СВЕТОДИОДЫ
Подсветка — неотемлемая часть моддинга, но помимо общей подсветки корпуса, часто возникает необходимость подсветить что-то менее габаритное, например какой либо аналоговый индикатор, CD-ROM, FDD и т.д., неоновая лампа в такие устройства просто не поместится. Как правило в модах малогабаритных устройств в качестве подсветки используются светодиоды.
Что такое светодиод? Как он работает? Как подключаются светодиоды? Какие характеристики имеют светодиоды? Ответы на эти и другие вопросы содержаться в этой статье.
Утройство и принцип действия. (многие слова могут быть непонятны. Читать исключительно в ознакомительных целях)
Светодиод — полупроводниковый диод (р-n переход), излучающий кванты света, при протекании через него электрического тока.
Принципиальное устройство простейшего светодиода показано на схеме:
(рис.1)
В корпусе-линзе, чаще всего изготовленной из акрилового материала, находятся два электрода (катод и анод) соединенные между собой полупроводником.
Принцип действия светодиода основан на электролюминесценции кристалла полупроводника при протекании через него тока. В зависимости от используемого полупроводника, изменяется энергия испускаемых квантов, а соответственно длинна волны т.е. изменяется цвет света.
Историческая справка
Первые светодиоды появились ещё в период становления полупроводниковой техники (60-70-е годы XX в.). Существовавшие тогда технологии позволяли изготавливать небольшие кристаллы, дающие практически монохромный красный, жёлтый или зелёный свет. Отсутствие в спектре светодиодов синего света делало невозможным их использование для общего освещения. В таком виде они нашли широкое применение в качестве индикаторов. Решение проблемы синего света было найдено в середине 1990-х годов, когда одновременно были разработаны кристаллы синего свечения и люминофоры, преобразующие красный свет в синий. Появились белые и синие светодиоды; впервые серьезно стали говорить о «светодиодных лампах» как серьёзной альтернативе всем существующим источникам света. Дело в том, что светодиоды практически не выделяют тепла и посторонних (несветовых) излучений, следовательно, имеют высокую светоотдачу. В них отсутствуют изнашивающиеся части (спирали, электроды и т.п.), а значит, срок службы может быть очень большим (до 100 000 часов).
Современные технологии позволяют делать светящиеся кристаллы размерами до 10x10 мм, а из них можно набирать линии, поверхности и тела любой формы. И, наконец, для своего включения светодиоды не требуют специальной аппаратуры, а значит, их применение просто и удобно.
Основные характеристики светодиодов.
К светодиодам применимы все стандартные характеристики световых явлений, но главнейшие, это сила излучаемого света и яркость. Сила света, измеряется в канделах и, условно говоря, показывает насколько велика мощность видимого света, излучаемого в данном направлении. Яркость — это сила света, исходящего с единицы площади источника. Единица её измерения — кандела на квадратный метр (кд/м2).
Электротехнические характеристики это потребляемый ток и напряжение питания (оно же — создаваемое падение напряжения).
Подключение светодиодов.
Ну вот мы и подошли к основной, к самой главной части статьи, собственно ради этого она и была написана, все остальное довесок. По возможности, все объяснения будут проведены как говорится «на пальцах», что бы разобраться смогли даже начинающие моддеры.
Рассмотрим простейший случай. Имеется светодиод, электротехнические характеристики которого: напряжение питания U1, потребляемый ток I. Этот светик, мы хотим подключить, к молексу, к контактам, обеспечивающим разность потенциалов U. Если U значительно превышает U1, то у светодиода сократится ресурс работы и в скором времени он сгорит. Что бы этого не произошло, в электрическую цепь нужно добавить элемент обеспечивающий падение напряжения
U2=U-U1, таким элементом может стать резистор. Сопротивление этого резистора рассчитывается из закона ома по формуле
R=(U-U1)/I.
светодиод с напряжением питания 3.5 В, и током 0.02А, вы хотите подключить к молексу, к 12 В. Сопротивление резистора, который нужно припаять к светодиоду
Пример:
R= (12-3.5)/0.2 = 425 Ом
Теперь предположим, вы хотите подключить два или более светодиода. Существует два принципиальных типа их соединения — последовательное и параллельное.
Последовательное включение
Как следует из названия, в этом случае светодиоды подключаются последовательно, «+» одного светодиода припаивается к «-» другого и так далее. Принципиальная схема подключения светодиодов показана ниже.
(рис.2)
В случае последовательного подключения, для расчета необходимого сопротивления, напряжение питания светодиодов нужно складывать, потом считать необходимое сопротивление. Ток в этом случае остается неизменным.
Итоговая расчетная формула сопротивления:
R= (U-U1-U2…)/I, где U-напряжение к которому подключаются светодиоды, Ui — напряжение питания i-того светодиода, I — потребляемый одним светодиодом ток. Формула справедлива для светодиодов потребляющих одинаковый ток!
Пример: Пусть имеется три светодиода, напряжение питания которых 3.5 В, ток 0.015 А подключение планируется к 12 В. R=(12-3.5-3.5-3.5)/0.015=100 Ом.
Параллельное включение
При этом типе соединения электроэлементов, соединяются одноименные по знаку контакты, т.е. «+» соединяется с «+», а минус соответственно с минусом.
(рис.3)
При расчете необходимого сопротивления нужно складывать токи, а не напряжения, как в случае последовательного подсоеденения.
Итоговая формула сопротивления рассчитываемого на несколько параллельно подключенных светодиодов:
R= (U-U1)/(I1+I2+I3+…In), где U-напряжение к которому подключаются светодиоды, U1 — напряжение питания светодиода, In — потребляемый n-ым светодиодом ток. Формула справедлива для светодиодов имеющих одинаковое напряжение питания.
Внимание: эта формула справедлива для того случая, если на весь блок светодиодов подбирается один резистор и подключается он последовательно общей схеме. Если вы планируете к каждому светодиоду подключить сопротивление то оно рассчитывается по формуле R=(U-U1)\I, U-напряжение к которому подключается светодиод, U1 — напряжение питания светодиода, I– потребляемый светодиодом ток.
Заключение
Да будет свет, сказал электрик…
Вот и закончен реферативный рассказ об одном из самых распространненых элементов в моддинге. Светодиод — яркий, малогабаритный, недорогой способ подсветки — неудивительно, что он снискал высокую популярность.
Материал взят отсюда:
http://modnews.ru
Faq светодиоды
Backyard Shootout Champion!
Линейный вид
