Re:FAQ на тему "Самодельные фонари"
РАСЧЁТЫ И ПАРАМЕТРЫ СВЕТОДИОДОВ
Q:
Нашёл диоды на 20Кд яркостью. Это чисто субъективно ярко?
A:
Это зависит от угловой ширины луча. 20Кд при ширине луча в 40° это очень ярко для одного светодиода, а при 6° - ниже среднего. Светодиоды надо сравнивать не по яркости, а по интенсивности излучения. Этот параметр более точно отражает свойства кристалла.
Из практики можно добавить, что диоды на 20Кд при 20° дают очень хороший свет. Ярче среднего встречаемого под землёй.
Q:
Если резюками ограничивать ток на светодиоды, то какой резюк надо ставить? Мощность/сопротивление? Питание от 4.8v.
A:
Резюк считаешь так: R=(Uакк-Uled)/Iled (напряжение аккумуляторов минус рабочее напряжение светодиода, и все это разделить на рабочий ток светодиода). Итого, для 20мА будет (4.8-3.8)/0.02=50.000ом. Я бы воткнул туда 56-62ом. По одному резистору последовательно каждому светодиоду.
Мощность считается так: напряжение на резисторе умножить на ток в цепи. В данном случае - 1*0.03 = 0.03Вт. То есть, любая, ибо наименьший стандарт 0.07Вт.
Прикольный калькулятор резисторов лежит здесь:
http://www.ledz.org/modules.php?name=Pages&page=26 . Рекомендовано всем, кому лень вникать в это самому.
Q:
Приведённая выше формула для расчёта резюков - это когда один общий резюк стоит? Т.е. если у меня 4 диода, мне полученный результат делить на 4? Или на каждый диод ставить такой резюк?
A:
Формула, естествено, для одного диода дана. То есть для расчета одного резистора на каждый светодиод.
Q:
Есть ли смысл для понижения яркости ставить подстроечник вместо обычного резистора?
A:
Подстроечник в таких условиях долго не живёт, да и смысла в нём тут особого нет. Если только нужно плавно менять яркость фонаря. Если же его использовать для коррекции тока при разрядке аккумуляторов, то это вдвойне опасно, ибо шанс спалить светодиоды повышается до 99%.
А если вы решите-таки поставить подстроечник, то не забудьте, что последовательно с ним должны стоять постоянные резисторы так, чтобы при замкнутом (т.е. в положении максимальной яркости) подстроечнике ток через каждый светодиод ни при каких обстоятельствах не превышал 20мА.
Как вариант можно использовать выключатель на размыкание, между контактами которого будет стоять понижающее сопротивление. Когда замкнут - ток идёт напрямую, когда разомкнут - через резюк.
Q:
Какова выгода установки резисторов персонально на каждый диод? Ведь можно одним общим резюком регулировать ток?
A:
Один из аргументов - надежность. Хотя сами по себе светодиоды и резисторы достаточно надежны, в общей конструкции что-нить всегда имеет шанс сдохнуть (отпаяться, отломиться, расколоться, сломаться и т.д.). Если в схеме с одни резистором на все диоды сдохнет резистор, то они все погаснут. Или если в этой же схеме сдохнет один диод, то через другие попрет повышенный ток и они тоже скоро начнут дохнуть, причем с каждым сдохшим диодом всё быстрее (эффект лавины). А если у каждого светодиода свой независимый резистор, то при сдыхании любого элемента всей схемы вся остальная схема продолжит работу без изменения режимов.
Но все-таки основная причина - это неодинаковость рабочих напряжений светодиодов. Даже в одной партии соседние диоды хотя бы на 0.ххх% отличаются по параметрам, а чаще даже на несколько %. Поэтому при параллельном включении с одним общим резистором получается, что напряжения на всех светодиодах одинаковы, а токи разные. Так, если у одного диода рабочее напряжение хотя бы на 0.05v меньше чем у остальных, то он возьмет на себя почти весь ток, который задается общим резистором, и быстро сдохнет. Потом следующий и т.д., пока не сдохнут все. Поэтому не ленитесь припаять по резистору на каждый светодиод. Ведь мы же не китайцы, для себя делаем. А нам нужна надёжность и высокое качество изделия(фонаря).
Q:
Нашёл крутые диоды по 10 копеек за ведро. СтОит брать?
A:
Хорошие светодиоды по 10 копеек за ведро не купишь. Хорошие светодиоды денег стоят. Минимум - 30 рублей за штуку. Вообще, хорошие светодиоды надо доставать через фирмы, специализирующиеся именно на светодиодах и светотехнике на базе светодиодов, ибо то что продают в обычных радиомагазинах как правило без особого выбора и с низкими характеристиками.
Q:
Что за параметры такие у диодов - "Максимальное прямое напряжение", "Максимальное обратное напряжение"? Это явно предусматривает не простое прямое подключение к батарейке.
A:
Прямое напряжение - это рабочее напряжение диода. Обратное - это напряжение, превышение кототого его может убить при перепутывании полярности. Параметр этот совершенно бесполезен в нашем случае, если конечно вы не собираетесь часто его включать задом-наперед на высокое напряжение.
Q:
Почему один диод стОит больше, чем другой в 4 раза при прочих одинаковых параметрах, когда по параметру Яркость он проигрывает: 10.24Кд против 510Кд, но по Интенсивности Излучения выигрывает: 48.68 люмен против 120.00 люмен?
A:
В Люменах измеряют полное светоизлучение кристалла, не зависящее от оптических характеристик корпуса и линзы. А в Канделах измеряют силу света (яркость) в какой-то конкретной точке где-то перед светодиодом. Поэтому сила света зависит и от кристалла и от оптики. Например, можно взять кристалл и сфокусировать его в угол 2° и получить 100 кандел яркости. А потом тот же самый кристалл сфокусировать в угол 20° и получить 5 кандел. А потом вообще не фокусировать и получить 0.05 кандел.
Общее количество света, излучаемое кристаллом, выражается в люменах, а в канделах выражается яркость светового пятна, и чем меньше пятно - тем больше яркость при том же количестве света. Какой лучше - зависит от ваших требований. Если вам нужен прожектор - лучше тот, у которого больше яркость. А если нужен равномерный свет для стоянки - тогда лучше тот у которого большая интенсивность излучения. Кстати, отношение интенсивности излучения к потребляемой мощности является параметром эффективности светодиода.
Q:
Обязательно ли точно подбирать резюки? Ведь небольшое превышение тока не сокращает срока службы диодов?
A:
Превышение тока всегда (кроме питания в режиме ШИМ) крайне отрицательно влияет на качество и продолжительность жизни светодиодов. Зато если ток будет чуть меньше нормы, это будет гарантировать долгую и счастливую жизнь светодиодов.
Q:
У меня стоит два резюка 4.7ом на каждом диоде и ещё 2 по 4.7ом после всех на общем. Итого на каждом 4*4.7=18.8ом получается. Так?
A:
Два резюка по 4.7ом последовательно на каждом диоде - итого 9.4ом. А при последовательном соединении общих резисторов сопротивление расчитывается по формуле Rобщ = Rрез * Nled. То есть, если у вас 4 светодиода и сопротивление общего резистора 9.4ом, то в расчетах надо использовать преобразованную величину: 9.4 * 4 = 37.6ом. Итого в эквиваленте 47ом на каждый светодиод.
Q:
Как сказывается кол-во включений/выключений на диодах? Т.е. нет ли у них как у лампочки повышенного тока при включении?
A:
Светодиодам от коммутаций не холодно и не жарко. Недаром даже в даташитах пишут про параметры допустимого ШИМ-питания. А ШИМ-питание - это как раз и есть постоянное включение/выключение, только с частотой дохрена герц/килогерц.
Q:
Что лучше: один люксеон, или сборка простых светодиодов? Понятно, что на люксеоне будет несколько дороже, но не на много, а может и на диодах дешевле выйдет. Как оценивается надёжность этих вариантов? Ведь для одного диода не нужна плата, нужен всего один резистор, который можно припаять навесным монтажом, и места он занимает меньше.
A:
О ценах. Один Ватт 5мм светодиодов (мощность одного стандартного диода - 0.06Вт) стоит около 320 рублей, если исходить из цены 20 рублей за один светодиод. Хотя, можно встретить светодиоды по 8 рублей, тогда они обойдутся в 128 руб/Вт, но что они по яркости в сравнении с другими - не известно.
Люксеон 1 Вт в сборе с оптикой и основанием стоит 232 рубля.
Люксеон 3 Вт с основанием но без оптики стоит 233 рубля.
Люксеон 5 Вт с основанием но без оптики стоит 712 рублей.
Оптика отдельно стоит 156 рублей.
Эдиксеон 1 Вт с основанием но без оптики стоит 133 рубля.
Эдиксеон 3 Вт с основанием но без оптики стоит 188 рублей.
Эдиксеон 5 Вт в прайсе двухмесячной давности отсутствует.
Оптика отдельно стоит 33 рубля (взаимозаменяема с Люксеоновской).
Матрица Эдиксеон 5 Вт стоит 504 рубля.
Матрица Эдиксеон 10 Вт стоит 928 рублей.
На Люксеоны и Эдиксеоны приведены мелкооптовые цены в Питере, в фирме "Планар-СПб" (
http://www.planar.spb.ru). Розничные цены у них на 15-20% выше.
Об эффективности обычных светодиодов, Эдиксеонов и Люксеонов сложно что-либо сказать, ибо разница очень невелика, даже можно сказать, её почти нет. А с точки зрения монтажа и конструкции мощные диоды однозначно рулят. Да и по надежности они получше будут. Благодаря теплоотводу они могут выдерживать существенные перегрузки по току, причем довольно долго и без существенной потери яркости. А вот обычные диоды после прожарки большим током сильно тускнеют.