Jak wybrać odpowiednią diodę LED do swojego urządzenia?

Diody SMT, THT, ultracienkie, świecące wyjątkowo jasnym światłem, z możliwością montażu odwróconego, przezroczyste, półprzezroczyste itd... Oto kilka podstawowych informacji, dzięki którym łatwo i szybko odnajdziesz odpowiedni model spośród szerokiej gamy diod LED dostępnych na rynku.

Poniżej znajdziesz podsumowanie podstawowych kryteriów, którymi należy się kierować wybierając diodę LED – niezależnie od tego, czy używasz ich w pracy zawodowej, czy też interesujesz się nimi z czystej ciekawości. Chociaż dioda LED jest na pierwszy rzut oka dość prostym komponentem, warto jednak zwrócić większą uwagę na kilka parametrów tego niewielkiego urządzenia, aby mieć pewność, że będzie nam ona służyć długo i niezawodnie. Jeżeli zajmujesz się projektowaniem urządzeń przemysłowych, dokładnie przemyśl wszystkie poniższe aspekty. 1. THT vs. SMT

Diody typu SMT są z pewnością łatwiejsze i wygodniejsze w użyciu, zarówno ze względu na prosty, automatyczny montaż, jak i możliwość lutowania rozpływowego – zakładając oczywiście, iż rozwiązania tego typu są dla Ciebie akceptowalne pod względem poziomu widoczności diody i oferowanych przez nią funkcji. Klasyczne diody LED z wyprowadzeniami drutowymi (THT) nadal cieszą się popularnością. Stosunkowo prostym i niedrogim rozwiązaniem jest umieszczenie elementu sygnalizacyjnego np. na przedniej płycie; dzięki temu nie ma konieczności stosowania dodatkowych światłowodów. Bardzo pomocne są podkładki dystansowe (o różnej długości) dla diod LED, które znacznie ułatwiają montaż oraz są gwarancją pewnego przymocowania diod LED. 2. Kolor diody vs. długość fali? Większość osób prawdopodobnie kojarzy zielone światło z pozytywnym statusem, natomiast czerwone ze statusem błędu. Jednak kolory przypisywane są do odpowiednich statusów według uznania osoby projektującej urządzenie. Długość fali emitowanego światła jest najlepszym wskaźnikiem rzeczywistego koloru diody LED. Zwykle pod terminem „długość fali” kryją się dwa parametry:

Wartość szczytowa współczynnika lambda – czyli dokładna wartość, przy której dioda LED świeci maksymalnie jasnym światłem.
Dominanta współczynnika lambda – rzeczywista wartość długości fali (barwy), czyli światło jakim świeci dioda; przebieg jasności zależny od czynnika lambda i nie jest symetryczny po obu stronach wartości szczytowej.

Pod podstawowymi nazwami kolorów, takimi jak zielony, czerwony, żółty, pomarańczowy itd., znajdziemy szeroki zakres długości fal. Podczas wyboru diody LED należy kierować się długością fali, a nie tylko na ogólną klasyfikacją kategorii kolorów. Producenci nie mają jednego ujednoliconego sposobu klasyfikowania kolorów. Tak więc często zdarza się, że np. diody LED o długości fali około 600 nm są klasyfikowane przez niektórych producentów jako diody pomarańczowe, a innych jako diody czerwone. Podobnie rzecz ma się w przypadku klasyfikacji zielonych diod (kolor zielony często może przybierać żółtawy odcień). Z czasem na rynku pojawiły się tzw. diody „true green” - o krótszej długości fali i o „czystszej” zielonej barwie lub też – z fotograficznego punktu widzenia – chłodniejsza (kolor zbliżony do niebieskiego). 3. Jasność Parametr ten wskazuje, jak jasne jest światło emitowane przez daną diodę przy określonym natężeniu prądu. Jej jednostką jest mcd (milikandele), zaś strumień świetlny to lm (lumeny). Jasność w mcd określa poziom jasności diody LED w sytuacji, kiedy patrzymy na nią pod kątem prostym. Natomiast strumień świetlny odpowiada całkowitej mocy świetlnej emitowanej przez diodę LED. Jeśli porównamy dwie diody LED wyposażone w ten sam chip i dwa różne układy optyczne, wówczas dioda o węższym kącie wiązki będzie miała znacznie wyższą jasność. W praktyce jednak nie zawsze jest to zaleta, ponieważ takie diody LED wydają się znacznie ciemniejsze, gdy patrzy się na nie pod kątem innym niż prosty.

4. Prąd maksymalny i minimalny Dane dotyczące maksymalnych parametrów można łatwo znaleźć w specyfikacji produktu. Nie znajdziemy tam natomiast informacji na temat minimalnych wartości prądu, ponieważ nie ma to wpływu na funkcjonowanie diody LED. Przykładowo: klasyczna 3-milimetrowa okablowana dioda LED o prądzie szczytowym Imax 20-30 mA może również pracować przy natężeniu 1 mA lub nawet mniejszym, strumień świetlny diod LED jest niemal liniowo zależny od prądu. Mniejsze natężenie prądu pozytywnie wpływa na całkowite zużycie urządzenia. Nowoczesne diody LED mają zwykle znacznie wyższą jasność przy natężeniu 10–20 mA niż jest to konieczne dla konkretnego zastosowania. Renomowani producenci w specyfikacjach produktu zwykle wspominają również o zależności między jasnością poszczególnych modeli diod LED a natężeniem prądu.

5. Kąt wiązki Kąt wiązki ma istotny wpływ na kierunek strumienia świetlnego. Diody LED SMT bez optyki zwykle mają szeroki wzór promieniowania, w niektórych przypadkach nawet zbliżający się do teoretycznego maksimum, czyli 180°. Diody THT z klasyczną soczewką na górze, a także diody SMT z kopułką(tzw. Dome LED, np. OSLON Square)mają znacznie węższy zakres promieniowania. 6. Napięcie przewodzenia – VF Klasyczne diody LED, w zależności od barwy, osiągają napięcie przewodzenia VF 1,2-1,8 V. Wartość tego parametru uzależniona jest od technologii produkcji diody. Nowsze i bardziej wydajne modele charakteryzuje zazwyczaj wyższe napięcie przewodzenia. Najczęściej niebieskie i białe diody LED mają najwyższe napięcie przewodzenia VF (ok. 2,9-3,5 V).

7. Oznaczenie rozmiaru obudowy SMT Mówiąc o oznaczaniu rozmiarów obudów SMT, należy wspomnieć, iż rozróżniamy rozmiary wyrażone w jednostkach metrycznych oraz w jednostkach imperialnych. Jednostki imperialne są częściej stosowane; przykładowo: obudowa 0805 = 2012 (jednostki metryczne) = 2,0 x 1,25 mm / 0402 (jednostki imperialne) = 1005 (jednostki metryczne) = 1,0 x 0,5 mm i tak dalej. Firma Kingbright stosuje jednostki metryczne do oznaczania swoich diod LED, dlatego np. seria KP 1608 = „0603” (jednostki imperialne) i KPG-0603 = „0201” (jednostki imperialne).

8. Ultracienkie i ultramałe…Obecnie dostępne są również diody LED o wymiarach 0,2 x 0,1 mm i wysokości zaledwie 0,1 mm. Należy jednak wziąć pod uwagę, iż w przypadku zwykłych projektów mogą się one nie sprawdzić. Tego typu diody mają wyjątkowo mały rozmiar – są nie większe niż główka igły. 9. Obudowa przezroczysta czy półprzezroczysta? Diody THT są najczęściej dostępne w obudowach całkowicie przezroczystych, półprzezroczystych, a nawet kolorowych lub półprzezroczystych kolorowych, w przypadku których obudowa ma kolor diody LED, która znajduje się w środku.

Największą zaletą półprzezroczystej obudowy jest fakt, iż sam chip LED pozostaje niewidoczny, dzięki czemu wydaje się, iż świeci cała powierzchnia diody LED. Tego rodzaju dioda LED charakteryzuje się również nieco szerszym kątem świecenia, mimo iż kształt odbudowy pozostaje taki sam. W przypadku dwukolorowych diod LED lub diod RGB, półprzezroczysta obudowa jest zdecydowanie lepszym wyborem ze względu na łagodniejsze przejścia między kolorami. Wielu użytkowników powiedziałoby, iż dioda LED z przezroczystą obudową świeci jaśniejszym światłem. W przypadku zastosowań narażonych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych lepiej sprawdzą się diody w przezroczystej obudowie, ponieważ obudowy półprzezroczyste oświetlone przez słońce lub inne silne źródło światła wydają się białe, przez co znacznie trudniej jest rozpoznać, czy dioda świeci, czy nie. 10. Światłowody Ogromną zaletą światłowodów jest fakt, iż są dostępne w różnych rozmiarach, dzięki czemu można je dopasować do przedniego panelu urządzenia. Jednocześnie dostępne są duże pola („klastry”) światłowodów, np. 1x12 lub 3x10 itp. W ten sposób, używając kilku niewielkich rozmiarów diod SMT możemy zbudować niestandardowe kontrolki, co byłby praktycznie niewykonalne, jeżeli chcielibyśmy wykorzystać diody THT ze względu na brak miejsca.

12. Obsługa i instalacja diod LED Należy pamiętać o przestrzeganiu podstawowych zasad montażu, projektowania płytek drukowanych, a także obsługi samej diody LED. Nie należy zginać przewodów diody LED THT blisko obudowy, ani odkształcać ich w jakikolwiek sposób w celu uniknięcia naprężeń mechanicznych w pobliżu obudowy, w wyniku których dioda może zostać uszkodzona. Nie wolno również zapominać, że zazwyczaj diody LED są elementami wrażliwymi na wyładowania elektrostatyczne, dlatego powinniśmy przestrzegać wszystkich zasad w zakresie zabezpieczenia miejsca pracy przed tego rodzaju wyładowaniami. W przypadku diod LED SMT kształt pól lutowniczych ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania stabilnej pozycji diody LED podczas lutowania rozpływowego. Równie ważny jest rozmiar pól, np. przy chłodzeniu mocniejszych diod LED. Wszystkie zasady, którymi należy się kierować podczas pracy z diodami zostały jasno podsumowane w dokumentacji opracowanej przez producenta – uwagi techniczne Kingbright. 13. Żywotność diod LED Żywotność diody, czyli właściwie jasność emitowanego przez nią światła w zależności od czasu pracy, podawana jest w dziesiątkach tysięcy godzin. Wartość ta wskazuje czas, po którym jasność danej diody LED spada do 50% wartości pierwotnej w określonych warunkach. Po upływie tego czasu dioda nadal będzie działać, jednak jasność emitowanego przez nią światła będzie znacznie niższa. Wnioski W praktyce napotkamy wiele innych kryteriów w zależności od konkretnych zastosowań, ale o tym napiszemy w kolejnym artykule. W asortymencie SOS electronic znaleźć można diody LED w wersjach standardowych, migających, diody ultrafioletowe i podczerwone, a także diody o wysokiej mocy rezystory LED oraz paski i żarówki LED. Wybierz odpowiednie diody LED z asortymentu SOS electronic lub wyślij im zapytanie. Jeśli potrzebujesz dodatkowych informacji na temat diod LED, skontaktuj się z nimi pod adresem , a na pewno uzyskasz wiele pomocnych wskazówek. Skontaktuj się z: Wojciech Siewierski +48 42 203 2394