Принцип работы светодиода

Поделки из бумажного конуса

Мощность светодиодных ламп для оснащения дома

Для расчёта потребуется такой показатель как освещённость — необходимый поток света на 1м², измеряемая в люксах. Таким образом: 1лк = 1лм х 1м².

Рассчитанные нормы собраны в документации СНиП, из которых можно сделать выписку и узнать необходимые параметры освещённости для  помещений различного назначения.

Кроме того, алгоритм расчёта освещённости позволяет разделить объём помещения на условные зоны, где нужен более интенсивный или умеренный свет и поместить в них соответствующие осветительные приборы.

Следовательно, для оснащения  комнат потребуется определённое количество осветительных приборов, с источниками определённой мощности. Соотношение экономичных светодиодных ламп с мощностью традиционных источников света даны в таблице:

Результат расчёта площади умноженный на необходимую освещённость в соответствии с нормативами СНиП позволяет определить мощность  параметр необходимых источников света в люменах и приобрести нужное количество приборов.

Промышленность выпускаются светодиодные элементы, которые не потребуют много усилий при установке, разработке и расчётах новой схемы но позволят обеспечить оптимальное освещение как внутри дома, так и на приусадебном участке, сэкономив на оплате за коммунальные услуги.

Для чего необходимо выяснять

Светодиодная лента представляет собой прибор, имеющий гибкую основу, на которой размещены последовательно подключенные диоды. Данная продукция при своей работе использует низкое напряжение (12 или 24 вольт).

Из-за того, что данная продукция является низковольтной, имеются трудности подключения ее к стандартной сети в 220 вольт. Ведь если подключение будет идти напрямую, то лента на 12 вольт просто сгорит. Поэтому для подключения светодиодной продукции такого плана используют специальные преобразователи напряжения – блоки питания.

Блоки питания для светодиодных лент

Блок питания осуществляется понижение напряжения 220 вольт для требуемого уровня – 12 или 24 вольт. Для питания данной продукции на сегодняшний день существует достаточно большой выбор преобразователей, что затрудняет выбор. Для того, чтобы правильно выбрать блок питания, необходимо знать какой ток или сколько ампер будет потреблять светодиодная лента, применяемая для подсветки. А это не постоянная величина, которая зависит от следующих параметров:

длина (сколько метров используется). Это изделие может нарезаться на различные отрезки. Главное, чтобы нарезка осуществлялась в четко определенных местах. Иначе лента будет повреждена и не сможет работать;

Место для разрезания

• тип led;
• тип светодиодов;
• плотность размещения источников света.

Все перечисленные выше параметры необходимы для того, чтобы рассчитать потребляемую мощность светодиодной ленты, а именно, какой ток или сколько ампер она способно потреблять.

Лучшие линейные лазерные уровни

Как узнать падение напряжения?

Для того чтобы определить, на сколько вольт светодиод, можно воспользоваться теоретическим и практическим методами. Они оба хороши и применяются в зависимости от ситуации и сложности испытуемого прибора.

Теоретический метод

Для анализа характеристик светодиода таким способом большую подсказку дают габариты прибора, цвет и форма его корпуса. Примеси различных химических элементов вызывают свечение кристаллов от красного до желтого цвета. Конечно, если видна расцветка корпуса, тогда можно определить некоторые параметры светодиода по внешнему виду. Но при его прозрачности придется воспользоваться мультиметром. Выставляем тестер на «обрыв» и щупами прикасаемся к выводам светодиода. Ток, проходящий через светодиод, вызывает слабое свечение кристалла.

Типы и виды светодиодов

В состав этих изделий входят различные полупроводниковые металлы. Этот фактор и влияет на падение напряжения на p-n-переходе. Чтобы обозначить такие характеристики, независимо от марок и производителей светодиода, их окрашивают в различные цвета. Но стоит знать, что конкретно утверждать, на сколько вольт светодиод, опираясь только на его окраску, будет неверно. Цвета этих приборов дают приблизительные значения для проведения измерений. Примерные параметры по цветовому признаку приведены в таблице.

Цвет прибора	Напряжение, В
Красный	1,63–2,03
Желтый	2,1–2,18
Зеленый	1,9–4,0
Синий	2,48–3,7
Оранжевый	2,03–2,1
Инфракрасный	до 1,9
Фиолетовый	2,76–4
Белый	3,5
Ультрафиолетовый	3,1–4,4

Примерные характеристики светодиода можно определить по цвету его корпуса и размерам

На прямое напряжение светодиода не воздействуют габариты или вариации корпуса, однако может проглядываться количество кристаллов, которые излучают свет и соединяются последовательно. Бывают виды элементов SMD, где люминофор прячет цепочку кристаллов.

В корпусе SMD-светодиода последовательно соединяются три кристалла белого цвета. Наиболее часто они применяются в лампах на 220 В китайского производства. Из-за того, что такие светодиоды начинают реагировать только от 9,6 вольт, протестировать их мультиметром не удастся, так как его батарейка питания рассчитана на 9,5 В.

Теоретически можно воспользоваться интернетом, скачав специальную программу datasheet, в поисковике которой вписать известные параметры светодиода, его цвет. Это позволит найти приблизительные характеристики, где падение напряжения и значения тока могут быть неточными.

Практический метод

Проведение тестирования практическим способом позволяет получить наиболее точные значения силы тока и падения напряжения. Рассчитанная таким образом характеристика прибора позволяет безопасно и долговременно использовать его по назначению. Для получения неизвестных параметров потребуется вольтметр, мультиметр, блок питания, рассчитанный на 12 В, резистор от 510 Ом.

Принцип измерений аналогичен описанному выше для тестирования светодиода на номинальный ток. Необходимо собрать схему с резистором и вольтметром, после чего увеличивать постепенно напряжение до начала свечения кристалла. При достижении яркости высшей точки показания замедляют рост. Можно снимать с экрана номинальное напряжение светодиода.

При 1,9 вольт может отсутствовать свечение. В этом случае часто проверяется инфракрасный диод. Чтобы это уточнить, необходимо перевести излучатель в телефонную камеру. Если будет видно на экране белое пятно, то это и есть инфракрасный диод.

Схема проверки падения напряжения на светодиоде

Если нет возможности применить блок питания на постоянные 12 В, можно использовать батарейку «Крона», рассчитанную на 9 вольт. При отсутствии вышеперечисленных источников питания отлично подойдет стабилизатор сетевого напряжения, который может выдавать необходимое выпрямленное напряжение, только потребуется заново рассчитать номинал сопротивления резистора, задействованного в схеме. В этом случае также нужно повышать напряжение до засвечивания светодиода. Напряжение, при котором произойдет свечение, и будет номинальным, на которое он рассчитан.

При неизвестных характеристиках светодиода обязательно необходимо рассчитывать его значения номинального тока и падения напряжения, чтобы предотвратить быстрый выход из строя.

Электрические характеристики светодиодов 3528

Таблица – параметры светодиода 67-11-C70100H-AM

Из таблиц видно, что даже у одного производителя существуют различные виды светодиодов одинакового размера 3528. То есть светодиоды могут иметь разное прямое падение напряжения при разном цвете свечения. Например, осветительные smd светодиоды 3528 обычно выпускаются на прямое  напряжение 3 вольта. Однако существуют светодиоды 3528 разных цветов на прямое напряжение от 2 до 3,2 вольт. Номинальный прямой ток светодиодов 3528 обычно 20 миллиампер. Вне зависимости от цвета. Светодиоды типоразмера 3528 являются маломощными светодиодами. Мощность их обычно составляет 0.06 ватта.

Прямое падение напряжения светодиодов 3528 в зависимости от цвета излучения

Стоит отметить что SMD типоразмера 3528 могут также иметь другое устройство и характеристики. К примеру, они могут состоять из нескольких кристаллов. Светодиоды 3528 RGB типа (Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий) состоят из трех кристаллов. По отдельности кристаллы дают красный. зеленый и синий цвета. При включении всех трех кристаллов одновременно, они дают смешанный белый свет. Такие светодиоды могут, при управлении через контроллер, светит каждым цветом по отдельности. Или любым другим цветом и оттенком при смешении и питании определенной силой тока. К примеру, вот такой 4-пиновый индикаторный светодиод 3528. У него три минусовых контакта – катода, отдельно для каждого кристалла. А также один общий плюсовой вывод – анод.

SMD Светодиод-3528 RGB обычно имеет характеристики

Общий анод

Цвет: красный/зеленый/синий

Сила света: 120-150/200-300/70-95 мкд

Длина волны: 620-625/520-525/460-470 нм

Прямое падение напряжения: 2,0-2,6/3,0-3,4/3,2-3,4 в

Прямой ток: I (мА): 20 мА

4-контактные светодиоды 3528 с двумя (справа) и тремя (слева) кристаллами

Светодиоды 3528 могут состоять из двух кристаллов и светиться двумя разными цветами поочередно. При этом они имеют четыре контакта. Два катода (-) и два анода (+). Или же три контакта. Два анода и один общий катод.

Как видно из вышерасположенных таблиц, два одинаковых по размеру светодиода Everlight Europe изготовлены на разные ток и напряжение. В результате светодиоды имеют совершенно разные вольт-амперные характеристики. Соотношение прямого тока и прямого напряжения этих двух светодиодов  показано в расположенных ниже  графиках.

Вольт-амперная характеристика светодиода 67-11-C70100H-AM

Без всякого сомнения, важно подобрать источник питания и светодиоды друг под друга. То есть питающий драйвер должен выдавать ток силой не больше чем номинальный ток светодиодов

В добавок ко всему прочему, драйвер должен иметь запас по мощности. Разумеется, по сравнению к мощности питаемых от него светодиодам. Безусловно, это обеспечит более долгий срок службы светодиода. А также большую сохранность источника питания.

Вне сомнения, стоит обратить тщательное внимание на охлаждение светодиодов. Во всяком случае, при соблюдении номинальной температуры светодиоды гарантировано прослужат более долгий срок

Чем более дешевые светодиоды применяются, тем более бережно с ними стоит обращаться.

Расчет освещения светодиодными лампами

Соотношение ватт светодиодных ламп и ламп накаливания приводит к тому, что лучше экономии не найти. Поэтому прежде, чем совершать закупку LED-оборудования необходимо все как следует рассчитать.

1. Посмотрите технический паспорт к прибору. В нем указываются все величины необходимые для расчетов. Мы используем показатель яркости света или световой поток.
2. Определяем площадь комнаты, в которой планируется установить светодиодное освещение.
3. Теперь число квадратных метров умножаем на значение освещенности помещения указанное в СНИП, а затем полученную величину делим на световой поток в люменах, который мы взяли из инструкции к светильнику.

, где

R- расчет освещенности помещения светодиодами;

Р- площадь комнаты;

Х- нормированная величина СНИП;

Y- световой поток прибора, Лм.

Пример расчета по формуле

Предположим вам необходимо найти расчеты для небольшого помещения. Здесь мы знаем площадь 13 кв. м — это коридор. Норма СНИП для данного помещения составляет 100 Люкс, световой поток нашей лампочки 400 Лм, значит, R= 13*100/400= 3,25. Из полученного значения делаем вывод, что нам необходимо 3, а лучше 4 таких лампочки.

Общие сведения

Светодиодная лента имеет особую конструкцию. Это эластичная плата, на которой находятся необходимые контакты. На этом основании равномерно находятся диоды, являющиеся источником освещения этого устройства.

Толщина платы составляет не более 4 мм. При этом ширина ленты может находиться в диапазоне 7−12 мм. Для того чтобы ограничить напряжение, которое проходит через светодиоды, в изделии находятся резисторы. Популярность такого прибора освещения обусловлена его экономичностью и продолжительным сроком эксплуатации. Оборудование может работать приблизительно 70−120 тысяч часов, причем оно потребляет незначительное количество электроэнергии.

С учетом потребляемой энергии ленту можно использовать для контурной подсветки тропинок, фасадов, особенностей ландшафтного дизайна, а также для оформления рекламных щитов. Внутри помещений это осветительное оборудование также применяется во время организации самых различных эффектов в дизайне интерьера. Спектр использования диодов довольно огромен.

Сколько потребляет светодиодная лента в зависимости от типа светодиода

Светодиоды прочно вошли в нашу жизнь, их используют в различных сферах от строительства до космической промышленности. Спросом пользуются не только светодиодные лампочки, но и светодиодные ленты, интересно было бы узнать, сколько потребляет светодиодная лента. Обычно светодиодные ленты (полоски) используются для украшения интерьера, они добавляют помещению уюта, позволяют создать в домашних условиях потрясающие по красоте световые эффекты. Кроме того данное изделие позволяет эффективно и красиво подчеркнуть выгодные элементы декора и интерьера. Что же такое светодиодная лента (полоска)? Это специальный прибор с гибким основанием, на котором последовательно расположены светодиоды. Светодиодные полоски это низковольтовое оборудование, что усложняет подключение данных устройств к общей сети 220 Вольт. По этой причине для подключения данных изделий используются особые блоки питания, так называемые преобразователи напряжения. Если блоки не использовать подключить полоску напрямую, то она сгорит. Обычно изделие работает в двух вариантах пониженного напряжения 12 и 24 Вольт, однако, встречаются и варианты с блоками 18 Вольт. Разберемся насколько экономично потребление электроэнергии у данных устройств.

Популярные производители баков

1. Баки Wester для отопления признаны одними из лучших в России для домашнего использования. Отечественный производитель выпускает вертикальные и горизонтальные модели в расчете на объем от 8 до 500 л. У них резина сделана из особо прочного термостойкого материала, выдерживающего нагревание до 100 °C. Плюс к тому, расширительный бак комплектуется сменной мембранной, что увеличивает срок эксплуатации.

Корпус изготовлен из прочной стали. Наиболее тяжелые бочки оснащены опорами. Гарантия распространяется на 3 года. Цена Wester WRV 80,наиболее востребованной модели, — около 2 500 рублей.

2. Следующая интересная марка – Reflex германского производителя. Отличается высокой прочностью и продолжительным сроком эксплуатации – до 12 лет. Расширительный бак Reflex для отопления любой модели изготовлен по знаменитой технологии династии Крупп, прославившиеся высококачественной сталью.

Объемы – самые различные: от 8 до 1 000 л. Бак оснащен сменной мембраной, рассчитанной температуру до 70 °C. Стоимость этой линейки от 1 520 рублей.

3. Очень часто встречается в продаже серия китайского производителя Zilmet CAL-PRO. На рынке предлагаются баки с емкостью от 4 до 900 л. Их корпус, сделанный из углеродистой стали, либо окольцован, либо соединен сваркой. Мембрана изготовлена из синтетического каучука. Прибор может работать при температуре от – 10 до 100 °C.

Стоимость мембранной расширительной емкости серии CAL-PRO для отопления начинается от 1 170.

Как выбрать для дома

При нагревании до 70-90 °C вся вода увеличивается в объеме на 4-5 %. Без буфера она создает высокое давление в трубах, из-за которого они могут лопнуть. Поэтому правильный выбор мембранного бака для отопительной системы очень важен. Его следует делать исходя из того, что расширитель должен взять на себя весь лишний объем жидкости. Поэтому перед покупкой необходимо верно рассчитать это количество, а ещё лучше проконсультироваться у проектировщиков.

Также желательно следить, чтобы бак был изготовлен из высококачественных материалов, иначе он просто не выдержит нагрузок.

Очень часто неопытные или недобросовестные продавцы-консультанты пытаются продать клиентам устройства, предназначенные для водоснабжения вместо требуемых, полагая, что разницы между ними практически нет, разве что в цвете (синий и красный). На самом деле, гидроаккумуляторы применяются в системах отопления разве что по недосмотру. В этом случае, так как их резина не предназначена для того, чтобы выдерживать нагревание, они быстро выходят из строя.

Краткая инструкция по установке своими руками

1. Для начала необходимо определиться с расположением прибора. По инструкции расширительный бак можно устанавливать в любом месте системы отопления, но во избежание резких скачков давления лучше поместить его сразу за циркулярным насосом.
2. Ставить прибор надо так, чтобы оставался доступ к воздушному клапану, сливному крану, запорной арматуре и другим важным деталям.
3. Во время монтажа в помещении должно быть не ниже 0 °C. Предохранительный клапан необходимо ставить по ходу течения.
4. В самой установке нет ничего сложного, надо лишь следовать инструкции и использовать надлежащие инструменты, в частности ключ для металлопластиковых труб и разъемов. Патрубок должен совпадать с трубопроводом.
5. Баки с большой емкостью необходимо крепить на дополнительные кронштейны. Для этого сначала размечают место, затем сверлят отверстие и прикрепляют подвесы анкерными болтами.
6. После того, как оборудование закреплено, к нему подводят трубу так, чтобы она не мешала и не оказывала давление на бак.
7. Затем монтируется редуктор давления, он должен быть установлен после счетчика.
8. Если все сделано верно, можно приступать к наладке – закачать воздух и воду, наблюдая за давлением. Когда оно будет уравновешено, можно начинать включать отопление.
9. Монтаж бака в многокотельной системе лучше доверить специалистам, которые прошли тестирование и получили соответствующую лицензию.

Цены по Москве

Купить мембранный расширительный бачок можно по ориентировочной стоимости, указанной в таблице.

Марка	Стоимость, рубли
Объем, л	8	12	18	24	35	50	80	100	150	200	300	500
Wester	790	860	900	1 000	1 650	1 900	2 500	3 500	5 200	9 500	11 500	18 100
Объем, л	8	12	18	25	33	60	80	100	140	200	300	500
Reflex	1 520	1 600	1 980	2 300	3 070	4 900	5 900	6 700	9 060	10 860	15 000	23 000
Объем, л	8	12	18	25	35	50	80	105	150	200	250	500
Zilmet CAL-PRO	1 170	1 230	1 300	1 630	2 100	3 100	4 200	6 100	7 600	9 480	12 200	22 200

Первый тип (светодиоды 3528)

Появились в продаже они первыми, однако диодная техника не стоит на месте, а развивается семимильными шагами. Они не такие мощные, однако достаточно экономичные. Могут выпускаться как в обычной ленте, так и прорезиненной которой не страшна влага и вода.

Нужно отметить потребление зависит от количества нанесенных на ленту светодиодов, как эталон взят один метр, всего существует три типа:

1) LC-3528 60Led, установлено 60 светодиодов на один метр – потребление такой ленты 4.8 Вт (0,4 А)

2) LC-3528 120Led – нанесено 120 штук, потребление — 9,6 Вт (0,8 А)

3) LC-3528 240Led —  240 штук — 19,2 Вт (1,6 А)

Второй и третий тип очень редко используются, они не такие удобные для монтажа, также они достаточно сильно нагреваются.

Напряжение и сила тока

Как следует из курса физики, электрическая мощность (P, Вт) – это произведение тока (I, А) на напряжение (U, В). Применительно к светодиодной ленте это означает, что номинальное напряжение питания нужно умножить на ток, протекающий через светоизлучающие диоды.

Напряжение можно определить визуально. Для этого нужно взять часть LED-ленты в руки и посчитать количество светодиодов, расположенных между двумя линиями разреза:

• 3 светодиода соответствует напряжению питания 12 В;
• 6 светодиодов – 24 В;
• 60 светодиодов – 220 В от сети переменного тока через выпрямитель.

На некоторых изделиях значение напряжения нанесено непосредственно возле линии разреза. Также существуют адресные светодиодные ленты со встроенным ШИМ-модулятором и питанием от +5 В.

Величина протекающего тока зависит от типа установленных светоизлучающих диодов и их общего количества в светодиодной ленте. Самый маломощный SMD 3528 потребляет всего 20 мА, SMD 3014 – 50 мА, SMD 5050 – 60 мА, а SMD 2835 и SMD 5730 – 180 мА. В одном метре может находиться разное количество отдельных SMD-светодиодов. Плотность монтажа бывает 30, 60, 120 и 240 шт./м.

Что выгоднее

Из вышесказанного можно сделать вывод, что светодиодные лампочки при одинаковом световом потоке выгоднее обыкновенных ламп накаливания. Но просто сравнить, сколько электричества потребляет лампочка, некорректно.

В формуле расчета должна присутствовать цена электролампочки. Так, электролампа с вольфрамовой нитью стоит 40-50 руб. Аналогичная энергосберегающая лампочка немного дешевле светодиодной. Ее стоимость составляет порядка 100-120 руб. В то время как светодиодная стоит порядка 120-180 рублей.

Произведем расчет и сведем результаты в таблицу. За основу берем распространенную 60 Вт лампу и ее аналоги. За год использования традиционных приборов потребуется две лампы. Долговечность энергосберегающей составляет 10 000 часов или 10 000/5=2000 дней, что составит 2000/365=5,5 лет.

В то же время светодиодные работают до 30 000 часов. Что составит 30 000/5=6 000 дней или 6 000/365= 16 лет. Посчитаем, во что обходится собственнику светильник из трех ламп мощностью по 60 Вт каждая и их аналогов. Для этого месячный платеж умножим на 365 дней.

Тип осветительного прибора	Ежемесячный расход (КВт)	Ежемесячный платеж (руб.)	Годовой платеж (руб.)	Цена одной лампочки (руб.)	Срок эксплуатации
Накаливания	27	108,81	1 305,72	45	1 год
Энергосберегающая	5,4	21,76	261,12	110	5,5 лет
Светодиодная	3,6	14,51	174,12	150	16 лет

Из таблицы видно, что светодиодная лампа требует денег в месяц на оплату электроэнергии меньше всего. Поделив цену на срок эксплуатации, получим, что светодиодные приборы не только выгодны с точки зрения потребления электроэнергии, но в долговременной перспективе  лучше своих аналогов.

Учитывая, что светодиодные электролампочки с развитием промышленности дешевеют, то скоро они вытеснят остальные.

Мне нравится1Не нравится

Ищите вдохновение

Будут ли негативные последствия, если устройство установлено без нужды в нем?

Конструкция и угол рассеивания света

Светодиоды 1 Вт представляют собой сложные устройства, требующие высокотехнологичных методик производства. Они изготавливаются из разных материалов:

• корпус — металл или термоустойчивый
  пластик;
• линза — кварцевое стекло или специальный
  эпоксидный компаунд.

Основным элементом светодиода
служит излучающий кристалл. Он устанавливается на медном основании,
вмонтированном в корпус. Для организации светового пучка правильной формы
вокруг него установлен рефлектор, обеспечивающий компактность и направление
потока. Сверху на эластичном силиконовом слое устанавливается «плавающая»
линза. Отсутствие жесткого крепления позволяет ей без деформаций или разрушения
переносить тепловые расширения разнородных материалов.

Помимо корпуса большинство элементов имеют дополнительные теплоотводы из алюминия в форме звезды (они называются «Star»). Есть также круглые теплоотводы большого размера, рассчитанные на монтаж нескольких светодиодов. Есть также платы, лишенные собственных теплоотводов, корпус которых называется «Emitter».

Угол рассеивания — важный показатель, определяющий степень раскрытия светового конуса. он возникает при излучении кристаллом потока, отраженного рефрактором и усиленного линзой. Не следует считать, что этот конус имеет четко очерченную границу. Его пределами считается угол, стороны которого имеют световой поток, вдвое меньший, чем на осевой линии прибора. Чем меньше угол рассеивания, тем выше световой поток и яркость свечения. В то же время, эффективность покрытия площади будет ниже.

Считается, что наиболее качественными устройствами являются светодиоды с большим углом рассеивания, поскольку они могут использоваться для общего освещения помещений. Приборы LED 1W относятся к этой группе и демонстрируют высокие значения угла раскрытия — от 120° и выше.

Монтаж утеплителя

Оцените мебель и декор, которые у вас уже есть

Лучшие телевизоры с диагональю экрана 42 дюйма

Расчет преобразователя

При покупке блока для уже имеющейся светодиодной полосы учитывается не только мощность, не менее важно напряжение. Чтобы определить мощность блока, мощность ленты нужно умножить на 0,2 или 0,3

Для рассмотренных выше светодиодов при длине изделия 15 м и 60-и чипах на каждом из них ее мощность:

Чтобы определить мощность блока, мощность ленты нужно умножить на 0,2 или 0,3. Для рассмотренных выше светодиодов при длине изделия 15 м и 60-и чипах на каждом из них ее мощность:

9,6*15 = 144 Вт.

С учетом коэффициента:

144+144*0,3 = 187,2 Вт

Мощность блока питания должна быть 200 Вт.

Если блок кажется слишком габаритным, светодиодную полосу можно разделить на 2 части, для каждой купить преобразователь на 100 ватт.