Persoonlijke instellingen

Wat is een led

Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom


Wat is nu eigenlijk een led?

De Engelse afkorting 'LED' betekent: 'Light Emitting Diode'; in het Nederlands: 'Licht uitstralende diode'. Een led is dus een diode. Maar dan wel een heel speciale. Een standaard-led zendt namelijk licht uit met een golflengte van 400-750 nanometer (afhankelijk van het type), wanneer er een stroom met een bepaalde sterkte doorheen loopt.
Alle moderne leds (zeker de witte) zijn 'high efficiëncy' leds.

Een led werkt fundamenteel anders dan een gloeilamp. Bij een gloeilamp bepalen de spanning die er over staat, én de weerstand van de gloeidraad, hoeveel stroom er door de gloeilamp loopt. Een gloeilamp is dus spanninggestuurd. Hoe meer spanning er over de lamp staat, hoe meer licht deze geeft.

Een led is stroomgestuurd en daarom bepaald de hoeveelheid stroom de lichtsterkte. De lichtsterkte van een led wordt dus geregeld door er meer, of minder, stroom doorheen te sturen. Dat regelen van de stroomsterkte doen we met een voorschakelweerstand (is in feite een serieweerstand), die een bepaalde waarde moet hebben. We moeten dus altijd een voorschakelweerstand toepassen om de stroom te beperken tot een veilige waarde.

Let-op.jpg
  LET OP
Verbindt nooit een led rechtstreeks met de voedingsspanning, want de kans dat de led het overleeft is nihil!!

Zou u proberen om de lichtsterkte van een led te regelen door de spanning over de led te varieren (hoger of lager te maken), dan raakt de led binnen de kortste keren defect, omdat bij het verhogen van de spanning, de stroom door de led plotseling veel te hoog wordt!

Leds.gif
Afbeelding: 01
Standaard led
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Led-types

Leds zijn er in diverse types. Er zijn standaard leds, die met aansluitdraden op de print gesoldeerd worden (zie: tekening 01), er zijn SMD-leds, die rechtstreeks op de print gesoldeerd worden (zie tekening 02) en er zijn leds waarin twee of meer led-substraten in één behuizing zijn samengebracht (bijvoorbeeld duo-leds).

Standaard leds

Bij de standaard-leds met korte vierkante (stugge) aansluitdraden is, als u goed kijkt, inwendig een gouddraadje aangebracht (in tekening 01 weergegeven in grijs), dat de stroom van de plus-aansluiting naar het diode-substraat (het chipje dat in het kuiltje zit, in het platte gedeelte van de andere aansluiting) doorgeeft.

De aansluitingen

De aansluitingen heten anode en kathode. De anode komt (via een weerstand) aan de plus van de voeding, en de kathode komt aan de min (of massa). Bij leds met stugge aansluitdraden is er een verschil in lengte van de aansluitdraden. De fabrikant heeft de kathode herkenbaar gemaakt door de kathode-aansluitdraad korter te maken dan de anode-aansluitdraad (zie: tekening 01). Tevens is er ter herkenning vaak een plat vlakje aan de kathode-zijde aangebracht.

Let-op.jpg
  LET OP
Soms is er een plat vlakje aangebracht precies naast de beide aansluitingen.
Dan kunt u het beste de datasheet van de fabrikant er bij pakken.

De meest toegepaste leds zijn die met een maximale Ifw van 20 milliampère. Die 20 milliampère is dan de aanduiding voor de maximale continuestroom (in doorlaatrichting) die ze mogen (en kunnen) hebben.
Het is dus niet zo dat (zoals velen denken) die 20 milliampère ook de voorgeschreven stroomsterkte is. Het mag gerust minder. Een vuistregel is, om uit te gaan van een stroom van 8 tot 10 milliampère. Leds geven namelijk al een behoorlijke hoeveelheid licht bij veel lagere stromen dan de maximaal toegelaten 20 milliampère. Kijkt u hier maar eens (het gaat om de vijfde en zesde afbeelding vanaf de bovenzijde). Daar ziet u voor 20 milliampère geproduceerde leds die bij een stroom van één milliampère al behoorlijk wat licht geven, en zelfs bij een stroom van 80 microampere (tachtig/duizendste ampère!) nog licht uitstralen.

Het rendement van een witte led

Het rendement van een witte led is kleiner dan dat van een rode led. Dat komt doordat een witte led is opgebouwd uit een blauwe led waarvan een gedeelte van het licht door een fosfor wordt omgezet in geel licht en warmte. Het geel in combinatie met blauw geeft een witte indruk. Aanvankelijk waren witte leds door dit principe niet of nauwelijks efficiëter dan grote gloeilampen.


SMD-leds

Smd Led01.gif
Afbeelding: 02
SMD-led
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Type-aanduidingen

Er bestaan diverse typeaanduidingen voor SMD-leds, zoals 0603 of 1206. Wat betekenen die getallen (of code's)?
De afmetingen van SMD-leds worden aangegeven met de Engelse maat 'Inch'. Deze wordt afgekort tot het symbool ".
Het getal is een code voor de lengte- en breedteafmetingen van de led in honderdsten van een Inch (éénhonderdste Inch is 0,01" = 25,4 mm / 100 = 0,254 mm.)

Een aantal voorbeelden; type 1206. Lengte = 12, breedte = 06
12 × 0,254 = 3,2004" oftewel 3,2 mm.
Breedte is dan: 06 × 0,254 = 1,52 afgerond naar boven 1,6 mm.

type 1806. Lengte = 18, breedte = 06
18 × 0,254 = 4,572". Afgerond naar beneden 4,5 mm.
Breedte is dan: 06 × 0,254 = 1,52. Afgerond naar boven 1,6 mm.

type 2010; Lengte = 20, breedte = 10. 20 × 0,254 = 5,08". Afgerond naar beneden is dat: 5 mm.

De breedte is dan: 10 × 0,254 = 2,54". Afgerond naar beneden is dat: 2,5 mm.

SMD-led-overzicht

Hier een overzicht van veelgebruikte codes, en de daarbij behorende afmetingen;

Code Engelse maat Metrische maat
01005 0,016" × 0,008" 0,4 mm × 0,2 mm
0201 0,024" × 0,012" 0,6 mm × 0,3 mm
0402 0,04" × 0,02" 1,0 mm × 0,5 mm
0603 0,063" × 0,031" 1,6 mm × 0,8 mm
0805 0,08" × 0,05"   2,0 mm × 1,25 mm
1206 0,126" × 0,063" 3,2 mm × 1,6 mm
1210 0,126" × 0,1"     3,2 mm × 2,5 mm
1806 0,177" × 0,063" 4,5 mm × 1,6 mm
1812 0,18" × 0,12" 4,5 mm × 3,2 mm
2010 0,2" × 0,1" 5,0 mm × 2,5 mm
2512 0,25" × 0,12" 6,35 mm × 3,0 mm  
Tabel: 03
Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom

Markeringen

Smd Led02.gif
Afbeelding: 04
SMD-led markeringen
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij SMD-leds heeft de fabrikant een kenmerk aangebracht om onderscheid te kunnen maken tussen 'anode' en 'kathode'. Deze kenmerken verschillen per fabrikant. De ene fabrikant zet een T op de onderzijde, de andere een driehoekje, weer een ander heeft een schuin vlakje aan de bovenzijde aangebracht, en weer een ander heeft, aan de soldeerzijde, de aansluitingen een bepaalde vorm gegeven (zie tekening 04).
Voor degenen die tegen solderen aan SMD-leds op zien: er bestaan ook SMD-leds met aangesoldeerde schellak-draden.

Voorgemonteerde leds

Voor het inbouwen in loc's/rijtuigen zijn de leds met vierkante stugge aansluitdraden ideaal (zie: 'Meer informatie'). Ze besparen u het gepriegel van het zelf solderen van bedrading aan de led.

Led-kleuren

Leds zijn tegenwoordig in diverse kleuren verkrijgbaar. Voor modelspoor worden vooral de Sunny warm wit, Goud wit en warm wit voor de frontverlichting van loc's gebruikt. Hoe de verschillende kleuren er uit zien, kunt u op de website van ledtuning.nl zien (zie 'Meer informatie').


Drie-kleuren-leds (Tri-Colour-leds)

Driekleuren-LED CA-01.png
Afbeelding: 05
Drie-kleuren-led, common anode
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij drie-kleuren-leds, waarbij twee leds in één behuizing zitten, is sprake van twee verschillende typen, namelijk het 'common anode'- en het 'common kathode'-type.

  • Bij het 'common anode'-type zijn beide anodes gezamenlijk op één aansluitdraad aangesloten.
  • Bij het 'common kathode'-type zijn beide kathodes gezamenlijk op één aansluitdraad aangesloten.

De populairste drie-kleuren-led heeft een groene en een rode led, gecombineerd in één behuizing. Deze behuizing heeft drie aansluitdraden. Alhoewel er maar twee verschillende leds in de behuizing zitten, kunnen toch drie kleuren weergegeven worden. Wanneer namelijk beide leds tegelijkertijd branden, ontstaat een mengkleur.

Common anode

In tekening 05 is de constructie van het 'common anode'-type weergegeven. Beide anodes zijn hier met elkaar verbonden. Het 'common anode'-type is het gemakkelijkste in de handel verkrijgbaar, omdat zeer veel fabrikanten dit type in hun leveringsprogramma hebben.

Door bij het 'common anode'-type op de aansluitingen K1 (kathode één) en de centrale plus-aansluiting A (waarmee beide anodes verbonden zijn) een spanning aan te sluiten met de pluspool (+) aan A (K1 zit dan aan de min-pool en K2 (kathode twee) is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-led rood licht uit.

Door op de aansluitingen K2 en de centrale plus-aansluiting een spanning aan te sluiten met de pluspool (+) aan A (K2 zit dan aan de min-pool en K1 is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-led groen licht uit.

Door op beide K-aansluitingen een positieve spanning aan te sluiten, gaan beide leds branden, en ontstaat er een mengkleur, en dan straalt de drie-kleuren-led geel (of oranje) licht uit. Bij het 'common anode'-type is de middelste aansluiting de plus-aansluiting. De kathodes worden op een negatieve spanning (min of massa) aangesloten.

Common kathode

In tekening 06 is de constructie van het 'common kathode'-type weergegeven. Beide kathodes zijn hier met elkaar verbonden.

Driekleuren-LED CC-02.png
Afbeelding: 06
Drie-kleuren-led, 'common kathode'
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Het 'common kathode'-type is veel moeilijker verkrijgbaar, omdat maar enkele fabrikanten dit type led fabriceren. Daardoor zijn deze 'common kathode'-typen meestal ook duurder in aanschaf.

Door bij het 'common kathode'-type op de aansluitingen A1 en de centrale massa-aansluiting K (waarmee beide kathodes verbonden zijn) een spanning aan te sluiten, met de pluspool (+) aan A1 (en A2 is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-led rood licht uit.

Door op de aansluitingen A2 en de centrale massa-aansluiting (K) een spanning aan te sluiten met de pluspool (+) aan A2 (en A1 is niet aangesloten), straalt de drie-kleuren-led groen licht uit.

Door op de A1- en de A2 aansluitingen tegelijkrtijd een positieve spanning aan te sluiten, gaan beide leds branden, en ontstaat er een mengkleur, en dan straalt de drie-kleuren-led geel (of oranje) licht uit. Bij het 'common kathode'-type is de middelste aansluiting de massa-aansluiting. De anodes worden op een positieve spanning (plus) aangesloten.

De aansluitdraden zijn (af fabriek) verschillend van lengte, om aan te geven welke aansluiting het betreft.


Meer informatie

Encyclopedie:
(zie: Cursussen).
Externe website:
Meer gegevens over de golflengte en kleuren van leds.
Gegevens over de golflengte en kleuren van leds.
Meer gegevens over de golflengte en kleuren van leds.
Led en SMD-leds met aansluitdraden.
Beneluxspoor.net:
over het gebruik van een stroombron bij leds.



Hoofdpagina  Categorie-index  Index  Menu
Vorige | Volgende
Contact met de redactie: Contact met de redactie 

Laatste wijziging: 6 okt 2016 13:14 (UTC)