Узнайте напряжение светодиода: простой способ для начинающих

Узнайте напряжение светодиода: простой способ для начинающих

Светодиоды — это неотъемлемая часть современной электроники. Они используются практически везде : в бытовой технике , автомобилях , гаджетах и даже в сложных промышленных системах. Иногда возникает необходимость проверить работоспособность светодиода или определить его напряжение. Именно для этого нам и пригодится универсальный измерительный прибор — мультиметр !

Изучите нужный раздел, перейдя по ссылке ниже:

♦️

Как определить напряжение светодиода мультиметром?
Светодиоды – это полупроводниковые приборы, которые излучают свет при прохождении через них электрического тока. Они имеют два вывода: короткий (катод, «-») и длинный (анод, «+»). Для проверки светодиода и определения его напряжения нам понадобится мультиметр – универсальный измерительный прибор.
Процесс проверки:
1. Переведите мультиметр в режим измерения напряжения постоянного тока (DCV). Обычно это обозначается символом «V» с одной или двумя черточками.
2. Выберите подходящий диапазон измерения. Для светодиодов обычно достаточно диапазона 20 В.
3. Подключите щупы мультиметра к выводам светодиода. Красный щуп (плюс) подключаем к длинному выводу светодиода (аноду), а черный щуп (минус) – к короткому выводу (катоду).
4. Внимательно наблюдайте за показаниями мультиметра. Если светодиод исправен, на дисплее мультиметра отобразится напряжение падения на светодиоде.
Важно! Напряжение падения на светодиоде зависит от его типа и цвета. Обычно оно составляет от 1,5 до 3,5 В. Если напряжение на светодиоде близко к нулю, а он при этом не горит, значит, он неисправен.
Дополнительные моменты:
✅ Если вы перепутаете полярность подключения щупов, светодиод не загорится, а на дисплее мультиметра вы увидите близкое к нулю напряжение.
✅ При измерении напряжения не держите щупы подключенными к светодиоду слишком долго, так как это может привести к его перегреву.
✅ В случае сомнений, лучше обратиться к специалисту.
Надеемся, что эта информация поможет вам легко и безопасно определить напряжение светодиода с помощью мультиметра!

Связанные вопросы и ответы:

Что такое светодиод и как он работает

Светодиод – это полупроводниковое устройство, создающее излучение при прохождении через него электрического тока. Из чего состоит светодиод: из кристалла, заключенного в защитный корпус с выводами. Кристалл расположен на непроводящей подложке и излучает определенный цвет. Для получения нужного свечения используются химические составы из различных полупроводников и люминофоры.

Кристалл состоит из двух и более полупроводников разного типа проводимости. Принцип работы светодиода следующий – в прямом направлении через него пропускают электрический ток. В электронно-дырочном переходе на границе двух веществ происходит движение электронов и дырок, в результате чего выделяется энергия в виде кванта света и прибор начинает светить.

Преимущества:

Недостатки:

Какие факторы влияют на напряжение светодиода

В основном продолжительность безотказной работы LED-освещения определяется надежностью применяемого источника питания. Поэтому продукция ООО «Релед» комплектуется не только качественными современными светодиодами, но и высококачественными источниками питания. С чем это связано?

Основные параметры светодиодов

По своей сути светодиод является излучающим свет полупроводниковым кристаллом. При подключении светодиодной продукции, во избежание выхода ее из строя, необходимо строгое соблюдение полярности источника питания. При этом под параметром « напряжение светодиода » понимают вовсе не напряжение питания. Важной характеристикой светодиода вместе с силой проходящего через него тока является падение на нем напряжения.

Этот показатель необходим для расчета оставшегося, «не упавшего» на светодиоде напряжения. Именно это напряжение светодиода следует вычесть из питающего, чтобы правильно рассчитать сопротивление ограничивающего ток резистора. Иначе при изменении питающего напряжения всего на 0,1 В ток, протекающий через условный светодиод, значительно возрастет, и он будет продолжать работу, пока не сгорит:

• при потреблении тока LED-элемент будет греться;
• чем больше он разогреется, тем больше тока пропустит;
• с ростом тока возрастет и падения напряжения светодиода и т.д. – вплоть до отказа.

По этой причине источником питания для LED-продукции служит не блок питания, обеспечивающий нужный уровень напряжения, а драйвер, являющийся источником тока. Драйвер характеризуется не выходным напряжением, а выходным током и мощностью. Продукция ReLED оснащается тщательно подобранными драйверами, исключающими возможность выхода из строя светодиода, его чрезмерного потребления и прочих сокращающих срок эксплуатации продукции неприятностей.

Какие инструменты необходимы для измерения напряжения светодиода

Самый легкий путь – это узнать характеристики светодиода по его внешнему виду. Для этого достаточно набрать в строке поисковой системы такую фразу: «купить светодиод». Далее из предоставленного списка следует выбрать наиболее крупный интернет магазин и найти соответствующий раздел каталога. После чего внимательно просмотреть все имеющиеся позиции и если вам улыбнется удача, то вы найдете то, что ищете. Как правило, в серьёзных интернет-магазинах, где продаются радиоэлектронные элементы, на каждую позицию имеется соответствующая документация, даташит или приводятся основные характеристики. Сопоставив по внешнему виду имеющийся светодиод с тем, что в каталоге, можно таким образом узнать его характеристики.

Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен. Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п. Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).

Светодиоды общего назначения светят ярче предыдущих, поэтому могут использоваться в качестве осветительных приборов. Однако для индикации тоже пойдут, если снизить ток. Как ни странно, но преобладающее большинство и таких светодиодов имеют значение номинального тока потребления тоже 20 мА. А вот напряжение их может находиться в пределах от 1,8 до 3,6 В. В этом классе находятся и сверхяркие светодиоды. При том же токе напряжение у них, как правило выше – 3,0…3,6 В.

В целом светодиоды подобного типа имеют стандартный размерный ряд, основным параметром которого есть диаметр круга линзы или ширина и толщина стороны, если линза прямоугольной формы.

Диаметр линзы, мм: 3; 4,8; 5; 8 и 10.

Стороны прямоугольника, мм: 3×2; 5×2.

Как выбрать подходящий осветительный прибор для измерения напряжения светодиода

Светодиодные светильники сегодня набирают большую популярность. Они тратят меньше электроэнергии, имеют разные углы освещения, разные цвета. С их помощью можно создавать интересный дизайн, зонировать помещение. Подключить светодиодную лампу довольно просто, даже в труднодоступном месте. Но установка имеет особенности.

Особенности светодиодных источников света

Светодиодные светильники имеют разную форму и конструкцию. Они могут выполняться в форме:

• длинного плафона, напоминающего люминесцентную лампу;
• лампочки с цоколем, напоминающей по форме лампу накаливания;
• гибких нитей, которым можно придать любую форму.

Светодиодный светильник или лампа обычно имеет, который рассеивает яркий свет. Благодаря этому освещение становится мягче, изменяется угол свечения. Светодиодные варианты могут крепиться к потолку или стенам с помощью различных способов:

• вкручиваться в цоколь люстры;
• иметь подвесное крепление;
• присоединяться к стене или потолку с помощью саморезов.

Светильники выпускаются разных видов рабочего напряжения: 400 В, 220 В и 12 В. В любом случае они требуют приобретения дополнительного блока питания или диммера, который позволит подключать светильник напрямую в сеть.

Встраиваемый в стену диммер.

Несмотря на нюансы в подключении, любыеимеют преимущества:

• низкое энергопотребление;
• мощная светоотдача или яркое свечение;
• долгий срок службы.

Из недостатков отмечают высокую стоимость устройств и холодный цвет свечения, который не всем нравится.

Основные способы подключения

Так как светодиодные светильники имеют разный угол обзора, то их обычно подключают по разным. Выбор схемы подключения зависит прежде всего от:

• способа крепления;
• угла освещения светодиода;
• количества светильников в помещении.

Всего схем подключения три:

• последовательная;
• параллельная;
• лучевая.

Последовательная схема

Последовательная схема подключения светодиодных светильников проста и используется, если нет особых требований к дизайну освещения. Преимущество — экономия кабеля и простота монтажа. Все лампы подключаются по цепочке одна за другой. Однако если один из светильников выйдет из строя, погаснет все цепочка. Чтобы обнаружить неполадку, нужно будет проверять каждый из них.

Последовательная схема подключения лампы.

В одной цепи допускается соединение не больше 6 светильников или лампочек. В противном случае их яркость будет снижаться из-за роста общего сопротивления цепи.

Параллельная схема

Параллельная схема позволяет подключить светодиодный светильник каждый по отдельности. Для светильников на 12 В потребуется установка нескольких диммеров или одного на всю параллельную схему.

При схеме от выключателя тянется общий кабель, который имеет ответвление к каждой лампочке. Если один из светильников выйдет из строя, то он потухнет, не задев всю систему освещения. Неисправный прибор будет виден сразу и его можно будет быстро заменить.

Схема параллельного подключения

Этот способ более трудоемкий и требует большего количества кабеля. Однако такая схема рассчитана прежде всего на помещения с большой площадью. При таком подключении яркость света не будет зависеть от количества лампочек.

Совет! При выборе кабеля для подключения важно, чтобы в маркировке присутствовала аббревиатура «НГ», свидетельствующая о негорючести провода, т.к. при подключении большого количества лампочек повышается риск пожароопасности.

Лучевая схема

Лучевая схема подключения светодиодной лампы используется для подключения лампочек в люстрах. Она напоминает собой параллельный способ. В этой схеме кабель идет от выключателя к распределительной розетке или узлу, от которого отходят отдельные ответвления или лучи к каждой лампочке.

Если один из светодиодов перегорит, то остальные будут светиться, т.к. к каждому ведет отдельный провод.

Главным минусом этого способа подключения является трудоемкость. При использовании способа в помещении с большой площадью возможен такой прием: центральный кабель тянется в центр зала, а от него отходят лучи к каждому светильнику.

Лучевой способ подключения

Для чего нужен драйвер

Особенность светодиодов — по мере их прогревания проходящий через них ток возрастает. Это может привести к выходу из строя вскоре после начала работы. Чтобы отслеживать и регулировать уровень напряжения в течение работы требуется.

Выбор мощности зависит от минимальных и максимальных значений светодиодов. Если для подключения светодиодных светильников выбрать драйвер со слишком низкими минимальными значениями, то диммер не сможет понизить напряжение до требуемых значений и лампы сгорят. И наоборот, при ограничении верхнего напряжения, если потребуется большая мощность тока, то устройства просто не смогут загореться.

Подключать через один драйвер к источнику питания можно сколько угодно ламп, так как через них будет протекать ток одинаковой силы.

Методы подключения светодиодов

При работе светодиодов их сопротивление постоянно меняется по мере разогревания. Чтобы они работали стабильно, используются разные методы контроля и изменения напряжения.

Как правильно подключить осветительный прибор к светодиоду

Для осуществления этого есть несколько методов. Рассмотрим наиболее простой из них. Чтобы определить номинальный ток светодиода, потребуется наличие тестера, называемого мультиметром. Такой метод также применяется для обычных диодов.

Измерение силы тока светодиода

Тестирование проводится следующим образом:

• Щупы мультиметра подключаются плюсовым выводом к аноду, а минусовым к катоду.
• Анодный вывод у светодиода делается длиннее, чем катодный.
• Прозванивать можно светодиоды, у которых небольшое напряжение питания. Если у них большая мощность, применять такой метод нельзя.

Лучше воспользоваться проверенным способом измерения характеристик устройства. Для этого понадобятся:

• блок питания, рассчитанный на 12 В;
• мультиамперметр;
• постоянные резисторы – 2,2 и 1 кОм, а также 560 Ом;
• переменный резистор – 470–680 Ом;
• вольтметр, желательно цифровой;
• провода для коммутации схемы.

Как и в предыдущем случае, потребуется узнать полярность диода. Если по его выводам непонятно, где «+» и «-», тогда придется к одному из выводов подсоединить резистор 2,2 кОм. После этого нужно подключить светодиод к блоку питания. При его свечении нужно отключить питание и промаркировать нужный выход «+».

Теперь нужно заменить резистор 2,2 кОм на 560 Ом. В эту цепь последовательно подсоединяется переменный резистор, а также миллиамперметр для проведения замера. Вольтметр, у которого разрешение 0,1 В, подключается параллельно светодиоду. После этого необходимо установить максимальное сопротивление у переменного резистора.

Мультиметр для замера силы тока и напряжения светодиода

Можно подсоединить собранную схему к блоку питания, соблюдая полярность. После включения у светодиода будет блеклое свечение. Сопротивление постепенно снижают и следят за вольтметром. Определенное время напряжение будет расти до 0,5 В, расти будет и ток, что влияет на увеличение яркости светодиода. Необходимо фиксировать показания каждые 0,1 В. Оптимальный рабочий ток будет достигнут, когда величина напряжения станет расти медленнее силы тока, а яркость перестанет увеличиваться.

Как прочитать показания осветительного прибора и определить напряжение светодиода

Параллельное, последовательное и параллельно-последовательное соединение светодиодов. Расчёт токозадающего резистора для одного или нескольких последовательно соединённых светодиодов – онлайн калькулятор

Основным параметром любого светодиода является величина максимального или номинального тока, протекающего через него в режиме свечения. Если светодиод запитывается от источника тока, то величина падения напряжения на нём является второстепенной характеристикой, влияющей только на КПД устройства.Однако если ток, протекающий через светодиод, задаётся при помощи резистора, то для корректного расчёта режима необходимо знать такой параметр, как прямое падение напряжения на p-n-переходе светодиода при рабочем токе.Если для повышения светового потока необходимо соединить несколько светодиодов, то включать их параллельно (как показано на Рис.1 а)) не следует , так как из-за технологического разброса параметров, прямое падение напряжения на светодиодах будет разным. В итоге у этих параллельно соединённых светодиодов протекающий ток тоже будет различаться, и тот, у которого он окажется самым высоким, может выйти из строя из-за превышения максимально допустимого значения тока. А затем накроется следующий, но уже быстрее, и так далее до полного выгорания всех светодиодов. Рис.1 Параллельное, последовательное и комбинированное соединение све­тодиодов Поскольку для питания светодиодов необходимо обеспечить одинаковый расчётный ток, то соединять их желательно последовательно. Однако если напряжение источника питания слишком мало для последовательно соединённых светодиодов, то светодиоды можно включить параллельно, но каждый из них должен содержать свой токозадающий резистор (Рис.1 б)).Если же величины напряжения источника питания достаточно, то последовательное соединение светодиодов (Рис.1 в)) является предпочтительным как с точки зрения количества резисторов, так и с точки зрения экономичного расходования энергии, так как вся последовательная цепочка потребляет тока ровно столько, сколько и один светодиод.При большом количестве светодиодов и ограниченном напряжении источника питания используется комбинированное параллельно-последовательное соединение (Рис.1 г)).Формула для расчёта токозадающего резистора предельно проста:, где U_пит– это напряжение источника питания, U_свет– прямое напряжение на светодиоде либо группе последовательно соединённых светодиодов, I_свет– ток через светодиод.Значение прямого падения напряжения на светодиоде в значительной степени зависит от его цвета. При этом также существует зависимость от мощности изделия, рабочего тока, а также конкретного изготовителя данного вида продукции, а потому и выуживать этот параметр следует из даташита производителя.Однако для тех, у кого нет возможности (а чаще желания) ковыряться в даташитах и справочниках, приведём характеристики 3мм светодиодов от китайского производителя, кои мы, собственно говоря, и закупаем всё последнее время: Рис.2 Характеристики 3мм светодиодов от китайского производителя А теперь для наших друзей из солнечного Азербайджана приведём простенький онлайн калькулятор для расчёта номинала резистора для светодиода или светодиодов, последовательно включённых в соответствии со схемой, изображённой на Рис.1 в), либо для каждой из цепочек, изображённых на Рис.1 б) и Рис.1 г).

Как измерить напряжение нескольких светодиодов одновременно

Рабочее напряжение светодиода можно определить не только по его внешнему виду и характеристикам, но и по цветовому свечению LED. Для этого, ознакомьтесь с таблицей ниже.

Как цвет влияет на яркость

Для понимания этого аспекта, следует узнать, что происходит внутри диода и что влияет на тип цвета.

Внутреннее устройство полупроводникового LED — это два полупроводника, рассчитанные на разный уровень проводимости. Электрический ток по первому полупроводнику проходит за счёт физического явления, обеспечивающее перемещение свободных электронов. По второму проводнику ток движется благодаря перемещению «дырок».

«Дырка» ― место, где отсутствует электрон.

В месте соединения полупроводников начинается этап рекомбинации «дырок» и электронов. На место «дырки» прилетает электрон, который делает атом нейтральным ― происходит излучение фотона, то есть появляется цвет.

Цвет способен изменяться, если на него влияют следующие факторы:

• из какого типа полупроводника изготавливался светодиод;
• какие примеси были использованы в местах контакта двух полупроводников;
• ширина запретной зоны (место рекомбинации);
• параметры и величина, оказывающие влияние на силу тока на участке электрической цепи.

Изменение цвета происходит за счёт увеличения или уменьшения электрического тока. Обращаясь к закону Ома, необходимо помнить, что чем больше напряжение, тем больше сила тока. Это означает, что энергия фотона будет также увеличиваться, тем самым приближаясь к более холодному (синему) и яркому свечению.

Как определить напряжение светодиода в различных условиях (например, при низкой температуре или высокой влажности)

Светодиоды в целом, и, в частности, мощные (более 1 Вт) светодиоды очень чувствительны к различным внешним факторам, которые могут негативно сказаться на их сроке службы и качественных показателях. В настоящее время величины максимальных питающих токов для светодиодов имеют весьма ощутимые значения: до 1…1,5 и даже до 2 А по сравнению с 0,35 А, на которые чаще всего нормируются характеристики светодиода. Желание получить максимальный световой поток с одного полупроводникового излучателя ведет к увеличению тока, пропускаемого через него, что отражается на его тепловыделении, и вся конструкция (светодиод + светодиодная арматура) работает на грани перегрева кристалла. При этом к источнику питания предъявляются высокие требования по стабильности выходных характеристик, которые он должен обеспечить. Это является довольно проблематичным при использовании для питания источника напряжения. Во-первых, предварительное выравнивание тока в цепи светодиодов потребует, по крайней мере, дополнительного резистора, который будет ограничивать ток и в то же время рассеивать на себе дополнительную мощность. Во-вторых, любая осветительная установка работает в некотором диапазоне температур, часто довольно широком, а светодиод, обладая отрицательной зависимостью прямого падения напряжения от температуры кристалла — обычно на уровне -2…-4 мВ/°С, будет иметь плавающую рабочую точку. В-третьих, свой вклад будет вносить нестабильность выходных характеристик самого источника. Эти причины изрядно сократят жизнь современному источнику света, особенно в случае его работы на токах, близких к максимальным. Так, повышение напряжения на переходе всего на 0,1 В будет причиной изменения силы тока на 200 мА, что приведет к повышенному тепловыделению и может крайне негативно сказаться на работе светового прибора.