Wat is een led: verschil tussen versies
Uit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
|
|
| Regel 7: |
Regel 7: |
| | {{Inhoudsopgave||Klein}} | | {{Inhoudsopgave||Klein}} |
| | Hier behandelen wij de vraag '''"wat is een led?"'''<br> | | Hier behandelen wij de vraag '''"wat is een led?"'''<br> |
| − | "LED" is de afkorting van het Engelse '''"L'''ight '''E'''mitting '''D'''iode", in het Nederlands: "licht uitstralende diode". Een led is dus een diode, maar dan wel een speciale. Wanneer er een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] met een bepaalde sterkte doorheen loopt, zendt een standaard led licht uit met een golflengte van 400-750 nanometer, van repectievelijk ultraviolet tot [[Woorden - I#Infrarood|infrarood]], afhankelijk van het type. Alle moderne leds (zeker de witte) zijn "high efficiency" leds. | + | "LED" is de afkorting van het Engelse '''"L'''ight '''E'''mitting '''D'''iode", in het Nederlands: "licht uitstralende diode". Een [[Woorden - L#LED.|led]] is dus een diode, maar dan wel een speciale. Wanneer er een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] met een bepaalde sterkte doorheen loopt, zendt een standaard led licht uit met een golflengte van 400-750 nanometer, van repectievelijk [[Woorden - U#Ultraviolet|ultraviolet]] tot [[Woorden - I#Infrarood|infrarood]], afhankelijk van het type. Alle moderne leds (zeker de witte) zijn "high efficiency" leds. |
| | | | |
| − | Een led werkt fundamenteel anders dan een [[Woorden - G#Gloeilamp|gloeilamp]]. Bij een gloeilamp bepalen de spanning die er over staat en de weerstand van de gloeidraad hoeveel [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de gloeilamp loopt. Een gloeilamp is dus spanninggestuurd en volgt de Wet van Ohm; hoe meer spanning er over de lamp staat hoe hoger de stroom en hoe meer licht hij geeft. | + | Een led werkt fundamenteel anders dan een [[Woorden - G#Gloeilamp|gloeilamp]]. Bij een gloeilamp bepalen de [[Woorden - S#Spanning|spanning]] die er over staat en de weerstand van de gloeidraad hoeveel [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de gloeilamp loopt. Een gloeilamp is dus spanninggestuurd en volgt de Wet van Ohm; hoe meer spanning er over de lamp staat hoe hoger de stroom en hoe meer licht hij geeft. |
| | | | |
| − | Een led is stroomgestuurd en daarom bepaalt de hoeveelheid [[Woorden - E#Elektrische stroom|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 gebeurt met een serieweerstand, een weerstand in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] met de led, die een bepaalde [[Minimale led serieweerstand berekenen|waarde]] moet hebben. Er moet alijd een serieweerstand gebruikt worden om de stroom te beperken tot een veilige waarde. | + | Een [[Elektronica basis#De led|led]] is stroomgestuurd en daarom bepaalt de hoeveelheid [[Woorden - E#Elektrische stroom|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 gebeurt met een serieweerstand, een weerstand in [[Woorden - S#Serieschakeling|serie]] met de led, die een bepaalde [[Minimale led serieweerstand berekenen|waarde]] moet hebben. Er moet alijd een [[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]] gebruikt worden om de stroom te beperken tot een veilige waarde. |
| | {| class="wikitable" | | {| class="wikitable" |
| − | | valign="center"| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small> '''LET OP'''</small>||valign="top"|'''Verbind nooit een led rechtstreeks met een hoge voedingsspanning, want de kans dat de led het overleeft is nihil!!''' | + | | valign="center"| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small> '''LET OP'''</small>||valign="top"|'''Verbind nooit een led rechtstreeks met een te hoge voedingsspanning, want de kans dat de led het overleeft is nihil!! Gebruik altijd een serieweerstand van de juiste waarde!''' |
| − | |-
| |
| | |} | | |} |
| | Als de lichtsterkte van een led geregeld zou worden door de spanning over de led te variëren (hoger of lager te maken), dan raakt de led binnen de kortste keren defect, omdat bij het verhogen van de spanning, de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de led plotseling veel te hoog wordt! | | Als de lichtsterkte van een led geregeld zou worden door de spanning over de led te variëren (hoger of lager te maken), dan raakt de led binnen de kortste keren defect, omdat bij het verhogen van de spanning, de [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] door de led plotseling veel te hoog wordt! |
| Regel 26: |
Regel 25: |
| | }} | | }} |
| | === Led-types === | | === Led-types === |
| − | Leds zijn er in diverse types en vormen. Er zijn standaard leds, die met aansluitdraden op de print gesoldeerd worden (zie tekening 01), er zijn [[Woorden - S#SMD.|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 [[Aansluiten duoleds op een locdecoder|duoleds]]). Ook bestaan er [[#Knipperleds|infrarood-leds]]. Deze zenden, net als gewone leds licht uit, maar dan in het infrarood-spectrum. | + | Leds zijn er in diverse types en vormen. Er zijn standaard [[Elektronica basis#De led|leds]], die met aansluitdraden op de print gesoldeerd worden (zie tekening 01), er zijn [[Elektronica basis#De SMD-led|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 [[Aansluiten duoleds op een locdecoder|duoleds]]). Ook bestaan er [[#Knipperleds|infrarood-leds]]. Deze zenden, net als gewone leds licht uit, maar dan in het infrarood-spectrum. |
| | ====Standaard leds==== | | ====Standaard leds==== |
| − | Bij de standaard leds met korte vierkante (stugge) aansluitdraden is inwendig een gouddraadje aangebracht (in tekening 01 weergegeven in grijs), dat de [[Woorden - E#Elektrische stroom|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. | + | Bij de standaard [[Elektronica basis#De led|leds]] met korte vierkante (stugge) aansluitdraden (bestemd voor [[Woorden - T#Through-hole technology|throug-hole techniek]]) is inwendig een gouddraadje aangebracht (in tekening 01 weergegeven in grijs), dat de [[Woorden - E#Elektrische stroom|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 === |
| | De aansluitingen heten [[Woorden - A#Anode|anode]] en [[Woorden - K#Kathode|kathode]]. De anode komt (via een [[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]]) 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 zijkant van de kathode-zijde van de led aangebracht. '''Er zijn echter ook leds waar de aansluitdraden afwijken, zoals bij de LTL-4266N. Hier is de korte draad de anode.''' Dus moeten we goed in de [[Woorden - D#"Datasheet"|datasheet]] kijken wat de aansluitingen van de led zijn. | | De aansluitingen heten [[Woorden - A#Anode|anode]] en [[Woorden - K#Kathode|kathode]]. De anode komt (via een [[Woorden - S#Serieweerstand|serieweerstand]]) 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 zijkant van de kathode-zijde van de led aangebracht. '''Er zijn echter ook leds waar de aansluitdraden afwijken, zoals bij de LTL-4266N. Hier is de korte draad de anode.''' Dus moeten we goed in de [[Woorden - D#"Datasheet"|datasheet]] kijken wat de aansluitingen van de led zijn. |
| | {| class="wikitable" | | {| class="wikitable" |
| | | valign="center"| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small> '''LET OP'''</small>||valign="top"|Soms is er een plat vlakje aangebracht precies naast de beide aansluitingen.<br />Is het niet duidelijk, dan de datasheet van de fabrikant er bij pakken. | | | valign="center"| [[Bestand:Let-op.jpg|50px|center]]<small> '''LET OP'''</small>||valign="top"|Soms is er een plat vlakje aangebracht precies naast de beide aansluitingen.<br />Is het niet duidelijk, dan de datasheet van de fabrikant er bij pakken. |
| − | |-
| |
| | |} | | |} |
| − | De meest toegepaste leds waren vroeger (jaren '80 - '90) die met een maximale I<sub>fw</sub> van 25-35 mA. Die waarde was dan de maximale continustroom (in [[Woorden - D#Doorlaatrichting|doorlaatrichting]]) die ze mochten (en konden) hebben. Tegenwoordig hebben de leds een maximale stroomsterkte van 20mA. Maar het is dus niet zo dat dat ook de voorgeschreven [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]sterkte is. Het mag gerust minder. Een vuistregel is om uit te gaan van een stroom van 3 tot 8 mA. Moderne leds zijn "high efficiency" en geven namelijk al een behoorlijke hoeveelheid licht bij veel lagere stromen. Zie [http://www.girr.org/girr/tips/tips7/white_led_tips.html#intro hier], de vijfde en zesde afbeelding vanaf de bovenzijde. Dat zijn voor 20 mA geproduceerde leds die bij een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] van 1 mA al licht geven en zelfs bij een stroom van 80 μA (tachtigduizendste mA) nog licht uitstralen. | + | De meest toegepaste [[Elektronica basis#De led|leds]] waren vroeger (jaren '80 - '90) die met een maximale I<sub>fw</sub> van 25-35 mA. Die waarde was dan de maximale continustroom (in [[Woorden - D#Doorlaatrichting|doorlaatrichting]]) die ze mochten (en konden) hebben. Tegenwoordig hebben de leds een maximale stroomsterkte van 20mA. Maar het is dus niet zo dat dat ook de voorgeschreven [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]]sterkte is. Het mag gerust minder. Een vuistregel is om uit te gaan van een stroom van 3 tot 8 mA. Moderne leds zijn "high efficiency" en geven namelijk al een behoorlijke hoeveelheid licht bij veel lagere stromen. Zie [https://www.girr.org/girr/tips/tips7/white_led_tips.html#intro hier], de vijfde foto vanaf de bovenzijde. Dat zijn voor maximaal 20 mA geproduceerde leds die bij een [[Woorden - E#Elektrische stroom|stroom]] van 1 mA al voldoende licht geven en zelfs bij een stroom van 80 μA (tachtigduizendste mA) nog licht uitstralen. |
| | === Het rendement van een witte led === | | === 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 efficiënter dan grote [[Woorden - G#Gloeilamp|gloeilamp]]en. | + | Het rendement van een witte [[Elektronica basis#De led|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 [[Woorden - F#Fosfor|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 efficiënter dan grote [[Woorden - G#Gloeilamp|gloeilamp]]en. |
| − | ====SMD leds==== | + | ====SMD-leds==== |
| | {{Afbeelding | | {{Afbeelding |
| | |Bestand= Smd_Led01.gif | | |Bestand= Smd_Led01.gif |
| Regel 48: |
Regel 46: |
| | }} | | }} |
| | === Type-aanduidingen SMD-leds=== | | === Type-aanduidingen SMD-leds=== |
| − | Er bestaan diverse typeaanduidingen voor SMD-leds, zoals 0603 of 1206. De afmetingen van SMD-leds worden aangegeven met de Engelse "inch"-maat. Deze wordt afgekort tot het symbool ". Het getal is een code voor de lengte- en breedteafmetingen van de led in honderdsten van een inch (1/100 inch is 0,01" = 25,4 mm / 100 = 0,254 mm.) | + | Er bestaan diverse typeaanduidingen voor [[Elektronica basis#De SMD-led|SMD-leds]], zoals 0603 of 1206. De afmetingen van [[Woorden - S#SMD.|SMD-leds]] worden aangegeven met de Engelse "inch"-maat. Deze maat wordt afgekort tot het symbool ". Het getal is een code voor de lengte- en breedteafmetingen van de led in honderdsten van een inch (1/100 inch is 0,01" = 25,4 mm / 100 = 0,254 mm.) |
| | | | |
| | Een aantal voorbeelden; | | Een aantal voorbeelden; |
| − | * type 1206, lengte = 12, breedte = 06 | + | * type '''1206''', lengte = 12, breedte = 06 |
| − | * 12/100 × 25,4 = 3,2004" oftewel 3,2 mm
| + | lengte is dan: 12/100 × 25,4 = 3,2004" oftewel 3,2 mm<br> |
| − | * breedte is dan: 06/100 × 25,4 = 1,52 afgerond naar boven 1,6 mm.
| + | breedte is dan: 06/100 × 25,4 = 1,52 afgerond naar boven 1,6 mm. |
| | | | |
| − | * type 1806, lengte = 18, breedte = 06 | + | * type '''1806''', lengte = 18, breedte = 06 |
| − | * 18/100 × 25,4 = 4,572". Afgerond naar beneden 4,5 mm.
| + | lengte is dan: 18/100 × 25,4 = 4,572". Afgerond naar beneden 4,5 mm.<br> |
| − | * breedte is dan: 06/100 × 25,4 = 1,52. Afgerond naar boven 1,6 mm.
| + | breedte is dan: 06/100 × 25,4 = 1,52. Afgerond naar boven 1,6 mm. |
| | | | |
| − | * type 2010, lengte = 20, breedte = 10 | + | * type '''2010''', lengte = 20, breedte = 10 |
| − | * 20/100 × 25,4 = 5,08. Afgerond naar beneden 5 mm.
| + | lengte is dan: 20/100 × 25,4 = 5,08. Afgerond naar beneden 5 mm.<br> |
| − | * breedte is dan: 10/100 × 25,4 = 2,54". Afgerond naar beneden 2,5 mm.
| + | breedte is dan: 10/100 × 25,4 = 2,54". Afgerond naar beneden 2,5 mm. |
| | === SMD-led overzicht === | | === SMD-led overzicht === |
| | Hier een overzicht van veelgebruikte codes en de daarbij behorende afmetingen; | | Hier een overzicht van veelgebruikte codes en de daarbij behorende afmetingen; |
| Regel 104: |
Regel 102: |
| | |Type= Tekening | | |Type= Tekening |
| | }} | | }} |
| − | Bij SMD-leds heeft de fabrikant een kenmerk aangebracht om onderscheid te kunnen maken tussen [[Woorden - A#Anode|anode]] en [[Woorden - K#Kathode|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). | + | Bij [[Woorden - S#SMD.|SMD-leds]] heeft de fabrikant een kenmerk aangebracht om onderscheid te kunnen maken tussen [[Woorden - A#Anode|anode]] en [[Woorden - K#Kathode|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). |
| | === Voorgemonteerde leds === | | === Voorgemonteerde leds === |
| − | Voor het inbouwen in loc's/rijtuigen zijn de leds met vierkante stugge aansluitdraden ideaal. Ze besparen het gepriegel van het zelf solderen van bedrading aan de SMD-leds. Voor degenen die tegen solderen aan SMD-leds op zien: er bestaan ook SMD-leds met aangesoldeerde draden (zie: [[Wat is een led#Meer informatie|"Meer informatie"]]). | + | Voor het inbouwen in loc's/rijtuigen zijn de leds met vierkante stugge aansluitdraden ideaal. Ze besparen het gepriegel van het zelf solderen van bedrading aan de SMD-leds. Voor degenen die tegen solderen aan [[Woorden - S#SMD.|SMD-leds]] op zien: er bestaan ook SMD-leds met aangesoldeerde draden (zie: [[Wat is een led#Meer informatie|"Meer informatie"]]). |
| | === Led-kleuren === | | === 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 locs gebruikt. Hoe de verschillende kleuren er uit zien, is op de website van ledtuning.nl te zien (zie [[Wat is een led#Meer informatie|"Meer informatie"]]). | | Leds zijn tegenwoordig in diverse kleuren verkrijgbaar. Voor modelspoor worden vooral de "Sunny warm wit", "Goud wit" en "warm wit" voor de frontverlichting van locs gebruikt. Hoe de verschillende kleuren er uit zien, is op de website van ledtuning.nl te zien (zie [[Wat is een led#Meer informatie|"Meer informatie"]]). |
| Regel 130: |
Regel 128: |
| | In tekening 04 is de constructie van het [[Woorden - C#Common anode|"common anode"]]-type weergegeven. Deze behuizing heeft drie aansluitdraden waarvan beide anodes met elkaar zijn verbonden. Alhoewel er maar twee verschillende leds in de behuizing zitten, kunnen drie kleuren weergegeven worden. Wanneer beide leds tegelijkertijd branden, ontstaat een mengkleur. Dit "common anode"-type is het gemakkelijkste in de handel verkrijgbaar, omdat zeer veel fabrikanten dit type in hun leveringsprogramma hebben. | | In tekening 04 is de constructie van het [[Woorden - C#Common anode|"common anode"]]-type weergegeven. Deze behuizing heeft drie aansluitdraden waarvan beide anodes met elkaar zijn verbonden. Alhoewel er maar twee verschillende leds in de behuizing zitten, kunnen drie kleuren weergegeven worden. Wanneer beide leds tegelijkertijd branden, ontstaat een mengkleur. Dit "common anode"-type is het gemakkelijkste in de handel verkrijgbaar, omdat zeer veel fabrikanten dit type in hun leveringsprogramma hebben. |
| | | | |
| − | Door bij dit 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 duoled rood licht uit. | + | Door bij dit type op de aansluitingen K1 (kathode één) en de centrale plus-aansluiting A (waarmee beide anodes verbonden zijn) een [[Woorden - S#Spanning|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 duoled 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 duoled groen 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 duoled groen licht uit. |
| Regel 148: |
Regel 146: |
| | Dit type is veel moeilijker verkrijgbaar omdat maar enkele fabrikanten dit type led fabriceren. Daardoor zijn deze typen meestal ook duurder in aanschaf. | | Dit type is veel moeilijker verkrijgbaar omdat maar enkele fabrikanten dit type led fabriceren. Daardoor zijn deze typen meestal ook duurder in aanschaf. |
| | | | |
| − | Door bij het "common cathode"-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 duoled rood licht uit. | + | Door bij het "common cathode"-type op de aansluitingen A1 en de centrale massa-aansluiting K (waarmee beide kathodes verbonden zijn) een [[Woorden - S#Spanning|spanning]] aan te sluiten, met de pluspool (+) aan A1 (en A2 is niet aangesloten), straalt de duoled 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 duoled groen 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 duoled groen licht uit. |
| Regel 166: |
Regel 164: |
| | |Positie= Rechts | | |Positie= Rechts |
| | }} | | }} |
| − | Er bestaan ook leds waar behalve de led ook een spanningsregelaar en een astabiele multivibrator is ingebouwd in de behuizing. Door een voedingsspanning van 6-12 V= (DC)aan te sluiten zal de led in een ritme van ca 1 sec gaan knipperen. In een serieschakeling van één knipperled met meerdere andere leds zullen alle leds gaan knipperen. | + | Er bestaan ook [[Elektronica basis#De led|leds]] waar behalve de led ook een spanningsregelaar en een astabiele multivibrator is ingebouwd in de behuizing. Door een voedingsspanning van 6-12 V= (DC) aan te sluiten, zal de led in een ritme van ca 1 sec gaan knipperen. In een serieschakeling van één knipperled met meerdere andere leds zullen alle leds gaan knipperen. |
| | === Infrarood-leds === | | === Infrarood-leds === |
| | Infrarood-leds (afgekort: IR-leds) zenden, net als gewone leds licht uit, maar dan in het [[Woorden - I#Infrarood|infrarood]]-spectrum. Het licht van infrarood-leds is dus onzichtbaar. Bij infrarood-leds moeten we '''oppassen bij het aansluiten''' want bij fabrikant Osram bijvoorbeeld is bij de SFH409 de '''korte draad''' de '''kathode''' (zie 1 in afbeelding 06) en bij de SFH4544 is '''korte draad''' de '''anode''', (zie 2 in afbeelding 06). Kijk dus altijd in de [[Woorden - D#"Datasheet"|datasheet]] wat de [[Woorden - K#Kathode|kathode]]- en [[Woorden - A#Anode|anode]]aansluitingen van de IR-led zijn. | | Infrarood-leds (afgekort: IR-leds) zenden, net als gewone leds licht uit, maar dan in het [[Woorden - I#Infrarood|infrarood]]-spectrum. Het licht van infrarood-leds is dus onzichtbaar. Bij infrarood-leds moeten we '''oppassen bij het aansluiten''' want bij fabrikant Osram bijvoorbeeld is bij de SFH409 de '''korte draad''' de '''kathode''' (zie 1 in afbeelding 06) en bij de SFH4544 is '''korte draad''' de '''anode''', (zie 2 in afbeelding 06). Kijk dus altijd in de [[Woorden - D#"Datasheet"|datasheet]] wat de [[Woorden - K#Kathode|kathode]]- en [[Woorden - A#Anode|anode]]aansluitingen van de IR-led zijn. |
| Regel 214: |
Regel 212: |
| | |- valign= "top" | | |- valign= "top" |
| | ! scope= "row" width="70%" | | | ! scope= "row" width="70%" | |
| − | | <small>Laatste wijziging: 30 jun 2024 10:35 (UTC)</small> | + | | <small>Laatste wijziging: 14 jan 2025 10:39 (UTC)</small> |
| | |} | | |} |
| | [[Categorie: Alles|W]] | | [[Categorie: Alles|W]] |
Versie van 14 jan 2025 om 11:39
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
Hier behandelen wij de vraag "wat is een led?"
"LED" is de afkorting van het Engelse "Light Emitting Diode", in het Nederlands: "licht uitstralende diode". Een led is dus een diode, maar dan wel een speciale. Wanneer er een stroom met een bepaalde sterkte doorheen loopt, zendt een standaard led licht uit met een golflengte van 400-750 nanometer, van repectievelijk ultraviolet tot infrarood, afhankelijk van het type. Alle moderne leds (zeker de witte) zijn "high efficiency" leds.
Een led werkt fundamenteel anders dan een gloeilamp. Bij een gloeilamp bepalen de spanning die er over staat en de weerstand van de gloeidraad hoeveel stroom door de gloeilamp loopt. Een gloeilamp is dus spanninggestuurd en volgt de Wet van Ohm; hoe meer spanning er over de lamp staat hoe hoger de stroom en hoe meer licht hij geeft.
Een led is stroomgestuurd en daarom bepaalt 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 gebeurt met een serieweerstand, een weerstand in serie met de led, die een bepaalde waarde moet hebben. Er moet alijd een serieweerstand gebruikt worden om de stroom te beperken tot een veilige waarde.
| LET OP |
Verbind nooit een led rechtstreeks met een te hoge voedingsspanning, want de kans dat de led het overleeft is nihil!! Gebruik altijd een serieweerstand van de juiste waarde!
|
Als de lichtsterkte van een led geregeld zou worden door de spanning over de led te variëren (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!
|
| Afbeelding: 01
|
| Standaard led
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Led-types
Leds zijn er in diverse types en vormen. 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 duoleds). Ook bestaan er infrarood-leds. Deze zenden, net als gewone leds licht uit, maar dan in het infrarood-spectrum.
Standaard leds
Bij de standaard leds met korte vierkante (stugge) aansluitdraden (bestemd voor throug-hole techniek) is 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 serieweerstand) 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 zijkant van de kathode-zijde van de led aangebracht. Er zijn echter ook leds waar de aansluitdraden afwijken, zoals bij de LTL-4266N. Hier is de korte draad de anode. Dus moeten we goed in de datasheet kijken wat de aansluitingen van de led zijn.
| LET OP |
Soms is er een plat vlakje aangebracht precies naast de beide aansluitingen.
Is het niet duidelijk, dan de datasheet van de fabrikant er bij pakken.
|
De meest toegepaste leds waren vroeger (jaren '80 - '90) die met een maximale Ifw van 25-35 mA. Die waarde was dan de maximale continustroom (in doorlaatrichting) die ze mochten (en konden) hebben. Tegenwoordig hebben de leds een maximale stroomsterkte van 20mA. Maar het is dus niet zo dat dat ook de voorgeschreven stroomsterkte is. Het mag gerust minder. Een vuistregel is om uit te gaan van een stroom van 3 tot 8 mA. Moderne leds zijn "high efficiency" en geven namelijk al een behoorlijke hoeveelheid licht bij veel lagere stromen. Zie hier, de vijfde foto vanaf de bovenzijde. Dat zijn voor maximaal 20 mA geproduceerde leds die bij een stroom van 1 mA al voldoende licht geven en zelfs bij een stroom van 80 μA (tachtigduizendste mA) 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 efficiënter dan grote gloeilampen.
SMD-leds
|
| Afbeelding: 02
|
| SMD-led
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Type-aanduidingen SMD-leds
Er bestaan diverse typeaanduidingen voor SMD-leds, zoals 0603 of 1206. De afmetingen van SMD-leds worden aangegeven met de Engelse "inch"-maat. Deze maat wordt afgekort tot het symbool ". Het getal is een code voor de lengte- en breedteafmetingen van de led in honderdsten van een inch (1/100 inch is 0,01" = 25,4 mm / 100 = 0,254 mm.)
Een aantal voorbeelden;
- type 1206, lengte = 12, breedte = 06
lengte is dan: 12/100 × 25,4 = 3,2004" oftewel 3,2 mm
breedte is dan: 06/100 × 25,4 = 1,52 afgerond naar boven 1,6 mm.
- type 1806, lengte = 18, breedte = 06
lengte is dan: 18/100 × 25,4 = 4,572". Afgerond naar beneden 4,5 mm.
breedte is dan: 06/100 × 25,4 = 1,52. Afgerond naar boven 1,6 mm.
- type 2010, lengte = 20, breedte = 10
lengte is dan: 20/100 × 25,4 = 5,08. Afgerond naar beneden 5 mm.
breedte is dan: 10/100 × 25,4 = 2,54". Afgerond naar beneden 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" × 0,10" |
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 |
0,20" × 0,10" |
5,0 mm × 2,5 mm
|
| 2512 |
0,25" × 0,12" |
6,35 mm × 3,0 mm
|
|
|
| Tabel: 01
|
| Tabel gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Markeringen
|
| Afbeelding: 03
|
| 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).
Voorgemonteerde leds
Voor het inbouwen in loc's/rijtuigen zijn de leds met vierkante stugge aansluitdraden ideaal. Ze besparen het gepriegel van het zelf solderen van bedrading aan de SMD-leds. Voor degenen die tegen solderen aan SMD-leds op zien: er bestaan ook SMD-leds met aangesoldeerde draden (zie: "Meer informatie").
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 locs gebruikt. Hoe de verschillende kleuren er uit zien, is op de website van ledtuning.nl te zien (zie "Meer informatie").
Duoleds
|
| Afbeelding: 04
|
| Duoled, "common anode"
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Bij duoleds, waarbij twee leds in één behuizing zitten, is sprake van drie verschillende typen, namelijk:
- "common anode": hierbij hebben beide anodes één gemeenschappelijke aansluitdraad
- "common cathode": hierbij hebben beide kathodes één gemeenschappelijke aansluiting
- antiparallel: hierbij zitten beide leds met anode aan kathode, er komen twee aansluitdraden naar buiten. Afhankelijk van de + en - aansluiting en de stroomrichting geeft de led een bepaalde (meng)kleur
De populairste duoled heeft een groene en een rode led gecombineerd in één behuizing. Er zijn vele andere kleurcombinaties mogelijk.
"Common anode"
In tekening 04 is de constructie van het "common anode"-type weergegeven. Deze behuizing heeft drie aansluitdraden waarvan beide anodes met elkaar zijn verbonden. Alhoewel er maar twee verschillende leds in de behuizing zitten, kunnen drie kleuren weergegeven worden. Wanneer beide leds tegelijkertijd branden, ontstaat een mengkleur. Dit "common anode"-type is het gemakkelijkste in de handel verkrijgbaar, omdat zeer veel fabrikanten dit type in hun leveringsprogramma hebben.
Door bij dit 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 duoled 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 duoled groen licht uit.
Door op beide K-aansluitingen een positieve spanning aan te sluiten, gaan beide leds branden, er ontstaat een mengkleur en dan straalt de duoled 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. Bij deze uitvoering moeten er ook serieweerstanden gebruikt worden aan de kathodekanten van beide leds. Omdat de leds van verschillend type zijn, zal er ook een verschillende weerstandswaarde gebruikt moeten worden omdat er anders grote verschillen in helderheid zullen ontstaan.
"Common cathode"
In tekening 05 is de constructie van het "common cathode"-type weergegeven. Beide kathodes zijn hier met elkaar verbonden.
|
| Afbeelding: 05
|
| Duoled, "common cathode"
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Dit type is veel moeilijker verkrijgbaar omdat maar enkele fabrikanten dit type led fabriceren. Daardoor zijn deze typen meestal ook duurder in aanschaf.
Door bij het "common cathode"-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 duoled 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 duoled groen licht uit.
Door op de A1- en de A2 aansluitingen tegelijkertijd een positieve spanning aan te sluiten, gaan beide leds branden, en ontstaat er een mengkleur, en dan straalt de duoled geel (of oranje) licht uit. Bij het "common cathode"-type is de middelste aansluiting de massa-aansluiting. De anodes worden op een positieve spanning (plus) aangesloten.
Ook hier moeten serieweerstanden worden gebruikt, aan de anode-kanten van de leds. De aansluitdraden zijn (af fabriek) verschillend van lengte, om aan te geven welke aansluiting het betreft.
Knipperleds
|
| Afbeelding: 06
|
| Verschil bij aansluitingen infrarood-leds
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Er bestaan ook leds waar behalve de led ook een spanningsregelaar en een astabiele multivibrator is ingebouwd in de behuizing. Door een voedingsspanning van 6-12 V= (DC) aan te sluiten, zal de led in een ritme van ca 1 sec gaan knipperen. In een serieschakeling van één knipperled met meerdere andere leds zullen alle leds gaan knipperen.
Infrarood-leds
Infrarood-leds (afgekort: IR-leds) zenden, net als gewone leds licht uit, maar dan in het infrarood-spectrum. Het licht van infrarood-leds is dus onzichtbaar. Bij infrarood-leds moeten we oppassen bij het aansluiten want bij fabrikant Osram bijvoorbeeld is bij de SFH409 de korte draad de kathode (zie 1 in afbeelding 06) en bij de SFH4544 is korte draad de anode, (zie 2 in afbeelding 06). Kijk dus altijd in de datasheet wat de kathode- en anodeaansluitingen van de IR-led zijn.
Update 2024
De nieuwste generatie leds zijn de "Ultra-Low Current leds" met een maximumstroom van 10 mA. Deze hebben nog maar 1 mA nodig.
Meer informatie
Beneluxspoor.net:
|
|
|
over het gebruik van een stroombron bij leds.
|
Externe website:
|
|
|
Meer gegevens over de golflengte en kleuren van leds.
|
|
|
SMD-leds met aangesoldeerde draden.
|
|
|
Laatste wijziging: 14 jan 2025 10:39 (UTC)
|
|
