Нові світлодіоди для ліхтариків. Як вибрати потужний акумуляторний світлодіодний ліхтарик. Найяскравіший світлодіод для ліхтарика

В основі роботи світлодіодів лежать знання про напівпровідники та відповідна практика. Вони відомі людству майже півстоліття. При цьому всі вихідні матеріали для виготовлення таких освітлювальних приладів знайомі вже понад 20 років. Тим не менш, правильно їх з'єднати і отримати вражаючі характеристики світлодіодів вдалося зовсім недавно. Це освітлення є інноваційним проривом, завдяки якому діоди стали досить ефективними та безпечними з екологічної точки зору. Вважається, що такі аксесуари набагато економічніші, ніж класичні лампи розжарювання. Їх можна використовувати в різних сферах життя людини не тільки через зручність експлуатації, а й завдяки бажаній температурі світіння.

Характеристики

Щоб зрозуміти принцип роботи пристроїв, необхідно знати такі характеристики світлодіодів:

1. Світловий потік.Цей параметр вимірюється в люменах (Лм) та показує кількість світла, яке видає лампа. Чим більше буде цей показник, тим яскравіше вона світитиме.
2. Потужність споживання, що вимірюється у Ваттах (Вт).Чим менший цей параметр, тим економічніша витрата електроенергії.
3. Світловіддача, її одиницею виміру вважається Лм/Вт.Вона є головною в роботі та ефективності всього освітлювального приладу.
4. Діаграма напряму випромінювання.Параметр кривої сили світла, завдяки якому розподіляються потоки, що випромінюються діодами.
5. Температура кольору (відтінки білого освітлення).Вимірюється в градусах Кельвіна в допустимому діапазоні від 2700 до 7000 К. Відтінок теплого кольору вважається найсприятливішим для очей, що варіюється до 4000 К, а всі показники, які вище, прийнято позначати як «холодний білий». Найчастіше світильники з теплим світлом коштують набагато дорожче, ніж холодним, так як це пов'язано з особливостями їх виробництва.
6.Індекс кольору.Ця величина показує, наскільки правдиво відображається колір предмета, який освітлюється вибраними світильниками. Що такий параметр, то правдивіше передається відтінок вихідного предмета.
7. Продуктивність приладів висвітлення.Найправильнішим рішенням є вибір брендових заводів-виробників, оскільки такі компанії можуть надати точніші технічні характеристики світлодіодів, завдяки чому прилад прослужить заявлений час роботи. Також у таких лампах передбачено захист від стрибків напруги та перегріву.
8. Розмір приладу.Не треба судити про недоліки та переваги виходячи з розміру кристала. Не має значення, чи великий або маленький використовується світлодіод, найважливішим вважається його потужність.

Зважаючи на такі характеристики світлодіодів, можна вибрати саме той пристрій, який дасть максимальний ефект від його цільового використання.

Показники якості

Показники якості світлодіодного виробу можна судити, виходячи з наступних критеріїв:
- виробник (переважно продукція відомих компаній, які публікують відкриті дані про надійність їх приладів);
- використання спеціально розробленого конструктиву та форми для максимально швидкого відведення тепла, що регулюють температурний режим під час роботи чіпа;
- оптичні (світлотехнічні) специфікації LED-лампи, які можна отримати від незалежної лабораторії чи виробника;
- Високоякісні гарантійні зобов'язання;
- Результати результатів довгострокових випробувань функціонування приладів.

Різновиди білого кольору

Найчастіше в побуті, для декорацій та освітлення використовуються білі світлодіоди, характеристики яких залежать від їхнього тону.

  • Тепле біле світло:його колірна температура становить 2700 К, і він відрізняється невеликим жовтуватим відтінком, схожим на полум'я, яке випромінює свічка. Саме такий відтінок характерний для ламп розжарювання, він заспокоює та розслаблює. Важливо відзначити, що використання матового або прозорого плафона змінюватиме відтінок на більш м'який або насичений. Цей вид світла не основний, але він чудово підійде для додаткового та декоративного освітлення, буде ідеальним для встановлення у спальнях. Завдяки йому можна створити в приміщенні гармонію та домашнє тепло.
  • Натуральне біле світло: його колірна температура становить 4200 К, він є найпопулярнішим і найчастіше використовується. Підходить для застосування як основне джерело освітлення приміщень як комерційного характеру, так і побутового. Можна використовувати для всіх типів поверхонь, таких як кухонна стільниця або робочий стіл у кабінеті. Як і тепле світло, натуральне має кілька відтінків. Світильники та лампи з матовим розсіюванням матимуть зовсім інший спектр насиченості, ніж прилади із прозорою колбою. Він сприяє отриманню більш точного і спрямованого світла, ніж матовий, через який випромінюються м'які відблиски ненав'язливого відтінку.
  • Холодне біле світло: його колірна температура становить 6000 К. Має своєрідний блакитний відтінок. Цей тон дуже яскравий і найчастіше використовується для офісів, а також як локальне освітлення. Досить широкого поширення набув на парковках, у під'їздах, на прибудинковій території, а також у парках, аллеях та скверах. Часто встановлюється для підсвічування вуличних реклам, комерційних вивісок та іншого.

Різновиди світлодіодів

Існують різні світлодіоди, параметри і характеристики яких повністю залежать від їх видів:

1.Змигаючі: використовуються в індикаторах для привернення уваги.Цей вид практично не відрізняється від звичайних, проте для його виготовлення застосовується вбудований кругообіг мультивібратора, що мерехтить з перервою в 1 секунду. Основні види таких діодів поширюють однотонні світлові промені, складніші за своїми характеристиками можуть спалахувати кількома відтінками по черзі або одночасно, завдяки параметру RGB.

2. Багатобарвні світлодіоди, що моргають.характеристики яких досить різноманітні і можуть бути представлені у двох різних кристалах, що працюють один назустріч іншому, тому, коли спалахує перший, то повністю гасне другий. За допомогою струму, що рухається у початковому напрямку, з'являється один колір, а в протилежному – інший. Завдяки такому виду роботи утворюється і третій колір, тому що два основних змішуються.

3.Триколірні світлодіодипараметри і характеристики яких полягають у наявності декількох світловипромінюючих діодів, не пов'язаних один з одним, але поєднаних в одному корпусі. Вони працюють окремо, можуть світитися одночасно, але керування в них залишається зовсім різним.

4. Світловипромінюючі RGB-діодиз синіми, червоними і зеленими елементами, у яких використовується зв'язок із чотирма проводами та єдиним загальним катодом чи анодом.

5. Монохромні дисплеї з сімома сегментами, а також із застосуванням starburst - формату.Такі екрани показують усі цифри, а деякі навіть певний набір букв. Використання Starburst дозволяє відображати всі символи.

Досить поширені в 80-х роках алфавітно-цифрові та числові дисплеї стали менш популярними після появи залізничних моніторів.

Переваги світлодіодного освітлення

Будучи відносно новою технологією, світлодіоди в більшості випадків краще за багато джерел освітлення за якістю світла, енергоефективності, екологічності та рентабельності. Характеристики світлодіодів перевершують параметри ламп високого розжарювання практично у всіх сферах застосування, але таке освітлення ще не може вирішити всіх поставлених завдань. Діоди білого відтінку вже чудово зарекомендували себе як альтернатива люмінесцентним трубчастим та лампам високого тиску. Але ще має пройти невелика кількість часу, доки такі технології почнуть використовувати у системі громадського користування.

Що означає маркування SMD?

Розшифровка такого показника звучить як Surface Mounted Device, що у перекладі російською означає «прилад, який монтується на поверхні». Як такий пристрій виступає діод, а поверхня в нашому випадку - це підстава стрічки.

Будь-які SMD-світлодіоди, характеристики яких схожі на параметри всіх інших подібних ламп, складаються з декількох кристалів, розміщених у корпусі з контактними висновками, а також лінзами, що формують світловий потік. Він випромінюється напівпровідниками і спрямовується в мініатюрну оптичну систему, яка утворюється сферичними рефлекторами, а також прозорим корпусом самого діода.

Які ще мають СМД-світлодіоди характеристики? Маркування, представлене цифрами на стрічці, показує розміри кристала в міліметрах. Смуга на основі SMD дуже добре гнеться у поздовжньому напрямку.

Що означає маркування DIP LED?

Існують у продажу і LED-світлодіоди, характеристики яких дуже схожі на SMD. За своїми технічними параметрами вони є циліндровим корпусом, який розміщений на торцевій стрічці. Такий тип має добрий силіконовий захист. Цифри, які є в маркуванні, так само як і у SMD, означають діаметр діода.

Для підсвічування меблів можна використовувати такі кристали тільки для скляних полиць. На відміну від попередньої стрічки цей вид дуже добре згинається і в поперечному напрямку.

Параметри якісного світлодіодного ліхтаря

На сьогоднішній день на ринку можна придбати велику кількість звичайних ліхтарів, але їх активно витісняють світлодіодні. Сталося це насамперед через те, що останні дають набагато яскравіше світло.

Щоб правильно підібрати світлодіоди для ліхтариків, характеристики яких дуже різноманітні, необхідно при виборі врахувати всі основні вимоги покупця. Те, на що потрібно звернути увагу, - це тип променя, він може бути широким або вузьким. Якому виду надати перевагу, залежить від майбутнього застосування. Наприклад, щоб можна було бачити предмети на відстані 30 метрів, краще підібрати ліхтарик із широким променем, а моделі із вузьким можуть добре підсвітити віддалені об'єкти. Найчастіше таке освітлення мають тактичні прилади, якими користуються туристи, мисливці та велосипедисти.

Ще одним важливим фактором, що впливає на роботу ліхтаря, є тип живлення. Для найпростіших побутових приладів використовуються звичайні батареї типу АА або ААА, але для сильних та потужних пристроїв такого обсягу буде недостатньо. У цьому випадку необхідно скористатися літій-іонними акумуляторами, які можуть працювати безперервно протягом 5 годин.

Варто звернути увагу на світлодіоди для ліхтариків, характеристики яскравості яких відрізняються між собою не більше ніж на 40%. Гарантією якості вибраних пристроїв є маркування. У разі її відсутності можна говорити про несертифікований виріб, найчастіше китайського виробництва.

Світлодіоди фірми CREE

Ця фірма спеціалізується на виготовленні надякісних та яскравих діодів. Вона одна з перших почала розробляти нові білі лампочки, тим самим установивши нову віху в промисловості.

Світлодіоди CREE, характеристики яких представлені, залишаються конкурентоспроможними у своїй галузі:

Мають рекордні значення світлового потоку, що досягають 345 люмен при струмі 1000 мА;
- тепловий опір на низькому рівні;
- Щодо розширений кут вивчення;
- Мініатюрний, рівномірно розподілений кристал;
- максимальне приймання струму до 1500 мА;
- покращену лінзу із силікону замість використовуваного скла;
– максимальну температуру роботи кристала 150 °С.

Як видно, такі технології тільки набирають чинності і приносять виняткові вигоди від їхнього використання. Щодня робляться нові відкриття, світлодіодні лампи стає більш економічними та яскравими, завдяки чому починають по праву займати лідируюче місце на світловій арені.

Особливості стрічок SMD 5050

Світлодіоди цієї серії мають розмір 5х5 мм і світловий потік, що залежить від кольору, який знаходиться в діапазоні від 2 до 8 люменів. Також їх можна розділити за рівнем вологозахисту - IP20 і IP65, тому що вони мають два різні види покриттів, а саме - поліуретанове та силіконове. Перші можна розміщувати тільки всередині приміщення, а другі, відповідно, підійдуть вже і для вулиці, тому що їм не страшна надмірна вологість.

Світлодіоди 5050, характеристики та властивості яких допомагають створити яскраве світло, складаються з трьох кристалів з різними або однаковими діодами в одному корпусі. Різнокольорові лампи отримали назву RGB (червоний-зелений-синій), після підключення контролерів в них можна отримати різні кольори.

Основними технічними характеристиками є:

Прозоре та жорстке поліуретанове покриття;
- якісне паяння;
- Число світлодіодів на 1 метр становить 60 штук;
- кратність різання - 3 кристали, що становить 50 мм;
- ширина, довжина, висота мм 10 х 5000 х 3;
- блок живлення підключається до 12V або до 24V DC.

Особливості стрічок SMD5730

Застосовуючи високоефективні світлодіоди 5730, характеристики та властивості яких полягають у високій теплопровідності та низькому опорі, забезпечують тривалий термін служби пристрою. Вони стійкі до вібрації, підвищеної вологості навколишнього середовища та перепадів температури. Досить малі, мають широкий кут світіння та чудово підходять для будь-яких поверхонь при монтажі. Їх можна придбати в котушках та стрічках.

Багатьом подобається використовувати світлодіоди 5730, характеристики яких підходять для застосування в різних пристроях, що дуже зручно як для звичайних користувачів, так і для дизайнерів. Вони є незамінними для освітлення торгових та офісних приміщень, де важливою вважається не лише висока енергоефективність, а й комфортна світлопередача.

Для тих, хто використовує світлодіоди, маркування, характеристика та властивості мають важливе значення. У них є низка переваг над своїми попередниками, а саме:

Люмінофорні білі світлодіоди номінальною потужністю 0,5 Вт відрізняються значним терміном експлуатації, стабільними показниками та якісним виконанням;
- висока стійкість до перепадів температури, вібрацій та підвищеної вологості навколишнього середовища;
- деградація світлового потоку - не більше ніж 1% за 3000 годин роботи;
- корпус виготовлений із якісного термостійкого полімеру, який витримує до +250 °С;
- світлодіоди повністю придатні для паяння оплавленням.

Світлодіодний ліхтарик.

http://ua1zh. *****/led_driver/led_driver. htm

Настала осінь, на вулиці вже темно, а лампочок у під'їзді не було, так і немає. Вкрутив... Наступного дня – знову ні. Так, такі реалії нашого життя... Купив дружині ліхтарик, але він виявився завеликим для сумочки. Довелося зробити самому. Схема не претендує на оригінальність, але, може, комусь і пригодиться - судячи з інет_форумів, інтерес до подібної техніки не знижується. Передбачаю можливі питання - "А чи не простіше взяти готову мікросхему на зразок ADP1110 і не морочитися?" Так, звичайно, набагато простіше,
ось тільки вартість цієї мікросхеми в Чіп&Діпі 120 рублів, мінімальне замовлення – 10шт і термін виконання – місяць. Виготовлення цієї конструкції зайняло у мене рівно 1 годину 12 хвилин, включаючи час на макетування, при величині витрат 8 рублів на світлодіод. Решта у радіолюбителя, що поважає себе, завжди знайдеться в хламовнику.

Власне вся схема:

Чісне слово, лаятимуся, якщо хтось запитає - а на якому принципі все це працює?

А ще більше лаятимуся, якщо вимагатимуть друкування...

Нижче є приклад практичного виконання конструкції. Для корпусу взято відповідну коробочку з-під якоїсь парфумерії. За бажання можна зробити ліхтарик ще компактніше - все визначається корпусом, що використовується. Тепер ось думаю засунути ліхтарик у корпус від товстого маркера.

Дещо про деталі: Транзистор я взяв КТ645. Просто ось такий під руку попався. Можна поекспериментувати з підбором VT1, якщо є час і тим самим підняти ККД, але навряд чи можна досягти радикальної різниці з застосованим транзистором. Трансформатор намотаний на відповідному кільці з фериту з великою проникністю діаметром 10мм і містить 2х20 витків дроту ПЕЛ-0.31. Обмотки мотають відразу двома проводами, можна без скручування - це ж не ШПТЛ... Випрямний діод - будь-який Шоттки, конденсатори - танталові smd на напругу 6 вольт. Світлодіод - будь-який надяскравий білий на напругу 3-4 вольти. При використанні батареї акумулятора з номінальною напругою 1.2 вольта струм через наявний у мене світлодіод становив 18мА, а при використанні сухої батареї з номіналом 1.5 вольта - 22 ма, що забезпечує максимальну світловіддачу. У цілому нині пристрій споживало приблизно 30-35мА. З огляду на епізодичне використання ліхтарика батареї цілком може вистачити і на рік.

У момент подачі напруги батареї на схему, падіння напруги на резисторі R1, послідовно включеним зі світлодіодом високої яскравості, дорівнює 0 В. Отже, транзистор Q2 вимкнений, а транзистор Q1 знаходиться в насиченні. Насичений стан Q1 включає MOSFET транзистор, тим самим подаючи напругу батареї на світлодіод через індуктивність. Так як струм, що протікає через резистор R1 зростає, це включає транзистор Q2 і вимикає транзистор Q1 і, отже, транзистор MOSFET. Під час вимкненого стану MOSFET транзистора індуктивність продовжує забезпечувати живлення світлодіода через діод Шоттки D2. Як HB світлодіод використовується 1 Вт Lumiled світлодіод білого світіння. Резистор R1 допомагає керувати яскравістю світлодіоду. Збільшення номіналу резистора R1 зменшує яскравість свічення. http://www. *****/shem/schematics. html? di=55155

Робимо сучасний ліхтарик

http://www. *****/schemes/contribute/constr/light2.shtml

Рис. 1. Принципова схема стабілізатора струму

Використовуючи давно відому в радіоаматорських колах схему (рис. 1) імпульсного стабілізатора струму із застосуванням сучасних доступних радіодеталей можна зібрати дуже непоганий світлодіодний ліхтар.

Автором для доопрацювання та переробки був придбаний безпородний ліхтар з акумулятором 6 В 4 Ач, з прожектором на лампі 4,8 В 0,75 А і джерелом розсіяного світла на ЛДС 4 Вт. «Рідна» гаряча лампочка майже відразу почорніла через роботу на підвищеній напрузі і вийшла з ладу після кількох годин роботи. Повної зарядки акумулятора вистачало на 4-4,5 години роботи. Включення ЛДС взагалі навантажувало акумулятор струмом близько 2,5 А, що призводило його розряду через 1-1,5 години.

Для вдосконалення ліхтаря на радіоринку були придбані білі світлодіоди невідомої марки: один із променем розбіжністю 30o та робочим струмом 100 мА для «прожектора», а також десяток матових із робочим струмом 20 мА для заміни ЛДС. За схемою (рис.1) було зібрано генератор стабільного струму, що має ККД близько 90%. Схемотехніка стабілізатора дозволила використовувати для перемикання світлодіодів штатний перемикач. Вказаний на схемі світлодіод LED2 є батареєю з 10 паралельноз'єднаних однакових білих світлодіодів, розрахованих на силу струму 20 мА кожен. Паралельне з'єднання світлодіодів здається не зовсім доцільним через нелінійність і крутість їх ВАХ, але як показав досвід, розкид параметрів світлодіодів настільки малий, що навіть при такому включенні їх робочі струми практично однакові. Важлива лише повна ідентичність світлодіодів, по можливості їх треба купити «з одного заводського пакування».

Після доопрацювання «прожектор» звичайно став трохи слабшим, але цілком достатнім, режим розсіяного світла візуально не змінився. Але тепер завдяки високому ККД стабілізатора струму при використанні спрямованого режиму від акумулятора споживається струм 70 мА, а в режимі розсіяного світла, тобто ліхтар може працювати без підзарядки приблизно 50 або 25 годин відповідно. Яскравість від ступеня розрядженості акумулятора не залежить від стабілізації струму.

Схема стабілізатора струму працює наступним чином: При подачі живлення на схему транзистори Т1 і Т2 замкнені, Т3 відкритий, тому як на його затвор подано напругу, що відпирає через резистор R3 . Завдяки наявності в ланцюзі світлодіода котушки індуктивності L1 струм наростає плавно. У міру зростання струму в ланцюзі світлодіода зростає падіння напруги на ланцюжку R5-R4, як воно досягне приблизно 0,4 В, відкриється транзистор Т2, а слідом за ним і Т1, який у свою чергу закриє струмовий ключ Т3. Наростання струму припиняється, в котушці індуктивності виникає струм самоіндукції, який через діод D1 починає протікати через світлодіод та ланцюжок резисторів R5-R4. Як тільки струм зменшиться нижче за певний поріг, транзистори Т1 І Т2 закриються, Т3 - відкриється, що призведе до нового циклу накопичення енергії в котушці індуктивності. У нормальному режимі коливальний процес відбувається на частоті десятків кілогерц.

Про деталі: особливих вимог до деталей не пред'являється, можна використовувати будь-які малогабаритні резистори та конденсатори. Замість транзистора IRF510 можна застосувати IRF530, або будь-який n-канальний польовий ключовий транзистор на струм більше 3 А і напруга більше 30 В. Діод D1 повинен бути обов'язково з бар'єром Шоттки на струм більше 1 А, якщо поставити звичайний навіть високочастотний типу КД212, КП до 75-80%. Котушка індуктивності може бути саморобна, мотають її дротом не тонше 0,6 мм, краще - джгутом з кількох тонших дротів. Близько 20-30 витків дроту на броньовий сердечник Б16-Б18 обов'язково з немагнітним зазором 0,1-0,2 мм або близький до фериту 2000НМ. При можливості товщину немагнітного зазору підбирають експериментально за максимальним ККД пристрою. Непогані результати можна отримати з феритами від імпортних котушок індуктивності, що встановлюються в імпульсних блоках живлення, а також в енергозберігаючих лампах. Такі сердечники мають вигляд котушки для ниток, не вимагають каркасу та немагнітного зазору. Дуже добре працюють котушки на тороїдальних осердях із пресованого залізного порошку, які можна знайти в комп'ютерних блоках живлення (на них намотані котушки індуктивності вихідних фільтрів). Немагнітний зазор у таких сердечниках рівномірно розподілений обсягом завдяки технології виробництва.

Цю ж схему стабілізатора можна використовувати і спільно з іншими акумуляторами та батареями гальванічних елементів напругою 9 або 12 вольт без зміни схеми або номіналів елементів. Чим вище буде напруга живлення, тим менший струм споживатиме ліхтарик від джерела, його ККД залишатиметься незмінним. Робочий струм стабілізації задають резистори R4 та R5. При необхідності струм може бути збільшений до 1 А без застосування тепловідводів на деталях, тільки підбором опору резисторів, що задають.

Зарядний пристрій для акумулятора можна залишити "рідне" або зібрати за будь-якою із відомих схем або взагалі застосувати зовнішнє для зменшення ваги ліхтаря.

Збирається пристрій підвісним монтажем у вільних порожнинах корпусу ліхтарика і заливається термоклеєм для герметизації.

Непогано також додати у ліхтар новий пристрій: індикатор ступеня заряду акумулятора (мал. 2).

Рис. 2. Принципова схема індикатора ступеня заряджання акумулятора.

Пристрій є по суті вольтметром з дискретною світлодіодною шкалою. Цей вольтметр має два режими роботи: у першому він оцінює напругу на акумуляторі, що розряджається, а в другому - напруга на заряджуваному акумуляторі. Тому, щоб правильно оцінити рівень зарядженості для цих режимів роботи вибрані різні діапазони напруг. У режимі розряду акумулятор можна вважати повністю зарядженим, коли на ньому напруга дорівнює 6,3 В, коли він повністю розрядиться, напруга знизиться до 5,9 В. У процесі зарядки напруги інші, повністю зарядженим вважається акумулятор, напруга на клемах якого 7, 4 В. У зв'язку з цим і вироблено алгоритм роботи індикатора: якщо зарядний пристрій не підключено, тобто на клемі "+ Зор." немає напруги, «помаранчеві» кристали двоколірних світлодіодів знеструмлені і транзистор Т1 замкнений. DA1 формує опорну напругу, що визначається резистором R8. Опорна напруга подається на лінійку компараторів ОР1.1 - ОР1.4, на яких і власне реалізований вольтметр. Щоб побачити, скільки заряду залишилося в акумуляторі, потрібно натиснути кнопку S1. При цьому буде подано напругу живлення на всю схему та в залежності від напруги на акумуляторі загориться певна кількість зелених світлодіодів. При повному заряді горітиме весь стовпчик з 5 зелених світлодіодів, при повному розряді - тільки один, найнижчий світлодіод. При необхідності напругу коригують, підбираючи опір резистора R8. Якщо зарядний пристрій увімкнено, через клему «+ Зор.» і діод D1 напруга надходить на схему, включаючи помаранчеві частини світлодіодів. Крім того, відкривається Т1 і підключає паралельно резистори R8 резистор R9, в результаті чого опорна напруга, що формується DA1 збільшується, що призводить до зміни порогів спрацьовування компараторів - вольтметр перебудовується на більш високу напругу. У цьому режимі весь час, поки акумулятор заряджається, індикатор відображає процес його заряджання також стовпчиком світлодіодів, що світяться, тільки цього разу стовпчик помаранчевий.

Саморобний ліхтарик на світлодіодах

Стаття присвячується туристам-радіоаматорам, і всім, хто так чи інакше стикався з проблемою економічного джерела освітлення (наприклад, намети вночі). Хоча останнім часом ліхтарями на світлодіодах нікого не здивуєш, я все ж таки поділюся своїм досвідом у створенні подібного приладу, а також постараюся відповісти на питання тих, хто захоче повторити конструкцію.

Примітка:стаття розрахована на "просунутих" радіоаматорів, які добре знають закон Ома і тримали в руках паяльник.

За основу було взято покупний ліхтарик "VARTA" з живленням від двох батарейок типу АА:

https://pandia.ru/text/78/440/images/image006_50.jpg" width="600" height="277 src=">

А ось як виглядає схема у зібраному вигляді:

опорних точок служать ніжки DIP-мікросхеми.

Декілька пояснень до схеми: Електролітичні конденсатори - танталові ЧІП. Вони мають низький послідовний опір, що дещо покращує ККД. Діод Шоттки – SM5818. Дроселі довелося з'єднати два в паралель, тому що не виявилося відповідного номіналу. Конденсатор С2 – К10-17б. Світлодіоди - надяскраві білі L-53PWC "Kingbright". Як видно на малюнку, вся схема легко вмістилася в порожньому просторі світловипромінюючого вузла.
Вихідна напруга стабілізатора у цій схемі включення дорівнює 3.3В. Оскільки падіння напруги на діодах у номінальному діапазоні струмів (15-30мА) становить близько 3.1В, то зайві 200мВ довелося висіяти на резисторі, послідовно включеному з виходом. Крім того, невеликий послідовний резистор покращує лінійність навантаження та стабільність схеми. Пов'язано це з тим, що діод має негативний ТКС і при розігріві його пряме падіння напруги зменшується, що призводить до різкого зростання струму через діод, при живленні його від джерела напруги. Розрівнювати струми через паралельно включені діоди не довелося – відмінності яскравості на око не спостерігалося. Тим більше, що діоди були одного типу та взяті з однієї коробки.
Тепер про конструкцію світловипромінювача. Мабуть, це найцікавіша деталь. Як видно на фотографіях, світлодіоди у схемі не запаяні намертво, а є частиною конструкції, що знімається. Це я вирішив зробити для того, щоб не курочити ліхтарик, і при нагоді в нього можна було б вставити звичайну лампочку. В результаті довгих роздумів щодо вбивства двох зайців народилася ось така конструкція:

Думаю, що особливих пояснень тут не потрібне. Потрошиться рідна лампочка від цього ж ліхтарика, у фланці з 4-х сторін робляться 4 пропили (один там уже був). 4 світлодіоди розташовуються симетрично по колу з деяким розчепіром для більшого кута охоплення (довелося трохи підпиляти їх біля основи). Плюсові висновки (так вийшло за схемою) припаюються на цоколь біля пропилів, а мінусові вставляються зсередини в центральний отвір цоколя, обрізаються і теж пропаюються. В результаті виходить такий ось "ламподіод", що встає на місце звичайної лампочки розжарювання.

І насамкінець, про результати випробувань. Для тестування були взяті напівдохлі батарейки, щоб швидше довести їх до фінішу і зрозуміти, на що здатний новий ліхтар. Вимірювалася напруга батарей, напруга на навантаженні та струм через навантаження. Прогін починався з напруги батареї 2.5В, при якому світлодіоди вже не горять. Стабілізація вихідної напруги (3.3В) тривала до зниження напруги живлення до ~1.2В. Струм навантаження при цьому становив близько 100мА (~ по 25мА на діод). Потім вихідна напруга почала плавно знижуватися. Схема перейшла в інший режим роботи, за якого вона вже не стабілізує, а видає на вихід усе, що може. У такому режимі вона пропрацювала до напруги 0.5В! Вихідна напруга при цьому впала до 2.7В, а струм зі 100мА до 8мА. Діоди все ще горіли, але їхньої яскравості вистачало тільки на освітлення замкової щілини в темному під'їзді. Після цього батарейки практично перестали розряджатися, тому що схема перестала споживати струм. Поганявши схему в такому режимі ще 10 хвилин, мені стало нудно, і я її вимкнув, тому що подальший прогін інтересу не представляв.

Яскравість світіння порівнювалася зі звичайною лампочкою розжарювання за такої ж споживаної потужності. У ліхтарик вставлялася лампочка 1В 0.068А, яка при напрузі 3.1В споживала приблизно такий самий струм, як і світлодіоди (близько 100мА). Результат на користь світлодіодів є однозначним.

Частина ІІ. Трохи про ККД або "Немає межі досконалості".

Пройшло більше місяця з того часу, як я зібрав свою першу схему для живлення світлодіодного ліхтарика і написав про це у вищевикладеній статті. На мій подив, тема виявилася дуже популярною, судячи з кількості відгуків та відвідувань сайту. З тих пір у мене з'явилося деяке розуміння предмета:), і я вважав своїм обов'язком підійти до теми серйозніше і провести ретельніші дослідження. На цю думку мене навело також і спілкування з людьми, які вирішували такі завдання. Про деякі нові результати я й хочу розповісти.

По-перше, мені слід було б відразу виміряти ККД схеми, який виявився підозріло низьким (близько 63% при свіжих батарейках). По-друге, я зрозумів головну причину такого низького ККД. Справа в тому, що ті мініатюрні дроселі, які я використовував у схемі, мають надзвичайно високий омічний опір - близько 1.5ом. Ні про яку економію електроенергії з такими втратами не могло бути й мови. По-третє, я виявив, що величина індуктивності та вихідної ємності теж позначаються на ККД, хоча й не так помітно.

Використовувати стрижневий дросель типу ДМ якось не хотілося через його великий розмір, тому вирішив виготовити дросель самостійно. Ідея проста - потрібен маловитковий дросель, намотаний відносно товстим дротом, і водночас досить компактний. Ідеальним рішенням виявилося кільце з µ-пермалою з проникністю близько 50. У продажу є готові дроселі на таких кільцях, які широко використовуються у всіляких імпульсних БП. У моєму розпорядженні виявився такий дросель на 10мкГ, що має 15 витків на кільці К10х4х5. Перемотати його не було жодних проблем. Індуктивність довелося підібрати за виміром ККД. У діапазоні 40-90мкГ зміни були дуже незначні, менше 40 – помітніші, а на 10мкГ стало зовсім погано. Піднімати вище 90мкГ я не став, тому що зростав омічний опір, а товстіший провід "роздмухував" габарити. У результаті, більше з естетичних міркувань, я зупинився на 40 витках дроту ПЕВ-0.25, тому що вони рівно лягли в один шар і вийшло близько 80мкГ. Активний опір вийшов близько 0.2 ом, а струм насичення за розрахунками - більше 3А, що вистачає за очі. В результаті конструкція зазнала певних змін, що, втім, не завадило їй зберегти свою компактність:

Лабораторні роботи" лабораторну роботу та зняв основні характеристики схеми:

1. Залежність вихідної напруги, виміряного на ємності С3 від вхідного. Цю характеристику я знімав і раніше і можу сказати, що заміна дроселя на добротніший дала більш горизонтальну поличку і різкий злам.

2. Цікаво було також простежити зміну струму, що споживається, в міру розряду батарейок. Добре видно типову для ключових стабілізаторів "негативність" вхідного опору. Пік споживання припав на точку, близьку до опорної напруги мікросхеми. Подальший спад напруги спричинив зниження опори, отже, і вихідної напруги. Різкий спад струму споживання у лівій частині графіка викликаний нелінійністю ВАХ діодів.

3. Ну і нарешті, обіцяний ККД. Тут він вимірювався вже по кінцевому ефекту, тобто по потужності, що розсіюється, на світлодіодах. (Відсотків 5 губиться на баластному опорі). Виробники чіпа не набрехали - при правильній схемі 87% він дає. Щоправда це лише за свіжих батарейок. У міру зростання споживаного струму ККД, звичайно, знижується. В екстремальній точці він узагалі падає до рівня паровоза. Зростання ККД при подальшому зниженні напруги практичної цінності не становить, тому що ліхтарик вже знаходиться "на подих" і світить дуже слабо.

Дивлячись на всі ці характеристики можна сказати, що ліхтар впевнено світить при спаді напруги живлення до 1В без помітного зниження яскравості, тобто схема фактично відпрацьовує триразове просідання напруги. Звичайна лампочка розжарювання при такому розряді батарей навряд чи буде придатною для освітлення.

Якщо щось комусь залишилося незрозумілим – пишіть. Відповім листом, або доповню цю статтю.

Володимир Ращенко, E-mail: rashenko (at) inp. nsk. su

травень, 2003р.

Велофара – що далі?

Отже, перша фарапобудована, випробувана та "обкатана". Якими є подальші перспективні напрямки світлодіодного фаробудування? Першим етапом, мабуть, буде подальше нарощування потужності. Планую будівництво 10-діодної фари з режимом роботи 5\10. Ну а подальше покращення якості потребує застосування складних мікроелектронних компонентів. Наприклад, мені здається, непогано б позбутися резисторів, що гасять \ вирівнюючих - адже на них губиться 30-40% енергії. І стабілізацію струму через світлодіоди незалежно від розрядженості джерела хотілося б мати. Найкращим варіантом було б послідовне включення всього ланцюга світлодіодів зі стабілізацією струму. А щоб не збільшувати кількість послідовних батарей, потрібно щоб ця схема ще й напруга збільшувала з 3 або 4,5 до 20-25 В. Такі ось, так би мовити, ТУ на розробку "ідеальної фари".
Виявилося, що спеціально для вирішення таких завдань випускаються спеціалізовані ІС. Область їх застосування – управління світлодіодами підсвічування РК-моніторів для мобільних пристроїв – ноутбуки. стільникові телефони і т. д. Вивів мене на цю інформацію Діма gdt (at) *****- СПАСИБІ!

Зокрема, лінійку ІС різного призначення для керування світлодіодами випускає фірма Maxim (Maxim Integrated Products, Inc), на сайті якої http://www.) була знайдена стаття "Solutions for Driving White LEDs" (Apr 23, 2002). Деякі з цих "рішень" відмінно підійдуть для велофари:

https://pandia.ru/text/78/440/images/image015_32.gif" width="391" height="331 src=">

Варіант 1. Мікросхема MAX1848, управління ланцюжком із 3х світлодіодів.

https://pandia.ru/text/78/440/images/image017_27.gif" width="477" height="342 src=">

Варіант 3:Можлива інша схема включення зворотного зв'язку – з дільника напруги.

https://pandia.ru/text/78/440/images/image019_21.gif" width="534" height="260 src=">

Варіант 5.Максимальна потужність, кілька ланцюжків світлодіодів, мікросхема MAX1698

струмове дзеркало", мікросхема MAX1916.

https://pandia.ru/text/78/440/images/image022_17.gif" width="464" height="184 src=">

Варіант 8.Мікросхема MAX1759.

https://pandia.ru/text/78/440/images/image024_12.gif" width="496" height="194 src=">

Варіант 10. Мікросхема MAX619 – мабуть. найпростіша схема включення. Працездатність при падінні вхідної напруги до 2 В. Навантаження 50 мА при Uвх.

https://pandia.ru/text/78/440/images/image026_15.gif" width="499" height="233 src=">

Варіант 12. Мікросхема ADP1110 - з чуток, більш поширена, ніж MAXи, працює починаючи з Uвх = 1,15 В ( !!! всього одна батарея!) Uвих. до 12 В

https://pandia.ru/text/78/440/images/image028_15.gif" width="446" height="187 src=">

Варіант 14. Мікросхема LTC1044 - дуже проста схема підключення, Uвх = від 1,5 до 9; Uвих = до 9 В; навантаження до 200мА (але втім, типове 60 мА)

Як бачите, виглядає все це дуже привабливо:-) Залишилося тільки десь знайти ці мікросхеми незадорого.

Ура! Знайдено ADP1руб. з ПДВ) Будуємо нову потужну фару!

10 світлодіодів, з перемиканням 610, п'ять ланцюжків по два.

MAX1848 White LED Step-Up Converter in SOT23

MAX1916 Low-Dropout, Constant-Current Triple White LED Bias Supply

Display Drivers and Display Power Application Notes and Tutorials

Charge Pump Versus Inductor Boost Converter for White LED Backlights

Buck/Boost Charge-Pump Regulator Powers White LEDs від Wide 1.6V to 5.5V Input

Analog ICs for 3V Systems

На сайті Rainbow Tech: Maxim: Прилади DC-DC перетворення(зведена таблиця)

На сайті Premier Electric: Імпульсні регулятори та контролери для ІП без гальв. розв'язки(зведена таблиця)

На сайті Averon - мікросхеми для джерел живлення(Analog Devices) – зведена таблиця

Живлення світлодіодів за допомогою ZXSC300

Юрій Давиденко. м. Луганськ
Адреса Email -
david_ukr (at) ***** (замініть (at) на @)

Доцільність використання світлодіодів у ліхтарях, велофарах, у пристроях місцевого та чергового освітлення на сьогоднішній день не викликає сумнівів. Світловіддача та потужність світлодіодів зростає, а ціни на них падають. Джерел світла, в яких замість звичної лампи розжарювання використовуються світлодіоди білого світіння ставати все більше і купити їх не важко. Магазини та ринки заповнені світлодіодною продукцією китайського виробництва. Але якість цієї продукції залишає бажати кращого. Тому виникає потреба в модернізації доступних (насамперед за ціною) світлодіодних джерел світла. Та й замінити лампи розжарювання на світлодіоди у добротних ліхтарях радянського виробництва теж має сенс. Сподіваюся, що подана далі інформація буде не зайвою.

    Завантажити статтю у форматі PDF- 1,95 Мб (Що це таке Кб

Як відомо, світлодіод має нелінійну вольтамперну характеристику з характерною "п'ятою" на початковій ділянці.

Рис. 1Вольт-амперна характеристика світлодіода білого світіння.

Як ми бачимо, світлодіод починає світитися, якщо на нього подано напругу більше 2,7 В. При живленні його від гальванічної або акумуляторної батареї, напруга якої в процесі експлуатації поступово зменшується, яскравість випромінювання буде змінюватися широких межах. Щоб уникнути цього необхідно живити світлодіод стабілізованим струмом. А струм має бути номінальним для цього типу світлодіода. Зазвичай для стандартних 5 мм світлодіодів він становить середньому 20 мА.

З цієї причини доводиться застосовувати електронні стабілізатори струму, які обмежують стабілізуючий струм, що протікає через світлодіод. Часто буває необхідно запитати світлодіод від одного або двох елементів живлення напругою 1,2 - 2,5 В. Для цього використовують перетворювачі напруги, що підвищують. Оскільки будь-який світлодіод є, по суті, струмовим приладом, точки зору енергоефективності вигідно забезпечувати пряме керування струмом, що протікає через нього. Це дозволяє виключити втрати, що виникають на баластному (токообмежувальному) резисторі.

Одним із оптимальних варіантів живлення різних світлодіодів від автономних джерел струму невеликої напруги 1-5 вольт є використання спеціалізованої мікросхеми ZXSC300 фірми ZETEX. ZXSC300 це імпульсний (індуктивний) перетворювач DC-DC з частотно-імпульсною модуляцією.

Розглянемо принцип роботи ZXSC300.

На малюнку Рис.2показано одну з типових схем живлення білого світлодіода імпульсним струмом за допомогою ZXSC300. Імпульсний режим живлення світлодіода дозволяє максимально ефективно використовувати енергію, яка є в батарейці або акумуляторі.

Крім самої мікросхеми ZXSC300 перетворювач містить: елемент живлення 1,5, накопичувальний дросель L1, силовий ключ - транзистор VT1, датчик струму - R1.

Працює перетворювач традиційним йому чином. Протягом деякого часу за рахунок імпульсу, що надходить з генератора G (через драйвер), транзистор VT1 відкритий і струм через дросель L1 наростає за лінійним законом. Процес триватиме до моменту, коли на датчику струму - низькоомному резисторі R1 падіння напруги досягне величини 19 мВ. Цієї напруги достатньо для перемикання компаратора (на другий вхід якого подано невелику зразкову напругу з дільника). Вихідна напруга з компаратора надходить на генератор, внаслідок чого силовий ключ VT1 закривається і енергія, накопичена в дроселі L1, надходить у світлодіод VD1. Далі процес повторюється. Таким чином, з первинного джерела живлення у світлодіод надходить фіксовані порції енергії, які він перетворює на світлову.

Управління енергією відбувається за допомогою частотно-імпульсної модуляції ЧІМ (PFM Pulse Frequency Modulation). Принцип ЧИМ у тому, що змінюється частота, а постійним залишається тривалість імпульсу чи паузи, відповідно, відкритого (On-Time) і закритого (Off-Time) стану ключа. У нашому випадку незмінним залишається час Off-Time, т. е. тривалість імпульсу, у якому зовнішній транзистор VT1 перебуває у закритому стані. Для контролера ZXSC300 Toff складає 1,7 мкс.

Цей час достатньо передачі накопиченої енергії з дроселя в світлодіод. Тривалість імпульсу Ton, протягом якого відкритий VT1, визначається величиною струмовимірювального резистора R1, вхідною напругою і різницею між вхідною і вихідною напругою, а енергія, яка накопичується в дроселі L1, залежатиме від його величини. Оптимальним вважається, коли повний період Т дорівнює 5мкс (Toff+Ton). Відповідна робоча частота F = 1/5мкс = 200 кГц.

При вказаних на схемі Рис.2 номіналах елементів осцилограма імпульсів напруги на світлодіоді має вигляд

Рис.3вид імпульсів напруги на світлодіоді. (сітка 1В/поділ, 1мкс/поділ)

Трохи докладніше про використовувані деталі.

Транзистор VT1 - FMMT617, n-р-n транзистор з гарантованою напругою насичення колектор-емітер не більше 100 мВ при струмі колектора 1 А. Здатний витримувати імпульсний струм колектора до 12 А (постійний 3 А), напруга колектор-ем передачі струму 150...240. Динамічні характеристики транзистора: час увімкнення/вимкнення 120/160 нс, f = 120 МГц, вихідна ємність 30 пф.

FMMT617 є найкращим комутаційним пристроєм, який можна використовувати спільно з ZXSC300. Він дозволяє отримати високий ККД перетворення при вхідному напрузі менше одного вольта.

Накопичувальний дросель L1.

Як накопичувальний дросель можна використовувати як промислові SMD Power Inductor, так і саморобні. Дросель L1 повинен витримувати максимальний струм силового ключа VT1 без насичення магнітопроводу. Активний опір обмотки дроселя не повинен перевищувати 0,1 Ом або ККД перетворювача помітно знизитися. Як сердечник для самостійного намотування добре підходять кільцеві магнітопроводи (К10x4x5) від дроселів фільтрів живлення, що використовуються в старих комп'ютерних материнських платах. На сьогоднішній день комп'ютерне «залізо» можна придбати за непрямими цінами на будь-якому радіоринку. А «залізо» - це невичерпне джерело різноманітних деталей для радіоаматорів. При самостійному намотуванні для контролю знадобиться вимірювач індуктивності.

Струмовимірювальний резистор R1. Низькоомний резистор R1 47мОм отриманий паралельним з'єднанням двох SMD резисторів типорозміру1206 0,1 Ом.

Світлодіод VD1.

Світлодіод VD1 білого світіння з номінальним робочим струмом 150 мА. В авторській конструкції використовується два чотирикристалічні світлодіоди з'єднані паралельно. Номінальний струм одного їх становить 100 мА, іншого 60 мА. Робочий струм світлодіода визначений шляхом пропускання через нього, стабілізованого постійного струму та контролю температури катодного (мінусового) виведення, що є радіатором та відводить тепло від кристала.

При номінальному робочому струмі температура тепловідвідного виводу не повинна перевищувати градусів. Замість одного світлодіода VD1 також можна використовувати вісім паралельно з'єднаних стандартних 5 мм світлодіодів зі струмом 20 мА.

Зовнішній вигляд пристрою

Рис. 4a.

Рис. 4b.

Показано на Мал. 5

Рис. 5(Розмір 14 на 17 мм).

При розробці плат для подібних пристроїв необхідно прагнути до мінімальних значень ємності та індуктивності провідника, що з'єднує До VT1 з накопичувальним дроселем і світлодіодом, а також до мінімальних індуктивності та активного опору вхідних та вихідних ланцюгів та загального дроту. Опір контактів і проводів через які надходить напруга живлення має бути також мінімальним.

на наступних схемах Мал. 6 та Мал. 7 показаний спосіб живлення потужних світлодіодів типу Luxeon з номінальним робочим струмом 350 мА

Рис. 6Спосіб живлення потужних світлодіодів типу Luxeon

Рис. 7Спосіб живлення потужних світлодіодів типу Luxeon - ZXSC300 запитана від вихідної напруги.

На відміну від розглянутої раніше схеми, тут живлення світлодіода відбувається. не імпульсним, а постійним струмом. Це дозволяє легко контролювати робочий струм світлодіода та ККД всього пристрою. Особливість перетворювача Рис. 7 полягає в тому, що ZXSC300 запитана від вихідної напруги. Це дозволяє ZXSC300 працювати (після запуску) при зниженні вхідної напруги до 0,5 В. Діод VD1 - Шотки розрахований на струм 2А. Конденсатори С1 та С3 – керамічні SMD, С2 та С3 – танталові SMD. Кількість світлодіодів послідовно з'єднана.

Опір струмовимірювального резистора, мОм.

Індуктивність накопичувального дроселя, мкГн.

На сьогоднішній день стали доступні у використанні потужні 3-5 Вт світлодіоди різних виробників (як іменитих так і не дуже).

І в цьому випадку застосування ZXSC300 дозволяє легко вирішити задачу ефективного живлення світлодіодів з робочим струмом 1 А та більше.

Як силовий ключ у даній схемі зручно використовувати підходящий за потужністю n-канальний (працюючий від 3 В) Power MOSFET, можна також використовувати складання серії FETKY MOSFET (з діодом Шотки в одному корпусі SO-8).

За допомогою ZXSC300 та кількох світлодіодів можна легко вдихнути друге життя у старий ліхтар. Модернізації було піддано акумуляторний ліхтар ФАР-3.

Рис.11

Світлодіоди використовувалися 4-х кристальні з номінальним струмом 100 мА – 6 шт. З'єднані послідовно по 3. Для керування світловим потоком застосовані два перетворювачі на ZXSC300, що мають незалежне вкл/викл. Кожен перетворювач працює на власну трійку світлодіод.

Рис.12

Плати перетворювачів виконані на двосторонньому склотекстоліті, друга сторона з'єднана з мінусом живлення.

Рис.13

Рис.14

У ліхтарі ФАР-3 як елементи живлення використовуються три герметичні акумулятори НКГК-11Д (KCSL 11). Номінальна напруга цієї батареї 3,6 В. Кінцева напруга розрядженої батареї становить 3 В (1 на елемент). Подальший розряд небажаний, оскільки це призводить до скорочення терміну служби батареї. А подальший розряд можливий – перетворювачі на ZXSC300 працюють, як ми пам'ятаємо, аж до 0,9 Ст.

Тому контролю напруги на батареї було спроектовано пристрій, схема якого показано на Рис. 15.

Рис.15

У цьому пристрої використовується недорога доступна елементна база. DA1 - LM393 всім відомий здвоєний компаратор. Опорна напруга 2,5 отримуємо за допомогою TL431 (аналог КР142ЕН19). Напруга спрацьовування компаратора DA1.1 близько 3 В задається дільником R2 - R3 (для точного спрацьовування може знадобитися вибір цих елементів). Коли напруга на батареї GB1 знижується до 3 В спалахує червоний світлодіод HL1, якщо напруга більше 3 В то HL1 гасне і спалахує зелений світлодіод HL2. Резистор R4 визначає гістерезис компаратора.

Друкована плата пристрою контролю показана на Рис. 16 (розмір 34 на 20 мм.

Якщо у вас виникли труднощі з придбанням мікросхеми ZXSC300, транзистора FMMT617 або низькоомних резисторів SMD 0,1 Ом, можна звертатися до автора на e-mail david_ukr (аt) *****

Ви можете придбати наступні компоненти (доставка поштою)

Елементи

Кількість

Ціна, $

Ціна, грн

Мікросхема ZXSC 300 + транзистор FMMT 617

Резистор 0,1 Ом SMD типорозмір 0805

Друкована плата Рис. 8

    Завантажити статтю у форматі PDF- 1,95 Мб Завантажити статтю у форматі DjVU(Що це такеКб

Робимо ліхтарик на світлодіодах своїми руками

З часів винаходу електричного освітлення вченими створювалися дедалі економічніші джерела. Але справжнім проривом у цій галузі став винахід світлодіодів, які не поступаються силою світлового потоку попередникам, проте витрачають у багато разів менше електроенергії. Їх створенню, починаючи від першого індикаторного елемента і закінчуючи найяскравішим на сьогодні діодом «Cree», передувала величезна кількість роботи. Сьогодні ми спробуємо розібрати різні характеристики світлодіодів, дізнаємось, як еволюціонували ці елементи та як їх класифікують.

Читайте у статті:

Принцип роботи та влаштування світлових діодів

Світлодіоди відрізняє від звичних освітлювальних приладів відсутність у ньому нитки напруження, тендітної колби та газу в ній. Це принципово відмінний них елемент. Говорячи науковою мовою, світіння створюється з допомогою наявності у ньому матеріалів р- і n-типу. Перші накопичують позитивний заряд, а другі негативний. Матеріали р-типу накопичують у собі електрони, тоді як у n-типі утворюються дірки (місця, де електрони відсутні). У момент появи на контактах електричного заряду вони прямують до р-n-переходу, де кожен електрон інжектується саме в р-тип. З боку зворотного, негативного контакту n-типу в результаті подібного руху виникає свічення. Воно обумовлено виділенням фотонів. При цьому не всі фотони випромінюють видиме людським оком світло. Сила, що змушує рухатися електрони, називається струмом світлодіода.

Ця інформація ні до чого звичайному обивателю. Досить знати, що світлодіод має міцний корпус та контакти, яких може бути від 2-х до 4-х, а також те, що кожен світлодіод має свою номінальну напругу, необхідну для свічення.


Корисно знати!Підключення здійснюється завжди в однаковому порядку. Це означає, що якщо до контакту "-" на елементі підключити "+", то світіння не буде - матеріали р-типу просто не зможуть зарядитися, а значить, не буде і руху до переходу.

Класифікація світлодіодів за їх сферою застосування

Такі елементи можуть бути індикаторними та освітлювальними. Перші були винайдені раніше других, причому вони вже давно використовуються в радіоелектроніці. А ось з появою першого освітлювального світлодіода розпочався справжній прорив у електротехніці. Попит на освітлювальні прилади такого типу неухильно зростає. Але й прогрес не стоїть на місці – винаходяться та впроваджуються у виробництво все нові види, які стають все яскравішими, не споживаючи при цьому більше енергії. Розберемо докладніше, якими бувають світлодіоди.

Індикаторні світлодіоди: трохи історії

Перший такий світлодіод червоного кольору було створено у середині ХХ століття. Хоча він мав низьку енергоефективність і випромінював тьмяне світіння, напрямок виявився перспективним і розробки у цій обрості продовжилися. У 70-х роках з'являються зелені та жовті елементи, а роботи щодо їх удосконалення не припиняються. До 90-го року сила їхнього світлового потоку досягає 1 Люмена.


1993 ознаменований появою в Японії першого синього світлодіода, який був набагато яскравіше попередників. Це означало, що тепер, поєднуючи три кольори (які й становлять усі відтінки веселки), можна отримати будь-хто. На початку 2000-х сила світлового потоку вже сягає 100 люменів. В наш час світлодіоди не перестають удосконалюватися, нарощуючи яскравість без збільшення споживаної потужності.

Використання світлодіодів у побутовому та промисловому освітленні

Зараз подібні елементи використовуються у всіх галузях, чи то машино- або автомобілебудування, освітлення виробничих цехів, вулиць чи квартир. Якщо взяти останні розробки, можна сказати, що навіть характеристики світлодіодів для ліхтариків часом не поступаються старим галогеновим лампам на 220 В. Спробуємо навести один приклад. Якщо взяти характеристики світлодіода 3 Вт, то вони будуть зіставні з даними лампи розжарювання із споживанням 20-25 Вт. Виходить економія електроенергії майже в 10 разів, що при повсякденному постійному використанні в квартирі дає дуже істотну вигоду.


Чим хороші світлодіоди і чи є у них мінуси

Про позитивні якості світлових діодів можна сказати багато. Основними з них можна назвати:

Що ж до негативних сторін, то їх лише дві:

  • Працюють лише з постійною напругою;
  • Випливає з першого – висока вартість ламп на їх основі через необхідність використання (електронного стабілізуючого блоку).

Які основні характеристики світлодіодів?

При виборі таких елементів для тієї чи іншої мети кожен звертає увагу на їх технічні дані. Основне, на що слід звернути увагу, купуючи прилади на їхній основі:

  • струм споживання;
  • Номінальну напругу;
  • споживана потужність;
  • температура кольору;
  • сила світлового потоку.

Це те, що ми можемо побачити на маркуванні. Насправді ж, характеристик набагато більше. Про них зараз і поговоримо.

Струм споживання світлодіода – що це таке

Струм споживання світлодіода дорівнює 0.02 А. Але це стосується лише елементів з одним кристалом. Існують і потужніші світлові діоди, у складі яких може бути 2, 3 і навіть 4 кристали. У цьому випадку струм споживання збільшуватиметься, кратно числу чіпів. Саме цей параметр і диктує необхідність підбору резистора, що впаюється на вводі. В цьому випадку опір світлодіода не дає високому струму миттєво спалити LED елемент. Це може статися через високий струм мережі.


Номінальну напругу

Напруга світлодіода має пряму залежність від його кольору. Це відбувається через різницю матеріалів для їх виготовлення. Розглянемо цю залежність.

Колір світлодіодаМатеріалПряма напруга при 20 мА
Типове значення (В)Діапазон (В)
ІЧGaAs, GaAlAs1,2 1,1-1,6
червонийGaAsP, GaP, AlInGaP2,0 1,5-2,6
ПомаранчевийGaAsP, GaP, AlGaInP2,0 1,7-2,8
ЖовтийGaAsP, AlInGaP, GaP2,0 1,7-2,5
ЗеленийGaP, InGaN2,2 1,7-4,0
БлакитнийZnSe, InGaN3,6 3,2-4,5
БілийСиній/УФ діод із люмінофором3,6 2,7-4,3

Опір світлових діодів

Сам собою один і той же світлодіод може мати різний опір. Змінюється воно залежно від включення до ланцюга. В один бік – близько 1 ком, в інший – кілька МОм. Але тут є власний нюанс. Опір світлодіода нелінійний. Це означає, що воно може змінюватися в залежності від напруги, що подається на нього. Що напруга, то нижче буде опір.


Світловіддача та кут світіння

Кут світлового потоку світлодіодів може відрізнятися, залежно від їхньої форми та матеріалу виготовлення. Він може перевищувати 120 0 . З цієї причини, якщо потрібно більше розсіювання, застосовують спеціальні відбивачі та лінзи. Це якість «спрямованого світла» та сприяє найбільшій силі світлового потоку, яка може досягати 300-350 Лм у одного світлодіода на 3 Вт.

Потужність світлодіодних ламп

Потужність світлодіода – величина суто індивідуальна. Вона може змінюватись в діапазоні від 0.5 до 3 Вт. Визначити її можна за законом Ома P = I × U , де I - Сила струму, а U - Напруга світлодіода.

Потужність – досить важливий показник. Особливо коли необхідно розрахувати, який необхідний для тієї чи іншої кількості елементів.

кольорова температура

Цей параметр схожий на інші лампи. Найбільш наближені до температурного спектру до світлодіодних люмінесцентних ламп. Вимірюється колірна температура К (Кельвін). Свічення може бути теплим (2700-3000К), нейтральним (3500-4000К) або холодним (5700-7000К). Насправді відтінків набагато більше, тут вказані основні.


Розмір чіпа LED елемента

Цей параметр самостійно виміряти при покупці не вдасться і зараз шановному читачеві стане зрозумілим чому. Найпоширеніші розміри – це 45х45 mil та 30х30 mil (відповідають 1 Вт), 24х40 mil (0.75 Вт) та 24х24 mil (0.5 Вт). Якщо перевести в більш звичайну систему вимірювань, то 30х30 mil дорівнюватимуть 0.762х0.762мм.

Чіпів (кристалів) в одному світлодіоді може бути багато. Якщо елемент не має шару люмінофора (RGB – кольоровий), кількість кристалів можна підрахувати.

Важливо!Не варто купувати дуже дешеві світлодіоди китайського виробництва. Вони можуть виявитися не лише низькою якістю, а й характеристики їх найчастіше завищені.


Що таке SMD світлодіоди: їх характеристики та відмінність від звичайних

Чітка розшифровка цієї абревіатури виглядає як Surface Mount Devices, що в буквальному перекладі означає «монтується на поверхні». Щоб було зрозуміліше, можна згадати, що звичайні світлові діоди циліндричної форми на ніжках утоплюються ними в плату і припаюються з іншого боку. На відміну від них SMD-компоненти фіксуються лапками з тієї ж сторони, де знаходяться самі. Такий монтаж дозволяє створити двосторонні друковані плати.

Такі світлодіоди набагато яскравіші і компактніші за звичайні і є елементами нового покоління. Їхні габарити вказуються в маркуванні. Але не варто плутати розмір SMD світлодіода та кристала (чіпа) яких у складі компонента може бути безліч. Розберемо кілька таких світлових діодів.


Параметри LED SMD2835: розміри та характеристики

Багато майстрів-початківців плутають маркування SMD2835 з SMD3528. З одного боку вони мають бути однакові, адже маркування вказує, що ці світлодіоди мають розмір 2.8х3.5 мм та 3.5 на 2.8 мм, що одне й те саме. Однак це помилка. Технічні характеристики світлодіода SMD2835 набагато вищі, при цьому він має товщину всього 0.7 мм проти 2 мм у SMD3528. Розглянемо дані SMD2835 з різною потужністю:

ПараметрКитайський 28352835 0,2W2835 0,5W2835 1W
Сила світлового потоку, Лм8 20 50 100
Потужність, Вт0,09 0,2 0,5 1
Температура в градусах С+60 +80 +80 +110
Струм споживання, ма25 60 150 300
Напруга, В3,2

Як можна зрозуміти, технічні характеристики SMD2835 можуть досить різноманітні. Все залежить від кількості та якості кристалів.

Характеристики світлодіода 5050: більш габаритний SMD-компонент

Досить дивно, що при великих габаритах цей світлодіод має меншу силу світлового потоку, ніж попередній варіант – 18-20 Лм. Причиною цього мала кількість кристалів - зазвичай їх всього два. Найбільш поширене застосування такі елементи знайшли у світлодіодних стрічках. Щільність з смуги зазвичай становить 60 шт/м, що загалом дає близько 900 Лм/м. Перевага їх у цьому випадку в тому, що стрічка дає рівномірне спокійне світло. При цьому кут її освітлення максимальний і дорівнює 1200.


Випускаються такі елементи з білим світінням (холодного або теплого відтінку), одноколірними (червоний, синій або зелений), триколірними (RGB), а також чотириколірними (RGBW).

Характеристики світлодіодів SMD5730

Порівняно з цим компонентом, попередні вже вважаються застарілими. Їх уже можна назвати навіть над яскравими світлодіодами. 3 вольти, які живлять і 5050 і 2835 видають тут до 50 Лм при 0.5 Вт. Технічні характеристики SMD5730 набагато вище, а значить їх необхідно розглянути.

І все-таки це не найяскравіший із SMD-компонентів світлодіод. Порівняно недавно на російському ринку з'явилися елементи, які в прямому розумінні заткнули за пояс всі інші. Про них зараз і йтиметься.


Світлодіоди «Cree»: характеристики та технічні дані

Сьогодні аналогів продукції фірми Cree немає. Характеристики понад яскраві світлодіоди їх виробництва справді вражають. Якщо попередні елементи могли похвалитися силою світлового потоку лише в 50 Лм з одного кристала, то, наприклад, характеристики світлодіода XHP35 від Cree говорять про 1300-1500 Лм так само від одного чіпа. Але й потужність їх більша – вона становить 13 Вт.

Якщо узагальнити характеристики різних модифікацій та моделей світлодіодів цієї марки, то можна побачити таке:

Сила світлового потоку SMD LED Cree називається біном, який в обов'язковому порядку проставляється на упаковці. Останнім часом з'явилося дуже багато підробок під цю марку, переважно китайського виробництва. При покупці їх складно відрізнити, а вже через місяць використання їх світло тьмяніє і вони перестають відрізнятися від інших. За досить високої вартості таке придбання стане неприємним сюрпризом.


Пропонуємо Вам невелике відео на цю тему:

Перевірка світлодіода мультиметром – як її виконати

Найпростішим і найдоступнішим способом є «продзвонювання». На мультиметрах є окреме положення перемикача спеціально для діодів. Переключивши прилад у потрібну позицію, торкаємося щупами до ніжок світлодіода. Якщо на дисплеї з'явилася цифра «1», слід змінити полярність. У цьому положенні зумер мультиметра повинен видавати звуковий сигнал, а світлодіод світиться. Якщо подібного не сталося, то він вийшов з ладу. Якщо ж світловий діод справний, але при впайку його в схему не працює, цьому може бути дві причини - неправильне його розташування або вихід з ладу резистора (у сучасних SMD-компонентів він вже вбудований, що буде ясно в процесі продзвонювання).


Колірне маркування світлових діодів

Загальноприйнятого світового маркування подібних виробів немає, кожен виробник позначає колір так, як це зручно. У Росії застосовують колірну маркування світлодіодів, але нею мало хто користується, тому, як список елементів з літерними позначеннями досить значний і запам'ятовувати його навряд чи захочеться комусь. Найбільш поширене літерне позначення, яке багато хто і вважає загальноприйнятим. Але таке маркування найчастіше зустрічається не на потужних елементах, а на світлодіодних стрічках.


Розшифровка коду маркування світлодіодної стрічки

Щоб зрозуміти, як маркується стрічка, потрібно звернути увагу на таблицю:

Позиція у кодіПризначенняПозначенняРозшифровка позначення
1 Джерело світлаLEDСвітлодіод
2 Колір світінняRчервоний
GЗелений
BСиній
RGBБудь-який
CWБілий
3 Спосіб монтажуSMDSurface Mounted Device (Пристрій, що монтується на поверхню)
4 Розмір чіпа3028 3,0 х 2,8 мм
3528 3,5 х 2,8 мм
2835 2,8 х 3,5 мм
5050 5,0 х 5,0 мм
5 Кількість світлодіодів на метр довжини30
60
120
6 Ступінь захисту:IPInternational Protection
7 Від проникнення твердих предметів0-6 Відповідно до ГОСТ 14254-96 (стандарт МЕК 529-89) «Ступені захисту, що забезпечуються оболонками (код IP)»
8 Від проникнення рідини0-6

Наприклад візьмемо конкретне маркування LED CW SMD5050/60 IP68. З неї можна зрозуміти, що перед нами світлодіодна стрічка білого кольору для поверхневого монтажу. Елементи, встановлені у ньому, мають розмір 5х5мм, у кількості 60 прим/м. Ступінь захисту дозволяє їй тривалий час працювати під водою.


Що можна зробити зі світлодіодів своїми руками?

Це питання дуже цікаве. І якщо відповідати на нього розгорнуто, то на це знадобиться дуже багато часу. Найчастіше застосування світлових діодів – це підсвічування підвісних та натяжних стель, робочої зони на кухні або навіть клавіатури комп'ютера.

Думка експерта

Інженер-проектувальник ЕС, ЕМ, ЕО (електропостачання, електрообладнання, внутрішнє освітлення) ТОВ "АСП Північний Захід"

Запитати у спеціаліста

“Для роботи таких елементів потрібний стабілізатор живлення або контролер. Його можна взяти навіть із старої китайської гірлянди. Багато "умільців" пишуть, що досить звичайного понижуючого трансформатора, але це не так. У цьому випадку діоди моргатимуть.”


Стабілізатор струму – яку функцію виконує

Стабілізатор для світлодіодів – це джерело живлення, яке знижує напругу та вирівнює струм. Іншими словами, створює умови для нормальної роботи елементів. При цьому він захищає від підвищення чи падіння напруги на світлодіодах. Існують стабілізатори, які можуть не тільки регулювати напругу, забезпечуючи плавне згасання світлових елементів, але й керувати режимами кольору або мерехтіння. Вони називаються контролерами. Такі пристрої можна побачити на гірляндах. Також вони продаються в магазинах електротехніки для комутації з RGB-стрічками. Такі контролери оснащуються пультами дистанційного керування.

Схема такого пристрою не складна, і при бажанні найпростіший стабілізатор можна виготовити своїми руками. Для цього знадобляться лише невеликі знання у радіоелектроніці та вміння тримати в руках паяльник.


Денні ходові вогні на автомобіль

Застосування світлових діодів автомобільної промисловості досить поширене. Наприклад, ДХО виготовляються виключно за їх допомогою. Але якщо авто не оснащене ходовими вогнями, їх придбання може вдарити по кишені. Багато автолюбителів обходяться дешевою світлодіодною стрічкою, але це не дуже вдала думка. Особливо якщо сила її світлового потоку невелика. Непоганим виходом може стати придбання стрічки, що самоклеїться, на діодах «Cree».

Цілком можна зробити ДХО і за допомогою тих, що вже вийшли з ладу, помістивши всередину старих корпусів нові, потужні діоди.

Важливо!Денні ходові вогні створені саме для того, щоб авто було помітно вдень, а не вночі. Немає сенсу перевіряти, як вони світитимуть, у темну пору доби. ДХО мають бути помітні при світлі сонця.


Миготливі світлодіоди – для чого це потрібно?

Непоганим варіантом використання таких елементів стане рекламне табло. Але якщо воно статично світиться, то це не приверне належної уваги. Основним завданням є складання та спайка щита – для цього потрібні деякі навички, набути яких нескладно. Після збирання можна вмонтувати контролер від тієї ж гірлянди. В результаті виходить миготлива реклама, яка явно приверне увагу.

Кольорова музика на світлових діодах – чи складно її зробити

Ця робота вже не для новачків. Для того, щоб зібрати повноцінну музику кольору своїми руками потрібен не тільки точний розрахунок елементів, але і знання радіоелектроніки. Але все ж таки найпростіший її варіант цілком під силу кожному.


У магазинах радіоелектроніки завжди можна знайти датчик звуку, та й у багатьох сучасних вимикачах він є (світло по бавовні). Якщо у Вас є світлодіодна стрічка та стабілізатор, то пустивши з блока живлення «+» на смугу через подібну хлопушку можна досягти бажаного результату.

Індикатор напруги: що робити, якщо він перегорів

Сучасні індикаторні викрутки складаються якраз із світлового діода та опорів із ізолятором. Найчастіше це ебонітова вставка. При перегоранні елемента всередині його можна замінити на новий. А колір вже вибиратиме сам умілець.


Ще один із варіантів – це виготовлення продзвонювання ланцюга. Для цього знадобиться 2 пальчикові батареї, проводи і світловий діод. З'єднавши елементи живлення послідовно, одну їх ніжок елемента припаюємо до плюс батареї. Проводи будуть йти від іншої ніжки та від мінуса батареї. У результаті при замиканні діод засвітиться (якщо полярність не переплутати).

Схеми підключення світлодіодів - як правильно виконати

Подібні елементи можна підключити двома способами – послідовно та паралельно. При цьому не можна забувати, що світловий діод має бути розташований правильно. Інакше схема не працюватиме. У звичайних елементах з циліндричною формою це можна визначити так: на катоді (-) видно прапорець, він трохи більший за анод (+).


Як розрахувати опір світлодіоду

Розрахунок опору світлового діода дуже важливий. Інакше елемент просто згорить, не витримавши величини струму мережі.

Зробити це можна за формулою:

R = (VS - VL) / I, де

  • VS - напруга живлення;
  • VL номінальну напругу для світлодіода;
  • I - Струм світлодіода (зазвичай це 0.02 А, що дорівнює 20 мА).

За бажання можливо все. Схема досить проста – використовуємо блок живлення від зламаного мобільного телефону чи будь-якого іншого. Головне, щоб у ньому був випрямляч. Важливо не перестаратися із навантаженням (з чисельністю діодів), інакше є ризик спалити блок живлення. Стандартний зарядний пристрій цілком витримає 6-12 елементів. Можна змонтувати кольорове підсвічування для клавіатури комп'ютера, взявши по 2 сині, білі, червоні, зелені та жовті елементи. Виходить досить гарно.

Корисна інформація!Напруга, що видає блок живлення, дорівнює 3.7 В. Це означає, що діоди потрібно з'єднати послідовно скомутованими парами паралельно.

Паралельне та послідовне з'єднання: як вони виконуються

За законами фізики та електротехніки при паралельному з'єднанні напруга розподіляється поступово за всіма споживачам, залишаючись постійним кожному їх. При послідовному монтажі потік ділиться і кожному зі споживачів воно стає кратним їх кількості. Якщо взяти 8 світлових діодів, з'єднаних послідовно, вони будуть нормально працювати від 12 В. Якщо ж з підключити паралельно - вони згорять.


Підключення світлових діодів на 12 В як найоптимальніший варіант

Будь-яка світлодіодна стрічка розрахована на підключення до стабілізатора, що видає 12 або 24 В. Сьогодні на прилавках російських магазинів представлений величезний асортимент виробів різних виробників з цими параметрами. Але все ж таки переважають стрічки та контролери саме 12 В. Ця напруга безпечніша для людини, та й вартість таких приладів нижча. Про самостійне підключення до мережі 12 В говорилося трохи вище, ну а з підключенням до контролера проблем виникнути не повинно - до них додається схема, з якою розбереться навіть школяр.


На закінчення

Популярність, яку набирають світлові діоди, не може не тішити. Адже це змушує прогрес рухатись уперед. І хто знає, можливо, вже найближчим часом з'являться нові світлодіоди, які будуть на порядок вищі за характеристиками, ніж існуючі зараз.

Сподіваємось, наша стаття була корисна шановному читачеві. У разі виникнення питань на тему просимо ставити їх у обговореннях. Наша команда завжди готова відповісти на них. Пишіть, ділитеся досвідом, адже він може допомогти комусь.

Відео: як правильно підключити світлодіод

Щоб пересуватися або працювати в темряві, потрібний ліхтарик. Вони бувають різних типів, починаючи від маленьких кишенькових до великих військових чи пошукових. Конструкція і потужність ліхтарика залежить від його призначення, наприклад, для того щоб у темному під'їзді підсвітити замкову свердловину досить кишенькового ліхтарика малої потужності, а для туристів потрібен кемпінговий ліхтар, який може світити на всі боки, подібно до гасової лампи і водонепроникний ударостійкий ліхтар. в умовах поганої видимості. У цій статті ми розглянемо, як вибрати потужний акумуляторний світлодіодний ліхтар для ваших цілей.

Критерії вибору

Щоб зробити правильний вибір світлодіодного ліхтаря, потрібно врахувати ряд факторів, серед яких:

  1. Тип та потужність світлодіодів. Від них залежить яскравість та споживання енергії.
  2. Кольорова температура. Від неї залежить комфорт при використанні.
  3. Ємність та тип акумуляторів. Впливає на тривалість роботи.
  4. Відбивач та оптична система. Від них залежить, наскільки буде сфокусований світловий потік.
  5. Конструктивні особливості. Впливають на ударостійкість, стійкість до води та пилу, зручність використання, перенесення та утримання в руках.

Види світлодіодів

У ліхтариках можуть використовуватися різні світлодіоди і з кожним роком виходять все більш потужні та яскраві моделі. Однак це не заважає розділити їх на основні типи, що застосовуються:

  1. 5 мм світлодіоди. Раніше використовувалися у всіх світлодіодних ліхтарях, зараз це застарілий тип світлодіодів, причиною цього є їхня мала яскравість та відчутне споживання енергії. Щоб отримати сильний світловий потік від ліхтарика, доводиться встановлювати багато таких світлодіодів, що не завжди можливо, оскільки такий ліхтар ніяк не поміститься в кишеню.

На фото нижче наведено приклад ліхтарів на 5 мм світлодіодах 5 мм світлодіоди у ліхтарях

  1. SMD-світлодіоди.

Можуть використовуватися різні типи – 5050, 3528, 5730 та інші. У них є дві переваги – висока потужність та малі габарити. Це дозволяє досягти хорошого світлового потоку для малогабаритних ліхтарів. Матриці таких світлодіодів встановлюють на кемпінгові ліхтарі та ліхтарі інших типів з функцією режиму з розсіяним світлом. Він дозволяє висвітлити велику площу від одного ліхтарика розсіяним потоком, нехай і з втратами освітленості, а не сфокусованого яскравого пучка. Панель із розсіяним світлом на ліхтарику

  1. Потужні світлодіоди 1, 3, 5 Ватт. Тут можна назвати дві групи:
  • Noname світлодіоди.
  • Фірмові світлодіоди, наприклад, марки CREE та її популярні моделі XM-l та інші.

Ліхтар на потужних світлодіодах

Відповідно дешеві китайські світлодіоди встановлюються в продукцію бюджетного цінового сегмента, а фірмові — у дорожчі моделі ліхтарів. Відмінності полягають у питомому світловому потоці – кількості Люмен на 1 Ватт потужності, інакше кажучи, коефіцієнт корисної дії. Від цього залежить не тільки те, як яскраво світитиме ліхтар, але й те, як довго він працюватиме від одного заряду акумуляторів. Також спостерігається і те, що дешеві потужні світлодіоди швидше виходять з ладу, як і будь-яка продукція.

Які світлодіоди встановлюють у потужних ліхтариках

Як було зазначено, найбільш поширеними є світлодіоди фірми CREE, ми підготували зведену таблицю з характеристиками популярних моделей світлодіодів для ліхтариків.

Назва Cree XM-L T6Cree XM-L2Cree XP-G2Cree XR-E
Фото
U, В 2,9 2,85 2,8 3,3
I, ма 700 700 350 350
P, Вт 2 2 1 1
Робоча температура, °C <150 <85 <85 <85
Світловий потік, Лм 280 320 145 100
Кут світіння, ° 125 125 115 90
Індекс кольору, Ra 80-90 70-90 80-90 70-90

І потужніші.

Назва Cree MT-G2Срі MK-RLuminus SST-50Luminus SBT-90
Фото
U, В 5,7; 8,55; 34,2; 6; 12; 3,6 3,5
I, ма 1100; 735; 185; 2500; 1250 5000 9000…13500
P, Вт 6,3 8,5 18 20…40
Робоча температура, °C <85 <150 <85 <85
Світловий потік, Лм 440 510 1250 2000…2500
Кут світіння, ° 115 120 100 90
Індекс кольору, Ra <70 70-90 80-90 80-90

Але світлодіоди можуть позначатися іншим чином, більш коротким маркуванням, наприклад:

  • XM-L: T5, T6, U2.
  • XP-G: R4, R5, S2.
  • XP-E: Q5, R2, R.
  • XR-E: P4, Q3, Q5.

У цьому відео показано процес заміни такого світлодіода.

кольорова температура

Для ліхтариків колірна температура не така важлива, як колірна температура для освітлення приміщень. Проте, варто звернути на неї увагу. сприймається для зору як більш м'який, а нейтральні та холодні відтінки змушують вас бути більш уважним та сфокусованим.
Колірна температура ліхтариків

Акумулятори

Зараз лідируюче місце у продажах займають Li-ion акумулятори. Причиною цього є їхня велика ємність при малих габаритах, хороша струмовіддача, практично повна відсутність ефекту пам'яті. Є й недоліки, про які слід пам'ятати – на холоді літійні акумулятори розряджаються швидше, ніж у теплі, а при замиканні літієвої банки без захисту відбудеться реакція з великим виділенням тепла, аж до вибуху.
Акумулятор 18650

Потужні світлодіодні ліхтарики оснащуються найчастіше саме літієвими акумуляторами, крім них бувають і АКБ інших типів:

  • Ni-Cd – нікель-кадмієві.
  • Ni-Mh - нікель-металгідридні.
  • Pb – свинцеві.

Але останнім часом вони використовуються у ліхтариках дедалі рідше.

Відбивач та оптична система

Конструкція відбивача та наявність лінз впливає на форму світлової плями. Окремі моделі мають можливість переміщення лінзи, що дозволяє фокусувати промінь світла. Лінзи збирають світловий потік, в результаті ви отримуєте більш освітлений простір, але менше площі, ніж без фокусування.
Фокусування світлового променя

Але для різних завдань потрібен і світловий промінь різних розмірів. Наприклад, якщо ліхтар буде використовуватися для ремонту машини, то в більшості випадків краще підійдуть моделі з можливістю фокусування, щоб висвітлювати велику площу при пошуку несправності, після чого звузити промінь світла в невелику, але яскраву точку при її усуненні або докладному вивченні. У той же час для руху в темряві сфокусована пляма не потрібна, краще підійдуть ліхтарі, які широко освітлюють місце перед собою.

Типи за призначенням

Крім елементів і їх особливостей, при виборі ліхтарики розрізняють і за призначенням. Щоб правильно вибрати світлодіодний ліхтар для конкретних завдань, потрібно чітко усвідомлювати для чого ви будете його використовувати, адже універсальних моделей як таких немає.

Військові та спеціальні прилади

Основною особливістю військових ліхтарів та освітлювальних приладів спеціального призначення є насамперед висока міцність корпусу та його стійкість до попадання вологи. До таких приладів відносяться і пошукові ліхтарі, які світять яскраво і далеко, що дозволяє знайти щось у складних умовах, наприклад, у лісі або у великих приміщеннях.
Військовий ліхтар

Моделі для технічного персоналу

Ліхтарі для технічного персоналу повинні мати компактність і довгий час роботи. Їх розмір та вага не повинен ускладнювати пересування працівника, який і без того із собою носить інструменти та деталі. Відмінним доповненням такого приладу буде можливість фокусувати світловий промінь і налобне кріплення.
Налобний ліхтар

Для відпочинку на природі та туризму

Для туристів підійдуть пошукові та кемпінгові ліхтарі, також і ті, що використовуються у військових цілях, оскільки умови, в яких вони будуть працювати, схожі – вологість, можливість ударів та падінь та інше. Кемпінговий ліхтар нагадує гасову лампу, є широкоспрямованим або спрямованим на всі боки освітлювальним приладом. Його зручно використовувати, наприклад, при підготовці до ночівлі та вечері. Також слід звернути час на ліхтарі із вбудованим генератором. Вони можуть або працювати без батарейок, або заряджатися при дії на важіль генератора (обертання або ритмічне натискання на рукоятку, залежно від конструкції).
Кемпінговий ліхтар

Як переробити звичайний ліхтарик у світлодіодний

Давайте розглянемо, як зробити світлодіодний ліхтарик своїми руками. Для цього вам знадобиться наступний набір деталей та інструментів:

  1. Корпус. Можна взяти від старого ліхтаря або зробити своїми руками як варіант роздрукувати на 3D-принтері.
  2. Світлодіоди. Підбираються індивідуально.
  3. або резистори, щоб обмежити їх струм.
  4. Акумулятори.
  5. Контролер заряду для акумуляторів або зарядний пристрій, що відповідає типу використовуваних АКБ.
  6. Кнопка для увімкнення або тумблер.

Якщо ви використовуватимете потужні світлодіоди – вам знадобиться монтажна плата на алюмінієвій підкладці. Підкладка для світлодіодів

Для покращення тепловідведення потрібно використовувати радіатор, можна взяти від материнської плати. Невеликі радіатори встановлюються на чіпсети, північний міст, силові ключі та інші елементи плати.
Світлодіоди на радіаторі від материнської плати. Не забудьте промазати все термопастою!

Для зарядки та захисту акумулятора 18650 можна використовувати плату TP4056 із захистом, її можна замовити на Аліекспрес або купити в радіомагазині, коштує 20-50 рублів.
Плата заряджання літієвих акумуляторів на базі tp4056

Цікаво: Цю плату можна використовувати, щоб замінити одноразові батарейки у ліхтарику або для переробки будь-якого приладу на акумулятори.

Пакуємо це в корпус ліхтаря, якщо він металевий, як на фото, не забудьте передбачити ізоляцію для всіх плат.

Для живлення світлодіодів можна використовувати спеціалізований драйвер або імпульсний перетворювач, що підвищує, наприклад, MT3608. Вихідна напруга встановлюється за допомогою багатооборотного потенціометра, на фото нижче за нього можна дізнатися по корпусу синього кольору.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електрообладнання та промислової електроніки.

Задати питання експерту

Якщо ви використовуватимете драйвер для живлення, то головними його характеристиками є вихідний струм і потужність, від неї залежить, скільки ви зможете підключити світлодіодів послідовно.

Потрібно підібрати таку напругу, щоб струм був нижчим за номінальний на 10-30%. Для 1 Вт світлодіодів номінальний струм лежить близько 300-350 мА.
Підвищуючий перетворювач у ліхтарику

Менш складним способом є підбір робочого режиму нагрівання світлодіодів. Тобто поступово збільшувати напругу, пробуючи радіатор на дотик, він не повинен грітися, або його температура повинна бути менше 50 градусів Цельсія, це така температура, коли при торканні рука ще її терпить і вам не хочеться її обсмикнути. Це неточний спосіб, тому краще орієнтуватися і струмом, і нагріванням.
Саморобний ліхтарик у зборі

Підходять різної потужності. Світлова ефективність пристрою має перевищувати 80 лм. Також слід звертати увагу на драйвер. Як правило, він встановлюється із вихідним конденсатором. Деякі моделі мають підсилювач. У середньому споживання струму вони дорівнює 3 А.

Якщо розглядати чутливі модифікації, то вони мають систему захисту від перепадів напруги. Для того, щоб детальніше розібратися в питанні, необхідно розглянути конкретні моделі.

Схеми з ємнісними конденсаторами

Схеми ліхтариків на світлодіодах із ємнісними конденсаторами включають хвильові фільтри. У цьому випадку тригери використовуються на напівпровідниковій основі. Як правило, параметр вихідної напруги вони не перевищують 20 В. Для зниження чутливості використовуються перетворювачі. Драйвери моделей встановлюються з різною пропускною здатністю. Якщо розглядати світлодіод на 30 В, то він має трансівер.

Використання демпфуючих конденсаторів

Схема світлодіода з демпфуючим конденсатором включає контактні фільтри. Загалом у моделей є два перетворювачі. Драйвер до світлодіода приєднується через обмотку. Деякі модифікації мають компактний трансівер. Найчастіше він використовується із підсилювачем.

Характеристики LED з маркуванням 530

Це універсальні і для ліхтариків. Характеристики пристроїв вказують на високий коефіцієнт провідності. Виробляються світлодіоди на 20 і 25 В. Якщо розглядати перший варіант, світлова ефективність пристрою в середньому дорівнює 60 лм. Коефіцієнт кольору у цьому випадку залежить від провідності трансівера. Багато моделей підсилювач використовується без перетворювача.

Показник споживання струму у світлодіодів вбирається у 2,5 А. Час включення моделей даного типу становить близько 6 мс. Якщо розглядати світлодіоди на 25, то у них використовується тільки імпульсний трансівер. Багато моделей передбачений один підсилювач. Драйвер приєднується за допомогою перетворювача. Параметр світлового потоку лежить близько 65 лм. Час увімкнення світлодіодів даного типу дорівнює 7 мс.

LED 640 (світлодіоди для ліхтариків): характеристики, фото

Схема світлодіода зазначеної серії включає перетворювач фазового типу. Для підвищення чутливості використовують фільтри. Підсилювачі найчастіше застосовуються на магнітній основі. Параметр світлової ефективності у пристроях дорівнює 65 лм. Також важливо відзначити, що показник споживання струму вбирається у 4,2 А. Відхилення частоти становить середньому 4 Гц.

Термін служби світлодіодів цього типу становить три роки. До недоліків пристроїв можна віднести малу провідність струму драйверів. Показник яскравості в них дуже низький. Світлова віддача, зазвичай, вбирається у 5 %. Ці світлодіоди для ліхтариків 6 вольт добре підходять.

Використання світлодіодів LED 765

Для пристрою на 12 В використовуються вказані світлодіоди для ліхтариків. Характеристики 2014 вказують на підвищений рівень споживання струму. цієї модифікації дорівнює 45 лм. Також важливо відзначити, що модель підходить для імпульсних підсилювачів. Драйвер пристрою використовується на 6,5 мк. Фазові завади вказаним світлодіодам не страшні.

Світлова ефективність у середньому дорівнює 70 лм. Термін служби пристрою не перевищує чотирьох років. Коефіцієнт кольору дорівнює 80 %. Для ліхтариків із регуляторами модель підходить чудово. У разі підключення пристроїв здійснюється через контактний перехідник.

Схема LED 840

Це компактні та універсальні світлодіоди для ліхтариків. Характеристики моделі в першу чергу свідчать про високий показник розсіювання. Коефіцієнт пульсації у неї максимум сягає 80%. Час увімкнення пристрою становить 5 мс. Якщо вірити спеціалістам, то для ліхтариків на 12 В модель підходить чудово. Підсилювач у пристрої встановлено поглинаючого типу.

Всього у моделі є два драйвери. Тригер у світлодіода використовується з перехідником. Для вирішення проблем із тепловими втратами стандартно застосовується конденсатор. Світлова ефективність представленої моделі дорівнює 67 лм. Показник провідності вбирається у 10 мк. У разі споживання струму становить 0,3. Мінімальна допустима температура світлодіода лише -10 гарусів. Система захисту від перегріву модель відсутня.

Характеристики LED 827

Моделі з підходять вказані світлодіоди для ліхтариків. Характеристики пристрою говорять про наявність якісних дротових трансіверів. Підсилювачі моделі встановлено відкритого типу. Усього в пристрої використовується два конденсатори. З мінімізацією теплових втрат вони справляються чудово. Мінімальна допустима температура світлодіода дорівнює -15 градусів.

Для ліхтариків на 15 В вони не підходять. Система захисту пристрою використовується з фільтрами. Драйвер у моделі передбачено на 4,5 мк. Споживання струму дорівнює трохи більше 4 А. Час включення світлодіода загалом становить 6 мс. Коефіцієнт пульсації моделі – 85 %. Світлова ефективність, зазвичай, вбирається у 50 лм.

Світлодіоди LED 830

На пристрої 10 В відмінно підходять дані світлодіоди для ліхтариків. Характеристики у них досить добрі. Час включення - 5 мс, світлова ефективність 65 лм, а споживання струму дорівнює 3,3 А. Перетворювач моделі використовується фазового типу. Якщо вірити спеціалістам, то для ліхтариків на 15 В модель не підходить.

Трансівер у вказаному світлодіоді відсутній. Безпосередньо драйвер встановлений із провідністю 4,5 мк. Проблеми з випрямлення струму вирішуються завдяки конденсаторам. Коефіцієнт пульсації у моделі максимум сягає 90%. Термін служби представленого пристрою – три роки. Мінімальна допустима температура світлодіода вбирається у -20 градусів.

Характеристики LED серії ЛБ

Для ліхтариків на 15 В підходить вказаний світлодіод. Характеристики моделі говорять про підвищений коефіцієнт передачі кольору. Вихідна напруга моделі - 15 В. Фільтр пристрою використовується хвильового типу. Драйвер у разі під'єднується через провідник. Трансивер у світлодіода використовується із перехідником. Конденсатор встановлений на відкритому типу. Загалом у моделі є два тригери. У разі споживання енергії становить 2,5 А.

Світловий потік пристрою максимум сягає 65 лм. Коефіцієнт пульсації моделі незначний. Також до недоліків можна приписати низький рівень мінімально допустимої температури. Китайський ліхтарик на світлодіодах вмикається за 4 мс. Проблеми з випрямленням струму у моделі виникають рідко. Для ліхтариків на 10 В ця модель не підходить. Система захисту від перегріву світлодіода відсутня. Відхилення частоти у моделі дорівнює 5 Гц. Ці світлодіоди для ліхтариків Cree підходять чудово.

денного світла

Вказані світлодіоди для ліхтариків виготовляються з якісними підсилювачами імпульсного типу. Всього у моделі встановлено два конденсатори. Трансивер стандартно використовується дротового типу. Також важливо відзначити, що відхилення частоти становить максимум 4 Гц. Споживання струму у світлодіода не перевищує 3 А. Світловий потік пристрою дорівнює 70 лм. Світлова віддача моделі незначна.

Якщо вірити спеціалістам, то для ліхтариків на 12 В модель підходить чудово. Безпосереднє підключення драйвера здійснюється через перехідник. У середньому час увімкнення дорівнює 6 мс. Термін служби представленої моделі – 5 років. Мінімальна допустима температура світлодіода дорівнює -15 градусів.

серії ТБ (тепло-білого світла)

Це прості та не дорогі світлодіоди для ліхтариків. Характеристика пристрою говорить про те, що коефіцієнт передачі кольору у моделі невисокий. Також важливо відзначити, що вихідна напруга дорівнює 8 В. Термін служби світлодіода становить три роки. Трансивер модифікації використовується високої чутливості. Всього у моделі передбачено два конденсатори. Якщо вірити експертам, для ліхтариків на 10 В пристрій не підходить. Показник споживання струму у моделі дорівнює 2 А. Світловий поток світлодіода максимум досягає 65 лм.

Проблеми із негативною модуляцією зустрічаються рідко. До недоліків можна віднести лише малий параметр провідності. Фільтри у пристрої використовуються лише для відкритого типу. Максимальне відхилення частоти світлодіода досягає 5 Гц. Для зниження чутливості на конденсаторі застосовується тригер. Коефіцієнт пульсації моделі незначний. Для встановлення світлодіода потрібен провідний перехідник.

Особливості моделей LED серії ЛХБ (холодно-білого світла)

Зазначені світлодіоди характеристики мають добрі. Насамперед важливо відзначити, що коефіцієнт передачі кольору дорівнює 80%. У разі термін служби становить три роки. Безпосередньо вихідна напруга становить 12 Ст. Час включення дорівнює 5 мс. У разі підсилювач використовується з перехідником. Якщо вірити фахівцям, то проблеми із тепловими втратами трапляються рідко. Конденсатори моделі вставлені прохідного типу.



Copyright © 2022 Прості істини та жіночі хитрощі. Про стосунки.