Diody LED SMD
(7 447)Diody LED SMD (tj. przeznaczone do montażu powierzchniowego) to jeden z najpopularniejszych komponentów optoelektronicznych. Używa się ich jako elementów podświetlających, sygnalizacyjnych, tworzy się z nich większe matryce, stosowane w „żarówkach” i „świetlówkach” LED, taśmach LED i całym szeregu innych urządzeń. Ich olbrzymią zaletą są niewielkie rozmiary, dzięki którym mogą być wykorzystywane w urządzeniach mobilnych (dobrym przykładem takiego zastosowania są lampy błyskowe i latarki w telefonach komórkowych). Co więcej, diody SMD są również elementami wyświetlaczy LCD, gdzie służą do podświetlania matrycy.
Należy zaznaczyć, że LED-y SMD posiadają parametry zbliżone, a nawet identyczne, jak elementy THT, co również przyczynia się do ich popularności. Tym niemniej, warto w tym miejscu zwrócić uwagę, że niewielkie komponenty optoelektroniczne mogą ulegać przegrzaniu – dotyczy to zwłaszcza zastosowań z zakresu iluminacji. Dlatego konstruktor oraz instalator zawsze powinni mieć na uwadze właściwe chłodzenie LED (przepływ powietrza lub przyleganie do powierzchni elementu odprowadzającego ciepło, np. miedzianego radiatora czy aluminiowej listwy montażowej).
W zakresie projektów amatorskich czy opracowywania prototypów zastosowanie diod LED SMD jest nieco utrudnione – na szczęście nic nie stoi na przeszkodzie, by w razie potrzeby zastosować w projektowanym obwodzie elementy THT, a następnie, podczas projektowania finalnej wersji urządzenia, wymienić je na mniejsze odpowiedniki.
Jakie są typowe zastosowania kolorowych diod LED SMD?
W kategorii diod LED SMD znajdują trzy grupy produktów: elementy białe, kolorowe oraz światłowody. Diody LED SMD kolorowe to typowe komponenty sygnalizacyjne. Przeważnie montowane powierzchniowo elementy LED są wybierane z dwóch przyczyn: w celu zminimalizowania zajmowanej przez optoelektronikę powierzchni PCB oraz aby uniknąć konieczności nawiercania płytki. Jeżeli cały obwód został wykonany w technologii SMD, użycie elementu THT byłoby po prostu nieoptymalne. Tym niemniej, kompaktowe źródło światła również ma swoje wady. Przede wszystkim: jest umieszczone równolegle do powierzchni PCB, a jego czoło ma stosunkowo niewielką powierzchnię. Dlatego stosuje się specjalne światłowody do LED: wykonane z transparentnego tworzywa elementy, które doprowadzają światło do lepszego (pod względem konstrukcyjnym) punktu. Są przystosowane do mocowania na powierzchni PCB, a ich wyjście umieszczone jest prostopadle do wejścia, dzięki czemu diody LED mogą zostać osadzone na głównej płycie urządzenia, podczas gdy emitowane przez nie światło będzie doskonale widoczne dla operatora/użytkownika (np. na przednim panelu).
W tym miejscu należy zaznaczyć, że do grupy diod kolorowych zaliczają się także elementy wielobarwne, w tym RGB. Te ostatnie emitują mieszankę światła czerwonego, zielonego i niebieskiego, która (w zależności od proporcji) wywołuje złudzenie dowolnie wybranego koloru. Przeważnie do sterowania takimi elementami wykorzystuje się sygnały PWM – a w celu uzyskania jednolitej barwy: elementy dyfuzyjne. Szczególnym wariantem komponentów wielokolorowych są artykuły RGBW, które zawierają również strukturę emitującą światło białe.
Zalety diod LED SMD emitujących białe światło
W przeciwieństwie do elementów kolorowych, białe diody LED SMD najczęściej stosuje się jako źródło oświetlenia. Oczywiście, mogą również pełnić funkcję sygnalizacyjną – w takiej roli coraz częściej wykorzystują je producenci urządzeń RTV/AGD. Tym niemniej, w ofercie TME znalazły się także komponenty o stosunkowo dużej mocy (nawet 1W), przystosowane do tworzenia iluminacji, doświetlania, tworzenia instalacji efektowych. Z powodu znakomitej wydajności prądowej takie elementy często trafiają do urządzeń zasilanych bateryjnie: białe diody LED SMD o niższej mocy stosuje się np. do podświetlania klawiatur w laptopach, podczas gdy elementy o większej jasności instaluje się w latarkach czy elektronarzędziach. Należy też podkreślić, że diody LED dedykowane oświetlaniu wnętrz, tj. odznaczające się dużą mocą, zostały zgrupowane w osobnej gałęzi katalogu TME.
Istotnym parametrem diod LED emitujących światło białe jest temperatura barwowa. Nawet niewielka różnica w długości emitowanej fali elektromagnetycznej przekłada się na ludzkie postrzeganie światła jako „ciepłego” lub „zimnego”. Wartość tę podaje się w K. Iluminacja o temperaturze 5000…8000K jest zbliżona do światła naturalnego. Poniżej 5000K światło przybiera barwę żółtą (1000K to kolor płomienia), a powyżej 8000K – niebieskawą.
Jak już zostało wspomniane, w przypadku źródeł światła o dużej mocy należy pamiętać o właściwym odprowadzaniu ciepła wydzielającego się w strukturze elementu. Pojedyncza dioda LED SMD, nawet bardzo niewielkich rozmiarów, może wytwarzać światło o jasności większej niż 135lm. To znaczy większej niż klasyczna żarówka 10W. Co prawda zużywane jest przy tym zdecydowanie mniej energii (np. 1W), ale ze względu na niewielkie rozmiary komponentu, może on osiągnąć temperatury dziesiątek °C, niebezpieczne dla ludzkiego ciała, a nawet wywołujące odkształcenia tworzyw sztucznych.
Istotne parametry i oznaczenia diod LED SMD
Dobór diody LED SMD przebiega identycznie, jak w przypadku elementów zamkniętych w innych rodzajach obudów. Jedyną istotną różnicą będzie, oczywiście, format, który przeważnie określa się za pomocą oznaczeń typowych dla komponentów montowanych powierzchniowo. Wg tej konwencji rozmiar opisuje się czterocyfrowym symbolem: dwie pierwsze i dwie ostatnie cyfry denotują, odpowiednio, długość oraz szerokość elementu. Jednostką są setne części cala. Istnieje też alternatywna, metryczna metoda oznaczania elementów SMD, wg której symbole konstruowane są w ten sam sposób, przy czym używaną jednostką jest 0,1mm. Należy pamiętać, że nie wszystkie komponenty optoelektroniczne produkowane są w tych standardowych wielkościach (chociaż ich większość).
Pozostałe parametry diod LED są niezmienne, niezależnie od formatu. Napięcie pracy i prąd diody opisują jej charakterystykę elektryczną, a także pozwalają dobrać rezystor ograniczający natężenie prądu. Moc wskazuje na energię, którą będzie zużywał element. Kąt świecenia opisuje specyfikę użytej soczewki: w zależności od aplikacji projektant może się zdecydować na użycie diody LED o wąskim kącie emisji (rzędu kilkunastu stopni) lub też bardzo szerokim (bliskim 180°), dzięki czemu światło będzie widoczne nawet w linii niemal równoległej do powierzchni PCB. Kolor diody LED określa się dwojako: ogólnie (za pomocą nazwy, „czerwony”, „zielony” etc.), a także przez podanie długości emitowanej fali elektromagnetycznej. W przypadku białych diod LED istotnym parametrem będzie również jasność podawana w lumenach (lm), a niekiedy mililumenach (zwłaszcza w przypadków elementów sygnalizacyjnych).
Magazyn:
