Super svijetle bijele LED diode. Bijela LED svjetlosna snaga, kut snopa i snaga LED-a

Sobne biljke nemaju uvijek dovoljno svjetla kod kuće. Bez toga će njihov razvoj biti spor ili pogrešan. Da biste to izbjegli, možete instalirati LED diode za biljke. Upravo je ova svjetiljka sposobna dati potreban spektar boja. široko se koristi za osvjetljavanje staklenika, zimskih vrtova, unutarnjih vrtova i akvarija. Dobro zamjenjuju sunčevu svjetlost, jeftini su i imaju dug vijek trajanja.

Fotosinteza biljaka je proces koji se odvija uz dovoljno svjetla. Sljedeći čimbenici također doprinose ispravnosti: temperatura okoline, vlažnost, spektar svjetlosti, duljina dana i noći, dostatnost ugljika.

Određivanje dostatnosti svjetla

Ako odlučite instalirati svjetiljke za biljke, onda to morate učiniti što je moguće ispravnije. Da biste to učinili, morate odlučiti koje biljke nemaju gredu, a koje će biti suvišne. Ako je rasvjeta projektirana u stakleniku, tada je potrebno predvidjeti zone s različitim spektrom. Zatim biste trebali odrediti broj samih LED dioda. Profesionalci to rade posebnim uređajem - luksmetrom. Izračune možete napraviti i sami. Ali morate malo kopati i dizajnirati pravi model.

Ako je projekt za staklenik, postoji jedno univerzalno pravilo za sve vrste izvora svjetlosti. Kada se visina ovjesa povećava, osvjetljenje se smanjuje.

LED diode

Spektar zračenja boja je od velike važnosti. Optimalno rješenje bile bi crvene i plave LED diode za biljke u omjeru dva prema jedan. Koliko će vata uređaj imati nije velika stvar.

Ali češće se koristi jedan vat. Ako postoji potreba da sami instalirate diode, onda je bolje kupiti gotove trake. Možete ih popraviti ljepilom, gumbima ili vijcima. Sve ovisi o predviđenim rupama. Postoji mnogo proizvođača takvih proizvoda, bolje je odabrati dobro poznatog, a ne bezličnog prodavača koji ne može dati jamstvo za svoj proizvod.

Valna duljina svjetlosti

Spektar prirodnog sunčevog svjetla sadrži i plavu i crvenu boju. Omogućuju biljkama da razviju masu, rastu i donose plodove. Kada se ozrači samo plavim spektrom s valnom duljinom od 450 nm, predstavnik flore bit će premalen. Takva biljka se neće moći pohvaliti velikom zelenom masom. Također će slabo roditi. Kad se apsorbira u crvenom području s valnom duljinom od 620 nm, razvit će korijenje, dobro će cvjetati i donositi plodove.

Prednosti LED dioda

Kada je biljka osvijetljena, ona ide cijelim putem: od klice do ploda. Istodobno, tijekom tog vremena, tijekom rada luminiscentnog uređaja dogodit će se samo cvjetanje. LED diode za biljke se ne zagrijavaju, tako da nema potrebe za čestim prozračivanjem prostorije. Osim toga, ne postoji mogućnost toplinskog pregrijavanja predstavnika flore.

Takve svjetiljke su nezamjenjive za uzgoj sadnica. Usmjerenost spektra zračenja pridonosi činjenici da mladice ojačaju u kratkom vremenu. Još jedna prednost je niska potrošnja energije. LED diode su na drugom mjestu, ali one su deset puta ekonomičnije. LED diode za biljke traju do 10 godina. - od 3 do 5 godina. Ugradnjom takvih svjetiljki dugo vremena nećete morati brinuti o njihovoj zamjeni. Takve svjetiljke ne sadrže štetne tvari. Unatoč tome, njihova je uporaba u staklenicima vrlo poželjna. Tržište danas predstavlja veliki broj različitih dizajna takvih svjetiljki: mogu se objesiti, pričvrstiti na zid ili strop.

minusi

Kako bi se povećao intenzitet zračenja, LED diode su sastavljene u veliku strukturu. Ovo je nedostatak samo za male sobe. U velikim staklenicima to nije bitno. Nedostatak se može smatrati visokim troškovima u usporedbi s analognim - fluorescentnim svjetiljkama. Razlika može biti i do osam puta veća vrijednost. Ali diode će se isplatiti nakon nekoliko godina rada. Mogu uštedjeti mnogo energije. Nakon isteka jamstvenog roka opaža se smanjenje luminiscencije. Uz veliku površinu staklenika, potrebno je više rasvjetnih točaka u usporedbi s drugim vrstama svjetiljki.

Radijator svjetiljke

Toplina se mora ukloniti iz uređaja. To će bolje učiniti radijator, koji je izrađen od aluminijskog profila ili čeličnog lima. Manje rada će zahtijevati upotrebu gotovog profila u obliku slova U. Izračunavanje površine radijatora je jednostavno. Trebao bi biti najmanje 20 cm 2 po 1 vatu. Nakon odabira svih materijala, sve možete sakupiti u jednom lancu. LED diode za rast biljaka najbolje je izmjenjivati ​​po boji. Tako će se postići ravnomjerno osvjetljenje.

PhytoLED

Takav novi razvoj kao što je fito-LED može zamijeniti konvencionalne analoge koji svijetle samo u jednoj boji. Novi uređaj u jednom čipu sakupio je potrebnu paletu LED dioda za biljke. Potreban je za sve faze rasta. Najjednostavnija fitolampa obično se sastoji od bloka s LED diodama i ventilatora. Potonji se, pak, može podesiti po visini.

Lampe za dnevno svjetlo

Fluorescentne svjetiljke dugo su ostale na vrhuncu popularnosti u kućnim vrtovima i voćnjacima. Ali takve svjetiljke za biljke ne odgovaraju spektru boja. Sve više ih zamjenjuju phyto-LED ili fluorescentne svjetiljke posebne namjene.

natrij

Takvo jako zasićeno svjetlo, poput natrijevog aparata, nije prikladno za postavljanje u stan. Njegova uporaba je svrsishodna u velikim staklenicima, vrtovima i zimskim vrtovima u kojima se biljke osvjetljavaju. Nedostatak takvih svjetiljki je njihova niska učinkovitost. Dvije trećine energije pretvaraju u toplinu, a samo mali dio odlazi na svjetlosno zračenje. Osim toga, crveni spektar takve svjetiljke je intenzivniji od plave.

Uređaj izrađujemo sami

Najlakši način da napravite lampu za biljke je korištenje vrpce koja ima LED diode na sebi. Trebaju crveni i plavi spektri. Oni će biti spojeni na napajanje. Potonji se mogu kupiti na istom mjestu kao i trake - u trgovini hardvera. Potreban vam je i nosač - ploča veličine rasvjetne površine.

Proizvodnja bi trebala započeti čišćenjem ploče. Zatim možete zalijepiti diodnu traku. Da biste to učinili, uklonite zaštitni film i zalijepite ga na ploču ljepljivom stranom. Ako morate rezati traku, tada se njezini dijelovi mogu spojiti lemilom.

LED za biljke ne trebaju dodatnu ventilaciju. Ali ako je sama soba slabo prozračena, tada je preporučljivo postaviti traku na metalni profil (na primjer, aluminij). Načini osvjetljenja cvijeća u sobi mogu biti sljedeći:

  • za one koji rastu daleko od prozora, na zasjenjenom mjestu, bit će dovoljno 1000-3000 luksa;
  • za biljke kojima je potrebna difuzna svjetlost, vrijednost će biti do 4000 luksa;
  • predstavnici flore koji trebaju izravnu rasvjetu - do 6000 luksa;
  • za tropske i one koje donose voće - do 12.000 luksa.

Ako želite vidjeti sobne biljke u zdravom i lijepom obliku, morate pažljivo zadovoljiti njihovu potrebu za svjetlom. Dakle, saznali smo prednosti i nedostatke biljaka, kao i spektar njihovih zraka.

Ekologija potrošnje. Znanost i tehnologija: Kakva je rasvjeta potrebna da bi se dobila potpuno razvijena, velika, mirisna i ukusna biljka s umjerenim utroškom energije?

Intenzitet fotosinteze pod crvenim svjetlom je maksimalan, ali samo pod crvenim svjetlom biljke umiru ili im je poremećen razvoj. Primjerice, korejski su znanstvenici pokazali da je pri osvjetljavanju čistom crvenom bojom masa uzgojene salate veća nego pri osvjetljavanju kombinacijom crvene i plave boje, ali lišće sadrži znatno manje klorofila, polifenola i antioksidansa. A Biološki fakultet Moskovskog državnog sveučilišta otkrio je da se u lišću kineskog kupusa pod uskopojasnim crvenim i plavim svjetlom (u usporedbi s osvjetljenjem natrijevom svjetiljkom) smanjuje sinteza šećera, inhibira rast i ne dolazi do cvjetanja.


Riža. 1 Leanna Garfield, Tech Insider - Aerofarms

Kakva je rasvjeta potrebna da bi se dobila potpuno razvijena, velika, mirisna i ukusna biljka s umjerenim utroškom energije?

Kako procijeniti energetsku učinkovitost svjetiljke?

Glavna mjerila za procjenu energetske učinkovitosti fitosvjetla:

  • Fotosintetski tok fotona (PPF), u mikromolima po džulu, tj. u broju svjetlosnih kvanta u rasponu od 400-700 nm, koje je emitirala lampa koja je trošila 1 J električne energije.
  • Prinos fotonskog toka (YPF), u efektivnim mikromolima po džulu, tj. u broju kvanta po 1 J električne energije, uzimajući u obzir faktor - krivulju McCree.

PPF uvijek ispadne malo viši od YPF(zavoj McCree je normaliziran na jedan i manji je od jedan u većini raspona), tako da je prva metrika korisna za prodavače opreme. Druga metrika je korisnija za kupce, jer adekvatnije procjenjuje energetsku učinkovitost.

HPS učinkovitost

Velika poljoprivredna poduzeća s velikim iskustvom u brojanju novca još uvijek koriste natrijeve svjetiljke. Da, dobrovoljno pristaju objesiti LED lampe koje su im dostavljene iznad pokusnih gredica, ali ne pristaju ih platiti.

Od fig. 2 može se vidjeti da učinkovitost natrijeve žarulje jako ovisi o snazi ​​i doseže maksimum pri 600 W. Tipična optimistična vrijednost YPF za natrijevu žarulju 600-1000 W je 1,5 eff. µmol/J. Natrijeve svjetiljke 70–150 W imaju jedan i pol puta manju učinkovitost.

Riža. 2. Tipični spektar natrijeve svjetiljke za biljke (lijevo). Učinkovitost u lumenima po vatu i u efektivnim mikromolima komercijalnih natrijevih žarulja za stakleničke marke Cavita, E Papillon, "Galad" i "Reflax" (desno)

Bilo koja LED svjetiljka s učinkom od 1,5 eff. µmol/W i prihvatljiva cijena mogu se smatrati dostojnom zamjenom za natrijevu svjetiljku.

Sumnjiva učinkovitost crveno-plavih fitolampa

U ovom članku ne prikazujemo apsorpcijske spektre klorofila jer je netočno pozivati ​​se na njih u raspravi o korištenju svjetlosnog toka od strane žive biljke. Klorofil in vitro, izoliran i pročišćen, apsorbira samo crveno i plavo svjetlo. U živoj stanici pigmenti apsorbiraju svjetlost u cijelom rasponu od 400-700 nm i predaju njezinu energiju klorofilu. Energetska učinkovitost svjetla u listu određena je krivuljom " Mc Cree 1972» (slika 3).

Riža. 3. V(λ) - krivulja vidljivosti za osobu; RQE je relativna kvantna učinkovitost za biljku ( McCree 1972); σ r I σ fr- krivulje apsorpcije crvene i daleko crvene svjetlosti fitokromom; B(λ) - fototropska učinkovitost plave svjetlosti

Napomena: maksimalna učinkovitost u crvenom rasponu je jedan i pol puta veća od minimalne - u zelenom. A ako izračunate prosjek učinkovitosti na nešto širokom pojasu, razlika postaje još manje primjetna. U praksi, preraspodjela dijela energije iz crvenog u zeleno područje ponekad, naprotiv, pojačava energetsku funkciju svjetlosti. Zeleno svjetlo prolazi kroz debljinu lišća do nižih slojeva, efektivna lisna površina biljke dramatično se povećava, a prinos, na primjer, salate.

U radu je proučavana energetska isplativost rasvjete postrojenja uobičajenim LED svjetiljkama bijele svjetlosti.

Karakteristični oblik spektra bijele LED diode određen je:

  • ravnoteža kratkih i dugih valova, u korelaciji s temperaturom boje (slika 4, lijevo);
  • stupanj popunjenosti spektra, koji je u korelaciji s prikazom boja (slika 4, desno).

Riža. 4. Spektri bijelog LED svjetla s istim prikazom boja, ali različitom CCT temperaturom boje (lijevo) i s istom temperaturom boje i različitim prikazom boja Ra(desno)

Razlike u spektru bijelih dioda s istim prikazom boja i istom temperaturom boje su jedva primjetne. Dakle, parametre ovisne o spektru možemo procijeniti samo temperaturom boje, reprodukcijom boja i svjetlosnom učinkovitošću - parametrima koji su napisani na naljepnici konvencionalne svjetiljke s bijelim svjetlom.

Rezultati analize spektra serijskih bijelih LED dioda su sljedeći:

1. U spektru svih bijelih LED dioda, čak i s niskom temperaturom boje i s maksimalnim prikazom boja, poput natrijevih svjetiljki, postoji vrlo malo daleko crvene (slika 5).

Riža. 5. Bijeli LED spektar ( LED 4000K Ra= 90) i natrijeva svjetlost ( HPS) u usporedbi sa spektralnim funkcijama osjetljivosti biljke na plavo ( B), Crvena ( A_r) i daleko crveno svjetlo ( A_fr)

U prirodnim uvjetima, biljka zasjenjena krošnjom stranog lišća dobiva više crvene boje daleko nego blizu, što kod biljaka koje vole svjetlo pokreće "sindrom izbjegavanja sjene" - biljka se rasteže prema gore. Rajčice, na primjer, u fazi rasta (ne sadnice!) Daleko crvena je potrebna da se ispruži, poveća rast i ukupnu zauzetu površinu, a time i prinos u budućnosti.

U skladu s tim, pod bijelim LED diodama i pod natrijevim svjetlom, biljka se osjeća kao pod otvorenim suncem i ne rasteže se prema gore.

2. Za reakciju "praćenja sunca" potrebna je plava svjetlost (slika 6).

Primjeri korištenja ove formule:

A. Procijenimo za glavne vrijednosti parametara bijelog svjetla, kakvo bi trebalo biti osvjetljenje da bi se osiguralo, na primjer, 300 eff. za dati prikaz boje i temperaturu boje. µmol/s/m2:

Vidljivo je da korištenje toplog bijelog svjetla visokog prikaza boja omogućuje korištenje nešto slabijeg osvjetljenja. Ali ako uzmemo u obzir da je svjetlosna učinkovitost LED dioda toplog svjetla s visokim uzvratom boja nešto niža, postaje jasno da je nemoguće energetski značajno dobiti ili izgubiti odabirom temperature boje i uzvrata boje. Možete prilagoditi samo udio fitoaktivnog plavog ili crvenog svjetla.

B. Procijenite primjenjivost tipične LED rasvjete opće namjene za mikrozelenje.

Neka rasvjetno tijelo veličine 0,6 × 0,6 m troši 35 W, ima temperaturu boje 4000 DO, reprodukcija boja Ra= 80 i svjetlosna snaga 120 lm/W. Tada će njegova učinkovitost biti YPF= (120/100)⋅(1,15 + (35⋅80 − 2360)/4000) ef. µmol/J = 1,5 eff. µmol/J. Što će pomnožiti s potrošenih 35 W biti 52,5 eff. µmol/s.

Ako se takvo rasvjetno tijelo spusti dovoljno nisko iznad mikrozelene gredice površine 0,6 × 0,6 m = 0,36 m 2 i time se izbjegne gubitak svjetlosti na strane, gustoća osvjetljenja bit će 52,5 eff. µmol / s / 0,36 m 2 \u003d 145 eff. µmol/s/m 2 . To je otprilike polovica uobičajeno preporučenih vrijednosti. Stoga se i snaga svjetiljke mora udvostručiti.

Izravna usporedba fitoparametara svjetiljki različitih tipova

Usporedimo fitoparametre konvencionalne uredske LED stropne svjetiljke proizvedene 2016. sa specijaliziranim fitolampama (slika 7).

Riža. 7. Usporedni parametri tipične natrijeve svjetiljke od 600 W za staklenike, specijalizirane LED fitolampe i svjetiljke za opću rasvjetu prostora

Može se vidjeti da konvencionalna svjetiljka opće rasvjete s uklonjenim difuzorom pri osvjetljavanju biljaka nije inferiorna u energetskoj učinkovitosti od specijalizirane natrijeve svjetiljke. Također se vidi da je fitolampa crveno-plavog svjetla (proizvođač nije naveden namjerno) izrađena na nižoj tehnološkoj razini, budući da je njena puna učinkovitost (omjer snage svjetlosnog toka u vatima i snage potrošene iz mreže) je inferioran u odnosu na učinkovitost uredske svjetiljke. Ali kada bi učinkovitost crveno-plave i bijele lampe bila ista, tada bi i fitoparametri bili približno isti!

Iz spektra se također može vidjeti da crveno-plava fitolampa nije uskopojasna, njena crvena grba je široka i sadrži puno više dalekog crvenog nego kod bijele LED i natrijeve lampe. U slučajevima kada je potrebno daleko crveno, upotreba takvog svjetiljke sama ili u kombinaciji s drugim opcijama može biti prikladna.

Procjena energetske učinkovitosti rasvjetnog sustava u cjelini:

Reakcija biljke na svjetlost: intenzitet izmjene plinova, utrošak hranjivih tvari iz otopine i procesi sinteze - utvrđuje se laboratorijski. Odgovori karakteriziraju ne samo fotosintezu, već i procese rasta, cvjetanja, sintezu tvari potrebnih za okus i miris.

Na sl. Slika 14 prikazuje reakciju biljke na promjenu valne duljine svjetlosti. Mjeren je intenzitet potrošnje natrija i fosfora iz hranjive otopine metvice, jagoda i zelene salate. Vrhovi u takvim grafovima znakovi su stimulacije određene kemijske reakcije. Grafikoni pokazuju što isključiti iz cijelog spektra radi očuvanja nekih raspona - to je kao da uklonite neke od tipki klavira i svirate melodiju na ostalima.

Riža. 14. Stimulativna uloga svjetla za usvajanje dušika i fosfora kod metvice, jagoda i zelene salate.

Načelo ograničavajućeg faktora može se proširiti na pojedinačne spektralne komponente - za potpuni rezultat, u svakom slučaju, potreban je puni spektar. Povlačenje iz cijelog spektra nekih raspona ne dovodi do značajnog povećanja energetske učinkovitosti, ali "Liebigova bačva" može djelovati - a rezultat će biti negativan.
Primjeri pokazuju da obično bijelo LED svjetlo i specijalizirano "crveno-plavo fitosvjetlo" imaju približno istu energetsku učinkovitost pri osvjetljavanju biljaka. Ali širokopojasna bijela sveobuhvatno zadovoljava potrebe biljke, koje se izražavaju ne samo u stimulaciji fotosinteze.

Uklanjanje zelene boje iz kontinuiranog spektra kako bi se svjetlost pretvorila iz bijele u ljubičastu marketinški je trik za kupce koji žele "posebno rješenje", ali nisu kvalificirani kupci.

korekcija bijele svjetlosti

Najčešće bijele LED diode opće namjene imaju loš prikaz boja. Ra= 80, što je prvenstveno posljedica nedostatka crvene boje (sl. 4).

Nedostatak crvene boje u spektru može se popuniti dodavanjem crvenih LED lampi. Takvo rješenje promovira npr. tvrtka CREE. Logika Liebigove bačve sugerira da takav dodatak neće škoditi ako se doista radi o dodatku, a ne o preraspodjeli energije iz drugih raspona u korist crvenog.

Zanimljiv i važan posao obavio je 2013.–2016. Institut za biomedicinske probleme Ruske akademije znanosti: proučavali su kako dodavanje bijelih LED dioda 4000 svjetlu utječe na razvoj kineskog kupusa DO / Ra= 70 svjetlosnih uskopojasnih crvenih LED dioda 660 nm.

I saznao sljedeće:

  • Pod LED svjetlom, kupus raste na isti način kao i pod natrijem, ali ima više klorofila (lišće je zelenije).
  • Suha težina usjeva gotovo je proporcionalna ukupnoj količini svjetla u molovima koje biljka prima. Više svjetla - više kupusa.
  • Koncentracija vitamina C u kupusu neznatno raste s povećanjem osvjetljenja, ali značajno raste s dodatkom crvenog u bijelo svjetlo.
  • Značajno povećanje udjela crvene komponente u spektru značajno je povećalo koncentraciju nitrata u biomasi. Morao sam optimizirati hranjivu otopinu i unijeti dio dušika u obliku amonijaka, kako ne bih prešao MPC za nitrate. Ali u čistoj bijeloj svjetlosti bilo je moguće raditi samo s nitratnim oblikom.
  • U isto vrijeme, povećanje udjela crvene boje u ukupnom svjetlosnom toku nema gotovo nikakvog utjecaja na masu usjeva. Odnosno, nadopunjavanje spektralnih komponenti koje nedostaju ne utječe na količinu usjeva, već na njegovu kvalitetu.
  • Veća učinkovitost u molovima po vatu crvene LED diode znači da je dodavanje crvene bijeloj također energetski učinkovito.

Stoga je dodavanje crvenog bijelom razumno u konkretnom slučaju kineskog kupusa i sasvim moguće u općem slučaju. Naravno, uz biokemijsku kontrolu i pravilan odabir gnojiva za pojedinu kulturu.

Mogućnosti obogaćivanja spektra crvenim svjetlom

Biljka ne zna odakle joj kvant iz spektra bijele svjetlosti, a odakle "crveni" kvant. Nema potrebe za izradom posebnog spektra u jednoj LED diodi. I nema potrebe da svijetlite crvenom i bijelom svjetlošću neke od posebnih fitolampa. Dovoljno je koristiti bijelu svjetlost opće namjene i dodatno osvijetliti biljku posebnom crvenom svjetiljkom. A kada je osoba pored biljke, senzor pokreta može isključiti crvenu lampu kako bi biljka izgledala zeleno i lijepo.

No, opravdana je i obrnuta odluka - odabirom sastava fosfora, proširite spektar bijelog LED sjaja prema dugim valovima, uravnotežujući ga tako da svjetlost ostane bijela. Dobivate i bijelo svjetlo s izuzetno visokim prikazom boja, pogodno i za biljke i za ljude.

Posebno je zanimljivo povećanje udjela crvene boje, povećanje ukupnog indeksa reprodukcije boja, u slučaju gradskog uzgoja - društvenog pokreta za uzgoj biljaka potrebnih čovjeku u gradu, često s kombinacijom životnog prostora, a time i svijetlo okruženje osobe i biljaka.

Otvorena pitanja

Moguće je identificirati ulogu omjera dalekog i bliskog crvenog svjetla i prikladnost korištenja "sindroma izbjegavanja sjene" za različite kulture. Može se raspravljati na koje dijelove je preporučljivo podijeliti ljestvicu valnih duljina u analizi.

Može se raspravljati trebaju li biljci valne duljine kraće od 400 nm ili dulje od 700 nm za stimulaciju ili regulatornu funkciju. Na primjer, postoji privatna poruka da ultraljubičasto značajno utječe na potrošačke kvalitete biljaka. Između ostalog, sorte crvenolisne salate uzgajaju se bez ultraljubičastog svjetla, a pozelene, ali prije prodaje se obasjaju ultraljubičastim svjetlom, pocrvene i odu na tezgu. Je li nova metrika točna? PBAR (biljno biološki aktivno zračenje) opisan u standardu ANSI/ASABE S640, Količine i jedinice elektromagnetskog zračenja za biljke (fotosintetski organizmi, propisuje da se u obzir uzme raspon od 280–800nm.

Zaključak

Trgovački lanci biraju ustajale sorte, a onda kupac glasa rubljem za svjetlije plodove. A okus i miris gotovo nitko ne bira. Ali čim postanemo bogatiji i počnemo zahtijevati više, znanost će odmah dati prave sorte i recepte za hranjive otopine.

A da bi biljka sintetizirala sve što je potrebno za okus i aromu, bit će potrebno osvjetljenje sa spektrom koji sadrži sve valne duljine na koje će biljka reagirati, odnosno, u općenitom slučaju, kontinuirani spektar. Možda će osnovno rješenje biti bijela svjetlost visoke reprodukcije boja.

Književnost
1. Sin K-H, Oh M-M. Oblik lista, rast i antioksidativni fenolni spojevi dviju kultivara salate uzgojene pod različitim kombinacijama plavih i crvenih svjetlećih dioda // Hortscience. - 2013. - Vol. 48. – Str. 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. Mogući razlozi pada rasta kineskog kupusa pod kombiniranim uskopojasnim crvenim i plavim svjetlom u usporedbi s osvjetljenjem visokim intenzitetom - tlačna natrijeva svjetiljka. Scientia Horticulturae https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, Cjelokupno visokokvalitetno svjetlosno okruženje za ljude i biljke. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu & H. Liu, 2014., Rast, fotosintetske karakteristike, antioksidativni kapacitet i prinos biomase i kvaliteta pšenice (Triticum aestivum L.) izložene LED izvorima svjetlosti s različitim kombinacijama spektra
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. et al. Učinci crvenih, plavih i bijelih svjetlećih dioda na rast, razvoj i jestivu kvalitetu hidroponski uzgojene salate (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae. – 2013. – V. 150. – P. 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M. i sur. Učinci dodatnog osvjetljenja sa svjetlećim diodama (LED) na prinos rajčice i kvalitetu jednoslojnih biljaka rajčice uzgojenih pri visokoj gustoći sadnje // Environ. kontrolirati. Biol. – 2012. Vol. 50. – Str. 63–74.
7. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., O.S. Yakovleva, A.I. Znamenski, I.G. Tarakanov, S.G. Radchenko, S.N. Lapach. Obrazloženje optimalnih režima rasvjete biljaka za svemirski staklenik "Vitacycl-T". Zrakoplovna i ekološka medicina. 2016. V. 50. br. 4.
8. I. O. Konovalova, Yu. A. Berkovich, A. N. Erokhin, S. O. Smolyanina, O. S. Yakovleva, A. I. Znamenskii, I. G. Tarakanov i S. G. Radchenko, Lapach S.N., Trofimov Yu.V., Tsvirko V.I. Optimizacija LED rasvjetnog sustava staklenika vitaminskog prostora. Zrakoplovna i ekološka medicina. 2016. V. 50. br. 3.
9. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Smolyanina S.O., Pomelova M.A., Erokhin A.N., Yakovleva O.S., Tarakanov I.G. Utjecaj parametara svjetlosnog režima na akumulaciju nitrata u nadzemnoj biomasi kineskog kupusa (Brassica chinensis L.) pri uzgoju s LED ozračivačima. Agrokemija. 2015. br. 11.

Ako imate bilo kakvih pitanja o ovoj temi, postavite ih stručnjacima i čitateljima našeg projekta.

Sada, vjerojatno, samo gluhi nisu čuli za LED svjetiljke i super-sjajne LED diode. Među radio amaterima, super-svijetla LED je dugo bila predmet pomnog proučavanja i glavni element domaćih inovativnih uređaja. Da, to ne čudi, super-svijetle LED diode zanimljive su prvenstveno zbog svoje učinkovitosti i dobrih svjetlosnih karakteristika. LED diode imaju dobru mehaničku čvrstoću, ne boje se vibracija i tresenja. Nije ni čudo da se LED diode velike snage sve više koriste u automobilskoj industriji.

Još jedna važna pozitivna kvaliteta LED dioda može se smatrati da počinju emitirati odmah nakon dovoda struje. Na primjer, fluorescentne svjetiljke su inferiornije od LED dioda u tom pogledu. Za trajan rad fluorescentne svjetiljke preporučuje se vrući start, kada su žarne niti prethodno zagrijane. Lampica se uključuje nakon nekoliko sekundi.

Početkom 1990-ih Nichia je predstavila prvu plavo-bijelu LED diodu na svijetu. Od tada je započela tehnološka utrka u proizvodnji supersvijetlih LED dioda velike snage.

LED sama po sebi ne može emitirati bijelo svjetlo, jer je bijelo svjetlo zbroj svih boja. Dioda koja emitira svjetlo emitira svjetlost strogo definiranog valna duljina. Boja LED emisije ovisi o širini zazora energetskog pojasa prijelaza, gdje dolazi do rekombinacije elektrona i šupljina.

Energetski zabranjeni pojas pak ovisi o materijalu poluvodiča. Za proizvodnju bijele svjetlosti na kristalu plava LED dioda nanosi se sloj fosfora koji pod djelovanjem plavog zračenja emitira žutu i crvenu svjetlost. Miješanje plave, žute i crvene daje bijelu svjetlost.

To je jedna od nekoliko raširenih tehnologija bijele svjetlosti koja koristi diode koje emitiraju svjetlost.

Napon napajanja ultra-svijetlih bijelih LED dioda u pravilu se nalazi između 2,8 prije 3,9 volt. Točne karakteristike LED-a možete pronaći u opisu (podatkovnoj tablici).

Snažne, ultra-svijetle bijele LED diode su dostupne, ali su još uvijek skupe u usporedbi s crvenim i zelenim LED indikatorima, stoga morate biti oprezni kada ih koristite u aplikacijama za rasvjetu. visokokvalitetno LED napajanje.

Unatoč činjenici da je resurs LED dioda prilično velik, bilo kakvo svjetlo poluvodič Vrlo osjetljiv na prekostruju. Kao rezultat preopterećenja, LED može ostati operativan, ali će njegov svjetlosni učinak biti znatno manji. U nekim slučajevima, djelomično radna LED dioda može uzrokovati kvar ostalih LED dioda uključenih uz nju.

Da biste isključili preopterećenje LED dioda, a time i njihov kvar, primijenite pokretači snage na specijaliziranim mikro krugovima. Pokretač snage nije ništa više od stabiliziranog izvora struje. Za podešavanje svjetline LED dioda preporučuje se korištenje pulsne modulacije.

Moguće je da će u bliskoj budućnosti proizvođači LED-a velike snage ugraditi čip stabilizatora struje izravno u dizajn LED-a velike snage, slično trepćućim LED-ima ( trepćući led ), koji imaju ugrađeni čip generatora impulsa.

LED može raditi desetljećima, ali pod uvjetom da se kristal koji emitira svjetlost ne zagrijava jako zbog protoka struje. U modernim LED diodama velike snage struja napajanja može doseći više od 1000 mA(1 Amper!) pri naponu napajanja od 2,5 prije 3,6 – 4 volt. Takvi parametri imaju, na primjer, snažne LED diode Lumileds . Za uklanjanje viška topline u takvim LED diodama koristi se aluminijski radijator koji je strukturno integriran s LED kristalom. Proizvođači bijelih LED dioda velike snage također preporučuju njihovu ugradnju na dodatne hladnjake. Zaključak je očit - ako želite dugotrajan rad LED-a - osigurajte dobro odvođenje topline.

Prilikom montaže LED-a velike snage, mora se imati na umu da je baza LED-a koja provodi toplinu nije električki neutralan. U tom smislu, potrebno je osigurati električnu izolaciju baza LED dioda kada se montiraju na zajednički radijator.

Budući da je tipični napon napajanja ultrasvijetlih LED dioda 3,6 volta, tada se takve LED diode mogu lako koristiti za LED svjetiljke u kombinaciji s punjivim baterijama formata AA. Za napajanje LED-a potrebne su vam 3 punjive baterije spojene u seriju s naponom od 1,2 volt. Ukupni napon će biti upravo potreban 3,6 volt. U ovom slučaju nisu potrebni pretvarači napona.

Još uvijek visoka cijena LED dioda velike snage povezana je sa složenošću proizvodnje LED dioda velike snage. Trošak modernih tehnoloških instalacija, koje proizvode LED kristale velike snage pomoću epitaksijalne tehnologije, iznosi 1,5 - 2 milijuna dolara!

Strukturno, moćna LED je prilično složen uređaj.

Slika prikazuje uređaj super-svijetlog Luxeon III LED-a tvrtke Lumileds, snage od 5 vata .

Kao što se može vidjeti sa slike, moderna ultra-svijetla LED dioda je složen uređaj koji zahtijeva mnogo tehnoloških koraka u izradi.

Trenutačno proizvođači LED-a velike snage isprobavaju različite LED tehnologije koristeći različite materijale i komponente. Sve to ima za cilj smanjenje troškova LED dioda i osiguranje potrebne kvalitete proizvoda.

Treba napomenuti da moćna LED, proizvedena u suprotnosti s tehnološkim procesom i korištenjem materijala niske kvalitete, nakon nekog vremena rada gubi izračunatu svjetlosnu snagu. U pravilu su takve LED diode jeftinije od analognih. Jeftine LED tijekom prvog 4000 sati rada gube svjetlinu na 35% . To je zbog činjenice da epoksidni materijal LED žarulje postaje žut, a emisivnost plavog LED čipa i fosfornog sloja nanesenog na njega također se smanjuje. Za kvalitetne LED diode 50 000 sati rada, svjetlina se smanjuje za najviše 20% .

Traka s maksimumom u žutom području (najčešći dizajn). Zračenje LED-a i fosfora, miješajući se, daju bijelu svjetlost različitih nijansi.

Enciklopedijski YouTube

    1 / 5

    ✪ Kratke bijele LED diode

    ✪ Test rasta bijelih LED nasuprot crvenih plavih bijelih LED - Amazon Lights (Uvod)

    ✪ Hladna bijela naspram neutralne bijele LED diode u svjetiljkama (modeli Thrunite TN12)

    ✪ Bijelo LED naspram crveno/plavo LED svjetlo za rast Test rasta - 1. dio (edukativni) 2016.

    ✪ Bijeli LED nasuprot crveno-plavo-bijelom LED testu rasta s vremenskim odmakom - Lettuce Ep.1

    titlovi

Povijest izuma

Prve crvene poluvodičke emitere za industrijsku uporabu dobio je N. Holonyak 1962. godine. Početkom 70-ih pojavile su se žute i zelene LED diode. Svjetlosni učinak ovih, iako još uvijek neučinkovitih, uređaja do 1990. dosegnuo je razinu od jednog lumena. Godine 1993. Shuji Nakamura, inženjer u Nichia (Japan), stvorio je prvu plavu LED diodu visoke svjetline. Gotovo odmah su se pojavili RGB LED uređaji, budući da su plava, crvena i zelena boja omogućile dobivanje bilo koje boje, uključujući bijelu. Bijele fosforne LED diode prvi su se put pojavile 1996. Nakon toga, tehnologija se brzo razvijala, a do 2005. svjetlosna učinkovitost LED dioda dosegla je 100 lm/W ili više. Pojavile su se LED diode s različitim nijansama sjaja, kvaliteta svjetla omogućila je natjecanje sa žaruljama sa žarnom niti i fluorescentnim svjetiljkama koje su već postale tradicionalne. Započela je uporaba LED rasvjetnih uređaja u svakodnevnom životu, u unutarnjoj i vanjskoj rasvjeti.

RGB LED diode

Bijelo svjetlo može se stvoriti miješanjem LED dioda različitih boja. Trikromatski dizajn crvenih (R), zelenih (G) i plavih (B) izvora je najčešći, iako se mogu naći i bikromatske, tetrakromatske i višebojne varijante. Višebojna LED dioda, za razliku od ostalih RGB poluvodičkih emitera (lampe, svjetiljke, klasteri), ima jedno gotovo tijelo, najčešće slično jednobojnoj LED diodi. LED čipovi postavljeni su jedan pored drugog i dijele istu leću i reflektor. Budući da poluvodički čipovi imaju konačnu veličinu i vlastite uzorke zračenja, takve LED diode najčešće imaju nejednake kutne karakteristike boja. Osim toga, za dobivanje ispravnog omjera boja često nije dovoljno postaviti nazivnu struju, budući da svjetlosna snaga svakog čipa nije unaprijed poznata i podložna je promjenama tijekom rada. Za postavljanje željenih RGB nijansi, svjetiljke su ponekad opremljene posebnim kontrolnim uređajima.

Spektar RGB LED-a određen je spektrom njegovih sastavnih poluvodičkih emitera i ima izražen oblik linije. Takav spektar se jako razlikuje od spektra sunca, stoga je RGB indeks reprodukcije boja LED-a nizak. RGB-LED vam omogućuju jednostavnu i široku kontrolu boje sjaja promjenom struje svake LED diode uključene u "trijadu", podešavanje tona boje bijelog svjetla koje emitiraju upravo u procesu rada - sve do dobivanja pojedinačne nezavisne boje.

Višebojne LED diode imaju ovisnost svjetlosne učinkovitosti i boje o temperaturi zbog različitih karakteristika emitirajućih čipova koji čine uređaj, što utječe na malu promjenu boje sjaja tijekom rada. Vijek trajanja višebojne LED diode određen je izdržljivošću poluvodičkih čipova, ovisi o dizajnu i najčešće premašuje vijek trajanja fosfornih LED dioda.

Višebojne LED diode se uglavnom koriste za dekorativnu i arhitektonsku rasvjetu, u elektroničkim zaslonima i video ekranima.

Fosforne LED diode

Kombinacija plavog (češće), ljubičastog ili ultraljubičastog (koji se ne koristi u masovnoj proizvodnji) poluvodičkog emitera i fosfornog pretvarača omogućuje vam izradu jeftinog izvora svjetlosti s dobrim karakteristikama. Najčešći dizajn takve LED diode sadrži plavi poluvodički čip galij nitrida modificiran indijem (InGaN) i fosfor s maksimumom reemisije u žutom području - itrij-aluminijev granat dopiran trovalentnim cerijem (YAG). Dio snage inicijalnog zračenja čipa napušta LED kućište, raspršuje se u fosfornom sloju, drugi dio fosfor apsorbira i ponovno emitira u području nižih energetskih vrijednosti. Spektar ponovne emisije pokriva široko područje od crvene do zelene, ali rezultirajući spektar takve LED diode ima izražen pad u zeleno-plavo-zelenom području.

Ovisno o sastavu fosfora, LED diode se proizvode s različitim temperaturama boja („toplo“ i „hladno“). Kombinacijom različitih vrsta fosfora postiže se značajno povećanje indeksa uzvrata boje (CRI ili R a). Za 2017. već postoje LED paneli za fotografiranje i snimanje, gdje je reprodukcija boja kritična, ali takva je oprema skupa, a proizvođači su rijetki.

Jedan od načina povećanja svjetline fosfornih LED dioda uz zadržavanje ili čak smanjenje njihove cijene jest povećanje struje kroz poluvodički čip bez povećanja njegove veličine – povećanje gustoće struje. Ova metoda povezana je s istodobnim povećanjem zahtjeva za kvalitetom samog čipa i kvalitetom hladnjaka. Kako se gustoća struje povećava, električna polja u volumenu aktivnog područja smanjuju izlaz svjetlosti. Kada se dosegnu granične struje, budući da dijelovi LED čipa s različitim koncentracijama nečistoća i različitim propusnim opsegom provode struju na različite načine, dolazi do lokalnog pregrijavanja dijelova čipa, što utječe na svjetlosni izlaz i vijek trajanja LED diode u cjelini. Kako bi se povećala izlazna snaga uz zadržavanje kvalitete spektralnih karakteristika, toplinskih uvjeta, proizvode se LED diode koje sadrže klastere LED čipova u jednom paketu.

Jedna od tema o kojoj se najviše raspravlja u višebojnoj LED tehnologiji je njihova pouzdanost i trajnost. Za razliku od mnogih drugih izvora svjetlosti, LED dioda mijenja svoje svjetlosne karakteristike (učinkovitost), uzorke zračenja, nijansu boje tijekom vremena, ali rijetko potpuno zakaže. Stoga se za procjenu vijeka trajanja, na primjer, za rasvjetu uzima razina smanjenja izlazne svjetlosti do 70% izvorne vrijednosti (L70). Odnosno, LED čija se svjetlina tijekom rada smanjila za 30% smatra se neispravnom. Za LED diode koje se koriste u dekorativnoj rasvjeti, razina prigušenja od 50% (L50) koristi se kao procjena vijeka trajanja.

Životni vijek fosforne LED diode ovisi o mnogim parametrima. Osim kvalitete izrade samog LED sklopa (način pričvršćivanja čipa na kristalni držač, način pričvršćivanja strujnih vodiča, kvaliteta i zaštitna svojstva materijala za brtvljenje), vijek trajanja uglavnom ovisi o karakteristikama samog emitirajućeg čipa i na promjene svojstava fosfora tijekom vremena (degradacija). Štoviše, kao što pokazuju brojne studije, temperatura se smatra glavnim čimbenikom koji utječe na vijek trajanja LED-a.

Učinak temperature na životni vijek LED-a

Poluvodički čip u procesu rada odaje dio električne energije u obliku zračenja, dio u obliku topline. Istodobno, ovisno o učinkovitosti takve pretvorbe, količina topline je oko polovine za najučinkovitije radijatore ili više. Sam poluvodički materijal ima nisku toplinsku vodljivost, osim toga, materijali i dizajn paketa imaju određenu neidealnu toplinsku vodljivost, što dovodi do zagrijavanja čipa do visokih (za poluvodičku strukturu) temperatura. Moderne LED diode rade na temperaturama čipova u području od 70-80 stupnjeva. I daljnje povećanje ove temperature pri korištenju galij nitrida je neprihvatljivo. Visoka temperatura dovodi do povećanja broja defekata u aktivnom sloju, dovodi do povećane difuzije, promjene optičkih svojstava podloge. Sve to dovodi do povećanja postotka neradijacijske rekombinacije i apsorpcije fotona materijalom čipa. Povećanje snage i trajnosti postiže se poboljšanjem same strukture poluvodiča (smanjenje lokalnog pregrijavanja) i razvojem dizajna LED sklopa, poboljšavajući kvalitetu hlađenja aktivnog područja čipa. Također se provode istraživanja s drugim poluvodičkim materijalima ili podlogama.

Fosfor je također izložen visokim temperaturama. Duljim izlaganjem temperaturi dolazi do inhibicije centara ponovnog emitiranja, a koeficijent pretvorbe, kao i spektralne karakteristike fosfora, pogoršavaju se. U prvim i nekim modernim dizajnima polikromiranih LED dioda, fosfor se nanosi izravno na poluvodički materijal i toplinski učinak je maksimiziran. Osim mjera za smanjenje temperature čipa koji emitira, proizvođači koriste različite metode za smanjenje utjecaja temperature čipa na fosfor. Tehnologije izoliranog fosfora i dizajn LED svjetiljki, u kojima je fosfor fizički odvojen od emitera, mogu produžiti vijek trajanja izvora svjetlosti.

LED kućište, koje je izrađeno od optički prozirne silikonske plastike ili epoksidne smole, podložno je starenju zbog temperature te s vremenom počinje blijedjeti i žutjeti, apsorbirajući dio energije koju emitira LED. Reflektirajuće površine također se pogoršavaju kada se zagrijavaju - one su u interakciji s drugim elementima kućišta i podložne su koroziji. Svi ovi čimbenici zajedno dovode do toga da se svjetlina i kvaliteta emitiranog svjetla postupno smanjuje. Međutim, ovaj se proces može uspješno usporiti, osiguravajući učinkovito uklanjanje topline.

Konstrukcija fosfornih LED dioda

Moderna fosforna LED dioda složen je uređaj koji kombinira mnoga originalna i jedinstvena tehnička rješenja. LED ima nekoliko glavnih elemenata, od kojih svaki obavlja važnu, često više od jedne funkcije:

Svi elementi LED dizajna doživljavaju toplinska opterećenja i moraju se odabrati uzimajući u obzir stupanj njihove toplinske ekspanzije. A važan uvjet za dobar dizajn je proizvodnost i niska cijena sastavljanja LED uređaja i ugradnje u svjetiljku.

Svjetlina i kvaliteta svjetla

Najvažniji parametar nije čak ni svjetlina LED-a, već njezina svjetlosna učinkovitost, odnosno svjetlosni izlaz od svakog vata električne energije koju LED dioda potroši. Svjetlosna učinkovitost modernih LED dioda doseže 190 lm/W. Teoretsko ograničenje tehnologije procjenjuje se na preko 300 lm/W. Prilikom ocjenjivanja treba uzeti u obzir da je učinkovitost rasvjetnog tijela temeljenog na LED diodama znatno niža zbog učinkovitosti napajanja, optičkih svojstava difuzora, reflektora i drugih konstrukcijskih elemenata. Osim toga, proizvođači često označavaju početnu učinkovitost emitera pri normalnoj temperaturi, dok je temperatura čipa tijekom rada mnogo viša. To dovodi do činjenice da je stvarna učinkovitost odašiljača manja za 5-7%, a svjetiljka - često dvostruko.

Drugi jednako važan parametar je kvaliteta svjetla koje proizvodi LED. Postoje tri parametra za procjenu kvalitete boje:

Fosforna LED dioda na bazi ultraljubičastog emitera

Uz kombinaciju plave LED i YAG, koja je već postala uobičajena, razvija se i dizajn temeljen na ultraljubičastoj LED. Poluvodički materijal koji može emitirati u bliskom ultraljubičastom području obložen je s nekoliko slojeva fosfora na bazi europija i cinkovog sulfida aktiviranog bakrom i aluminijem. Takva mješavina fosfora daje maksimume ponovne emisije u zelenom, plavom i crvenom području spektra. Rezultirajuća bijela svjetlost ima vrlo dobre karakteristike kvalitete, ali je učinkovitost pretvorbe još uvijek niska. Postoje tri razloga za to [ ] : prvi je povezan s činjenicom da se razlika između energije upadnog i emitiranog fotona gubi tijekom fluorescencije (prelazi u toplinu), au slučaju ultraljubičaste ekscitacije puno je veća. Drugi razlog je taj što dio UV zračenja koji fosfor ne apsorbira ne sudjeluje u stvaranju svjetlosnog toka, za razliku od LED dioda na bazi plavog emitera, a povećanje debljine fosfornog sloja dovodi do povećanja apsorpcija luminiscencijskog svjetla u njemu. I na kraju, učinkovitost ultraljubičastih LED dioda mnogo je niža od učinkovitosti plavih.

Prednosti i nedostaci fosfornih LED dioda

S obzirom na visoku cijenu LED izvora rasvjete u usporedbi s tradicionalnim svjetiljkama, postoje dobri razlozi za korištenje takvih uređaja:

Ali postoje i nedostaci:

LED rasvjete također imaju značajke svojstvene svim poluvodičkim emiterima, uzimajući u obzir koje možete pronaći najuspješniju primjenu, na primjer, usmjerenost zračenja. LED svijetli samo u jednom smjeru bez upotrebe dodatnih reflektora i difuzora. LED rasvjetna tijela najprikladnija su za lokalnu i usmjerenu rasvjetu.

Izgledi za razvoj bijele LED tehnologije

Tehnologije za proizvodnju bijelih LED dioda prikladnih za rasvjetu su u aktivnom razvoju. Istraživanja u ovom području potaknuta su povećanim interesom javnosti. Obećanje značajnih ušteda energije privlači ulaganja u istraživanje procesa, razvoj tehnologije i potragu za novim materijalima. Sudeći prema publikacijama proizvođača LED dioda i srodnih materijala, stručnjaka u području poluvodiča i rasvjetne tehnike, moguće je identificirati razvojne putove u ovom području:

vidi također

Bilješke

  1. , str. 19-20 (prikaz, ostalo).
  2. Cree MC-E LED diode koje sadrže crvene zelene plave i bijele emitere Arhivirano iz izvornika 22. studenog 2012.
  3. Vishay VLMx51 LED diode koje sadrže crvene, narančaste, žute i bijele emitere(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  4. Višebojni LED XB-D i XM-L Cree(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  5. Cree XP-C LED diode sa šest monokromatskih emitera(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  6. Nikiforov S."S-klasa" poluvodičke rasvjetne tehnike // Komponente i tehnologije: časopis. - 2009. - br. 6. - S. 88-91.
  7. Truson P. Halvardson E. Prednosti RGB-LED za rasvjetne uređaje // Komponente i tehnologije: časopis. - 2007. - br. 2.
  8. , str. 404.
  9. Nikiforov S. Temperatura u životnom vijeku i radu LED dioda // Komponente i tehnologije: časopis. - 2005. - br. 9.
  10. LED za unutarnju i arhitektonsku rasvjetu(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  11. Xiang Ling Oon. LED rješenja za sustave arhitektonske rasvjete // Semiconductor lighting engineering: časopis. - 2010. - br. 5. - S. 18-20.
  12. LED RGB za upotrebu u elektroničkim pločama(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  13. Visoki CRI LED rasvjeta  | Yuji LED (neodređeno) . yujiintl.com. Preuzeto 3. prosinca 2016.
  14. Turkin A. Galijev nitrid kao jedan od obećavajućih materijala u modernoj optoelektronici // Komponente i tehnologije: časopis. - 2011. - br. 5.
  15. LED s visokim CRI vrijednostima(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  16. Cree EasyWhite tehnologija(Engleski) . Časopis o LED diodama. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  17. Nikiforov S., Arhipov A. Značajke određivanja kvantnog prinosa LED dioda na bazi AlGaInN i AlGaInP pri različitim gustoćama struje kroz emitirajući kristal // Komponente i tehnologije: časopis. - 2008. - br.1.
  18. Nikiforov S. Sada se elektroni mogu vidjeti: LED diode čine električnu struju vrlo vidljivom // Komponente i tehnologije: časopis. - 2006. - br. 3.
  19. LED s matričnim rasporedom velikog broja poluvodičkih čipova(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  20. Životni vijek bijelih LED dioda(Engleski) . NAS. Odjel za energetiku. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  21. Vrsta defekata LED i analiza metoda(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  22. , str. 61, 77-79.
  23. LED tvrtke SemiLEDs(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  24. GaN-on-Si Program istraživanje svjetlećih dioda na silicijskoj bazi(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012.
  25. Creeova tehnologija izoliranog fosfora(Engleski) . LED profesionalni. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.
  26. Turkin A. Poluvodičke LED diode: povijest, činjenice, izgledi // Poluvodička rasvjetna tehnika: časopis. - 2011. - br. 5. - S. 28-33.
  27. Ivanov A. V., Fedorov A. V., Semjonov S. M.Štedne žarulje na bazi LED dioda visoke svjetline // Opskrba energijom i ušteda energije - regionalni aspekt: ​​XII Sveruski sastanak: materijali izvješća. - Tomsk: SPB Grafika, 2011. - S. 74-77.
  28. , str. 424.
  29. Reflektori za LED diode na bazi fotonskih kristala(Engleski) . vodio stručne. Preuzeto 16. veljače 2013. Arhivirano iz originala 13. ožujka 2013.
  30. XLamp XP-G3(Engleski) . www.cree.com. Preuzeto 31. svibnja 2017.
  31. Bijele LED diode s visokom svjetlosnom snagom za potrebe rasvjete(Engleski) . Phys.Org™. Preuzeto 10. studenog 2012. Arhivirano iz originala 22. studenog 2012.

Vremena kada su se LED diode koristile samo kao indikatori uključenosti uređaja su davno prošla. Moderni LED uređaji mogu u potpunosti zamijeniti žarulje sa žarnom niti u kućanstvu, industriji i. To je olakšano različitim karakteristikama LED dioda, znajući koje možete odabrati pravi LED analog. Primjena LED dioda, s obzirom na njihove osnovne parametre, otvara pregršt mogućnosti na području rasvjete.

Svjetleća dioda (označena sa SD, SID, LED na engleskom) je uređaj koji se temelji na umjetnom poluvodičkom kristalu. Propuštanjem električne struje kroz njega nastaje fenomen emisije fotona što dovodi do sjaja. Ovaj sjaj ima vrlo uzak raspon spektra, a njegova boja ovisi o materijalu poluvodiča.

LED diode s crvenim i žutim sjajem izrađene su od anorganskih poluvodičkih materijala na bazi galij arsenida, zelene i plave su izrađene na bazi indija galij nitrida. Za povećanje svjetline svjetlosnog toka koriste se različiti aditivi ili se koristi višeslojna metoda, kada se između poluvodiča postavlja sloj čistog aluminijevog nitrida. Kao rezultat stvaranja nekoliko prijelaza elektron-rupa (p-n) u jednom kristalu, povećava se svjetlina njegovog sjaja.

Postoje dvije vrste LED dioda: za indikaciju i za osvjetljenje. Prvi se koriste za označavanje uključivanja različitih uređaja u mrežu, kao i izvora dekorativne rasvjete. To su diode u boji smještene u prozirnom kućištu, svaka od njih ima četiri izvoda. Uređaji koji emitiraju infracrveno svjetlo koriste se u uređajima za daljinsko upravljanje uređajima (daljinsko upravljanje).

U području rasvjete koriste se LED diode koje emitiraju bijelu svjetlost. Po boji se LED diode razlikuju s hladno-bijelim, neutralno-bijelim i toplo-bijelim sjajem. Postoji klasifikacija LED dioda koje se koriste za rasvjetu prema načinu ugradnje. Oznaka SMD LED znači da se uređaj sastoji od aluminijske ili bakrene podloge na koju je postavljen diodni kristal. Sama podloga nalazi se u kućištu čiji su kontakti spojeni na kontakte LED diode.

Druga vrsta LED-a je označena kao OCB. U takvom uređaju, mnogi kristali obloženi fosforom smješteni su na jednoj ploči. Zahvaljujući ovom dizajnu postiže se visoka svjetlina sjaja. Ova tehnologija se koristi u proizvodnji visokog svjetlosnog toka na relativno malom području. Zauzvrat, to čini proizvodnju LED svjetiljki najpristupačnijom i jeftinijom.

Bilješka! Uspoređujući svjetiljke na SMD i COB LED diodama, može se primijetiti da se prva može popraviti zamjenom pokvarene LED diode. Ako COB LED lampa ne radi, morat ćete promijeniti cijelu ploču s diodama.

Karakteristike LED dioda

Prilikom odabira odgovarajuće LED svjetiljke za rasvjetu treba uzeti u obzir parametre LED dioda. To uključuje napon napajanja, snagu, radnu struju, učinkovitost (izlazna svjetlost), temperaturu sjaja (boja), kut zračenja, dimenzije, razdoblje degradacije. Poznavajući osnovne parametre, bit će moguće lako odabrati uređaje za postizanje jednog ili drugog rezultata osvjetljenja.

LED potrošnja struje

U pravilu je za konvencionalne LED diode predviđena struja od 0,02A. Međutim, postoje LED diode ocijenjene za 0,08 A. Ove LED diode uključuju snažnije uređaje, u čijem su uređaju uključena četiri kristala. Nalaze se u istoj zgradi. Budući da svaki od kristala troši 0,02A, ukupno će jedan uređaj trošiti 0,08A.

Stabilnost rada LED uređaja ovisi o veličini struje. Čak i blagi porast struje pomaže smanjiti intenzitet zračenja (starenje) kristala i povećati temperaturu boje. To na kraju dovodi do činjenice da LED diode počnu plaviti i prerano otkazuju. A ako se indikator trenutne snage značajno poveća, LED odmah izgara.

Kako bi se ograničila potrošnja struje, dizajni LED svjetiljki i rasvjetnih tijela opremljeni su stabilizatorima struje za LED (driver). Oni pretvaraju struju, dovodeći je do željene vrijednosti za LED diode. U slučaju kada želite spojiti zasebnu LED diodu na mrežu, trebate koristiti otpornike koji ograničavaju struju. Izračun otpora otpornika za LED provodi se uzimajući u obzir njegove specifične karakteristike.

Koristan savjet! Da biste odabrali pravi otpornik, možete koristiti kalkulator za izračun otpornika za LED, objavljen na Internetu.

LED napon

Kako provjeriti LED napon? Činjenica je da LED diode nemaju parametar napona napajanja kao takav. Umjesto toga, koristi se karakteristika pada napona LED-a, što znači iznos napona na izlazu LED-a kada kroz nju prolazi nazivna struja. Vrijednost napona navedena na pakiranju odražava samo pad napona. Poznavajući ovu vrijednost, moguće je odrediti preostali napon na kristalu. Upravo se ta vrijednost uzima u obzir u izračunima.

S obzirom na korištenje različitih poluvodiča za LED diode, napon za svaki od njih može biti različit. Kako saznati koliko volti ima LED? Možete odrediti prema boji sjaja uređaja. Na primjer, za plave, zelene i bijele kristale, napon je oko 3V, za žute i crvene - od 1,8 do 2,4V.

Kada koristite paralelnu vezu LED dioda iste snage s vrijednošću napona od 2 V, možete naići na sljedeće: kao rezultat raspršenosti parametara, neke emitirajuće diode neće uspjeti (izgorjeti), dok će druge svijetliti vrlo slabo. To će se dogoditi zbog činjenice da se s povećanjem napona čak i za 0,1 V uočava povećanje struje koja prolazi kroz LED za 1,5 puta. Stoga je jako važno osigurati da struja odgovara nazivnoj LED diodi.

Svjetlosni učinak, kut snopa i snaga LED-a

Provodi se usporedba svjetlosnog toka dioda s drugim izvorima svjetlosti, uzimajući u obzir snagu zračenja koje emitiraju. Uređaji promjera oko 5 mm daju od 1 do 5 lm svjetla. Dok je svjetlosni tok žarulje sa žarnom niti od 100 W 1000 lm. Ali kada se uspoređuje, mora se uzeti u obzir da konvencionalna svjetiljka ima difuzno svjetlo, dok LED ima usmjereno svjetlo. Stoga je potrebno uzeti u obzir kut raspršenja LED dioda.

Kut raspršenja različitih LED dioda može biti od 20 do 120 stupnjeva. Kada su osvijetljene, LED diode daju jače svjetlo u središtu i smanjuju osvjetljenje prema rubovima kuta disperzije. Dakle, LED diode bolje osvjetljavaju određeni prostor uz manju potrošnju energije. Međutim, ako je potrebno povećati područje osvjetljenja, u dizajnu svjetiljke koriste se divergentne leće.

Kako odrediti snagu LED dioda? Za određivanje snage LED žarulje potrebne za zamjenu žarulje sa žarnom niti potrebno je primijeniti faktor 8. Dakle, konvencionalnu žarulju od 100 W možete zamijeniti LED uređajem snage najmanje 12,5 W (100 W / 8 ). Radi praktičnosti, možete koristiti podatke tablice korespondencije između snage žarulja sa žarnom niti i LED izvora svjetlosti:

Snaga žarulje sa žarnom niti, WOdgovarajuća snaga LED žarulje, W
100 12-12,5
75 10
60 7,5-8
40 5
25 3

Kod korištenja LED dioda za rasvjetu vrlo je važan pokazatelj učinkovitosti koji se određuje omjerom svjetlosnog toka (lm) i snage (W). Uspoređujući ove parametre za različite izvore svjetlosti, otkrivamo da je učinkovitost žarulje sa žarnom niti 10-12 lm / W, fluorescentne - 35-40 lm / W, LED - 130-140 lm / W.

Temperatura boje LED izvora

Jedan od važnih parametara LED izvora je temperatura sjaja. Mjerne jedinice za ovu veličinu su stupnjevi Kelvina (K). Treba napomenuti da su svi izvori svjetlosti podijeljeni u tri klase prema temperaturi sjaja, među kojima topla bijela ima temperaturu boje manju od 3300 K, dnevna bijela - od 3300 do 5300 K i hladna bijela preko 5300 K.

Bilješka! Ugodna percepcija LED zračenja od strane ljudskog oka izravno ovisi o temperaturi boje LED izvora.

Temperatura boje obično je naznačena na naljepnici LED svjetiljki. Označava se četveroznamenkastim brojem i slovom K. Izbor LED svjetiljki s određenom temperaturom boje izravno ovisi o karakteristikama njegove upotrebe za rasvjetu. Donja tablica prikazuje mogućnosti korištenja LED izvora s različitim temperaturama sjaja:

Boja LED svjetlaTemperatura boje, KSlučajevi korištenja u rasvjeti
BijelaTopla2700-3500 Osvjetljenje kućanskih i uredskih prostorija kao najprikladniji analog žarulje sa žarnom niti
Neutralno (danju)3500-5300 Izvrsna reprodukcija boja takvih svjetiljki omogućuje im da se koriste za osvjetljavanje radnih mjesta u proizvodnji.
hladnopreko 5300Uglavnom se koristi za uličnu rasvjetu, a također se koristi u uređaju ručnih svjetiljki.
Crvena1800 Kao izvor dekorativnog i fitoosvjetljenja
zelena-
Žuta boja3300 Dizajn rasvjete interijera
Plava7500 Osvjetljenje površina u interijeru, fitoosvjetljenje

Valna priroda boje omogućuje izražavanje temperature boje LED dioda pomoću valne duljine. Označavanje nekih LED uređaja odražava temperaturu boje upravo u obliku intervala različitih valnih duljina. Valna duljina se označava λ i mjeri se u nanometrima (nm).

Veličine SMD LED dioda i njihove karakteristike

S obzirom na veličinu SMD LED dioda, svjetla su razvrstana u skupine s različitim specifikacijama. Najpopularnije LED diode su u veličinama 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 i 5630. Karakteristike SMD LED dioda variraju ovisno o veličini. Dakle, različite vrste SMD LED dioda razlikuju se u svjetlini, temperaturi boje, snazi. U oznakama LED dioda, prve dvije znamenke označavaju duljinu i širinu uređaja.

Osnovni parametri SMD 2835 LED dioda

Glavne karakteristike SMD 2835 LED dioda uključuju povećano područje zračenja. U usporedbi sa SMD 3528, koji ima okruglu radnu površinu, SMD 2835 emitira pravokutni oblik, što pridonosi većem svjetlu pri nižoj visini elementa (oko 0,8 mm). Svjetlosni tok takvog uređaja je 50 lm.

Tijelo SMD 2835 LED dioda izrađeno je od polimera otpornog na toplinu i može izdržati temperature do 240°C. Treba napomenuti da je degradacija radijacije u ovim ćelijama manja od 5% tijekom 3000 sati rada. Osim toga, uređaj ima prilično nisku toplinsku otpornost spoja kristal-supstrat (4 C/W). Maksimalna radna struja je 0,18A, temperatura kristala je 130°C.

Prema boji sjaja razlikuju toplu bijelu s temperaturom sjaja od 4000 K, dnevnu bijelu - 4800 K, čistu bijelu - od 5000 do 5800 K i hladno bijelu s temperaturom boje od 6500-7500 K. Trebao bi biti primijetio da je maksimalni svjetlosni tok za uređaje s hladnim bijelim sjajem, minimalni - za toplo bijele LED diode. U dizajnu uređaja povećane su kontaktne pločice, što doprinosi boljem odvođenju topline.

Koristan savjet! SMD 2835 LED diode mogu se koristiti za bilo koju vrstu montaže.

Karakteristike SMD 5050 LED dioda

Dizajn kućišta SMD 5050 sadrži tri LED diode istog tipa. Plavi, crveni i zeleni LED izvori imaju tehničke karakteristike slične kristalima SMD 3528. Vrijednost radne struje svake od tri LED diode je 0,02 A, stoga je ukupna struja cijelog uređaja 0,06 A. Kako LED diode ne bi pokvarile, preporučuje se ne prekoračiti ovu vrijednost.

SMD 5050 LED uređaji imaju istosmjerni napon 3-3,3V i svjetlosni učinak (mrežni fluks) 18-21 lm. Snaga jedne LED diode je zbroj tri vrijednosti snage svakog kristala (0,7W) i iznosi 0,21W. Boja sjaja koju emitiraju uređaji može biti bijela u svim nijansama, zelena, plava, žuta i višebojna.

Bliski raspored LED dioda različitih boja u istom paketu SMD 5050 omogućio je implementaciju višebojnih LED dioda s zasebnom kontrolom svake boje. Kontroleri se koriste za regulaciju svjetiljki pomoću SMD 5050 LED dioda, tako da se boja sjaja može glatko mijenjati s jedne na drugu nakon određenog vremena. Tipično, takvi uređaji imaju nekoliko načina upravljanja i mogu prilagoditi svjetlinu LED dioda.

Tipične karakteristike SMD 5730 LED

SMD 5730 LED diode su moderni predstavnici LED uređaja, čije tijelo ima geometrijske dimenzije 5,7x3 mm. Pripadaju ultra-svijetlim LED diodama, čije su karakteristike stabilne i kvalitativno različite od parametara svojih prethodnika. Proizvedene korištenjem novih materijala, ove LED diode karakteriziraju povećana snaga i visokoučinkoviti svjetlosni tok. Osim toga, mogu raditi u uvjetima visoke vlažnosti, otporni su na ekstremne temperature i vibracije te imaju dug vijek trajanja.

Postoje dvije vrste uređaja: SMD 5730-0.5 snage 0.5W i SMD 5730-1 snage 1W. Posebnost uređaja je mogućnost njihovog rada na impulsnoj struji. Vrijednost nazivne struje SMD 5730-0,5 je 0,15 A, tijekom pulsnog rada uređaj može izdržati struje do 0,18 A. Ova vrsta LED-a daje svjetlosni tok do 45 lm.

SMD 5730-1 LED diode rade pri konstantnoj struji od 0,35 A, s impulsnim načinom rada - do 0,8 A. Učinkovitost izlazne svjetlosti takvog uređaja može biti do 110 lm. Zbog polimera otpornog na toplinu, tijelo uređaja može izdržati temperature do 250°C. Kut disperzije obje vrste SMD 5730 je 120 stupnjeva. Stupanj degradacije svjetlosnog toka je manji od 1% pri radu od 3000 sati.

Karakteristike Cree LED dioda

Cree (SAD) bavi se razvojem i proizvodnjom super-svjetlih i najsnažnijih LED dioda. Jednu od skupina Cree LED dioda predstavlja niz Xlamp uređaja koji se dijele na single-chip i multi-chip. Jedna od značajki monokristalnih izvora je raspodjela zračenja duž rubova uređaja. Ova inovacija omogućila je proizvodnju svjetiljki s velikim kutom sjaja uz minimalan broj kristala.

U XQ-E High Intensity seriji LED izvora, kut sjaja je od 100 do 145 stupnjeva. S malim geometrijskim dimenzijama od 1,6x1,6 mm, snaga super-svijetlih LED dioda je 3 volta, a svjetlosni tok je 330 lm. Ovo je jedan od Creeovih najnovijih dostignuća. Sve LED diode, čiji je dizajn razvijen na temelju jednog čipa, imaju visokokvalitetni prikaz boja unutar CRE 70-90.

Povezani članak:

Kako sami napraviti ili popraviti LED vijenac. Cijene i glavne karakteristike najpopularnijih modela.

Cree je izdao nekoliko varijanti multi-chip LED svjetiljki s najnovijim tipovima snage od 6 do 72 volta. Multi-chip LED diode su podijeljene u tri skupine, koje uključuju uređaje visokog napona, snage do 4W i iznad 4W. U izvorima do 4W, 6 kristala je sastavljeno u paketu tipa MX i ML. Kut raspršenja je 120 stupnjeva. Cree LED ove vrste možete kupiti s bijelim toplim i hladnim bojama sjaja.

Koristan savjet! Unatoč visokoj pouzdanosti i kvaliteti svjetla, LED diode velike snage serije MX i ML možete kupiti po relativno niskoj cijeni.

Skupina iznad 4W uključuje LED diode od nekoliko kristala. Najdimenzionalniji uređaji u skupini su uređaji od 25 W, predstavljeni serijom MT-G. Novost tvrtke su LED diode modela XHP. Jedan od velikih LED-uređaja ima tijelo 7x7 mm, snage mu je 12W, svjetlosne snage 1710 lm. Visokonaponske LED diode kombiniraju malu veličinu i visoku svjetlosnu snagu.

Dijagrami spajanja LED dioda

Postoje određena pravila za povezivanje LED dioda. Uzimajući u obzir da se struja koja prolazi kroz uređaj kreće samo u jednom smjeru, za dug i stabilan rad LED uređaja važno je uzeti u obzir ne samo određeni napon, već i optimalnu vrijednost struje.

Shema za spajanje LED-a na mrežu od 220 V

Ovisno o korištenom izvoru napajanja, postoje dvije vrste shema za spajanje LED dioda na 220V. U jednom od slučajeva koristi se s ograničenom strujom, u drugom - posebnom koja stabilizira napon. Prva opcija uzima u obzir korištenje posebnog izvora s određenom jakošću struje. Otpornik u ovom krugu nije potreban, a broj spojenih LED dioda ograničen je snagom drajvera.

Za označavanje LED dioda u dijagramu koriste se dvije vrste piktograma. Iznad svakog njihovog shematskog prikaza nalaze se dvije male paralelne strelice usmjerene prema gore. Oni simboliziraju svijetli sjaj LED uređaja. Prije nego što spojite LED na 220V pomoću izvora napajanja, morate uključiti otpornik u krug. Ako ovaj uvjet nije ispunjen, to će dovesti do činjenice da će se radni vijek LED-a značajno smanjiti ili jednostavno neće uspjeti.

Ako koristite napajanje pri povezivanju, tada će samo napon biti stabilan u krugu. S obzirom na beznačajan unutarnji otpor LED uređaja, uključivanje bez limitatora struje dovest će do spaljivanja uređaja. Zbog toga se u sklopni krug LED-a uvodi odgovarajući otpornik. Treba napomenuti da otpornici dolaze u različitim nazivnim vrijednostima, pa ih treba pravilno izračunati.

Koristan savjet! Negativna točka krugova za spajanje LED-a na mrežu od 220 V pomoću otpornika je rasipanje velike snage kada je potrebno spojiti opterećenje s povećanom potrošnjom struje. U ovom slučaju, otpornik se zamjenjuje kondenzatorom za gašenje.

Kako izračunati otpor za LED

Prilikom izračunavanja otpora za LED, oni se vode formulom:

U = IhR,

gdje je U napon, I struja, R otpor (Ohmov zakon). Recimo da trebate spojiti LED sa sljedećim parametrima: 3V - napon i 0,02A - jakost struje. Tako da kada spojite LED na 5 volti na napajanju, ne pokvari, morate ukloniti dodatnih 2V (5-3 = 2V). Da biste to učinili, potrebno je uključiti otpornik s određenim otporom u krug, koji se izračunava pomoću Ohmovog zakona:

R = U/I.

Dakle, omjer 2V prema 0,02A bit će 100 ohma, tj. ovo je otpornik koji vam treba.

Često se događa da, s obzirom na parametre LED dioda, otpor otpornika ima nestandardnu ​​vrijednost za uređaj. Takvi graničnici struje ne mogu se naći na prodajnim mjestima, na primjer, 128 ili 112,8 ohma. Tada biste trebali koristiti otpornike čiji otpor ima najbližu veću vrijednost u odnosu na izračunatu. U ovom slučaju, LED diode neće raditi punom snagom, već samo 90-97%, ali to će biti neprimjetno oku i pozitivno će utjecati na resurs uređaja.

Na Internetu postoji mnogo opcija za LED kalkulatore za izračun. Uzimaju u obzir glavne parametre: pad napona, nazivnu struju, izlazni napon, broj uređaja u krugu. Postavljanjem parametara LED uređaja i izvora struje u polju obrasca možete saznati odgovarajuće karakteristike otpornika. Za određivanje otpora graničnika struje kodiranih bojama, također postoje online izračuni otpornika za LED diode.

Sheme paralelnog i serijskog spajanja LED dioda

Pri sastavljanju konstrukcija iz nekoliko LED uređaja koriste se sklopovi za spajanje LED dioda na mrežu od 220 V sa serijskom ili paralelnom vezom. Istodobno, za ispravnu vezu treba imati na umu da kada su LED diode spojene u seriju, potrebni napon je zbroj padova napona svakog uređaja. Dok kada su LED diode spojene paralelno, jačina struje se dodaje.

Ako krugovi koriste LED uređaje s različitim parametrima, tada je za stabilan rad potrebno izračunati otpornik za svaku LED posebno. Treba napomenuti da dvije potpuno identične LED diode ne postoje. Čak i uređaji istog modela imaju male razlike u parametrima. To dovodi do činjenice da kada ih veliki broj spojite u serijski ili paralelni krug s jednim otpornikom, mogu brzo degradirati i pokvariti.

Bilješka! Pri uporabi jednog otpornika u paralelnom ili serijskom krugu mogu se spojiti samo LED uređaji identičnih karakteristika.

Neusklađenost parametara kada je nekoliko LED dioda paralelno spojeno, recimo 4-5 komada, neće utjecati na rad uređaja. A ako na takav krug spojite puno LED dioda, to će biti loša odluka. Čak i ako LED izvori imaju male varijacije u karakteristikama, to će rezultirati time da neka svjetiljke emitiraju jaku svjetlost i brzo izgore, dok će druge slabo svijetliti. Stoga, pri paralelnom spajanju, uvijek trebate koristiti poseban otpornik za svaki uređaj.

S obzirom na serijski spoj, postoji ekonomična potrošnja, jer cijeli krug troši količinu struje jednaku potrošnji jedne LED diode. Uz paralelni krug, potrošnja je zbroj potrošnje svih LED izvora uključenih u krug uključenih u krug.

Kako spojiti LED diode na 12 volti

U dizajnu nekih uređaja, otpornici su predviđeni u fazi proizvodnje, što omogućuje povezivanje LED dioda na 12 Volti ili 5 Volti. Međutim, takvi uređaji nisu uvijek dostupni u prodaji. Stoga je u krugu za spajanje LED dioda na 12 volti predviđen ograničivač struje. Prvi korak je saznati karakteristike povezanih LED dioda.

Takav parametar kao izravni pad napona za tipične LED uređaje je oko 2V. Nazivna struja za ove LED diode odgovara 0,02A. Ako želite spojiti takav LED na 12V, tada se "dodatnih" 10V (12 minus 2) mora ugasiti pomoću graničnog otpornika. Koristeći Ohmov zakon, možete izračunati njegov otpor. Dobivamo to 10 / 0,02 \u003d 500 (Ohm). Dakle, potreban je otpornik s nominalnom vrijednošću od 510 ohma, što je najbliže u nizu elektroničkih komponenti E24.

Da bi takav krug radio stabilno, također je potrebno izračunati snagu limitera. Pomoću formule, na temelju koje je snaga jednaka umnošku napona i struje, izračunavamo njegovu vrijednost. Pomnožimo napon od 10V sa strujom od 0,02A i dobijemo 0,2W. Stoga je potreban otpornik čija je standardna snaga 0,25 W.

Ako je potrebno uključiti dva LED uređaja u krug, tada treba imati na umu da će napon koji pada na njih već biti 4V. Prema tome, za otpornik ostaje isplatiti ne 10V, već 8V. Stoga se daljnji proračun otpora i snage otpornika vrši na temelju ove vrijednosti. Položaj otpornika u krugu može se postaviti bilo gdje: sa strane anode, katode, između LED dioda.

Kako testirati LED multimetrom

Jedan od načina da provjerite radno stanje LED dioda je testiranje multimetrom. Takav uređaj može dijagnosticirati LED diode bilo kojeg dizajna. Prije provjere LED-a testerom, prekidač uređaja se postavlja u način rada "biranje", a sonde se postavljaju na terminale. Kada se crvena sonda spoji na anodu, a crna na katodu, kristal bi trebao emitirati svjetlost. Ako je polaritet obrnut, zaslon bi trebao pokazati "1".

Koristan savjet! Prije testiranja LED-a na funkcionalnost, preporuča se prigušiti glavnu rasvjetu, jer je tijekom testiranja struja vrlo mala i LED će emitirati toliko slabo svjetlo da se pri normalnom osvjetljenju to možda neće primijetiti.

Testiranje LED-uređaja može se obaviti bez upotrebe sondi. Da biste to učinili, u rupama koje se nalaze u donjem kutu uređaja, anoda se umetne u rupu s simbolom "E", a katoda - s pokazivačem "C". Ako je LED dioda u ispravnom stanju, trebala bi svijetliti. Ova metoda ispitivanja je prikladna za LED s prilično dugim odlemljenim vodovima. Položaj prekidača s ovom metodom provjere nije bitan.

Kako provjeriti LED multimetrom bez lemljenja? Da biste to učinili, zalemite dijelove obične spajalice na sonde testera. Kao izolacija prikladna je brtva od tekstolita, koja se postavlja između žica, nakon čega se obrađuje električnom trakom. Izlaz je vrsta adaptera za spajanje sondi. Kvačice dobro opruže i sigurno su učvršćene u utorima. U ovom obliku možete spojiti sonde na LED diode bez lemljenja iz kruga.

Što se može učiniti od LED dioda vlastitim rukama

Mnogi radio amateri prakticiraju sastavljanje različitih dizajna od LED dioda vlastitim rukama. Samostalni proizvodi nisu niži u kvaliteti, a ponekad čak i nadmašuju analoge industrijske proizvodnje. To mogu biti uređaji u boji i glazbi, trepćući LED dizajni, svjetla za vožnju na LED diodama "uradi sam" i još mnogo toga.

Sastavljanje stabilizatora struje za LED diode vlastitim rukama

Kako se resurs LED-a ne bi iscrpio prije roka, potrebno je da struja koja teče kroz njega ima stabilnu vrijednost. Poznato je da crvene, žute i zelene LED diode mogu podnijeti veća strujna opterećenja. Dok plavo-zeleni i bijeli LED izvori, čak i uz malo preopterećenje, izgore za 2 sata. Dakle, za normalan rad LED-a potrebno je riješiti problem s njegovim napajanjem.

Ako sastavite lanac LED dioda povezanih u seriju ili paralelno, tada im možete osigurati identično zračenje ako struja koja prolazi kroz njih ima istu snagu. Osim toga, impulsi obrnute struje mogu nepovoljno utjecati na vijek trajanja LED izvora. Kako se to ne bi dogodilo, potrebno je uključiti strujni stabilizator za LED diode u krug.

Kvalitativne značajke LED svjetiljki ovise o korištenom pokretaču - uređaju koji pretvara napon u stabiliziranu struju određene vrijednosti. Mnogi radio amateri vlastitim rukama sastavljaju 220V LED krug napajanja na temelju čipa LM317. Elementi za takav elektronički sklop su jeftini i takav stabilizator je lako konstruirati.

Kada koristite stabilizator struje na LM317 za LED diode, struja se regulira unutar 1A. Ispravljač na bazi LM317L stabilizira struju do 0,1A. U krugu uređaja koristi se samo jedan otpornik. Izračunava se pomoću online kalkulatora LED otpora. Dostupni praktični uređaji prikladni su za napajanje: napajanje s pisača, prijenosnog računala ili druge potrošačke elektronike. Nije isplativo sami sastavljati složenije sklopove, jer ih je lakše kupiti gotove.

DIY LED DRL

Korištenje dnevnih svjetala (DRL) na automobilima značajno povećava vidljivost automobila tijekom dana od strane drugih sudionika u prometu. Mnogi vozači prakticiraju samostalno sastavljanje DRL-ova pomoću LED dioda. Jedna od opcija je DRL uređaj od 5-7 LED dioda snage 1W i 3W za svaki blok. Ako koristite manje snažne LED izvore, svjetlosni tok neće zadovoljiti standarde za takva svjetla.

Koristan savjet! Prilikom izrade DRL-ova vlastitim rukama, uzmite u obzir zahtjeve GOST-a: svjetlosni tok 400-800 Cd, kut sjaja u vodoravnoj ravnini - 55 stupnjeva, u okomitoj - 25 stupnjeva, površina - 40 cm².

Za podlogu možete koristiti aluminijsku profilnu ploču s jastučićima za montažu LED dioda. LED diode su pričvršćene na ploču ljepilom koje provodi toplinu. U skladu s vrstom LED izvora odabire se optika. U ovom slučaju prikladne su leće s kutom osvjetljenja od 35 stupnjeva. Leće se postavljaju na svaku LED posebno. Žice se prikazuju u bilo kojem prikladnom smjeru.

Zatim se izrađuje kućište za DRL, koje istovremeno služi i kao radijator. Da biste to učinili, možete koristiti profil u obliku slova U. Gotovi LED modul postavlja se unutar profila, pričvršćujući ga vijcima. Sav slobodni prostor može se ispuniti prozirnim brtvilom na bazi silikona, ostavljajući samo leće na površini. Takav premaz služit će kao zaštita od vlage.

DRL je spojen na napajanje uz obaveznu upotrebu otpornika, čiji je otpor unaprijed izračunat i provjeren. Metode povezivanja mogu se razlikovati ovisno o modelu vozila. Dijagrami povezivanja mogu se naći na Internetu.

Kako natjerati LED lampice da trepću

Najpopularnije trepćuće LED diode, koje možete kupiti gotove, su uređaji koji su regulirani razinom potencijala. Treperenje kristala nastaje zbog promjene napajanja na stezaljkama uređaja. Dakle, dvobojni crveno-zeleni LED uređaj emitira svjetlost ovisno o smjeru struje koja prolazi kroz njega. Efekt bljeskanja u RGB LED-u postiže se spajanjem tri izlaza za odvojeno upravljanje na određeni upravljački sustav.

Ali također možete učiniti da obična jednobojna LED dioda treperi, imajući minimalno elektroničkih komponenti u svom arsenalu. Prije nego što napravite trepćući LED, morate odabrati radni krug koji je jednostavan i pouzdan. Možete koristiti treptajući LED krug, koji će se napajati iz izvora od 12 V.

Krug se sastoji od tranzistora male snage Q1 (prikladan je silikonski visokofrekventni KTZ 315 ili njegovi analozi), otpornika R1 820-1000 Ohma, 16-voltnog kondenzatora C1 kapaciteta 470 uF i LED izvora. Kada je krug uključen, kondenzator se puni do 9-10V, nakon čega se tranzistor otvara na trenutak i predaje akumuliranu energiju LED diodi koja počinje treptati. Ova se shema može implementirati samo u slučaju napajanja iz izvora od 12 V.

Možete sastaviti napredniji krug koji radi po analogiji s tranzistorskim multivibratorom. Krug uključuje tranzistore KTZ 102 (2 kom.), Otpornike R1 i R4 od 300 ohma svaki za ograničavanje struje, otpornike R2 i R3 od 27000 ohma svaki za podešavanje bazne struje tranzistora, 16-voltne polarne kondenzatore (2 kom. .s kapacitetom od 10 uF) i dva LED izvora. Ovaj krug se napaja 5V DC napajanjem.

Krug radi na principu "Darlingtonovog para": kondenzatori C1 i C2 se naizmjenično pune i prazne, što uzrokuje otvaranje pojedinog tranzistora. Kada jedan tranzistor isporuči snagu C1, jedna LED dioda svijetli. Nadalje, C2 se glatko puni, a bazna struja VT1 se smanjuje, što dovodi do zatvaranja VT1 i otvaranja VT2, a druga LED svijetli.

Koristan savjet! Ako koristite napon napajanja iznad 5 V, morat ćete koristiti otpornike s različitim nazivnim vrijednostima kako biste spriječili kvar LED dioda.

Sastavljanje glazbe u boji na LED diodama vlastitim rukama

Da biste vlastitim rukama implementirali prilično složene sheme glazbe u boji na LED diodama, prvo morate razumjeti kako funkcionira najjednostavnija shema glazbe u boji. Sastoji se od jednog tranzistora, otpornika i LED uređaja. Takav krug može se napajati iz izvora s ocjenom od 6 do 12V. Rad kruga nastaje zbog kaskadnog pojačanja sa zajedničkim emiterom (emiter).

Baza VT1 prima signal različite amplitude i frekvencije. U slučaju da fluktuacije signala prijeđu navedeni prag, tranzistor se otvara i LED svijetli. Nedostatak ove sheme je ovisnost bljeskanja o stupnju zvučnog signala. Stoga će se učinak glazbe u boji pojaviti samo pri određenom stupnju glasnoće zvuka. Ako se zvuk pojača. LED će svijetliti cijelo vrijeme, a kada se smanji, malo će treptati.

Da bi se postigao potpuni učinak, koriste se shema glazbe u boji na LED diodama s razgradnjom raspona zvuka u tri dijela. Krug s trokanalnim pretvaračem zvuka napaja se iz izvora od 9V. Ogroman broj glazbenih shema u boji može se pronaći na internetu na raznim radioamaterskim forumima. To mogu biti glazbene sheme u boji pomoću jednobojne trake, RGB LED trake, kao i sheme za glatko uključivanje i isključivanje LED dioda. Također na mreži možete pronaći sheme pokretnih svjetala na LED diodama.

Dizajn LED indikatora napona "uradi sam".

Krug indikatora napona uključuje otpornik R1 (promjenjivi otpor 10 kOhm), otpornike R1, R2 (1 kOhm), dva tranzistora VT1 KT315B, VT2 KT361B, tri LED diode - HL1, HL2 (crveno), HLZ (zeleno). X1, X2 - 6-voltni izvori napajanja. U ovom krugu preporuča se koristiti LED-uređaje s naponom od 1,5 V.

Algoritam rada samostalno napravljenog LED indikatora napona je sljedeći: kada se napon primijeni, središnji zeleni LED izvor svijetli. U slučaju pada napona pali se crvena LED dioda koja se nalazi lijevo. Povećanje napona uzrokuje svijetljenje crvene LED diode koja se nalazi s desne strane. S otpornikom u srednjem položaju, svi tranzistori će biti u zatvorenom položaju, a samo središnja zelena LED će primati napon.

Otvaranje tranzistora VT1 događa se kada se klizač otpornika pomakne prema gore, čime se povećava napon. U tom slučaju prestaje dovod napona na HL3 i primjenjuje se na HL1. Kada pomaknete klizač prema dolje (spuštanje napona), tranzistor VT1 se zatvara i VT2 se otvara, što će napajati LED HL2. Uz malu odgodu, LED HL1 će se ugasiti, HL3 će zatreperiti jednom i HL2 će zasvijetliti.

Takav krug može se sastaviti pomoću radio komponenti iz zastarjele opreme. Neki ga sastavljaju na tekstolitnoj ploči, poštujući ljestvicu 1: 1 s dimenzijama dijelova tako da svi elementi mogu stati na ploču.

Neograničeni potencijal LED rasvjete omogućuje samostalno projektiranje različitih rasvjetnih uređaja od LED-a izvrsnih karakteristika i prilično niske cijene.