Persoonlijke instellingen

Wat is een led: verschil tussen versies

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
k
k
Regel 187: Regel 187:
 
De aansluitdraden zijn (af fabriek) verschillend van lengte, om aan te geven welke aansluiting het betreft.
 
De aansluitdraden zijn (af fabriek) verschillend van lengte, om aan te geven welke aansluiting het betreft.
 
<br clear='all'>
 
<br clear='all'>
 +
 +
 +
=== Houdt rekening met de sperspanning ===
 +
 +
{{Afbeelding 2 naast elkaar
 +
|Bestand= Leds_DC-tegenspanning-01.gif
 +
|Bestand2= Leds_AC-tegenspanning-01.gif
 +
|Grootte= Klein
 +
|Grootte2= Klein
 +
|Volgnummer= 12
 +
|Volgnummer2= 13
 +
|Omschrijving= Spanningen over de weerstand en de LED bij DC.
 +
|Omschrijving2= Spanningen over de weerstand en de LED bij DC.
 +
|Type= Schema
 +
|Type2= Schema
 +
|Maker= Fred Eikelboom
 +
|Maker2= Fred Eikelboom
 +
|Tussenruimte= 35px
 +
}}
 +
 +
 +
Waar u bij LED's zeker op moet letten, is dat ze, net als gewone diodes, maar een beperkte tegenspanning (de zogenoemde sperspanning) kunnen verdragen. De maximale sperspanning hangt af van het type LED. In de meeste gevallen mag de maximale sperspanning ongeveer 5 tot 6 volt bedragen, zie 'Reverse voltage' (ook wel aangegeven als V<sub>R</sub>) in de datasheet van de fabrikant. Indien de sperspanning de maximale waarde overstijgt, slaat de LED door en is onherstelbaar defect!<br />
 +
In fig. A in schema 12 is de aansluiting van een witte LED op een voedingsspanning van 12 volt weergegeven. De weerstand beperkt de stroom door de LED tot een waarde van 8,9 mA. Over de weerstand valt een spanning van 9,15 volt. Over de LED staat daardoor een spanning van 2,85 volt. Dit noemt men de doorlaatspanning c.q. brandspanning.<br />
 +
In fig. B in schema 12 is de LED verkeerdom aangesloten. Nu staat er 12 volt over de LED, omdat door de weerstand geen stroom loopt. De spanningval over de weerstand is, omdat de LED in sperrichting staat, 0 volt. Exact dezelfde situatie ontstaat wanneer we in fig. A in schema 12 de voedingsspanning ompolen!
 +
 +
 +
{{Afbeelding 2 naast elkaar
 +
|Bestand= Leds_AC-tegenspanning-02.gif
 +
|Bestand2= Leds_AC-tegenspanning-03.gif
 +
|Grootte= Klein
 +
|Grootte2= Klein
 +
|Volgnummer= 14
 +
|Volgnummer2= 15
 +
|Omschrijving= Spanningen over de weerstand en de LED bij AC.
 +
|Omschrijving2= Spanningen over de weerstand en de LED bij AC.
 +
|Type= Schema
 +
|Type2= Schema
 +
|Maker= Fred Eikelboom
 +
|Maker2= Fred Eikelboom
 +
|Tussenruimte= 35px
 +
}}
 +
 +
 +
<u>Speciale maatregelen bij AC-voeding.</u>
 +
 +
LEDs zijn, zoals al eerder op de voorgaande pagina aangegeven, speciale diodes, ontworpen voor gelijkspanning en mogen dan ook niet aangesloten worden op een wisselspanning (AC). Tijdens de negatieve fase van de wisselspanning (zie fig. B in schema 14) zal namelijk de maximale sperspanning van de LED overschreden worden, met als gevolg dat de LED een zeer korte levensduur heeft.
 +
 +
Wilt u toch een LED voeden met wisselspanning, plaats dan een diode (bijvoorbeeld een 1N4148) antiparallel over de LED (zie fig. A in schema 14). De tegenspanning over de LED wordt dan begrensd op 0,7 volt. Gevolg is dan wel dat de weerstand nu aanmerkelijk warmer wordt, omdat tijdens de negatieve fase van de wisselspanning bijna de volle voedingsspanning over de weerstand staat (zie fig. B in schema 14). Houdt hier rekening mee.
 +
 +
Nog beter is het om, in plaats van een antiparalleldiode, in serie met de weerstand en LED een diode te plaatsen (zie: afbeelding 15). Nu is de LED optimaal beschermd, daar tijdens de tegengestelde fase van de voedingsspanning (zie fig. B in schema 15), er geen tegenspanning meer over de LED staat. Die tegenspanning staat nu wel over de 1N4148, en die kan 100 volt sperspanning aan. Omdat er nu tijdens de positieve fase van de voedingsspanning 0,75 volt over de 1N4148 valt (fig. A in schema 15), zal er ook iets minder spanning over de weerstand staan. Ook over de LED staat nu iets minder spanning. Voor de helderheid maakt dat echter nagenoeg niets uit.
 +
 +
 +
<u>Knippereffect.</u>
 +
 +
Daar de LED, bij aansluiten op een wisselspanning, alleen maar licht geeft tijdens de positieve fase van de wisselspanning, kan er een hinderlijk 50 hertz knippereffect ontstaan. Het is dus zeker het overwegen waard om een (SMD)gelijkrichter op de AC-spanning aan te sluiten (via de <big>~</big> aansluitingen) en de LED op de + en - van de gelijkrichter aan te sluiten. Dan loopt er bij beide fasen van de wisselspanning stroom door de LED, en is er geen hinderlijk knippereffect meer aanwezig. De 1N4148 in bovenstaande schema's vervalt dan.<br />
 +
Nog een overweging om een gelijkrichter te gebruiken is, dat het stukken minder werk is dan bij alle LEDs een extra diode te plaatsen.
 +
  
 
{{Linkssectie begin
 
{{Linkssectie begin

Versie van 13 mrt 2015 om 21:22

Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom

Wat is nu eigenlijk een LED?

De Engelse afkorting 'LED' betekent: 'Light Emitting Diode'; in het Nederlands: 'Licht Uitstralende Diode'. Een LED is dus een diode. Maar dan wel een heel speciale. Een standaard-LED zendt namelijk licht uit met een golflengte van 400-750 nanometer (afhankelijk van het type), wanneer er een stroom met een bepaalde sterkte doorheen loopt.

Een LED werkt fundamenteel anders dan een gloeilamp. Bij een gloeilamp bepalen de spanning die er over staat, én de weerstand van de gloeidraad, hoeveel stroom er door de gloeilamp loopt. Een gloeilamp is dus spanninggestuurd. Hoe meer spanning er over de lamp staat, hoe meer licht deze geeft.

Een LED is stroomgestuurd en daarom bepaald de hoeveelheid stroom de lichtsterkte. De lichtsterkte van een LED wordt dus geregeld door er meer, of minder, stroom doorheen te sturen. Dat regelen van de stroomsterkte doen we met een voorschakelweerstand (is in feite een serieweerstand), welke een bepaalde waarde moet hebben. We moeten dus altijd een voorschakelweerstand toepassen om de stroom te beperken tot een veilige waarde.


Let-op.jpg
  LET OP		 Verbind nooit een LED rechtstreeks met de voedingsspanning, want de kans dat de LED het overleeft is nihil!!

Zou u proberen om de lichtsterkte van een LED te regelen door de spanning over de LED te varieren (hoger of lager te maken), dan raakt de LED binnen de kortste keren defect, omdat, bij het verhogen van de spanning, de stroom door de LED plotseling veel te hoog wordt!


Leds.gif
Afbeelding: 01
Standaard LED
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


LED-types

LED's zijn er in diverse types. Er zijn standaard LED's, welke met aansluitdraden op de print gesoldeerd worden (zie: tekening 01), er zijn SMD-LED's, welke rechtstreeks op de print gesoldeerd worden (zie tekening 02) en er zijn LED's waarin twee of meer LED's in één behuizing zijn samengebracht (bijvoorbeeld duo-LED's).


Standaard LED's

Bij de standaard-LED's met aansluitdraden is, als u goed kijkt, inwendig een gouddraadje aangebracht (in tekening 01 weergegeven in grijs), dat de stroom van de plus-aansluiting naar het diode-substraat (de chip, welke in het kuiltje zit, in het platte gedeelte van de andere aansluiting) doorgeeft.


De aansluitingen

De aansluitingen heten anode en kathode. De anode komt (via een weerstand) aan de plus van de voeding, en de kathode komt aan de min (of massa). Bij LED's met aansluitdraden is er een verschil in lengte van de aansluitdraden. De fabrikant heeft de kathode herkenbaar gemaakt door de kathode-aansluitdraad korter te maken dan de anode-aansluitdraad (zie: tekening 01). Tevens is er ter herkenning vaak een plat vlakje aan de kathode-zijde aangebracht.

Let-op.jpg
  LET OP		 Soms is er een plat vlakje aangebracht precies naast de beide aansluitingen.
Dan kunt u het beste de datasheet van de fabrikant er bij pakken.


De meest toegepaste LED's zijn van het 20 milliAmpère type. Die 20 milliAmpère is dan de aanduiding voor de maximale continuestroom (in doorlaatrichting) die ze mogen (en kunnen) hebben.
Het is dus niet zo dat (zoals velen denken) die 20 milliAmpère ook de voorgeschreven stroomsterkte is. Het mag gerust minder. Een vuistregel is, om uit te gaan van een stroom van 8 tot 10 milliAmpère. Veel LED's geven namelijk al een behoorlijke hoeveelheid licht bij veel lagere stromen dan 20 milliAmpère. Kijkt u hier maar eens (het gaat om de vijfde en zesde afbeelding vanaf de bovenzijde). Daar ziet u 20 milliAmpère LED's die bij een stroom van één milliAmpère al behoorlijk wat licht geven, en zelfs bij een stroom van 80 microAmpere (tachtig/duizendste Ampère!) nog licht uitstralen.

SMD-LED's

Smd Led01.gif
Afbeelding: 02
SMD-LED
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


Type-aanduidingen

Er bestaan diverse typeaanduidingen voor SMD-LED's, zoals 0603 of 1206. Wat betekenen die getallen (of code's)?
De afmetingen van SMD-LED's worden aangegeven met de Engelse maat 'Inch'. Deze wordt afgekort tot het symbool ".
Het getal is een code voor de lengte- en breedteafmetingen van de LED in honderdsten van een Inch (éénhonderdste Inch is 0,01" = 25,4 mm / 100 = 0,254 mm.)

Een aantal voorbeelden; type 1206. Lengte = 12, breedte = 06
12 × 0,254 = 3,2004" oftewel 3,2 mm.
Breedte is dan: 06 × 0,254 = 1,52 afgerond naar boven 1,6 mm.

type 1806. Lengte = 18, breedte = 06
18 × 0,254 = 4,572". Afgerond naar beneden 4,5 mm.
Breedte is dan: 06 × 0,254 = 1,52. Afgerond naar boven 1,6 mm.

type 2010; Lengte = 20, breedte = 10. 20 × 0,254 = 5,08". Afgerond naar beneden is dat: 5 mm.

De breedte is dan: 10 × 0,254 = 2,54". Afgerond naar beneden is dat: 2,5 mm.


SMD-LED-overzicht

Hier een overzicht van veelgebruikte codes, en de daarbij behorende afmetingen;

Code Engelse maat Metrische maat
01005 0,016" × 0,008" 0,4 mm × 0,2 mm
0201 0,024" × 0,012" 0,6 mm × 0,3 mm
0402 0,04" × 0,02" 1,0 mm × 0,5 mm
0603 0,063" × 0,031" 1,6 mm × 0,8 mm
0805 0,08" × 0,05"   2,0 mm × 1,25 mm
1206 0,126" × 0,063" 3,2 mm × 1,6 mm
1210 0,126" × 0,1"     3,2 mm × 2,5 mm
1806 0,177" × 0,063" 4,5 mm × 1,6 mm
1812 0,18" × 0,12" 4,5 mm × 3,2 mm
2010 0,2" × 0,1" 5,0 mm × 2,5 mm
2512 0,25" × 0,12" 6,35 mm × 3,0 mm  
Tabel: 03
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom


Markeringen

Smd Led02.gif
Afbeelding: 04
SMD-LED markeringen
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


Bij SMD-LED's heeft de fabrikant een kenmerk aangebracht om onderscheid te kunnen maken tussen 'anode' en 'kathode'. Deze kenmerken verschillen per fabrikant. De ene fabrikant zet een T op de onderzijde, de andere een driehoekje, weer een ander heeft een schuin vlakje aan de bovenzijde aangebracht, en weer een ander heeft, aan de soldeerzijde, de aansluitingen een bepaalde vorm gegeven (zie tekening 04).
Voor degenen die tegen solderen aan SMD-LED's opzien: er bestaan ook SMD-LED's met aangesoldeerde schellak-draden.


Drie-kleuren-LED's (Tri-Colour-LED's)

Driekleuren-LED CA-01.png
Afbeelding: 05
Drie-kleuren-LED, common anode
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij drie-kleuren-LED's, waarbij twee LED's in één behuizing zitten, is sprake van twee verschillende typen, namelijk het 'common anode'- en het 'common kathode'-type.

  • Bij het 'common anode'-type zijn beide anodes gezamenlijk op één aansluitdraad aangesloten.
  • Bij het 'common kathode'-type zijn beide kathodes gezamenlijk op één aansluitdraad aangesloten.

De populairste drie-kleuren-LED heeft een groene en een rode LED, gecombineerd in één behuizing. Deze behuizing heeft drie aansluitdraden. Alhoewel er maar twee verschillende LED's in de behuizing zitten, kunnen toch drie kleuren weergegeven worden. Wanneer namelijk beide LED's tegelijkertijd branden, ontstaat een mengkleur.


Common anode

In tekening 05 is de constructie van het 'common anode'-type weergegeven. Beide anodes zijn hier met elkaar verbonden. Het 'common anode'-type is het gemakkelijkste in de handel verkrijgbaar, omdat zeer veel fabrikanten dit type in hun leveringsprogramma hebben.

Door bij het 'common anode'-type op de aansluitingen K1 (kathode één) en de centrale plus-aansluiting A (waarmee beide anodes verbonden zijn) een spanning aan te sluiten met de pluspool (+) aan A (K1 zit dan aan de min-pool en K2 (kathode twee) is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-LED rood licht uit.

Door op de aansluitingen K2 en de centrale plus-aansluiting een spanning aan te sluiten met de pluspool (+) aan A (K2 zit dan aan de min-pool en K1 is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-LED groen licht uit.

Door op beide K-aansluitingen een positieve spanning aan te sluiten, gaan beide LED's branden, en ontstaat er een mengkleur, en dan straalt de drie-kleuren-LED geel (of oranje) licht uit. Bij het 'common anode'-type is de middelste aansluiting de plus-aansluiting. De kathodes worden op een negatieve spanning (min of massa) aangesloten.

Driekleuren-LED CC-02.png
Afbeelding: 06
Drie-kleuren-LED, 'common kathode'
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom


Common kathode

In tekening 06 is de constructie van het 'common kathode'-type weergegeven. Beide kathodes zijn hier met elkaar verbonden. Het 'common kathode'-type is veel moeilijker verkrijgbaar, omdat maar enkele fabrikanten dit type LED fabriceren. Daardoor zijn deze 'common kathode'-typen meestal ook duurder in aanschaf.

Door bij het 'common kathode'-type op de aansluitingen A1 en de centrale massa-aansluiting K (waarmee beide kathodes verbonden zijn) een spanning aan te sluiten, met de pluspool (+) aan A1 (en A2 is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-LED rood licht uit.

Door op de aansluitingen A2 en de centrale massa-aansluiting (K) een spanning aan te sluiten met de pluspool (+) aan A2 (en A1 is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-LED groen licht uit.

Door op de A1- en de A2 aansluitingen tegelijkrtijd een positieve spanning aan te sluiten, gaan beide LED's branden, en ontstaat er een mengkleur, en dan straalt de drie-kleuren-LED geel (of oranje) licht uit. Bij het 'common kathode'-type is de middelste aansluiting de massa-aansluiting. De anodes worden op een positieve spanning (plus) aangesloten.

De aansluitdraden zijn (af fabriek) verschillend van lengte, om aan te geven welke aansluiting het betreft.


Houdt rekening met de sperspanning

Leds DC-tegenspanning-01.gif Leds AC-tegenspanning-01.gif
Afbeelding: 12 Afbeelding: 13
Spanningen over de weerstand en de LED bij DC. Spanningen over de weerstand en de LED bij DC.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom


Waar u bij LED's zeker op moet letten, is dat ze, net als gewone diodes, maar een beperkte tegenspanning (de zogenoemde sperspanning) kunnen verdragen. De maximale sperspanning hangt af van het type LED. In de meeste gevallen mag de maximale sperspanning ongeveer 5 tot 6 volt bedragen, zie 'Reverse voltage' (ook wel aangegeven als VR) in de datasheet van de fabrikant. Indien de sperspanning de maximale waarde overstijgt, slaat de LED door en is onherstelbaar defect!
In fig. A in schema 12 is de aansluiting van een witte LED op een voedingsspanning van 12 volt weergegeven. De weerstand beperkt de stroom door de LED tot een waarde van 8,9 mA. Over de weerstand valt een spanning van 9,15 volt. Over de LED staat daardoor een spanning van 2,85 volt. Dit noemt men de doorlaatspanning c.q. brandspanning.
In fig. B in schema 12 is de LED verkeerdom aangesloten. Nu staat er 12 volt over de LED, omdat door de weerstand geen stroom loopt. De spanningval over de weerstand is, omdat de LED in sperrichting staat, 0 volt. Exact dezelfde situatie ontstaat wanneer we in fig. A in schema 12 de voedingsspanning ompolen!


Leds AC-tegenspanning-02.gif Leds AC-tegenspanning-03.gif
Afbeelding: 14 Afbeelding: 15
Spanningen over de weerstand en de LED bij AC. Spanningen over de weerstand en de LED bij AC.
Schema gemaakt door: Fred Eikelboom Schema gemaakt door: Fred Eikelboom


Speciale maatregelen bij AC-voeding.

LEDs zijn, zoals al eerder op de voorgaande pagina aangegeven, speciale diodes, ontworpen voor gelijkspanning en mogen dan ook niet aangesloten worden op een wisselspanning (AC). Tijdens de negatieve fase van de wisselspanning (zie fig. B in schema 14) zal namelijk de maximale sperspanning van de LED overschreden worden, met als gevolg dat de LED een zeer korte levensduur heeft.

Wilt u toch een LED voeden met wisselspanning, plaats dan een diode (bijvoorbeeld een 1N4148) antiparallel over de LED (zie fig. A in schema 14). De tegenspanning over de LED wordt dan begrensd op 0,7 volt. Gevolg is dan wel dat de weerstand nu aanmerkelijk warmer wordt, omdat tijdens de negatieve fase van de wisselspanning bijna de volle voedingsspanning over de weerstand staat (zie fig. B in schema 14). Houdt hier rekening mee.

Nog beter is het om, in plaats van een antiparalleldiode, in serie met de weerstand en LED een diode te plaatsen (zie: afbeelding 15). Nu is de LED optimaal beschermd, daar tijdens de tegengestelde fase van de voedingsspanning (zie fig. B in schema 15), er geen tegenspanning meer over de LED staat. Die tegenspanning staat nu wel over de 1N4148, en die kan 100 volt sperspanning aan. Omdat er nu tijdens de positieve fase van de voedingsspanning 0,75 volt over de 1N4148 valt (fig. A in schema 15), zal er ook iets minder spanning over de weerstand staan. Ook over de LED staat nu iets minder spanning. Voor de helderheid maakt dat echter nagenoeg niets uit.


Knippereffect.

Daar de LED, bij aansluiten op een wisselspanning, alleen maar licht geeft tijdens de positieve fase van de wisselspanning, kan er een hinderlijk 50 hertz knippereffect ontstaan. Het is dus zeker het overwegen waard om een (SMD)gelijkrichter op de AC-spanning aan te sluiten (via de ~ aansluitingen) en de LED op de + en - van de gelijkrichter aan te sluiten. Dan loopt er bij beide fasen van de wisselspanning stroom door de LED, en is er geen hinderlijk knippereffect meer aanwezig. De 1N4148 in bovenstaande schema's vervalt dan.
Nog een overweging om een gelijkrichter te gebruiken is, dat het stukken minder werk is dan bij alle LEDs een extra diode te plaatsen.


Meer informatie

Encyclopedie:
(zie: Cursussen).
Sjabloon:Link extern
Externe website:


Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
 Contact met de redactie: Contact met de redactie 
Overgenomen van "https://encyclopedie.beneluxspoor.eu/index.php?title=Wat_is_een_led&oldid=38973"