Diodi LED SMD
(6 014)I LED SMD (ossia progettati per il montaggio superficiale) sono uno dei componenti optoelettronici più popolari. Vengono utilizzati come elementi per la retroilluminazione, la segnalazione, vengono realizzati in matrici più grandi, utilizzate in lampadine e lampade fluorescenti a LED, strisce LED e tutta una serie di altri dispositivi. Il loro grande vantaggio sono le dimensioni compatte, grazie alle quali possono essere utilizzati nei dispositivi mobili (un buon esempio di tale uso sono i flash e le torce nei telefoni cellulari). Inoltre, i LED SMD vengono utilizzati in display LCD, dove vengono utilizzati per illuminare la matrice.
Va notato che i LED SMD presentano parametri simili o addirittura identici agli elementi THT, ciò contribuisce alla loro popolarità. Tuttavia vale la pena notare che i piccoli componenti optoelettronici possono surriscaldarsi, questo vale soprattutto per le applicazioni di illuminazione. Pertanto il progettista e l'installatore devono sempre tenere presente il corretto raffreddamento dei LED (flusso d'aria o adesione alla superficie dell'elemento di dissipazione del calore, ad es. un dissipatore di calore in rame o una guida di montaggio in alluminio).
Nel campo dei progetti amatoriali o della creazione di prototipi, l'utilizzo di LED SMD è un po' difficile, fortunatamente, se necessario, nulla impedisce l'uso di elementi THT nel circuito progettato, e una successiva sostituzione di questi ultimi durante la progettazione della versione finale del dispositivo, con componenti equivalenti più piccoli.
Quali sono le applicazioni tipiche dei LED SMD colorati?
Nella categoria dei LED SMD sono presenti tre gruppi di prodotti: elementi bianchi, colorati e fibre ottiche. I LED SMD colorati vengono utilizzati come tipici componenti di segnalazione. Gli elementi LED per lo più montati in superficie vengono scelti per due motivi: per ridurre al minimo la superficie del PCB occupata dai componenti optoelettronici e per evitare la necessità di forare la scheda. Se l'intero circuito fosse realizzato nella tecnologia SMD, l'uso di un elemento THT semplicemente non sarebbe ottimale. Tuttavia, una sorgente luminosa compatta ha anche i suoi svantaggi. Prima di tutto viene posizionata parallelamente alla superficie del PCB e la sua parte anteriore presenta una superficie relativamente piccola. Ecco perché vengono utilizzate speciali fibre ottiche per LED: elementi realizzati in plastica trasparente che conducono la luce ad un punto migliore (in termini di struttura). Sono progettati per essere montati sulla superficie del PCB e la loro uscita è posizionata perpendicolarmente all'ingresso, in questo modo i LED possono essere incorporati sulla scheda principale del dispositivo, mentre la luce emessa da essi sarà perfettamente visibile all'operatore/utente (ad es. sul pannello frontale).
A questo punto va notato che il gruppo di diodi colorati include anche componenti multicolore, inclusi componenti di tipo RGB. Questi ultimi emettono una miscela di luce rossa, verde e blu, che (a seconda delle proporzioni) crea l'illusione di qualsiasi colore scelto. Di solito, tali elementi vengono controllati mediante segnali PWM, e al fine di ottenere un colore uniforme vengono utilizzati elementi di diffusione. Una variante speciale dei componenti multicolore sono gli articoli RGBW, che contengono anche una struttura che emette luce bianca.
Vantaggi dei LED SMD a luce bianca
A differenza degli elementi colorati, i LED SMD bianchi spesso vengono utilizzati come sorgente luminosa. Naturalmente possono anche svolgere una funzione di segnalazione: in questo ruolo sono sempre più utilizzati dai produttori di apparecchi radiotelevisivi/elettrodomestici. Tuttavia, l'offerta della TME comprende anche componenti con una potenza relativamente elevata (fino a 1W), predisposti per creare illuminazione, illuminazione integrativa, creazione di installazioni ed effetti. A causa dell'eccellente rendimento in corrente, tali elementi spesso vengono utilizzati nei dispositivi alimentati a batteria: i LED SMD bianchi con potenza inferiore vengono utilizzati, ad es. per illuminare le tastiere nei computer portatili, mentre elementi con luminosità più elevata vengono installati in torce elettriche o elettroutensili. Va anche sottolineato che i LED dedicati all'illuminazione di interni, ossia caratterizzati da elevata potenza, sono stati raggruppati in un ramo separato del catalogo della TME.
Un parametro importante dei LED che emettono luce bianca è la temperatura del colore. Anche una piccola differenza nella lunghezza dell'onda elettromagnetica emessa si traduce nella percezione della luce da parte delle persone come "calda" o "fredda". Questo valore è espresso in K. La luce ad una temperatura di 5000... 8000K è vicino alla luce naturale. Sotto i 5000K la luce presenta un colore giallo (1000K è il colore della fiamma) e al di sopra degli 8000K – bluastro.
Come già accennato, nel caso delle sorgenti luminose ad alta potenza è importante ricordare della corretta dissipazione del calore emesso nella struttura dell'elemento. Un singolo LED SMD, anche molto piccolo, può produrre luce con una luminosità superiore a 135lm. Ossia superiore a una classica lampadina da 10W. È vero che consuma molta meno energia (es. 1W), tuttavia a causa delle ridotte dimensioni del componente può raggiungere temperature di decine di °C, pericolose per il corpo umano, tali da causare addirittura la deformazione di materie plastiche.
Parametri e marcature importanti dei LED SMD
La scelta dei LED SMD avviene nello stesso modo degli elementi racchiusi in altri tipi di alloggiamenti. L'unica differenza significativa sarà, ovviamente, il formato, che di solito è determinato dalle marcature tipiche dei componenti destinati al montaggio superficiale Secondo questa convenzione la dimensione è descritta mediante un simbolo di quattro cifre: le prime due e le ultime due cifre indicano rispettivamente la lunghezza e la larghezza dell'elemento. L'unità è espressa in centesimi di pollice. Esiste anche un altro metodo metrico per contrassegnare gli elementi SMD, in base al quale i simboli sono costruiti allo stesso modo, mentre l'unità utilizzata è 0,1 mm. Bisogna notare che non tutti i componenti optoelettronici sono fabbricati in queste dimensioni standard (anche se la maggior parte di essi lo è).
I restanti parametri dei LED rimangono invariati, indipendentemente dal formato. Tensione di funzionamento e corrente dei diodi descrivono le loro caratteristiche elettriche e consentono inoltre di scegliere un resistore che limiti l'intensità della corrente. La potenza indica l'energia che l'elemento consumerà. L'angolo di luce descrive la specificità della lente utilizzata: a seconda dell'applicazione, il progettista può decidere di utilizzare un LED con un angolo di emissione stretto (dell'ordine di diversi gradi) o molto ampio (vicino ai 180°), grazie al quale la luce sarà visibile anche in una linea quasi parallela alla superficie del PCB. Il colore del LED viene determinato in due modi: in generale (mediante il nome, "rosso", "verde", ecc.), nonché specificando la lunghezza d'onda elettromagnetica emessa. Nel caso dei LED bianchi, un parametro importante sarà anche la luminosità espressa in lumen (lm), e talvolta in millilumen (soprattutto nel caso degli elementi di segnalazione).
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