Informácie o LED diódach

OBSAH:

1. Čo je LED dióda
2. Použitie
3. Púzdro
4. Značenie a identifikácia pólov
5. Typy zapojení
6. Druhy
7. Teplá vs Studená LED
8. Výpočet predradeného odporu
9. Základné pojmy

Čo je LED dióda

LED dióda alebo ľudovo ledka (Light Emitting Diode - svetlo vyžarujúca dióda) je polovodičový elektronický prvok ktorý vyžaruje úzkospektrálne svetlo. Vyžarovaná farba závisí od štruktúry PN prechodu a použitého materiálu.

Použitie LED diód

Samostatne sa používa ako zdroj svetla najmä ako indikátor v rôznych elektronických zariadeniach (napr. TV, rádia, satelity ....). Pre nízky svetelný výkon jednej LED diódy sa používajú viaceré LED zapojené súčasne (napr. LED žiarovky, LED pásiky, svietidlá apod.).

Farba puzdra LED diody

farebné (farba led je daná samotným obalom)	transparentné (farba led je viditeľná až po rozsvietení)

 Značenie a identifikácia pólov LED diód

 Dvoj-nožičkové LED diódy:

schématická značka	pohľad zhora	pohľad zboku
A - anóda je vždy + pól K - katóda je vždy - pól	katóda má skosenú hranu	katóda má kratší vývod

 Flux LED diódy

Typy zapojenia LED diód

sériové zapojenie		paralelné zapojenie		kombinované zapojenie

 Druhy LED diód

 LED diódy sa vyrábajú rôznych veľkostiach, farbách a tvaroch

guľaté s oblúkovým vrškom (round top)		guľaté s rovným vrškom (flat top)		štvorcové (flux)		SMD LED

 Teplá vs Studená biela LED dióda

 Na obrázku nižšie môžete vidieť rozdiel medzi teplou bielou (warm white) neutrálnou (neutral white) a studenou bielou (cold white).

 Výpočet predradeného odporu

 LED diódy využivajú rôzne napätia a prúdy vzhľadom na vyžarovanú farbu a veľkosť viď tabuľka nižšie.

Predradený odpor je nevyhnutý pre zapojenie led diód pri inom než 1,5-3,5V napätí. Slúži teda na úpravu napájacieho napätia aby nedošlo k prepáleniu diódy. Jeho hodnota sa líši aj podľa toho, ako sú ledky zapojené (paralelne alebo sériovo).

Príklady výpočtu:

Zapojenie 1 LED diódy

Chceme zapojiť 1 LED diodu červenej farby na jednosmerné napájacie napätie U = 6V.

Podľa tabuľky vyššie vieme hodnoty LED ( napätie diódy U = 1,9V a prúd I = 20mA tj 0,02A).

kde Rv - Odpor výsledný (Ohm)

      Unapájacie - napájacie napätie (V)

      Uled - záverné napätie na led dióde (V)

      I - prúd prechádzajúci led diódou (A)

Výpočet: (6V - 1,9V) : 0,02A = 205 Ohm

 Zapojenie 2 LED do série

Chceme zapojiť 2 LED diody červenej farby na jednosmerné napájacie napätie U = 6V.

Podľa tabuľky vyššie vieme hodnoty LED ( napätie diódy U1 = 1,9V, U2 = 1,9V a prúd I = 20mA tj 0,02A).

Výpočet: (6V - (1,9V + 1,9V)) : 0,02A = 110 Ohm

Zapojenie 2 LED paralelne

Chceme zapojiť 2 LED diody červenej farby na jednosmerné napájacie napätie U = 6V.

Podľa tabuľky vyššie vieme hodnoty LED ( napätie diód U = 1,9V a prúd I1 = 20mA a I2=20mA).

Výpočet: (6V - 1,9V) : (0,02A + 0,02A) = 102,5 Ohm

UPOZORNENIA:

1. Niekedy nie je možné použiť rezistor s vypočítanou hodnotou, preto použite rezistor s najbližšou vyššou hodnotou. 
2. Pri zapojení veľkého počtu LED diód a iba jedného doporu je potrebné dať pozor na dostatočný výkon rezistora aby sa neprehrieval a nakoniec neodpálil ostatné komponenty. Riešením je použiť výkonový rezistor alebo zapojiť pred každú LED diodu vlastný rezistor.
3. Pri napájacom napätí väčšom než 12V je takisto treba dbať na výkon rezistora aj pri zapojení 1 LED diódy. V takto prípade je treba použiť napr. 12V LED diódy alebo výkonnejší rezistor. Klasické uhlíkové rezistory majú výkon cca 0,125 - 0,25W.

Výpočet potrebného výkonu rezistora:

kde P je výkon (W)

      Ur - rodiel medzi napájacím napätím a napätím na LED dióde (V)

       I - prúd prechádzajúci LED diódou (A)

Príklad:

Chceme zapojiť červenú LED diódu na 24V DC. Napätie diódy je 1,9V a prúd 0,02A

Potom potrebný výkon rezistora vypočítame nasledovne:

P = (24 - 1,9) x 0,02

P = 0,442 W

Základné pojmy

Svetelný tok Ф: jednotkou je lúmen (lm) a vyjadruje, koľko svetla vyžiari svetelný zdroj do okolia za 1 sekundu. Je to energia posudzovaná vzhľadom na citlivosť ľudsého oka a na rôzne vlnové dĺžky.

Svietivosť I: jednotkou je kandela (cd) a vyjadruje množstvo sveteného toku od zdroja svetla do jednotkového priestorového uhla.

Intenzita E: jednotkou je 1 Lux (lx) a je pomerom medzi svetelným tokom a osvelenou plochou. Intenzita 1Lx znamená, že svetelný tok 1 lm dopadá na plochu 1m2.

Merný svetelný výkon η: je pomer intenzity (lm) a elektrického príkonu (Watt). Určuje teda, ako hospodárne sa premieňa spotrebovaná elektrická energia na svetlo.

Teplota chromatickosti: jednotkou je Kelvin (K) udáva vzhľad a celkový "pocit", ktorý vyvoláva svetlo z daného svetelného zdroja. Čím je teplota chromatickosti väčšia, tým je svetlo chladnejšie (belšie), nízke teploty chromatickosti majú svetelné zdroje s teplým svetlom. 1 K = 273,15 *C