Основные причины неисправности диода
Причин поломки может быть несколько. Тестирование делают по специальной методике. Основные причины сбоев:
- Тепловой пробой в результате перегрева и деструкция (разрушение) кристалла. Сопровождается горением лакового покрытия и пластмассового корпуса. На фото сгоревший светодиод на печатной плате лампы-ретрофита, аналога галогенной лампы типа MR16. В одном из корпусов SMD2835 из-за перегрева кристалла сгорел нанесенный на него желтый люминофор. Видна коричневая точка на элементе с позиционным обозначением D11.
- Электрический пробой p-n перехода. Прямое рабочее напряжение диода в зависимости от цвета свечения и материалов p-n перехода лежит в диапазоне от 1,5 до 4-4,5 В. Обратное напряжение на несколько вольт больше прямого. Поэтому скачки напряжения могут вызвать его нестабильность на выходе. Если они превышают обратное напряжение диода, возможен пробой.
- Механический обрыв. К полупроводниковому кристаллу от контактов корпуса ток подводят серебряные или золотые проволочки. От вибрации или ударов может произойти их обрыв.
- Деградация. Постепенное снижение характеристик светодиода, прежде всего яркости и оттенка свечения. Падение яркости нормируется 30, 50 и 70% от первоначальной. На 5-10% яркость падает в течение первой 1000 часов работы у большинства устройств. Падение яркости на 50 – 70% требует замены лампы, модуля, линейки или ленты. Иногда оно происходит за 15 – 20 тысяч часов.
На фото сгоревший светодиод на печатной плате лампы-ретрофита, аналога галогенной лампы типа MR16. В одном из корпусов SMD2835 из-за перегрева кристалла сгорел нанесенный на него желтый люминофор. Видна коричневая точка на элементе с позиционным обозначением D11.
Рекомендуем: Проверка светодиодной лампы мультиметром
Деградация идет в люминофорах белых светодиодов и в элементах вторичной оптики – линзах, встроенных в корпус или монтируемых на его поверхности. Под действием света линзы мутнеют, снижаются светопропускание и световой поток.
«Прозвонка светодиода мультиметром, прозвонка диода» – сленговый термин, попавший в светотехнику из электротехники слабых токов. Когда нужно было, например, проверить исправность проводников в кабеле, брали аккумулятор, батарейку или переносной блок питания и обычный электромеханический звонок. К первому контакту разъема кабеля подключали «крокодилом» аккумулятор и звонок. На обратном конце кабеля к первому проводу последовательно подключали остальные провода. Звеневший звонок показывал исправность проводов.
Проверка светодиода или прозвонка мультиметром. Информация на дисплее – О – диод исправен, ток идет; OL – диод исправен, ток не идет.
Проверить исправность светодиода мультиметром можно прямо на плате или выпаяв его. Прибор используют для проверки цепей постоянного и переменного тока. Им измеряют напряжение, сопротивление резисторов в режиме омметр, исправность и работоспособность конденсаторов, выпрямительных диодов, p-n-p и n-p-n транзисторов и другое.
Проверка диода мультиметром.
Красный щуп и провод мультиметра – это цепь положительного полюса или «+» источника питания и анода диода. Черные провод и щуп – цепь, связанная с катодом и отрицательным полюсом источника. Мультиметр включен на режим измерения постоянного тока в диапазоне от 0 до 20 мА или 0,02 А. На табло мультиметра высветилось 15,7 мА, что означает что диод открыт и его рабочий ток составляет указанную величину. Светодиод обычной яркости при такой силе тока должен светиться и немного греться.
В схеме обозначения диода поперечная черточка – это катод, треугольник – анод. Прямоугольник голубого цвета обозначает резистор с постоянным сопротивлением. Он ограничивает прямой, т.е. рабочий ток светодиода.
Протокол
Теперь, когда мы разобрались, как подключить нашу ленту к Arduino, нам надо понять, как ею управлять, для этого в даташите есть описание протокола, который мы сейчас и рассмотрим. Каждый светодиод WS2812B имеет один вход (DIN) и один выход (DO). Выход каждого светодиода подключается ко входу следующего. Подавать сигналы же надо на вход самого первого светодиода, таким образом, он запустит цепь, и данные будут поступать от первого ко второму, от второго к третьему и т. д. Команды светодиодам передаются пачками по 24 бита (3 байта, один байт на каждый цвет, первым передается байт для зеленого, потом для красного, и заканчивает байт для синего светодиода.
Вывеска из светодиодной ленты.
Порядок бит – от старшего к младшему). Перед каждой пачкой идет пауза в 50 мкс. Пауза больше 100 мкс воспринимается как окончание передачи. Все биты, будь то 0 или 1, имеют фиксированное время 1.25 мкс. Бит 1 кодируется импульсом в 0.8 мкс, после чего идет пауза в 0.45 мкс. Бит 0 кодируется импульсом в 0.4 мкс, после чего идет пауза в 0.85 мкс. Собственно, наглядная диаграмма на фото ниже. Так же допускаются небольшие погрешности в 0-150 нс на каждый фронт. Ну и следует учесть, что подобное необходимо повторить для каждого светодиода на ленте, после чего сделать паузу минимум в 100 мкс. Потом можно повторить передачу.
Глядя на все эти цифры, становится ясно, что сделать все это, используя стандартные функции digitalWrite, delay и тому подобные – попросту невозможно, ввиду их долгой работы и неточности. Реализовать подобный протокол можно только использовав специальные библиотеки вроде CyberLib или написав собственную на чистом Си или, того хуже для нынешнего программиста, на Ассемблере. Но не все так плохо, как кажется. Светодиоды WS2812B довольно таки популярны в Arduino сообществе, а это значит, что нам не придётся вдаваться в такие сложности, и достаточно выбрать одно из понравившихся решений.
Будет интересно Маркировка SMD транзисторов
Что в упаковке
Светодиодная лента – это несколько полупроводниковых приборов, соединенных последовательно и наклеенных на длинную пластиковую основу. Кроме светодиодов, на ней есть резисторы и конденсаторы, обеспечивающие работу каждого отдельного источника света.
Светодиоды собраны в пакеты по 5–10 штук, которые отделены друг от друга группами контактов. В этих местах ленту можно разрезать и подключить отрезанную часть к питанию как самостоятельную единицу или соединить с другой, если ее длина показалась недостаточной. Обычная длина светящейся ленты в заводской упаковке равна пяти метрам. Для удобства монтажа на ее тыльной стороне нанесен слой клея, защищенный снимающейся пленкой.
Этот осветительный прибор может быть двух видов:
1) одноцветный;
2) разноцветный (RGB).
Внешне они отличаются количеством контактов. Одноцветная имеет две точки подключения, разноцветная – 4.
Технически – наличием в комплекте поставки не только блока питания, но и контроллера, а также пульта для дистанционного управления.
Светодиодная лента: что это
Означенный прибор служит источником освещения гибкого типа, в основе которого лежит плата. Одна из её сторон содержит диоды, а также радиодетали вспомогательного назначения. Светодиодным лентам за счёт применения очень ярких разновидностей светодиодов SMD свойственна высокая яркость при низким потреблении энергии. Благодаря гибкости основы такие осветительные устройства могут применяться в разных дизайнерских вариантах, обеспечивая украшение либо подсветку дополнительного характера. В некоторых случаях они служат основными элементами освещения внутри помещения.
Проверяем светодиодную ленту
Несмотря на то, что светодиодная продукция (ленты и лампочки) характеризуется длительным периодом службы, она может перестать функционировать намного раньше указанного производителем срока.
Рабочая светодиодная лента
В принципе, понять работает лента или нет, можно просто подключив к ней блок питания и подав требуемое для работы количество тока. Если изделие светиться равномерно и ярко, то все в порядке. А вот если этого не произошло, тогда нужно воспользоваться мультиметром. Проверка светодиодной продукции данного типа на работоспособность мультиметром является достаточно простым способом оценки.
Чтобы проверить ленту мультиметром дома, необходимо проделать следующие манипуляции:
- делаем «прозвон» мультиметром питающих ленту проводов, так как возможен локальный обрыв. Например, один провод может просто отпасть из-за того, что он был плохо припаян на этапе сборки схемы;
- если отсутствуют повреждения проводов, то вся проблема в светодиодной ленте.
Такой вывод может означать, что купленная продукция была некачественной, имелись нарушения в сборке рабочей схемы или нарушения условий эксплуатации дома.
Контроллер и усилитель для RGB-ленты
Многоцветная лента теряет практически весь свой смысл, если она не управляется при помощи контроллера. Это небольшое устройство, которое подключается к ленте и позволяет пользователю настраивать режим ее работы. Можно задать яркость, скорость, цвета, режимы переливания, свечения.
Контроллеры отличаются по типу управления. Оно может производиться непосредственно с самого устройства или с пульта при помощи радиосигнала. Более продвинутые версии подключаются к сети Wi-Fi, что даст возможность управления со смартфона или компьютера.
Усилители – это дополнение, позволяющее раскрыть потенциал RGB. Они используются для разных целей. Некоторые модели усиливают сигнал пульта для управления освещением на большом расстоянии.
Другие используются для увеличения мощности сигнала, подающегося контроллером на ленту большой длины (т.е. при соединении нескольких лент, усилитель позволит второй и последующим лентам гореть одинаково ярко).
Имеются также усилители, повторяющие сигнал от контроллера. Они используются в больших лентах на определенном расстоянии друг от друга. С помощью усилителей осуществляется более точное управление большими проектами на основе RGB-лент.
Как установить и подключить RGB-ленту, выбрать блок питания и контроллер рассказывается в этом видео:
Ленты RGB с многоцветными светодиодами – отличный способ придания уникального вида любому интерьеру или экстерьеру. Установить такое освещение не сложно, так как основа у ленты – самоклеющаяся. Рекомендуется клеить ленту на теплопроводную поверхность (не на обои или гипсокартон), в идеале – на алюминиевый профиль.
Выбор блока питания
Чтобы правильно подключить диодную ленту, необходимо использовать специальный блок питания (БП), так как для ленты используется напряжение в 12 или 24 В, а в сети подается 220 В. Такой импульсный БП выбирается по следующим параметрам:
- напряжение для диодной ленты;
- мощность, которая потребляется системой освещения;
- защищенность от влаги.
Надо обратить внимание на то, какое напряжение имеет сама диодная лента, оно указывается производителем. Мощность вычисляется по формуле: мощность потребляемая = мощность ленты × длина ленты
Влагозащищенность определяется по тому, где именно планируется использовать светодиодную ленту. Например, для кухни и ванной необходимо применять специальные системы.
Светодиодная лента реализуется, как правило, в катушках по пять метров. На одном конце ленты (а иногда и на двух) имеются провода, к которым можно подключить блок питания.
Иногда возникает необходимость разрезать светодиодную ленту на части в связи, с чем остаются куски ленты без проводов. Чтобы можно было использовать такие куски ленты можно их соединить или припаять к ним провода.
Лучшим и надежным соединением является пайка. Поэтому нам понадобится паяльник мощностью желательно не более 25 Ватт, канифоль, припой и медные провода (желательно разного цвета).
Как правильно паять светодиодную ленту?
Для начала нужно зачистить кончики проводов от изоляции. Для удобства покрытия припоем достаточно зачистить примерно 5 мм.
Теперь нужно покрыть очищенный от изоляции провод припоем. Для этого кладем провод на канифоль, а жалом паяльника касаемся медного провода. При этом канифоль проникает внутрь скрученного провода.
Затем с помощью паяльника покрываем медный провод припоем. Припой должен полностью покрыть провод со всех сторон и заполнить все пространство между медными проводками.
Второй провод покрываем припоем таким же образом.
Бокорезами удаляем излишки провода, чтобы провода во время эксплуатации светодиодной ленты не замкнулись между собой. Достаточно оставить 2 мм.
Теперь необходимо покрыть припоем контакты на ленте.
Набираем на жало паяльника немного припоя, затем канифоли и сразу же, касаясь одного из контактов ленты, производим как бы втирающие движения.
Как только вы увидите, что припой закрепился на контакте, убирайте паяльник, чтобы не перегреть светодиоды.
Затем удаляем излишки канифоли вокруг контактов.
Если на ленте не образовалась небольшая капелька припоя, то набираем на жало паяльника немного припоя. Затем прикладываем подготовленный нами ранее провод к контакту светодиодной ленты. Острым концом жала паяльника касаемся контакта ленты, а плоской стороной жала провода.
Как только припой на проводе и на ленте соединятся в одну каплю, убирайте паяльник. Таким же образом припаиваем и второй провод.
Если вам необходимо соединить несколько кусков ленты между собой можно использовать одножильные провода. Добыть их можно из вот такого, по простому сказать интернет кабеля UTP. Внутри него находятся одножильные провода, которые нам вполне подойдут.
Для начала очищаем медные проводки от изоляции, затем покрываем их канифолью и припоем.
При соединении двух кусков светодиодной ленты, расположите их таким образом, чтобы контакты обозначенные знаком + (плюс) были напротив друг друга, так как нужно припаять плюс к плюсу, а минус к минусу.
Припаиваем провод к одному из контактов и обрезаем его, оставив небольшой кусочек для соединения с другим куском ленты. После пайки второго провода подравняйте оба провода.
При пайке второго куска ленты к соединительным проводам приложите металлический предмет, например ножницы, чтобы провода не отпаялись от первой ленты.
Если предполагается соединенную таким образом ленту наклеивать на металлическую поверхность необходимо изолировать провода соединяющие ленту. Это можно сделать изолентой, клеевым пистолетом или термоусадкой.
Проверяем работоспособность нашей ленты.
itemprop=”video” >
Лучшие производители
Мы подобрали лучших производителей светодиодных лент.
Sveteco
По словами фирмы, светодиодные ленты не нагреваются до температуры выше +30 градусов по Цельсию. При таких условиях эксплуатационный период составит далеко не один год, риск перегорания становится минимальный. Цены лет от Sveteco низкие, в отличие от других фирм, но вот найти продукцию в интернете не так уж и легко.
Достоинства:
- Низкая цена;
- Отсутствует перегрев;
- Богатый ассортимент.
Недостатки:
- Отсутствуют RGB ленты в продаже;
- Найти продукции компании довольно проблематично.
LEDCraft
Российская компания разрабатывает качественную продукцию. В основном специализируется на осветительных устройствах. Компания старается делать каждый продукт минимально энергопотребляющим и долговечным. Качество продукции идёт на второй план, но оно здесь вполне неплохое. Одна из самых популярных российских фирм.
Достоинства:
- Средняя цена;
- Быстрая доставка;
- Неплохое качество;
- Отечественная фирма;
- Максимальное энергосбережение.
Недостатки:
- RGB лампы дороговатые;
- Качество на втором плане;
- Небольшой ассортимент (проводов, блоков питания и других продукций).
Joliet Technology
Европейская компания — одна из главнейших фирм на рынке, специализирующаяся по свету. На отечественном рынке имеет малый спрос из-за больших цен. Но цены эти вполне оправданы высоким качеством! Компания использует новейшие современные технологии в своём производстве, благодаря чему продукция имеет высокую долговечность.
Достоинства:
- Высокое качество;
- Долговечность;
- Превосходные технические характеристики;
- В производстве используются современные технологии.
Недостатки:
- Высокая цена;
- Редко можно увидеть продукцию компании на полках магазина.
Gauss
Немецкая компания специализирующая на осветительном оборудовании. Продукция компании очень дорогая в отличие от своих конкурентов, но отличается она от них высоким качеством, надёжной сборкой и приличной долговечностью. Единственная компания, которая даёт до 5 лет гарантии к своей продукции. Ассортимент от небольших монохромных и RGB подсветки до больших блоков питания. Средняя цена за 5 м подсветки — 2000 руб.
Достоинства:
- Высокое качество;
- Большой срок гарантии;
- Продукция сильна по долговечности;
- Большой ассортимент подсветки, контролеров, блоков питания и многого другого.
Недостатки:
Огромный ценник на товары.
Navigator
Китайский бренд покоряет рынок уже более 9 лет. За это время он успел укрепиться на рынке. Продает довольно качественную продукцию за низкую цену. Надёжность и долговечность, конечно,не такие, как в Gauss, но за свою цену, вполне неплохие. На все свои товары, компания делает максимально подробную документацию.
Достоинства:
- Низкие цены;
- Подробная документация.
Недостатки:
Качество не самое лучшее.
Electrostandart
Китайская компания разрабатывающая разную продукцию. Ассортимент подсветки очень богат и отличается не только одним цветом. Обычно вместе с подсветкой продаются сразу контролеры, блоки питания и все самое необходимое. Регулярно использует новые технологии в производстве, из-за этого в компании часто появляются новые уникальные товары. Цена на среднем уровне где-то 1500-1700 за 5 м ленты.
Достоинства:
- Неплохая цена;
- Высокое качество сборки;
- Компания часто выпускает новые продукты.
Недостатки:
- Малый ассортимент дополнительных вещей;
- Часто вместе с лентой идут контролеры, провода и другие (что удорожает цену за комплект).
Типы блоков питания
Блок питания может быть выполнен в нескольких видах. Самыми распространенными являются два вида.
Первый – все в одном корпусе, с готовым сетевым шнуром, остается только воткнуть штекер в коннектор ленты или контроллер и пользоваться.
Второй тип в виде обычного блока питания к которому нужно подключать все провода самостоятельно. Одним из достоинств второго вида является возможность использовать провода желаемого типа и длинны, а так же более хорошая охлаждаемость.
При подсоединении сетевого провода к блоку питания не имеет значения с какой стороны будет плюс, а с какой минус.
При подсоединении ленты очень важно соблюдать плюс и минус, иначе у вас будет салют, после которого все будет испорчено. Для присоединения проводов зачистите изоляцию на концах провода на несколько сантиметров, затем воспользуйтесь отверткой, что бы ослабить винты, после этого вставьте провода и прочно зажмите их обратно
Для присоединения проводов зачистите изоляцию на концах провода на несколько сантиметров, затем воспользуйтесь отверткой, что бы ослабить винты, после этого вставьте провода и прочно зажмите их обратно.
Самое главное проверьте с какой стороны у вашей ленты плюс, а с какой минус. После этого проследите, как и куда идут провода, когда будите уверены в правильности, подключайте.
Потребляемая мощность
Для создания светового потока светодиод потребляет электрическую мощность. Хотя отношение этой мощности к интенсивности излучения у LED намного выше, чем у лампы накаливания, светильники в виде ленты могут потреблять значительный ток. Он определяется:
- энергопотреблением единичного элемента (зависит от его типа);
- количеством LED, установленных на ленте (зависит от плотности расположения).
Примеры размещения светодиодов с разной плотностью и количеством рядов.
На практике имеет значение такой параметр, как мощность, потребляемая одним метром ленты. При расчетах системы освещения отталкиваются от этой характеристики. В наиболее распространенной маркировке для этого параметра места не нашлось, но некоторые производители относятся к нему серьезно. Так, одна из лент, выпускаемых под брендом Apeyron, обозначается, как Apeyron Electrics LSE-159 SMD 5050 30LED IP20 12В 7,2Вт 5 м. Здесь 7,2 Вт – удельная мощность потребления.
Как проверить светодиод мультиметром — все возможные способы
В современной осветительной технике достаточно часто применяются светодиоды (led). Как известно, они гораздо надежнее обычных лампочек, но все же иногда могут выходить из строя. Для того, чтобы проверить светодиод на работоспособность применяется несколько методов. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Способы проверки
Светодиод, имеет свои электрические параметры, это максимальный рабочий ток, а так же прямое падение напряжения. Значение первого параметра производители указывают для каждого изделия индивидуально, а второго составляет 1.8 – 2.2 вольта для оранжевых, желтых и красных диодов. Для белых, зеленых и синих 3 – 3.6 вольта. Проверить эти значения параметров при наличии мультиметра, не составит труда.
Еще один способ проверить led диод на работоспособность, это подать на него питание от нескольких параллельно подключенных пальчиковых батареек или одной батарейки крона. На основе этого способа можно самостоятельно изготовить универсальный тестер для светодиодов, при помощи подручных элементов. Подробный процесс определения работоспособности показан в видео.
Определить неисправный светодиод, можно используя в качестве источника тока для проверки, старые зарядные устройства от мобильных телефонов. Для этого необходимо отрезать штекер подключения к телефону, и зачистить провода. Красный провод, это плюс, его нужно прижать к аноду, черный — минус, его подключают на катод. Если напряжения источника питания достаточно, то он должен загореться.
Для проверки некоторых диодов, напряжения от зарядки телефона может быть недостаточно, тогда можно попробовать проверить с помощью более мощного устройства, например зарядки от фонарика. Таким способом вполне можно проверить на работоспособность диоды в led лампе. Как это сделать, смотрите видео.
Как проверить не выпаивая
Для того чтобы подключить щупы мультиметра к разъемам в колодке PNP, нужно припаять на них небольшие фрагменты, обычной канцелярской скрепки. Между проводами, на которые припаяны скрепки, для изоляции можно установить небольшую текстолитовую прокладку и замотать изолентой. Таким образом, получим простой по конструкции и надежный переходник, для подключения щупов.
Далее необходимо подключить щупы к ножкам светодиода, не выпаивая его из схемы изделия. Вместо тестера, для проверки led диода можно использовать одну батарейку крона, или несколько пальчиковых батареек. Подключение проводится аналогично, просто вместо переходника, для подключения к выходам батарейки щупов, можно использовать небольшие зажимы «крокодильчики».
Рассмотрим на конкретном примере, как проверить led, не выпаивая из схемы.
Как проверить светодиоды в фонарике
Для проверки необходимо разобрать фонарик и вынуть плату, на которой они установлены. Проверка происходит с помощью тестера со щупами, подключенными на PNP разъем. Светодиоды можно не выпаивать, а подключать контакты щупа на них прямо на плате, при этом необходимо помнить о соблюдении полярности.
Определить пробитый светодиод, можно и при помощи измерения сопротивления в схеме подключения. Например, если светодиоды в фонарике подключены параллельно, измерив сопротивление и получив результат близкий к нулю на любом из них, можно быть уверенным, что, по крайней мере, один из них точно неисправен. После этого можно приступать к проверке каждого из светодиодов методами описанными выше.
Проверка светодиодов не сложный процесс, и любой, кто имеет несколько рабочих батареек и пару проводов, может проверить и определить его неисправность в том или ином приборе.
