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


"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.jpg
  LET OP
Verbind nooit een led rechtstreeks met een hoge voedingsspanning, want de kans dat de led het overleeft is nihil!!

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!

Leds.gif
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).

Standaard leds

Bij de standaard leds met korte vierkante (stugge) aansluitdraden 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 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.

Let-op.jpg
  LET OP
Soms is er een plat vlakje aangebracht precies naast de beide aansluitingen.
Is het niet duidelijk aangegeven, dan de datasheet van de fabrikant er bij pakken.

De meest toegepaste leds waren die met een maximale Ifw van 20-25 mA. Die is dan voor de maximale continustroom (in doorlaatrichting) die ze mogen (en kunnen) hebben. 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 8 tot 10 mA. Moderne leds zijn "high efficiency" en geven namelijk al een behoorlijke hoeveelheid licht bij veel lagere stromen. Zie hier, de vijfde en zesde afbeelding vanaf de bovenzijde. Dat zijn voor 20 mA geproduceerde leds die bij een stroom van 1 mA al 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

Smd Led01.gif
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 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
  • 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
  • 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
  • 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: 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).

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

Driekleuren-LED CA-01.png
Afbeelding: 05
Duoled, "common anode"
Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom

Bij duoleds, waarbij twee leds in één behuizing zitten, is sprake van drie verschillende typen, namelijk:

  1. "common anode": hierbij hebben beide anodes één gemeenschappelijke aansluitdraad
  2. "common cathode": hierbij hebben beide kathodes één gemeenschappelijke aansluiting
  3. 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 05 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 06 is de constructie van het "common cathode"-type weergegeven. Beide kathodes zijn hier met elkaar verbonden.

Driekleuren-LED CC-02.png
Afbeelding: 06
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 anodekanten van de leds.

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

Knipperleds

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= 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.


Meer informatie

Encyclopedie:
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.



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

Laatste wijziging: 1 nov 2023 11:33 (UTC)