Самые яркие 5мм светодиоды

28 декабря 2009

Светодиод серии C503D

Самый яркий из семейства сверхъярких (HB) — светодиод С503D в холодном белом цвете от компании CREE на складе КОМПЭЛ. Типовая величина силы света 30000mcd при угле половинной яркости 15°; светодиод выполнен в стандартном круглом 5мм корпусе из специального высокопрозрачного оптического материала. Светодиод характеризуется высокой устойчивой светоотдачей в длительном периоде времени и возможностью работы в среде с повышенной влажностью и температурой без заметного ухудшения светотехнических показателей.

С503D найдет широкое применение в рекламной индустрии, маломощных осветительных приборах и фонарях различного назначения. При использовании светодиода обеспечивается превосходная видимость даже в лучах солнечного света.

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

    осветительные
    индикаторные

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.

    Filament
    PCB STAR

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

    в устройствах индикации
    в панелях электронных приборов
    световых табло
    или елочных украшениях

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

    типоразмерами
    мощностью
    напряжением питания

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

    малая стоимость
    высокая надежность
    продолжительный срок службы
    ну а самое главное – высокая светоотдача

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

    легкость монтажа
    хороший световой поток
    высокий CRI
    разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

В противном случае, от перепадов температур, подложка деформируется, что еще больше повысит температуру светодиода и приведет к его повреждению.

Читайте также:  Рабочий кабинет в классическом стиле

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов.

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

    высокая цена
    светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Люминофор наносится сверху. При этом вся конструкция помещена в стеклянную колбу, как в обычной лампочке.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

Для этого здесь применяют газ — гелий. Именно благодаря ему, происходит отвод тепла на внешние стенки колбы филаментной лампочки.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

    можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.
    одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Данный светодиод состоит из одного единственного кристалла, имеющего большую площадь (относительно моделей SMD).

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

  • Цена: $4.80
  • Перейти в магазин

Яркие светодиоды 5мм и попытка из них сделать самодельную матрицу для часов.
Кому интересна тема, прошу под кат.

Итак, мои предыдущие эксперименты с часами увенчались промежуточным успехом, но хотелось развития проекта.
Хотелось, наконец, часов на микросхеме часов реального времени (RTC). А для этого требовалась матрица, а для неё — светодиоды…
Заказ был сделан 01.10.16, получен 31.10.16. Упаковано в жёлтый стандартный почтовый пакет с пупыркой. Внутри пять целлофановых пакетов с застёжками. Цвет обозначен наклейками.

Так как для матрицы 24*8 требовалось 192 светодиода одного цвета, то было заказано два пакета по 500.
Количество светодиодов оказалось меньше заявленного. Разные цвета — по-разному. Но, везде не хватало от 2 до 5 штук. К сожалению сразу не стал пересчитывать, т.к. до этого заказывал трёхмиллиметровые светодиоды и там, наоборот было больше 100 в пакетике. Оставил положительный отзыв продавцу, а потом оспаривать этот факт не стал, не захотелось сутяжничать…
В результате, на матрицу хватало, но с очень маленьким запасом — 3-5штук в зависимости от цвета.
Светят красиво.
Все цвета яркие, насыщенные.
Продавец представляет на своей странице как таблицу с параметрами для светодиодов, так и их размеры

О товаре собственно всё, далее материал про рукоделие

Читайте также:  Ремонт паркетной доски своими руками пошаговая инструкция

Собственно, было несколько проектов о разных АВТОРОВ, в которых использовалась матрица 24 на 8 светодиодов.
Собрав матрицу, её можно применить для любого из них.
Ну, как правило, — для любого, в зависимости от подключения светодиодов: с общим катодом или с общим анодом, и то, как это интерпретирует АВТОР.
Т.е. «общим» он считает строки или столбцы
Но, обычно там есть схема подключения, и там разночтений нет.
Как правило, ОБЩЕЙ считается строка, т.к. в ней большее количество светодиодов, нежели в столбце
Разночтения могут возникнуть при покупке готовых матриц.
Покупные матрицы распространены 8*8 и, учитывая, что они квадратные, разница только в выводах подключения.
Как ряды выводов сориентированы относительно светодиодов.
Так вот, там китайцы могут назвать что угодно и как угодно.
По этому, учитывая, сей факт, АВТОРЫ частенько пишут прошивки под матрицы и с общим катодом и с общим анодом, а так-же существует разнообразие плат, от тех, кто повторяет проект, делая платы под себя, и делятся ими с другими участниками проекта.

Мне требовалась матрица С ОБЩИМ КАТОДОМ.
Т.е. матрица в которой катоды соединены в строки, а аноды в столбцы
Вот так:

Для сборки матрицы требуется учитывать некоторые факторы:
1.Хорошо смотрится матрица, в которой расстояние между центрами светодиодов не превышает полтора диаметра применяемых светодиодов (два диаметра — многовато).
2.Т.к. при подключении дорожки пересекаются, приходится использовать для соединения двухсторонние платы.
3.Т.к. подключение двухсторонние, то вплотную светодиод к плате не поставишь, необходимо как-то запаять контакт, а для этого нужен доступ.
4.«Головки» светодиодов должны быть, как можно точнее расположены в строках и столбцах, относительно друг друга. Иначе информация, выводимая на дисплей, будет некрасиво «плавать», при перемещении по дисплею.
5. Светодиоды светят не только вперёд, но и вбок. По этому желательно отделить боковую засветку, от рядом стоящих светодиодов.
Поэтому, желательно, сами светодиоды, сначала разместить в какой-то светонепроводящей в бок конструкции. Чтоб в ней они как можно точнее располагались по строкам и столбцам. А соединение выполнить, уже другой платой.
При этом вопрос: А как распаяться между этой фиксирующей конструкцией и платой? — остаётся открытым.

А если сначала распаять светодиоды на плату, а потом попытаться их сориентировать в строки и столбцы, то жёсткость контактов — не позволяет их как-либо сместить. Т.е. любая попытка к смещению светодиода, приводит к его поломке.
Как выход, можно запаять по одному контакту (внутреннему) на одном (двух) столбцах. Потом аккуратно надеть выравнивающую конструкцию, после чего запаять второй (наружный) контакт.
И так все 24 столбца.

Т.е. в этом случае используется вот такая плата:

Платку я себе вытравил и даже просверлил.
Но использовать её, учитывая всё вышеперечисленное, — не стал.

Были эксперименты со светодиодами 3мм, когда светодиод ставился вплотную к односторонней плате. Аноды спаивались в столбцы к дорожкам на плате, а катоды по воздуху меж собой вот так:

Вот тут-то и вылезли проблемы засветок.
На матрице светились лишние светодиоды.
Практически везде на форумах писали — вымывайте лучше плату от флюса.
Легко сказать.
А когда матрица 32 контактами припаивается к основной плате — отделить, чтоб помыть — проблематично…
Но и это не помогало.
Было подозрение, что флюс затёк через отверстия в плате между платой и светодиодом. И коротит там. И вымыть его как либо — НЕ ВОЗМОЖНО!

Проблема, как выяснилось позже, была не в этом, но на тот момент, ни какие «танцы с бубном» по вымыванию — не помогали, и было обидно…

Плюс проблема замены светодиода в такой конструкции. Выпаять его не представлялось возможным. Катод загибался, и использовался в качестве проводника. К нему припаивалась ножка предыдущего, а его ножка припаивалась к ножке следующего светодиода. Вытянуть его было практически невозможно.

Читайте также:  Самодельные инкубаторы из холодильника

Было принято решение светодиоды закрепить в просверленной матрице.
А соединять их шинами. И, в случае необходимости, просто отпаивать от шины (или откусывать, а потом отпаивать остатки) — что не нарушало бы целостность конструкции при замене светодиода.
В таком виде всё получалось и технологично и достаточно просто в реализации.
Была изготовлена вот такая матрица:


Чтоб получилось красиво, я распечатал в СПРИНТЛАЙОТЕ матрицу светодиодов:

Откатал на текстолитовую плату, вытравил, просверлил тонким сверлом по меткам, рассверлил крупным, ориентируясь по рисунку, чтоб сверло не выходило за пределы разметки, при необходимости наклоном сверла корректируя смещение. Получилась как бы оправка, по которой уже сверлилась чёрная пластмасса. И текстолит, как оправка, уже не давал сверлу уходить в сторону.
ЧПУ станков у нас нет, приходится дрелькой обходиться.
Диаметр сверла необходимо подобрать так, чтоб светодиод вставлялся плотно, но его можно было вытолкнуть при необходимости.
Ножки самих светодиодов, необходимо откусить и загнуть, чтоб позже было удобно припаять шину:

Принцип сборки таков, проверяем светодиод на пробой (обратную проводимость), на свечение (батарейкой с токоограничительным резистором), загибаем ножки и обкусываем, вставляем в матрицу.
И так 7 штук в столбец.
Анод восьмого будет использоваться для соединения с платой — его не откусываем.
Собрали один столбец, соединяем шиной аноды.
Соединили — проверили, сначала батарейкой с резистором на свечение, потом омметром на пробой — каждый.
Всё нормально? Следующий столбец:



И так, пока не заполнится вся матрица
В последнем столбце катоды не обрезаем (через них будет соединяться матрица с платой), а самый последний светодиод ножки не откусываются и не загибаются.
Когда матрица заполнится, соединяем катоды. Соединили одну строку — проверяем, не светятся ли параллельно несколько светодиодов
Соединили вторую — проверяем обе
Соединил третью — опять проверка

Вот на этой операции со светодиодами яркого свечения у меня и начались проблемы…
Промывать в такой конструкции практически — нечего, а они светятся параллельно по несколько штук.
Проверяешь — пробит (проводит в обе стороны с сопротивлением 200 Ом, хотя и горит, когда подсоединяешь правильно).
Выпаиваешь, ставишь на его место другой светодиод.
Припаиваешь ещё одну строку, проверяешь — опять пробой, только уже даже не на этой строке, а ниже, где всё работало.
Дальше — больше.
Спаял до конца, забив на проблемные светодиоды — типа потом поменяю, штук 8 вылезло пробитых — заменил, при проверке ещё 5 вылезло…
Плюнул, решил собрать другую.
До этого собирал матрицу на синих светодиодах, решил собрать зелёную.
То же самое.
Пока аноды паяешь — всё в ажуре.
Как только начинаешь паять катоды — роги вылазят.
Собрал оставшиеся в охапку — отнёс к нам в магазин РАДИОДЕТАЛИ. Поменял там, на обычные (зелёные) — собрал — ВСЁ РАБОТАЕТ КАК НАДО! НИ ОДНОЙ ЗАМЕНЫ! НИ ОДНОГО ЗАСВЕТА!
А те, теперь хранятся вот в таком виде:


Может когда-нибудь, что-нибудь с ними придумаю.

А пока, результат выглядит вот так:

Так что, резюмируя выше сказанное, купленные светодиоды я так и не смог приспособить для матрицы.
Брать нужно не те, которые светят и им требуются светофильтры и рассеиватели. А те, которые светятся сами. Т.е. с цветным корпусом. ИМХО.
Правда у светодиодов яркого свечения цвета красивые.

Ну а теперь то, ради чего всё это затевалось.
На подобной матрице можно собрать что-то типа такого:

Вот ссылка на проект
Ссылка на форум, где тема получила развитие
АВТОР выложил все исходники.
Помогает желающим покопаться и сделать что-то по-своему.
Хороший проект… Но не мой…
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: