Thể loại: Bài viết nổi bật » Thợ điện Novice
Số lượt xem: 205275
Bình luận về bài viết: 9
Giới thiệu về đèn LED cho người giả
Tôi không thực sự thích công thức. Giống như bất kỳ người bình thường nào :) Họ khiến tôi đau đầu và mong muốn ném thứ gì đó vào tường. Cả đời tôi đã cố gắng tránh xa họ. Và nó bật ra. Nhưng bây giờ tôi bắt đầu quan tâm đến đèn LED và nhận ra - ở đó, không có nơi nào có được. Để có được kết quả mong muốn, bạn cần hiểu cách thức hoạt động của nó. Dần dần, dọc theo các bước, tôi bắt đầu lội qua rừng rậm, candela và Steradian. Dần dần, một hình ảnh bắt đầu hình thành trong đầu tôi. Và đồng thời hối tiếc - tốt, tại sao không có ai để giải thích nó bằng một ngôn ngữ đơn giản có thể truy cập? Quá nhiều thời gian lãng phí ... Tôi sẽ cố gắng cứu bạn khỏi đau đầu và giải thích nó càng dễ tiếp cận càng tốt - đèn LED là gì và nó hoạt động như thế nào. Chà, cùng lúc đó, tôi sẽ giải thích một vài định luật về quang học :)
Bài viết dành riêng cho những người bị lẫn lộn trong watts-candela-lumens-sets. Và thực sự trong đèn LED. Được viết bởi một ấm trà tiên tiến cho người mới bắt đầu :)
Đèn LED thông thường
Bất kể bạn xoay như thế nào, trước tiên bạn sẽ phải chạm vào các định luật về điện thông thường. Trong các ví dụ minh họa, tất nhiên :) Chúng ta đều biết - 220 volt là gì - đây là những gì có thể đánh đúng, nếu bạn không tuân thủ các biện pháp phòng ngừa an toàn. Khi bạn mua một thiết bị điện, ví dụ như bàn ủi, hộ chiếu cho biết điện áp được thiết kế để làm gì. Thông thường đây là 220 volt. Nhưng trong cùng một hộ chiếu, các thông số này cũng được chỉ định - một điện áp xoay chiều có tần số 50 hertz. Tại sao các nhà sản xuất ngoan cố chỉ ra các thông số này cho bạn?
Nhặt bất kỳ hộ chiếu kỹ thuật nào cho một thiết bị điện và xem xét - nó nói rằng điện áp cung cấp phải là ~ 220 volt, 50 Hz. Chúng ta hãy xem nó là gì. Một ~ ~ chỉ ra rằng điện áp phải được thay đổi. Trong một hệ thống điện ô tô, ví dụ, điện áp là không đổi. Và với một loại pin ngón tay, nó vĩnh viễn. Sự khác biệt là đơn giản - một điện áp không đổi có một điểm cộng và một điểm trừ - một biến không. Tại sao không? Mọi thứ rất đơn giản. Trong các mạng AC, cộng và trừ là những nơi thay đổi liên tục. Liên hệ tương tự là một cộng hoặc trừ. Làm thế nào thường xuyên? Nhưng đối với điều này, có một giá trị khác - 50 Hz.
Hz là gì? Đây là một lắc lư mỗi giây. Đó là, trong mạng gia đình của chúng tôi, cộng với thay đổi trừ năm mươi lần mỗi giây. Và bây giờ - việc sử dụng thực tế của kiến thức này là gì, nó có loại chịu lực gì trên đèn LED?
Hãy làm cho nó đúng. Giả sử bạn có một bóng đèn 220 volt 100 watt trong tay. Nếu bạn cắm nó vào một mạng điện - nó sẽ sáng lên cho tất cả một trăm watt. Và nếu chúng ta không cần 100 watt này? Bạn có cần, nói, 50? Điều này sẽ giúp chúng tôi DIODE.
Nếu chúng ta phá vỡ dòng chữ LED LED thành các thành phần của nó, chúng ta sẽ nhận được ánh sáng và đèn Diode. Đó là, đây là một diode thông thường, cũng phát sáng.
Một diode là một thiết bị được so sánh tốt nhất, ví dụ, với một van hoặc núm vú trong bánh xe ô tô. Ở đó bạn có thể bơm không khí, và trở lại - núm vú không cho phép. Một diode thông thường trông giống như một cái thùng màu đen với hai chân - cộng và trừ. Ở đây chúng ta có thể sử dụng nó cho các thí nghiệm thực tế giúp nhiều người sửa chữa vật liệu. Tất nhiên, thật nguy hiểm khi bắt đầu thử nghiệm ngay lập tức với 220 volt, nhưng với sự quan tâm đúng mức sẽ không có điều gì xấu xảy ra. Tuy nhiên, tất cả các thí nghiệm bạn tiến hành trong tình trạng nguy hiểm và rủi ro của riêng bạn :)
Nhìn vào chủ đề: Thiết bị và nguyên lý hoạt động của một diode bán dẫn
Chúng ta cần một bóng đèn từ tủ lạnh cho 220v, 15 watt. Đối với cô ấy, bạn cần tìm một hộp mực phù hợp và loại bỏ hai dây ra khỏi nó. Sau đó, chúng ta cần bất kỳ diode nào có thể thu được, ví dụ, từ bất kỳ TV hoặc máy ghi âm bị lỗi. Nó càng lớn thì càng tốt. Bạn không cần phải mất những cái rất nhỏ - 220 volt. Gần nó thường là một chỉ định dưới dạng một hình tam giác.
Sau đó, chúng ta cần một dây nguồn với một phích cắm, một số dây và hàn sắt. Để bắt đầu, chỉ cần kết nối bóng đèn với mạng và nhớ cách nó phát sáng. Sau đó ngắt kết nối và lắp ráp mạch như hình bên trái.
Đừng quên cách nhiệt cẩn thận tất cả các khớp bằng băng keo điện. Cắm điện Như bạn có thể thấy, bóng đèn chiếu sáng tồi tệ hơn nhiều. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên - giờ đây cô chỉ nhận được một nửa điện áp cần thiết - diode thứ hai không khởi động. Nếu kinh nghiệm của bạn là một thành công và diode đủ lớn - bây giờ bạn có thể làm cho bất kỳ bóng đèn nào của bạn thực sự vĩnh cửu.
Ví dụ, một bóng đèn 50 watt tỏa sáng ở hành lang của bạn và liên tục bị cháy. Lấy 100 watt, bật nó qua diode - nó sẽ tỏa sáng như 50 watt, nhưng nó sẽ không cháy hết. Tuy nhiên, có một cảnh báo - diode phải được định mức cho điện áp 220 V và dòng điện ít nhất là ampe. Nó tốt nhất để mua một cái tại một cửa hàng phụ tùng radio.
Chà, vì chúng tôi đã tìm ra một diode là gì, thật hợp lý khi đi đến chủ đề mà chúng tôi quan tâm - đèn LED. Đèn LED, như bây giờ đã rõ ràng, cũng có một điểm cộng và một điểm trừ. Đó là, để hoạt động, cần có một nguồn điện áp không đổi - pin, pin, nguồn điện. Nguồn điện phải chỉ ra rằng nó đang cung cấp điện áp không đổi (DC). Thông thường trên bìa của khối có một nhãn dán của nội dung này.
Đầu vào - ~ 220 V 50HZ,
đầu ra - 12 v, 0,5 A DC
Điều này có nghĩa là một đơn vị như vậy có thể tạo ra điện áp không đổi 12 volt và dòng điện 0,5 ampe.
Lưu ý rằng bộ sạc cho điện thoại di động cũng là một nguồn cung cấp năng lượng. Nó thường có các thông số 5-6 volt, 0,2-0,5 A. Thường rất thuận tiện khi sử dụng nó để cấp nguồn cho đèn LED, bởi vì bộ sạc ổn định hiện tại. Nhưng nhiều hơn về điều này sau trong các bài viết sau.
Hai thông số rất quan trọng đối với chúng tôi - điện áp hoạt động của đèn LED và dòng điện. Điện áp hoạt động của đèn LED còn được gọi là "sụt áp". Về bản chất, thuật ngữ này có nghĩa là sau đèn LED, điện áp trong mạch sẽ nhỏ hơn bởi kích thước của cùng mức giảm này. Đó là, nếu chúng ta cung cấp năng lượng cho đèn LED, có điện áp giảm 3 volt, thì nó sẽ ăn ba volt này và thiết bị được kết nối với nó sau đó sẽ giảm 3 volt. Nhưng điều quan trọng nhất để tìm hiểu là dòng điện rất quan trọng đối với đèn LED chứ không phải điện áp. Anh ta sẽ lấy điện áp nhiều như anh ta cần, nhưng hiện tại - bạn cho bao nhiêu. Đó là, nếu nguồn năng lượng của bạn có thể phát ra 10 ampe, đèn LED sẽ có dòng điện cho đến khi nó bị cháy. Logic ở đây rất đơn giản - đèn LED được kết nối sẽ tiêu thụ dòng điện và bắt đầu ấm lên. Nó càng nóng lên - dòng điện có thể đi qua nó càng nhiều - nó mở rộng ra khỏi hệ thống sưởi. Cùng với dòng điện, điện áp rơi trên diode tăng. Và như vậy cho đến khi nó cháy hoàn toàn - không ai giới hạn dòng điện. Nhưng điều này phải được thực hiện, sử dụng các yếu tố giới hạn.
Lưu ý rằng nếu nguồn điện có điện áp đầu ra bằng với điện áp hoạt động của đèn LED, thì không cần thiết phải giới hạn dòng điện. Đó là, nếu bạn có, ví dụ, đèn LED trắng và pin 3,6 volt từ điện thoại di động - bạn có thể kết nối trực tiếp với pin này - sẽ không có gì xảy ra với đèn LED. Anh ta sẽ rất vui khi lấy thêm dòng điện - nhưng không có đủ điện áp. Vì vậy, pin tế bào 3,6 V là nguồn năng lượng lý tưởng để thử nghiệm với đèn LED trắng và xanh. Tại sao chỉ với họ - về điều này trong các bài viết khác.
Nói chung, nối tiếp với đèn LED, chúng ta cần đặt một loại vòi và vặn nó theo giá trị chúng ta cần. Trong vai trò của một cần cẩu như vậy có thể là các thiết bị khác nhau. Đơn giản nhất trong số họ là một điện trở.
Các khía cạnh quang học của việc sử dụng đèn LED
Giả sử chúng ta đã học cách kết nối một đèn LED và giới hạn dòng điện của nó. Câu hỏi đặt ra - nó tỏa sáng bao nhiêu? Ở đây chúng ta phải lao vào một chút về quang học.
Trong số các thuộc tính của đèn LED, đặc biệt là loại mạnh, loại phân bố ánh sáng thường được chỉ định. Thông thường đây là cái gọi là Lambert LED. Hơn nữa chúng tôi sẽ coi nó là phổ biến nhất. Thuật ngữ này có nghĩa là gì? Đèn LED "Lambert" tỏa sáng theo mọi hướng như nhau, bất kể hướng nào.Nếu đèn LED là một quả bóng, nó sẽ tỏa sáng theo mọi hướng - đây là bản chất của sơ đồ Lambert. Để làm cho nó rõ ràng, mặt trời là một nguồn Lambertian.
Thiết kế LED tiêu chuẩn là một tinh thể, một tấm mỏng phát sáng. Nhìn qua cửa sổ trong suốt của đèn LED - và bạn sẽ thấy tinh thể này. Những sợi dây mỏng manh tiếp xúc với anh. Nếu bạn kết nối trí tưởng tượng, bạn có thể tưởng tượng ánh sáng phát ra từ đèn LED như một đám mây hình cầu treo phía trên nó. Ánh sáng - đây là những hạt nhỏ gọi là photon. Vì vậy, một quả bóng chứa đầy photon treo phía trên đèn LED. Và đèn LED phát ra càng nhiều ánh sáng, quả bóng càng lớn, những chiếc bánh rán photon càng bay xa, đẩy và chen chúc nhau. Hầu hết chúng bay lên vuông góc với mặt phẳng của tinh thể, vì vậy cường độ ánh sáng tối đa của đèn LED là 90 độ so với mặt phẳng của tinh thể. Tôi hy vọng rằng bây giờ các sơ đồ được cung cấp bởi các nhà sản xuất LED đã trở nên rõ ràng hơn với bạn :) Để trở nên hoàn toàn dễ hiểu, hãy xem xét một ví dụ.
Giả sử rằng có một đèn LED, ở trên đỉnh của một quả cầu ánh sáng phát ra từ nó treo với đường kính 1 mét (đèn LED tốt! :)).
Tỷ lệ thấp hơn là số phần trăm của đồng hồ này, trên là mức độ phóng xạ. Theo sơ đồ này, số lượng photon lớn nhất nằm ở điểm cao nhất với độ 0 và phạm vi 1 mét. Có vẻ kỳ lạ, nhưng nó là. Nó bắt đầu trông lạ hơn, nếu bạn nhớ rằng ánh sáng là sóng, không phải là không có gì mà chúng chỉ ra bước sóng cho các đặc tính. Theo đó, quả cầu ánh sáng của chúng ta có thể được biểu diễn dưới dạng trường điện từ với mật độ nhất định. Nhưng đây đã là một khu rừng - hãy tiếp tục :)
Góc sáng một nửa
Nhà sản xuất thường chỉ ra một tham số như góc gấp đôi độ sáng một nửa. Thuật ngữ này có nghĩa là gì? Như chúng ta đã tìm ra, đèn LED cho ánh sáng tối đa ở trung tâm và ở phía trên, nghĩa là góc bằng không. Theo đó, càng xa trung tâm thì càng ít ánh sáng. Góc độ sáng một nửa là khi đèn LED cho 100 đơn vị ánh sáng thông thường ở độ 0 0 độ, và, ví dụ, ở 30 độ (so với trục 0 0) - 50. Góc độ sáng một nửa Trong Hình I là cường độ ánh sáng, Imax là cường độ ánh sáng tối đa. ImaxCos - một nửa sức mạnh của ánh sáng. Tại sao "nhân đôi" - chúng ta nhân hai độ với nhau, đèn LED cũng tỏa sáng đối xứng. Kết quả là, chúng ta có được một tam giác ánh sáng đẹp. Ngoài ra còn có ánh sáng bên ngoài tam giác này, chúng ta có một quả cầu ánh sáng, nhưng điểm tham chiếu cho đặc tính của đèn LED là một nửa góc.
Candela
Bây giờ chúng ta có thể xem xét những gì Candela là. Theo cách cũ, Candela là một "ngọn nến". Hãy nhớ rằng, họ thường nói - một đèn chùm hoặc một ngọn đèn với một trăm ngọn nến? Ngày xưa, một số loại điểm tham chiếu là cần thiết. Chúng tôi đã đồng ý lấy một cây nến có độ dày cần thiết, thắp sáng nó và coi đó là một tiêu chuẩn, rất candela này. Ngày nay, tất nhiên, họ nghĩ khác. Tôi sẽ không giải thích chi tiết như thế nào, điều này nằm ngoài phạm vi của bài viết. Nó chỉ là một đơn vị đo cường độ sáng, và nó gọi là Candela. Tính năng chính của nó là sử dụng các nguồn định hướng để đo cường độ ánh sáng. Đó là lý do tại sao đối với đèn LED 5 mm, các giá trị được biểu thị bằng nến, chính xác hơn là millicandels (1 cd = 1000 mcd).
Đã đến lúc tìm hiểu xem đèn LED 5 mm hay bất kỳ loại nào khác trong vỏ nhựa khác với đèn LED mạnh mẽ.
Đặc điểm thiết kế của đèn LED chỉ báo 5 mm
Như đã đề cập ở trên, đèn LED là một tinh thể phát sáng. Hãy xem xét thiết kế của đèn LED trong vỏ nhựa 5 mm. Kiểm tra chặt chẽ cho thấy hai điều quan trọng - ống kính và gương phản xạ. Tinh thể LED được đặt trong thiết bị phản xạ của đèn LED. Phản xạ này đặt góc tán xạ ban đầu. Sau đó ánh sáng đi qua một lớp vỏ epoxy. Nó đến với ống kính - và sau đó bắt đầu tiêu tan ở hai bên theo một góc tùy thuộc vào thiết kế của ống kính. Trong thực tế - từ 5 đến sơ đồ LED 160 độ.
Để chỉ ra cường độ sáng của đèn LED như vậy, chỉ cần sử dụng candela.Đèn LED với phát xạ hướng phát ra ánh sáng ở một góc độ vững chắc. Để hiểu một góc vững chắc là gì, nó là đủ để tưởng tượng hình ảnh sau đây. Bạn lấy đèn pin, bật nó lên và đặt nó vào thùng lửa đến tận cùng, sau đó đóng nắp lại. Ánh sáng bên trong, theo đó, có dạng hình nón trong hình dạng của cái xô của chúng ta. Hình nón này giới hạn bởi một nắp là một góc vững chắc.
Tôi sẽ cố gắng giải thích ý nghĩa của phân phối ánh sáng đơn giản hơn. Giả sử cường độ phát sáng của đèn lồng của chúng tôi là 1 candela, nghĩa là 1000 micro hàng hóa (để có nghĩa bóng hơn, nến siêu nhỏ có thể được coi là photon :)) Nếu chúng ta đi xa hơn bằng cách tương tự, chúng ta có một thùng đầy đủ các micro. Nếu bạn muốn, bạn có thể tính thể tích của thùng - chào mừng bạn đến với hình học :) Theo đó, nếu chúng ta lấy thùng nhiều gấp đôi - các hàng hóa được phân bổ đều trên đó, nghĩa là, sẽ không còn nữa :) Trong tất cả những giải thích này, bạn có thể tìm thấy câu trả lời cho câu hỏi thiêng liêng - bao nhiêu Đèn LED là cần thiết để thay thế một bóng đèn 100 watt. Về nó - hơn nữa.
Đặc điểm thiết kế của đèn LED công suất cao
Không giống như đèn LED chỉ báo, những thiết bị mạnh mẽ không chỉ là một thiết bị, mà còn là một sản phẩm tiếp thị. Ngày nay, giữa các nhà sản xuất lớn, có một cuộc đua thực sự cho lumens - ai là người nhiều hơn? Và không ai quan tâm rằng những lumens này vẫn phải được sử dụng. Hãy đi theo thứ tự.
Sự khác biệt chính giữa một đèn LED mạnh mẽ và một đèn LED chỉ báo ở dạng nguyên chất là để giảm thiểu bất kỳ chướng ngại vật nào đối với sự thoát ánh sáng ra khỏi vỏ đèn LED. Do đó, đèn LED mạnh mẽ có sơ đồ Lambert. Điều này dẫn đến điều gì trong thực tế? Bạn bật đèn LED và lấy một bóng đèn đẹp phía trên nó. Và phải làm gì tiếp theo? Làm thế nào họ có thể chiếu sáng bề mặt bạn cần? Bạn phải sử dụng các quang học hoặc gương phản xạ khác nhau, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến tổn thất, và do đó làm giảm thông lượng phát sáng. Do đó, nếu đã mua một đèn LED mạnh mẽ, bạn không có được quang học tốt và được thiết kế riêng cho thiết kế của nó - bạn hãy vui mừng sớm - vấn đề đau đầu vẫn còn đến.
Cung cấp lumens bạn cần cho bề mặt bạn muốn chiếu sáng không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.
Lumen
Như bạn đã hiểu, nến để đánh giá cường độ sáng của đèn LED công suất cao là không phù hợp. Để làm điều này, có lumens - đây là tổng lượng ánh sáng mà đèn LED có thể cung cấp khi được kết nối với các giá trị dòng điện và điện áp được chỉ định. Nhớ tương tự xô lửa? Ở đây cô cũng vừa vặn. Chúng tôi giả định rằng nếu đèn LED có cường độ ánh sáng 100 lumens, thì trong thùng của chúng tôi sẽ có 100 lumens.
Một bóng đèn thông thường 100 W cũng là một nguồn Lambert. Sản lượng ánh sáng trung bình của bóng đèn này là 10-15 lumens mỗi watt. Đó là, 100 watt ánh sáng sợi đốt sẽ cung cấp cho chúng ta, giả sử, 1000 lumens. Vì vậy, để thay thế đèn 100 watt bằng đèn LED, bạn cần 10 miếng 100 lumens mỗi cái. Nó có đơn giản không? Không, thật không may. Chúng tôi đến một thuật ngữ như LUX.
Suite
Sang trọng là tỷ lệ của số lumens và khu vực được chiếu sáng. 1 lux là 1 lum trên một mét vuông. Giả sử chúng ta có một bề mặt vuông với diện tích một mét. Tất cả được thắp sáng đều bởi một bóng đèn nằm ở một khoảng cách nhất định từ trên cao. Đối với bóng đèn này, nhà sản xuất tuyên bố chiếu sáng 100 lux. Chúng tôi lấy một thiết bị đo sức mạnh của ánh sáng và đo nó ở bất cứ đâu trong quảng trường của chúng tôi, chúng tôi sẽ nhận được 100 lumens. Nếu vậy, nhà sản xuất đã không lừa dối chúng tôi.
Đọc thêm về chủ đề này:Ví dụ sử dụng đèn LED
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: