Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Светодиоды «пиранья»

Достоинства светодиодов Пиранья

Достоинств у этих светоизлучающих кристаллов множество. Важнейшие из них:

  1. Большое количество тепла, отводимого от кристалла, обеспечивается металлическими вертикальными выводами, которые впаиваются в печатную плату, и позволяет эффективно отводить тепло, в том числе через печатные проводники.
  2. Стойкость к вибрациям и ударам – обеспечена малой массой элементов конструкции и их приклеиванием и сваркой.
  3. Плоская и/или выпуклая линзы обеспечивают большой выбор углов рассеивания света.
  4. При массовом производстве монтаж на плату поддается автоматизации.
  5. Возможна установка корпуса над платой с небольшим зазором, который позволяет дополнительно отводить тепло.

Светодиоды «Пиранья» выпускает и наш постоянный партнер – компания Arlight . Познакомиться с ними можно .

Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл в корпусе или без него с двумя выводами (проволочными или контактными площадками), которые являются контактами питания.

Он проводит электрический ток только в направлении от анода к катоду, при этом на анод подают положительное напряжение, а на катод – отрицательное. Световой диод нельзя подключать к источнику питания непосредственно, т.к. он выйдет из строя, произойдет электрический пробой (сгорит). Для правильного включения в электрическую цепь ему нужен ограничитель, что и делают, устанавливая последовательно со светодиодом резистор. Такой резистор называется ограничительным. Кроме резистора, может устанавливаться интегральная или использоваться AC/DC-преобразователи.

При огромной разновидности типов светодиодов, все они имеют параметры, по которым они различаются, а это существенно влияет на способ их питания.

Основные параметры, на которые следует обращать внимание это:

  • сила тока (ток прямой номинальный);
  • падение напряжения (напряжение между катодом и анодом при прохождении номинального прямого тока).

Чтобы осуществить подключение светодиодов,
какмаломощных, так и сверхмощных,необходим источник питания, который выдает напряжение не меньше, чем падение напряжения. Это аксиома. На упаковке со световыми диодами имеется его характеристика — , которая указывает величину падения напряжения.

Характеристики и параметры светодиодов Пиранья

В отличии от опасных южноамериканских рыб, применение этих светодиодов не опасно. Эффективная работа светодиодов зависит от совокупности их характеристик – электрических и световых. Основные из них — это спектр излучения, мощность и яркость. Узкий угол свечения светодиодов индикаторного типа оценивается таким параметром, как сила света. Измеряется она в канделах или милликанделах(мКд).

Яркость одной мКд сравнима с яркостью обычной свечи. Мкд равна одной тысячной канделы, поэтому к ней применяется приставка «мили». 1 кандела равна 1000 мкд. Единицей измерения светового потока являются люмены.

Яркость обычного светодиода в пределах 20 — 50 мКд., а сверхяркого — 20 000 мКд и даже выше. Он проигрывает обычной лампе накаливания в 100 Вт, которая производит порядка 1500 люмен. Если излучаемый ею свет во всех направлениях одинаков, то яркость составляет 120 000 мКд. Но если луч будет узконаправлен и его угол составит 20°, то яркость будет около 16 000 000 мКд. Отсюда следует вывод, что даже сверхмощные светодиоды по излучаемой яркости не дотягивают до ламп. Но со временем разрыв этот постепенно сокращается.

Угол освещения — важный параметр светодиодов. Это и понятно, т.к. свет распространяется неравномерно и на его восприятие влияет местоположения смотрящего

Поэтому здесь важно определиться какой части комнаты требуется освещение, сколько нужно ламп и как их расположить. На эти показатели влияют типы линзы

У рассеивающей (матовой) линзы угол освещения более широкий, а свет, в отличии от прозрачной линзы, будет восприниматься, как тусклый.

Следующий важный показатель мощности света – световой поток. Его определяет сила света и угол освещения. Последний оказывает сильное влияние на световой поток. Светодиоды Пиранья различны по цвету — есть основные цвета и их оттенки. Лампы разных цветов имеют разное рабочее напряжение. Так диодная лампа 5000 мКд с углом освещения в 30 градусов оказывается в 4 раза слабее аналога с углом освещения в 60 градусов.

Светодиоды Пиранья выполнены в прозрачном корпусе. Тип кристалла, используемый в светодиоде, влияет на его светоотдачу: от 700 мКд для зеленого цвета до 5000 мКд для чисто-зеленого и белого цвета, от 800 мКд для ультра-красного до 3000 мКд для ультра-голубого и ультра-белого цвета. Красный светодиод Пиранья удобен в монтаже и эксплуатации. У него встроенная линза, и ему не нужен дополнительный теплоотвод. Светодиод Пиранья красный берут в проект, когда необходима очень яркая красивая подсветка либо световая индикация. Светодиод Пиранья красный используют в светомузыке, новогодних гирляндах, а также для многих других ярких проектах. Светодиод Пиранья зеленый находит применение в светомузыке или светофоре. Сверхъяркие красные, синие, зеленые и белые модули оснащены транзисторами, через которые осуществляется управление ими.

Подключение светодиодов Пиранья происходит через токовый драйвер, к которому можно подключить до 5 светодиодов. Питаться они будут при этом одинаковым током. А можно отказаться от драйвера и использовать AC/DC – преобразователи, которые имеют стабилизированный ток. Это упростит подключение, сделает удобной эксплуатацию и снизит стоимость системы.

Достоинства светодиодов Пиранья

Достоинств у этих светоизлучающих кристаллов множество. Важнейшие из них:

  1. Большое количество тепла, отводимого от кристалла, обеспечивается металлическими вертикальными выводами, которые впаиваются в печатную плату, и позволяет эффективно отводить тепло, в том числе через печатные проводники.
  2. Стойкость к вибрациям и ударам – обеспечена малой массой элементов конструкции и их приклеиванием и сваркой.
  3. Плоская и/или выпуклая линзы обеспечивают большой выбор углов рассеивания света.
  4. При массовом производстве монтаж на плату поддается автоматизации.
  5. Возможна установка корпуса над платой с небольшим зазором, который позволяет дополнительно отводить тепло.

Светодиоды «Пиранья» выпускает и наш постоянный партнер – компания Arlight . Познакомиться с ними можно .

В наших предыдущих статьях мы много раз описывали процесс изготовления платы для установки в автомобиль различных светодиодных модулей. Использование метода ЛУТ дает очень широкие возможности для реализации самых смелых идей. Однако в последнее время все чаще наши клиенты задают вопрос о том, как сделать по этой технологии плату, которая была бы больше размером, чем стандартный лист А4. Дело в том, что у абсолютного большинства имеется принтер, который способен печатать только в формате А 4 и, следовательно, более крупные платы изготовить по методу ЛУТ не представляется возможным. В этой статье мы постараемся подробно описать, как с помощью. Метода ЛУТ делать составные платы на примере «светодиодных ресничек».

Светодиодный модуль, который необходимо создать имеет длину 43 см. А так как в наличии имеется принтер и сканер формата А4 (длина А4 составляет 29,7 см, если что), то плату необходимо делать составную.

Для начала нарисуем плату и распечатаем ее на 2 разных листах А4

Важно делать плату немного с запасом, чтобы впоследствии удалить лишнее. По методу ЛУТ переносим изображение на тектолит

Наносим на платы метки соединения, чтобы проще было монтировать цельную плату. Теперь платы готовы к травлению.
Вырезаем лишний текстолит и переходим к травлению.

Аккуратно отрезаем лишнее по линии разреза. Край должны быть максимально плоскими, чтобы обе платы соединились и выглядели как единое целое.

Удаляем все лишнее и приступаем к припаиванию светодиодов и резисторов.

С обратной стороны платы спаиваем сами платы между собой.

Плата готова.

Теперь ее легко можно использовать в качестве светодиодных ресничек. Достаточно подобрать рассеиватель и можно устанавливать модуль в автомобиль.

Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл в корпусе или без него с двумя выводами (проволочными или контактными площадками), которые являются контактами питания.

Он проводит электрический ток только в направлении от анода к катоду, при этом на анод подают положительное напряжение, а на катод – отрицательное. Световой диод нельзя подключать к источнику питания непосредственно, т.к. он выйдет из строя, произойдет электрический пробой (сгорит). Для правильного включения в электрическую цепь ему нужен ограничитель, что и делают, устанавливая последовательно со светодиодом резистор. Такой резистор называется ограничительным. Кроме резистора, может устанавливаться интегральная или использоваться AC/DC-преобразователи.

При огромной разновидности типов светодиодов, все они имеют параметры, по которым они различаются, а это существенно влияет на способ их питания.

Основные параметры, на которые следует обращать внимание это:

  • сила тока (ток прямой номинальный);
  • падение напряжения (напряжение между катодом и анодом при прохождении номинального прямого тока).

Чтобы осуществить подключение светодиодов,
какмаломощных, так и сверхмощных,необходим источник питания, который выдает напряжение не меньше, чем падение напряжения. Это аксиома. На упаковке со световыми диодами имеется его характеристика — , которая указывает величину падения напряжения.

Преимущества

В первую очередь это, конечно, огромный срок службы. Он колеблется, в зависимости от производителя: 30 — 100 тысяч часов. А 100000 часов это более 11 лет непрерывной (круглосуточной) работы. Во-вторых, это надежность. В-третьих, они не боятся ультрафиолетового излучения. Пиранья ночью могут освещать пространство, а днем находится под палящими лучами солнца, на это не способен ни один современный cсветоизлучающий диод.

Отличительные особенности:

  • Пиранья устойчивы к динамическим нагрузкам (тряске);
  • устойчивы к температурным перепадам;
  • имеют самый низкий коэффициент изменения сопротивления в зависимости от температуры;
  • выдерживают броски напряжения;
  • имеют широкий диапазон углов освещенности в зависимости от модели. Этот угол колеблется от 40 до 120 градусов. Можно выбрать любой.

Сам светодиод установлен на гибкой пластиковой основе, что позволяет ему не бояться ни тряски, ни вибрации. Ножки специально утолщены для простоты распайки и надежного отвода излишнего тепла, которое неминуемо возникает при работе.

Преимущества светодиодов Пиранья

Автомобильная отрасль является активным потребителем светодиодных ламп. Кроме фар производители интегрируют светодиоды Пиранья в колесные диски, устанавливают на задние стоп-сигналы и поворотные огни. Столь широкая область применения обусловлена наличием следующих цветов:

  • красный;
  • желтый;
  • зеленый;
  • белый;
  • синий.

В чем же их преимущества?

  1. Устойчивы к встряскам и перепаду температур;
  2. Имеют самое низкое температурное сопротивление;
  3. Обладают широким углом освещенности;
  4. Позволяют принимать неординарные инженерные решения;
  5. Большая сила свечения;
  6. Лампы потребляют мало электроэнергии;
  7. Просты в монтаже;
  8. Удароустойчивы;
  9. Имеют повышенный срок эксплуатации.

Но не только наличие в продаже 5 -ти цветов заставляет купить светодиоды Пиранья. Их технические и эксплуатационные характеристики демонстрируют явные преимущества перед аналогами. Сверхяркие светодиоды Пиранья нормально переносят работу при высокой температуре. Кроме устойчивости современных светоизлучающих ламп к тряске, 4-х выводная система обеспечивает надежный контакт светодиодов Пиранья. Свинцовая конструкция светоизлучающего диода обеспечивает низкое температурное сопротивление, поэтому он может работать при различных температурах, хорошо выдерживая высокие входные мощности. Светодиоды Пиранья дают широкий угол освещенности – угол рассеивания от 40 до 120 градусов. Они имеют повышенную яркость свечения (до 18 люменов), что позволяет специалистам даже сокращать количество используемых LED, обеспечивая необходимую освещенность.

Специалисты, работающие в сфере автомобилестроения и тюнингования, также широко используют светодиод Пиранья Drive2. Специальный автомобильный форум сделал даже специальную подборку, посвященную установке Пираньи на фары Daewoo Gentra Белый Клык.

Особенности светодиодов Пиранья

Кроме высокой надежности, которые демонстрируют светоизлучающие диоды этой марки, их несомненным достоинством являются различные варианты использования светодиодов Пиранья. Используя различные способы монтажа, относительно того, как расположены отражатели — для светодиодов Пиранья характерно не только разное свечение, но и возможность предотвратить попадание пыли внутрь.

Примечательно, что и цены светодиодов Пиранья вполне приемлемы (в пределах 7 – 13 рублей), и драйвер для светодиодов Пиранья найти не проблема.

Несомненно, что автомобилисты отдают предпочтение светоизлучающим диодам Пиранья, учитывая следующие их особенности:

  • низкое энергопотребление;
  • относительно простой монтаж, что обеспечивается понятной маркировкой провода.

Некоторые характеристики светодиодов Пиранья

Корпуса светодиодов «пиранья» изготавливаются из прозрачного компаунда на основе эпоксидных полимеров. Они имеют вертикальные металлические выводы, которые вводятся в отверстия печатных плат и припаиваются к контактным площадкам с одной или с обеих сторон платы. Эти корпуса, например, в компании CREE обозначаются как Р4 и носят название Пиранья или Piranha.

Рассмотрим основные характеристики светодиодов Пиранья
.

Светодиоды Пиранья по классификации компании CREE относятся к группе сверхъярких. Рабочий ток этих светодиодов в пределах десятков миллиампер (30, 50, 70 мА).

Сверхяркие светодиоды Пиранья
имеют квадратный корпус, из которого вниз выходят четыре вывода. Размеры корпуса 7,6 х 7,6 мм, в его верхней части расположена выпуклая линза. Корпуса имеют три варианта исполнения:

  • Р41 – линза круглая, углы рассеяния света – 40, 70 и 100 град. для синих, янтарных, зеленых светодиодов, для белых – 60 и 90 град, световой поток, Лм – от 4,4 до 13,2;
  • Р42 – углы 120 град. цвет – красный, зеленый, синий и янтарный, световой поток – от 11 (синий) до13,2 (янтарный);
  • Р43 – угол – 40/35, поток – 2,13 – 8,2.

Схема подключения светодиодных лент от одного блока питания

Эта схема подключения с использованием одного блока питания. При этом, его мощность должна соответствовать суммарной мощности двух (или более) лент.

Для того, чтобы довести до второй ленты питание 12 вольт, необходимо к выходу блока питания подсоединить удлиняющий провод. Второй конец провода подсоединить ко второй ленте. Таким образом, ток потечет по проводу, а не по дорожкам первой ленты.

Сечение удлиняющего провода, я рекомендую взять побольше, чтобы в нем было меньше потерь напряжения. Я использую сечение 1,5 мм. Длина провода такая же, как у первой ленты, т.е 5 метров. Монтируется он в нише, параллельно первой ленте.

Такая схема подключения светодиодной ленты используется, если есть возможность спрятать мощный (а соответственно большой) блок питания. Если такой возможности нет, то применяется другая схема. Она чуть посложнее, но по стоимости примерно такая же

Преимущества

В первую очередь это, конечно, огромный срок службы. Он колеблется, в зависимости от производителя: 30 — 100 тысяч часов. А 100000 часов это более 11 лет непрерывной (круглосуточной) работы. Во-вторых, это надежность. В-третьих, они не боятся ультрафиолетового излучения. Пиранья ночью могут освещать пространство, а днем находится под палящими лучами солнца, на это не способен ни один современный cсветоизлучающий диод.

Отличительные особенности:

  • Пиранья устойчивы к динамическим нагрузкам (тряске);
  • устойчивы к температурным перепадам;
  • имеют самый низкий коэффициент изменения сопротивления в зависимости от температуры;
  • выдерживают броски напряжения;
  • имеют широкий диапазон углов освещенности в зависимости от модели. Этот угол колеблется от 40 до 120 градусов. Можно выбрать любой.

Сам светодиод установлен на гибкой пластиковой основе, что позволяет ему не бояться ни тряски, ни вибрации. Ножки специально утолщены для простоты распайки и надежного отвода излишнего тепла, которое неминуемо возникает при работе.

Отличительные особенности

Несколько удачных конструкторских решений корпуса светодиодов Пиранья сформировали ряд отличительных особенностей, основными из которых выступают следующие факторы:

  1. Жесткая конструкция выводов и очень легкий корпус из прозрачного эпоксидного компаунда увеличивают механическую прочность светодиода и его стойкость к вибрационным нагрузкам.
  2. Выводы светодиода не требуют формовки перед монтажом на печатную плату, что снижает технологические издержки установки или распайки и позволяет полностью автоматизировать производственные процессы.
  3. Металлический внутренний каркас и четыре толстых вывода улучшают отвод тепла от светодиодного кристалла. Такая особенность позволяет легко размещать в одном корпусе три светодиодных кристалла для RGB вариантов свечения.
  4. Плоская структура корпуса дает возможность легко формировать на его поверхности любые виды оптической линзы, которые определяют диаграмму направленности светодиода. Угол свечения у разных светодиодных корпусов Пиранья составляет величину от 35 до 140 градусов.

Примеры подключения и использования

Пример 1

В примере демонстрируется самая простая задача по работе со светодиодом — включение и отключение на 1 секунду.

Схема подключения:

Скетч для загрузки:

// включение светодиода
// задержка на 1 секунду
// выключение светодиода
// задержка на 1 секунду

Пример 2. Управление с клавиатуры

Данный пример демонстрирует изменение времени включенного и выключенного состояния в зависимости от введенного значения с клавиатуры. По умолчанию значение времени установлено в 1 секунду (1000 миллисекунд). После загрузки скетча на контроллер, необходимо открыть монитор сериал порта, куда требуется ввести цифровое значение нового времени работы светодиода в миллисекундах отличное от нуля. Светодиод начинает мигать с частотой нового введённого времени.

Пример протестирован на контроллере Smart UNO.

Схема подключения:

Скетч для загрузки:

//объявление пина подключения модуля
//переменная для хранения времени задержки
// установка пина как выходной
//записать его в переменную хранения времени
// включение светодиода
// задержка на 1 секунду
// выключение светодиода
// задержка на 1 секунду

Пример 3. Управление с помощью ШИМ

Данный пример демонстрирует изменение яркости свечения светодиода. Светодиод из выключенного состояния постепенно зажигается ярче, а затем постепенно затухает. Далее всё повторяется.

Пример протестирован на контроллере Smart UNO.

Схема подключения:

Скетч для загрузки:

//объявление пина подключения модуля
// установка пина как выходной
//первый цикл увеличивает яркость
//второй цикл уменьшает яркость
//записать значение яркости на порт светодиода
//задержка в 100 миллисекунд

Пример 4. Управление с помощью ШИМ (значение вводится с клавиатуры)

Данный пример демонстрирует изменение яркости свечения светодиода. Светодиод мигает с периодичностью 100 миллисекунд. По умолчанию яркость светодиода задана в 500 единиц (половина возможной яркости). После загрузки скетча в контроллер, открыв монитор Serial порта, можно ввести требуемую яркость. Однако, значение яркости будет программно ограничено между значениями 0 и 1023 (минимальное и максимальное значения).

Пример протестирован на контроллере Smart UNO.

Схема подключения:

Скетч для загрузки:

//объявление пина подключения модуля
//переменная для хранения яркости
// установка пина как выходной
// инициализация Serial-порта
//если что-то пришло из сериал порта
//считать значение в переменную
// если считанное значение отлично от 0
//записать его в переменную яркости, ограничив значение
// включение светодиода с заданной яркостью
// задержка на 1 секунду
// выключение светодиода
// задержка на 1 секунду

Светодиоды «Пиранья» представляют собой низкопрофильную конструкцию с установленным светодиодом. Благодаря особенности конструкции светодиод «Пиранья» обеспечивает высокий световой поток, низкое тепловое сопротивление, а также низкое энергопотребление.

Низкопрофильная конструкция корпуса светодиодов «Пиранья» позволяет добиться более интенсивной и равномерной освещенности по сравнению со стандартными светодиодами. Кроме того, светодиоды устойчивы к встряскам. Четырех выводная система светодиодов «Пиранья» выглядит солидно. И в любой ситуации, вплоть до аварии или столкновении, они не отпадут от печатной платы.


Сфера применения светодиодов практически не ограничена. Рассмотрим несколько наиболее популярных вариантов использования светодиода «Пиранья»

Наиболее часто светодиоды «Пиранья» используются автолюбителями для замены штатного освещения на своих автомобилях. Равномерное свечение светодиодов идеально подходит для установки в центральный плафон салона

В задний стоп-сигнал,

Для использования в качестве подсветки номера

А также для использования в качестве в качестве декоративной подсветки логотипа

Кроме того, светодиоды «Пиранья» находят применение в электронных табло

Подсветке объемных букв и других объемных объектов.

Особенности низкого профиля позволяют использовать эти светодиоды с линзами и отражателями.

Описание

Универсальный модуль светодиода. Подойдет для проектов, где необходимо добавить цветную индикацию, не прибегая к пайке обычных светодиодов. Модуль подключается посредством трехпроводного шлейфа. Для удобства соединения рекомендуем использовать Sensor Shield. В отличии от обычного светодиода — светодиоды «пиранья» светят намного ярче. Очень удобно использовать для проектов подсветки, гирлянд, светомузыки, дополнительного освещения.

Встроенный транзистор позволяет использовать модуль в цепях с напряжением 3,3 В и 5 В. Поддерживается управление яркостью с помощью ШИМ.

Внимание! Будьте осторожны при работе с яркими светодиодами! Не смотрите на светодиод с близкого расстояния!

Технические характеристики

Рабочее напряжение: 3,3 — 5 В

Максимальный потребляемый ток (для белого или синего): 8,5 мА

Максимальный потребляемый ток (для красного, жёлтого, зелёного): 10 мА

Плюсы использования

Несколько цветов светодиодов для различных проектов (красный, жёлтый, зелёный, синий, белый)

Лёгкое подключение к Sensor shield

Не требует дополнительных радиодеталей (всё включено в модуль)

Не требует пайки

Прост в работе

Управление яркостью светодиода с помощью ШИМ

Очень яркое свечение

Отличительные особенности

Особенностью светодиодов Пиранья является универсальность, возможность использования в разных сочетаниях и условиях. Массивный корпус защищает их от вибрационных и механических нагрузок, что увеличивает эксплуатационные способности светильников.          В отличие от другого распространенного типа светодиодов — SMD — они не монтируются на плату плотно, а вставляются в гнезда с некоторым зазором.

Жесткие и прочные выводы светодиодов позволяют устанавливать их в печатные платы по типу обычных радиодеталей. Нагрев при пайке не угрожает элементам, поэтому можно не использовать специальные теплоотводы, что значительно упрощает и ускоряет монтажные работы. Все контакты расположены одинаково, и это делает возможным включение светодиодов Пиранья в производственный сборочный цикл на роботизированных линиях.

Помимо воздушного зазора между платой и корпусом, отвод тепла обеспечивает металлический корпус, находящийся внутри прозрачной линзы, и четыре массивные ножки-контакта. Эффективность теплоотведения позволяет беспрепятственно устанавливать в один корпус по три светодиода (в светильниках типа RGB).

Высокие возможности светодиодов усилены относительно низкой ценой — в диапазоне 10-20 рублей. Такая доступность позволяет создавать подсветку для объемных коробчатых сооружений, где приходится устанавливать большое количество элементов. Драйвера для них также недороги и вполне доступны.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации