کنید
سفید	گرم	2700-3500	روشنایی اماکن خانگی و اداری به عنوان مناسب ترین آنالوگ لامپ رشته ای
	خنثی (در طول روز)	3500-5300	ارائه رنگ عالی چنین لامپ هایی به آنها اجازه می دهد تا برای روشنایی محل کار در تولید استفاده شوند.
	سرد	بیش از 5300	عمدتاً برای روشنایی خیابان استفاده می شود و در دستگاه لامپ های دستی نیز استفاده می شود.
قرمز		1800	به عنوان منبع تزیینی و فیتو روشنایی
سبز		-
رنگ زرد		3300	طراحی نورپردازی فضای داخلی
آبی		7500	نورپردازی سطوح در فضای داخلی، نورپردازی گیاهی

ماهیت موجی رنگ، بیان دمای رنگ LED ها را با استفاده از طول موج ممکن می سازد. علامت گذاری برخی از دستگاه های LED دمای رنگ را دقیقاً به صورت فاصله ای از طول موج های مختلف منعکس می کند. طول موج λ نشان داده می شود و با نانومتر (nm) اندازه گیری می شود.

اندازه LED های SMD و ویژگی های آنها

با توجه به اندازه LED های SMD، وسایل به گروه هایی با مشخصات مختلف طبقه بندی می شوند. محبوب ترین ال ای دی ها در سایزهای 3528، 5050، 5730، 2835، 3014 و 5630 می باشند. ویژگی های ال ای دی های SMD بسته به اندازه متفاوت است. بنابراین، انواع مختلف LED های SMD در روشنایی، دمای رنگ، قدرت متفاوت هستند. در علامت گذاری LED ها، دو رقم اول طول و عرض دستگاه را نشان می دهد.

پارامترهای اساسی LED های SMD 2835

ویژگی های اصلی LED های SMD 2835 شامل افزایش سطح تابش است. در مقایسه با SMD 3528 که دارای یک سطح کار گرد است، SMD 2835 شکل مستطیلی از خود ساطع می کند که به خروجی نور بیشتر در ارتفاع عنصر کمتر (حدود 0.8 میلی متر) کمک می کند. شار نوری چنین دستگاهی 50 لیتر است.

بدنه ال ای دی های SMD 2835 از پلیمر مقاوم در برابر حرارت ساخته شده و تا دمای 240 درجه سانتی گراد را تحمل می کند. لازم به ذکر است که تخریب تشعشعات در این سلول ها در طول 3000 ساعت کارکرد کمتر از 5 درصد است. علاوه بر این، دستگاه دارای مقاومت حرارتی نسبتاً پایینی در پیوند کریستال- بستر (4 C/W) است. حداکثر جریان عملیاتی 0.18A، دمای کریستال 130 درجه سانتیگراد است.

با توجه به رنگ درخشش، سفید گرم را با دمای درخشش 4000 کلوین، سفید نور روز - 4800 کلوین، سفید خالص - از 5000 تا 5800 کلوین و سفید سرد با دمای رنگ 6500-7500 کلوین را تشخیص می دهند. اشاره کرد که حداکثر شار نور برای دستگاه هایی با درخشش سفید سرد، حداقل برای LED های سفید گرم است. پدهای تماسی در طراحی دستگاه بزرگ شده اند که به اتلاف گرما بهتر کمک می کند.

توصیه مفید! LED های SMD 2835 برای هر نوع نصب قابل استفاده هستند.

ویژگی های ال ای دی SMD 5050

طراحی محفظه SMD 5050 شامل سه LED از یک نوع است. منابع LED آبی، قرمز و سبز دارای مشخصات فنی مشابه کریستال های SMD 3528 هستند.جریان عملکرد هر یک از سه ال ای دی 0.02A است، بنابراین جریان کل دستگاه 0.06A است. برای اینکه LED ها خراب نشوند، توصیه می شود از این مقدار تجاوز نکنید.

دستگاه های LED SMD 5050 دارای ولتاژ مستقیم 3-3.3 ولت و خروجی نور (شار شبکه) 18-21 lm هستند. توان یک LED مجموع سه مقدار توان هر کریستال (0.7W) و 0.21W است. رنگ درخشش ساطع شده توسط دستگاه ها می تواند سفید در تمام سایه ها سبز، آبی، زرد و چند رنگ باشد.

چیدمان نزدیک ال ای دی ها با رنگ های مختلف در همان پکیج SMD 5050 امکان پیاده سازی ال ای دی های چند رنگ را با کنترل مجزای هر رنگ فراهم کرد. از کنترلرها برای تنظیم لامپ ها با استفاده از ال ای دی های SMD 5050 استفاده می شود، به طوری که می توان پس از مدت زمان معینی رنگ درخشش را از یکی به دیگری تغییر داد. به طور معمول، چنین دستگاه هایی دارای چندین حالت کنترل هستند و می توانند روشنایی LED ها را تنظیم کنند.

ویژگی های معمولی SMD 5730 LED

LED های SMD 5730 نمایندگان مدرن دستگاه های LED هستند که بدنه آنها دارای ابعاد هندسی 5.7x3 میلی متر است. آنها متعلق به LED های بسیار روشن هستند که ویژگی های آنها پایدار است و از نظر کیفی با پارامترهای پیشینیان خود متفاوت است. این LED ها که با استفاده از مواد جدید تولید می شوند، با افزایش قدرت و شار نوری با راندمان بالا مشخص می شوند. علاوه بر این، آنها می توانند در شرایط رطوبت بالا کار کنند، در برابر دمای شدید و لرزش مقاوم هستند و عمر طولانی دارند.

دو نوع دستگاه وجود دارد: SMD 5730-0.5 با توان 0.5W و SMD 5730-1 با توان 1W. ویژگی متمایز دستگاه ها امکان عملکرد آنها بر روی جریان پالسی است. مقدار جریان نامی SMD 5730-0.5 0.15A است؛ در حین عملکرد پالس، دستگاه می تواند جریان تا 0.18A را تحمل کند. این نوع LED شار نوری تا 45 لیتر را فراهم می کند.

ال ای دی های SMD 5730-1 با جریان ثابت 0.35 آمپر، با حالت پالسی - تا 0.8 آمپر کار می کنند. راندمان خروجی نور چنین دستگاهی می تواند تا 110 لیتر باشد. بدنه دستگاه به دلیل داشتن پلیمر مقاوم در برابر حرارت، تا دمای 250 درجه سانتی گراد را تحمل می کند. زاویه پراکندگی هر دو نوع SMD 5730 120 درجه است. درجه تخریب شار نوری در هنگام کار برای 3000 ساعت کمتر از 1٪ است.

ویژگی های LED های کری

کری (ایالات متحده آمریکا) در حال توسعه و تولید LED های فوق العاده روشن و قدرتمند است. یکی از گروه های کری ال ای دی با مجموعه ای از دستگاه های Xlamp نشان داده می شود که به دو دسته تک چیپ و چند تراشه تقسیم می شوند. یکی از ویژگی های منابع تک کریستالی توزیع تابش در لبه های دستگاه می باشد. این نوآوری امکان تولید لامپ هایی با زاویه درخشش زیاد را با استفاده از حداقل تعداد کریستال فراهم کرد.

در سری منابع LED XQ-E High Intensity، زاویه درخشش از 100 تا 145 درجه است. با داشتن ابعاد هندسی کوچک 1.6x1.6 میلی متر، قدرت LED های فوق روشن 3 ولت و شار نوری 330 lm است. این یکی از آخرین پیشرفت های کری است. تمام ال ای دی ها که طراحی آنها بر اساس یک تراشه منفرد توسعه یافته است، دارای رندر رنگی با کیفیت بالا در CRE 70-90 هستند.

مقاله مرتبط:

چگونه یک گلدسته LED را خودتان بسازید یا تعمیر کنید. قیمت ها و ویژگی های اصلی محبوب ترین مدل ها.

Cree انواع مختلفی از لامپ های LED چند تراشه ای را با جدیدترین انواع برق از 6 تا 72 ولت عرضه کرده است. ال ای دی های چند تراشه ای به سه گروه تقسیم می شوند که شامل دستگاه هایی با ولتاژ بالا، توان تا 4 وات و بالاتر از 4 وات می شود. در منابع تا 4 وات، 6 کریستال در بسته بندی نوع MX و ML مونتاژ می شوند. زاویه پراکندگی 120 درجه است. می توانید از این نوع ال ای دی های کری با رنگ های درخشان گرم و سرد سفید خریداری کنید.

توصیه مفید! با وجود قابلیت اطمینان و کیفیت نور بالا، می توانید LED های پرقدرت سری MX و ML را با قیمت نسبتا پایین خریداری کنید.

گروه بالای 4 وات شامل LED هایی از چندین کریستال است. ابعادی ترین دستگاه های این گروه دستگاه های 25 واتی هستند که با سری MT-G نشان داده می شوند. محصول جدید این شرکت LED های مدل XHP است. یکی از دستگاه های LED بزرگ دارای بدنه 7x7 میلی متر است، قدرت آن 12 وات، خروجی نور 1710 لیتر است. LED های ولتاژ بالا اندازه کوچک و خروجی نور بالا را ترکیب می کنند.

نمودارهای اتصال LED

قوانین خاصی برای اتصال LED ها وجود دارد. با توجه به اینکه جریان عبوری از دستگاه تنها در یک جهت حرکت می کند، برای عملکرد طولانی و پایدار دستگاه های LED، مهم است که نه تنها یک ولتاژ خاص، بلکه مقدار جریان بهینه را نیز در نظر بگیرید.

طرحی برای اتصال LED به شبکه 220 ولت

بسته به منبع تغذیه مورد استفاده، دو نوع طرح برای اتصال LED ها به 220 ولت وجود دارد. در یکی از موارد، با جریان محدود استفاده می شود، در مورد دوم - یک جریان خاص که ولتاژ را تثبیت می کند. گزینه اول استفاده از یک منبع ویژه با قدرت جریان مشخص را در نظر می گیرد. مقاومت در این مدار مورد نیاز نیست و تعداد LED های متصل به قدرت درایور محدود می شود.

دو نوع پیکتوگرام برای تعیین LED در نمودار استفاده می شود. در بالای هر نمایش شماتیک آنها دو فلش موازی کوچک به سمت بالا قرار دارد. آنها نماد درخشش روشن دستگاه LED هستند. قبل از اینکه LED را با استفاده از منبع تغذیه به 220 ولت وصل کنید، باید یک مقاومت در مدار قرار دهید. اگر این شرط برآورده نشود، این منجر به این واقعیت می شود که عمر کاری LED به طور قابل توجهی کاهش می یابد یا به سادگی از بین می رود.

اگر هنگام اتصال از منبع تغذیه استفاده کنید، فقط ولتاژ در مدار پایدار خواهد بود. با توجه به مقاومت داخلی ناچیز دستگاه LED، روشن کردن آن بدون محدود کننده جریان منجر به سوختن دستگاه می شود. به همین دلیل است که یک مقاومت مناسب به مدار سوئیچینگ LED وارد می شود. لازم به ذکر است که مقاومت ها دارای درجه بندی های مختلفی هستند، بنابراین باید به درستی محاسبه شوند.

توصیه مفید! نقطه منفی مدارها برای اتصال LED به شبکه 220 ولت با استفاده از مقاومت، اتلاف توان بالا در مواقع لزوم اتصال بار با افزایش مصرف جریان است. در این حالت، مقاومت با یک خازن خاموش کننده جایگزین می شود.

نحوه محاسبه مقاومت برای یک LED

هنگام محاسبه مقاومت برای یک LED، آنها با فرمول هدایت می شوند:

U = IhR,

جایی که U ولتاژ، I جریان، R مقاومت است (قانون اهم). فرض کنید باید یک LED را با پارامترهای زیر وصل کنید: 3 ولت - ولتاژ و 0.02 آمپر - قدرت جریان. به طوری که هنگامی که LED را به 5 ولت در منبع تغذیه وصل می کنید، خراب نشود، باید 2 ولت اضافی (5-3 = 2 ولت) را حذف کنید. برای انجام این کار لازم است یک مقاومت با مقاومت معین در مدار قرار دهیم که با استفاده از قانون اهم محاسبه می شود:

R = U/I.

بنابراین، نسبت 2 ولت به 0.02 آمپر 100 اهم خواهد بود، یعنی. این همان مقاومتی است که شما نیاز دارید.

اغلب اتفاق می افتد که با توجه به پارامترهای LED ها، مقاومت مقاومت یک مقدار غیر استاندارد برای دستگاه دارد. چنین محدود کننده های جریان را نمی توان در نقاط فروش پیدا کرد، به عنوان مثال، 128 یا 112.8 اهم. سپس باید از مقاومت هایی استفاده کنید که مقاومت آنها نزدیکترین مقدار را نسبت به مقدار محاسبه شده دارد. در این حالت ، LED ها با قدرت کامل کار نخواهند کرد ، بلکه فقط 90-97٪ عمل می کنند ، اما این برای چشم نامحسوس خواهد بود و تأثیر مثبتی بر منبع دستگاه خواهد داشت.

گزینه های زیادی برای ماشین حساب های محاسباتی LED در اینترنت وجود دارد. آنها پارامترهای اصلی را در نظر می گیرند: افت ولتاژ، جریان نامی، ولتاژ خروجی، تعداد دستگاه های موجود در مدار. با تنظیم پارامترهای دستگاه های LED و منابع جریان در قسمت فرم، می توانید ویژگی های مربوط به مقاومت ها را دریابید. برای تعیین مقاومت محدود کننده های جریان با کد رنگی، محاسبات مقاومت آنلاین برای LED ها نیز وجود دارد.

طرح های اتصال موازی و سریال LED ها

هنگام مونتاژ سازه ها از چندین دستگاه LED، مدارهایی برای اتصال LED ها به شبکه 220 ولت با اتصال سریال یا موازی استفاده می شود. در عین حال برای اتصال صحیح باید در نظر داشت که زمانی که ال ای دی ها به صورت سری وصل می شوند، ولتاژ مورد نیاز مجموع افت ولتاژ هر دستگاه است. در حالی که وقتی LED ها به صورت موازی متصل می شوند، قدرت جریان اضافه می شود.

اگر مدارها از دستگاه های LED با پارامترهای مختلف استفاده می کنند، برای عملکرد پایدار لازم است که مقاومت برای هر LED به طور جداگانه محاسبه شود. لازم به ذکر است که دو LED کاملاً یکسان وجود ندارد. حتی دستگاه های یک مدل نیز تفاوت های جزئی در پارامترها دارند. این منجر به این واقعیت می شود که وقتی تعداد زیادی از آنها را در یک مدار سری یا موازی با یک مقاومت واحد وصل می کنید، می توانند به سرعت تخریب و از بین بروند.

توجه داشته باشید! هنگام استفاده از یک مقاومت در یک مدار موازی یا سری، فقط دستگاه های LED با ویژگی های یکسان می توانند متصل شوند.

عدم تطابق در پارامترها هنگامی که چندین LED به طور موازی متصل می شوند، فرض کنید 4-5 قطعه، بر عملکرد دستگاه ها تأثیر نمی گذارد. و اگر تعداد زیادی LED را به چنین مداری وصل کنید، تصمیم بدی خواهد بود. حتی اگر منابع LED تفاوت جزئی در ویژگی‌ها داشته باشند، این باعث می‌شود که برخی از لامپ‌ها نور روشن ساطع کرده و به سرعت می‌سوزند، در حالی که برخی دیگر ضعیف می‌درخشند. بنابراین، هنگام اتصال موازی، همیشه باید از یک مقاومت جداگانه برای هر دستگاه استفاده کنید.

با توجه به اتصال سری، مصرف مقرون به صرفه ای وجود دارد، زیرا کل مدار مقدار جریانی معادل مصرف یک LED مصرف می کند. در مدار موازی، مصرف حاصل مجموع مصرف تمام منابع LED موجود در مدار موجود در مدار است.

نحوه اتصال ال ای دی به ولتاژ 12 ولت

در طراحی برخی از دستگاه ها، مقاومت هایی در مرحله ساخت ارائه شده است که امکان اتصال LED ها به 12 ولت یا 5 ولت را فراهم می کند. با این حال، چنین دستگاه هایی همیشه به صورت تجاری در دسترس نیستند. بنابراین در مدار اتصال ال ای دی ها به ولتاژ 12 ولت، محدود کننده جریان در نظر گرفته شده است. اولین قدم این است که ویژگی های LED های متصل را پیدا کنید.

چنین پارامتری به عنوان افت ولتاژ مستقیم برای دستگاه های LED معمولی حدود 2 ولت است. جریان نامی برای این LED ها برابر با 0.02A است. اگر می خواهید چنین LED را به 12 ولت وصل کنید، 10 ولت "اضافی" (12 منهای 2) باید با یک مقاومت محدود کننده خاموش شود. با استفاده از قانون اهم می توانید مقاومت آن را محاسبه کنید. ما آن 10 / 0.02 \u003d 500 (اهم) را دریافت می کنیم. بنابراین، مقاومتی با مقدار اسمی 510 اهم مورد نیاز است که نزدیکترین مقاومت در سری قطعات الکترونیکی E24 است.

برای اینکه چنین مداری به طور پایدار کار کند، محاسبه توان محدود کننده نیز ضروری است. با استفاده از فرمولی که بر اساس آن توان برابر با حاصلضرب ولتاژ و جریان است، مقدار آن را محاسبه می کنیم. ولتاژ 10 ولت را در جریان 0.02 آمپر ضرب می کنیم و 0.2 وات می گیریم. بنابراین، یک مقاومت مورد نیاز است که توان استاندارد آن 0.25 وات است.

اگر لازم است دو دستگاه LED را در مدار قرار دهید، باید در نظر داشت که ولتاژی که روی آنها می افتد قبلاً 4 ولت خواهد بود. بر این اساس، برای مقاومت باقی مانده است که نه 10 ولت، بلکه 8 ولت پرداخت شود. بنابراین محاسبه بیشتر مقاومت و توان مقاومت بر اساس این مقدار انجام می شود. محل مقاومت در مدار را می توان در هر جایی ارائه کرد: از سمت آند، کاتد، بین LED ها.

نحوه تست LED با مولتی متر

یکی از راه های بررسی وضعیت عملکرد LED ها تست با مولتی متر است. چنین دستگاهی می تواند LED های هر طرحی را تشخیص دهد. قبل از بررسی LED با تستر، سوئیچ دستگاه در حالت "شماره گیری" تنظیم می شود و پروب ها به پایانه ها اعمال می شوند. هنگامی که پروب قرمز به آند و کاوشگر سیاه به کاتد متصل می شود، کریستال باید نور ساطع کند. اگر قطبیت معکوس شود، صفحه نمایش باید "1" را نشان دهد.

توصیه مفید! قبل از آزمایش عملکرد LED، توصیه می شود نور اصلی را کم کنید، زیرا در هنگام آزمایش جریان بسیار کم است و LED نور را چنان ضعیف ساطع می کند که در نور معمولی ممکن است قابل توجه نباشد.

تست دستگاه های LED را می توان بدون استفاده از پروب انجام داد. برای انجام این کار، در سوراخ های واقع در گوشه پایین دستگاه، آند با نماد "E" و کاتد - با اشاره گر "C" به سوراخ وارد می شود. اگر LED درست کار کند، باید روشن شود. این روش تست برای ال ای دی هایی با لیدهای نسبتاً طولانی لحیم کاری شده مناسب است. موقعیت سوئیچ با این روش تأیید مهم نیست.

چگونه LED ها را با مولتی متر بدون لحیم کاری بررسی کنیم؟ برای انجام این کار، قطعات را از یک گیره کاغذ معمولی به پروب های تستر لحیم کنید. به عنوان عایق، یک واشر textolite مناسب است که بین سیم ها قرار می گیرد، پس از آن با نوار الکتریکی پردازش می شود. خروجی نوعی آداپتور برای اتصال پروب ها است. گیره ها به خوبی فنر می شوند و به طور ایمن در شکاف ها ثابت می شوند. در این فرم می توانید پروب ها را بدون لحیم کاری به ال ای دی ها از مدار وصل کنید.

چه کاری می توان از LED ها با دستان خود انجام داد

بسیاری از آماتورهای رادیویی مونتاژ طرح های مختلف از LED ها را با دست خود تمرین می کنند. محصولات خود مونتاژ شده از نظر کیفیت پایین نیستند و گاهی اوقات حتی از آنالوگ های تولید صنعتی پیشی می گیرند. اینها می‌توانند دستگاه‌های رنگی و موسیقی، طرح‌های LED چشمک زن، چراغ‌های روشنایی روی LED‌ها و موارد دیگر باشند.

مونتاژ یک تثبیت کننده جریان برای LED ها با دستان خود

برای اینکه منبع LED زودتر از موعد به اتمام نرسد، لازم است که جریان عبوری از آن مقدار پایداری داشته باشد. LED های قرمز، زرد و سبز به عنوان قادر به تحمل بارهای جریان بالاتر شناخته شده اند. در حالی که منابع LED آبی-سبز و سفید، حتی با اضافه بار جزئی، در عرض 2 ساعت می سوزند. بنابراین، برای عملکرد عادی LED، باید مشکل منبع تغذیه آن را حل کرد.

اگر زنجیره ای از ال ای دی ها را که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده اند مونتاژ کنید، در صورتی که جریان عبوری از آنها قدرت یکسانی داشته باشد، می توانید تابش یکسانی به آنها بدهید. علاوه بر این، پالس های جریان معکوس می توانند بر عمر منابع LED تأثیر منفی بگذارند. برای جلوگیری از این اتفاق، لازم است یک تثبیت کننده جریان برای LED ها در مدار قرار داده شود.

ویژگی های کیفی لامپ های LED به راننده مورد استفاده بستگی دارد - دستگاهی که ولتاژ را به جریان تثبیت شده با مقدار مشخص تبدیل می کند. بسیاری از آماتورهای رادیویی یک مدار منبع تغذیه LED 220 ولتی را با دست خود بر اساس تراشه LM317 مونتاژ می کنند. عناصر چنین مدار الکترونیکی هزینه پایینی دارند و ساخت چنین تثبیت کننده ای آسان است.

هنگام استفاده از تثبیت کننده جریان در LM317 برای LED، جریان در 1A تنظیم می شود. یکسو کننده مبتنی بر LM317L جریان را تا 0.1 آمپر تثبیت می کند. فقط یک مقاومت در مدار دستگاه استفاده می شود. با استفاده از یک ماشین حساب مقاومت LED آنلاین محاسبه می شود. دستگاه های دستی موجود برای برق مناسب هستند: منابع تغذیه از چاپگر، لپ تاپ یا سایر لوازم الکترونیکی مصرفی. مونتاژ مدارهای پیچیده تر به تنهایی سودآور نیست، زیرا خرید آنها به صورت آماده آسان تر است.

DIY LED DRL

استفاده از چراغ های روشنایی در روز (DRL) در خودروها به طور قابل توجهی دید خودرو را در ساعات روشنایی روز توسط سایر کاربران جاده افزایش می دهد. بسیاری از رانندگان، خود مونتاژ DRL ها را با استفاده از LED تمرین می کنند. یکی از گزینه ها یک دستگاه DRL 5-7 LED با توان 1W و 3W برای هر بلوک است. اگر از منابع LED کمتر قدرتمند استفاده می کنید، شار نوری استانداردهای چنین چراغ هایی را برآورده نمی کند.

توصیه مفید! هنگام ساخت DRL با دستان خود، الزامات GOST را در نظر بگیرید: شار نور 400-800 Cd، زاویه درخشش در صفحه افقی - 55 درجه، در عمودی - 25 درجه، مساحت - 40 سانتی متر مربع.

برای پایه می توانید از یک تخته پروفیل آلومینیومی با پد برای نصب ال ای دی استفاده کنید. ال ای دی ها با چسب رسانای گرما روی تخته ثابت می شوند. مطابق با نوع منابع LED، اپتیک انتخاب می شود. در این حالت لنزهایی با زاویه روشنایی 35 درجه مناسب هستند. لنزها روی هر LED به طور جداگانه نصب می شوند. سیم ها در هر جهت مناسب نمایش داده می شوند.

در مرحله بعد، یک محفظه برای DRL ساخته می شود که به طور همزمان به عنوان رادیاتور عمل می کند. برای این کار می توانید از پروفایل U شکل استفاده کنید. ماژول LED تمام شده در داخل پروفیل قرار می گیرد و آن را با پیچ ثابت می کند. تمام فضای آزاد را می توان با یک درزگیر مبتنی بر سیلیکون شفاف پر کرد و فقط لنزها را روی سطح باقی گذاشت. چنین پوششی به عنوان محافظ رطوبت عمل می کند.

DRL با استفاده اجباری از یک مقاومت به منبع تغذیه متصل می شود که مقاومت آن از قبل محاسبه و بررسی شده است. روش های اتصال ممکن است بسته به مدل خودرو متفاوت باشد. نمودارهای اتصال را می توان در اینترنت یافت.

نحوه چشمک زدن ال ای دی ها

محبوب ترین LED های چشمک زن، که می توانید به صورت آماده خریداری کنید، دستگاه هایی هستند که با سطح پتانسیل تنظیم می شوند. چشمک زدن کریستال به دلیل تغییر در منبع تغذیه در پایانه های دستگاه رخ می دهد. بنابراین، یک دستگاه LED دو رنگ قرمز-سبز بسته به جهت جریان عبوری از آن نور ساطع می کند. اثر چشمک زن در RGB LED با اتصال سه خروجی برای کنترل جداگانه به یک سیستم کنترل خاص به دست می آید.

اما شما همچنین می توانید یک LED تک رنگ معمولی چشمک زن بسازید که دارای حداقل قطعات الکترونیکی در زرادخانه خود باشد. قبل از اینکه یک LED چشمک زن بسازید، باید مدار کار ساده و قابل اعتمادی را انتخاب کنید. می توانید از یک مدار LED چشمک زن استفاده کنید که با منبع 12 ولت تغذیه می شود.

مدار شامل یک ترانزیستور کم مصرف Q1 (سیلیکون با فرکانس بالا KTZ 315 یا آنالوگ های آن مناسب است)، یک مقاومت R1 820-1000 اهم، یک خازن 16 ولتی C1 با ظرفیت 470 uF و یک منبع LED است. هنگامی که مدار روشن می شود، خازن تا 9-10 ولت شارژ می شود، پس از آن ترانزیستور برای لحظه ای باز می شود و انرژی انباشته شده را به LED می دهد، که شروع به چشمک زدن می کند. این طرح فقط در مورد منبع تغذیه از منبع 12 ولت قابل اجرا است.

می توانید مدار پیشرفته تری را که به صورت قیاسی با مولتی ویبراتور ترانزیستوری کار می کند، مونتاژ کنید. مدار شامل ترانزیستور KTZ 102 (2 عدد)، مقاومت R1 و R4 هر کدام 300 اهم برای محدود کردن جریان، مقاومت R2 و R3 هر کدام 27000 اهم برای تنظیم جریان پایه ترانزیستورها، خازن های قطبی 16 ولت (2 عدد) با ظرفیت 10 uF) و دو منبع LED. این مدار توسط یک منبع تغذیه 5 ولت DC تغذیه می شود.

مدار بر اساس اصل "جفت دارلینگتون" کار می کند: خازن های C1 و C2 به طور متناوب شارژ و تخلیه می شوند که باعث باز شدن یک ترانزیستور خاص می شود. هنگامی که یک ترانزیستور برق را به C1 می رساند، یک LED روشن می شود. علاوه بر این، C2 به آرامی شارژ می شود و جریان پایه VT1 کاهش می یابد که منجر به بسته شدن VT1 و باز شدن VT2 می شود و LED دیگری روشن می شود.

توصیه مفید! اگر از ولتاژ تغذیه بالای 5 ولت استفاده می کنید، برای جلوگیری از خرابی LED ها باید از مقاومت هایی با درجه بندی متفاوت استفاده کنید.

مونتاژ موسیقی رنگی روی LED ها با دستان خود

برای اجرای طرح های موسیقی رنگی نسبتاً پیچیده روی LED ها با دستان خود، ابتدا باید بدانید که چگونه ساده ترین طرح موسیقی رنگی کار می کند. از یک ترانزیستور، مقاومت و دستگاه LED تشکیل شده است. چنین مداری می تواند از منبعی با درجه بندی 6 تا 12 ولت تغذیه شود. عملکرد مدار به دلیل تقویت آبشاری با یک امیتر مشترک (امیتر) رخ می دهد.

پایه VT1 سیگنالی با دامنه و فرکانس متفاوت دریافت می کند. در صورتی که نوسانات سیگنال از آستانه مشخص شده فراتر رود، ترانزیستور باز می شود و LED روشن می شود. نقطه ضعف این طرح وابستگی چشمک زدن به درجه سیگنال صوتی است. بنابراین، اثر موسیقی رنگی تنها در درجه خاصی از حجم صدا ظاهر می شود. اگر صدا افزایش یابد. ال ای دی همیشه روشن خواهد بود و وقتی کم شد کمی چشمک می زند.

برای دستیابی به یک اثر کامل، آنها از یک طرح موسیقی رنگی بر روی LED ها با تقسیم محدوده صدا به سه قسمت استفاده می کنند. مدار دارای مبدل صوتی سه کاناله توسط یک منبع 9 ولت تغذیه می شود. تعداد زیادی از طرح های موسیقی رنگی را می توان در اینترنت در انجمن های مختلف رادیویی آماتور یافت. اینها می توانند طرح های موسیقی رنگی با استفاده از نوار تک رنگ، نوار LED RGB، و همچنین طرح هایی برای روشن و خاموش کردن هموار LED ها باشند. همچنین در شبکه می توانید طرح های چراغ های در حال اجرا را روی LED ها پیدا کنید.

طراحی نشانگر ولتاژ LED را خودتان انجام دهید

مدار نشانگر ولتاژ شامل یک مقاومت R1 (مقاومت متغیر 10 کیلو اهم)، مقاومت های R1، R2 (1 کیلو اهم)، دو ترانزیستور VT1 KT315B، VT2 KT361B، سه LED - HL1، HL2 (قرمز)، HLZ (سبز). X1، X2 - منابع تغذیه 6 ولت. در این مدار، استفاده از دستگاه های LED با ولتاژ 1.5 ولت توصیه می شود.

الگوریتم عملکرد یک نشانگر ولتاژ LED خود ساخته به شرح زیر است: هنگامی که ولتاژ اعمال می شود، منبع LED سبز مرکزی روشن می شود. در صورت افت ولتاژ، LED قرمز واقع در سمت چپ روشن می شود. افزایش ولتاژ باعث می شود LED قرمز واقع در سمت راست بدرخشد. با مقاومت در موقعیت وسط، تمام ترانزیستورها در موقعیت بسته خواهند بود و فقط LED سبز مرکزی ولتاژ دریافت می کند.

باز شدن ترانزیستور VT1 زمانی اتفاق می افتد که نوار لغزنده مقاومت به سمت بالا حرکت می کند و در نتیجه ولتاژ افزایش می یابد. در این حالت، تغذیه ولتاژ به HL3 متوقف می شود و به HL1 اعمال می شود. هنگامی که لغزنده را به سمت پایین حرکت می دهید (کاهش ولتاژ)، ترانزیستور VT1 بسته می شود و VT2 باز می شود، که LED HL2 را تغذیه می کند. با کمی تاخیر LED HL1 خاموش می شود، HL3 یک بار چشمک می زند و HL2 روشن می شود.

چنین مداری را می توان با استفاده از قطعات رادیویی از تجهیزات منسوخ مونتاژ کرد. برخی آن را روی یک تخته تکستولیت مونتاژ می کنند و مقیاس 1: 1 را با ابعاد قطعات مشاهده می کنند تا همه عناصر روی تخته قرار بگیرند.

پتانسیل بی حد و حصر روشنایی LED باعث می شود تا به طور مستقل دستگاه های مختلف نورپردازی از LED با ویژگی های عالی و هزینه نسبتاً کم طراحی شود.