I když je LED dioda na první pohled jednoduchá součástka, pro dosažení dlouhodobé spolehlivosti v konkrétní aplikaci je přece jen dobré zvážit některé parametry.
Především návrhy průmyslových zařízení vyžadují důkladné zvážení všech aspektů.
1. SMD nebo THT?
Obecně platí, že pokud je SMD verze z hlediska viditelnosti LED a její funkce v zařízení přijatelná, pak je určitě jednodušší a výhodnější používat tento typ LED diod, jednak kvůli jednoduchému automatizovanému osazení a zapájení přetavením v peci (reflow).
Na druhou stranu klasické LED diody s vývody (THT) mají stále své stabilní místo, neboť je to poměrně jednoduché a levné řešení jak umístit signální prvek např. na čelní panel, bez nutnosti dodatečných světlovodů apod. V tomto případě mohou při montáži výrazně pomoci různě dlouhé distanční sloupky pro LED, které zajistí definovanou konstantní polohu LED.
2. Barva resp. přesná vlnová délka
Volba barvy je typicky subjektivní záležitost. Většina lidí si zřejmě spojuje zelenou barvu indikátoru se stavem OK a červenou se stavem chybovým.
Obecně je však přiřazení barev určitým stavům pouze na vlastním rozhodnutí. O skutečné barvě LED nejlépe vypovídá její vlnová délka emitovaného světla.
Pod parametrem „Vlnová délka“ najdeme obyčejně 2 údaje:
- Lambda peak – t.j. přesná hodnota, při níž má LED maximální jas
- Lambda D – reálná hodnota vlnové délky (barvy) jak se LED jeví, protože průběh jasu v závislosti na lambda není symetrický na obě strany od špičky.
Dejte si pozor na označování barev různými výrobci (red vs. orange)
Pod základními názvy barev jako zelená, červená, žlutá, oranžová, atd. najdeme široké spektrum vlnových délek. Při konkrétním výběru je nutné orientovat se spíše podle parametru "lambda", než jen podle obecného zařazení do barevné kategorie.
Navíc nemají výrobci jednotné hranice, od kterých označují danou barvu a tak se často stává, že např. LED s vlnovou délkou okolo 600 nm označují někteří jako oranžovou, jiní už jako červenou. Podobně i zelená byla často zelená s mírně žlutým nádechem. Teprve později přišly na trh i tzv. "true green" typy s kratší vlnovou délkou, jejichž barva je "čistější" zelená nebo z fotografického hlediska je to studenější zelená (blíže ke konci modrého spektra).
3. Svítivost
Jde o velmi důležitý údaj hovořící o "jasu" dané LED při určitém proudu. Obyčejně se udává jas v mcd (millicandela) nebo světelný tok v lm (lumenech). Jas v mcd vypovídá více o tom, jak jasná se bude LED jevit při pohledu kolmo na LED. Světelný tok hovoří mnohem přesněji o celkovém světelném výkonu, který LED vyzařuje.
Pokud bychom porovnali dvě LED se stejným čipem ale s různou optikou, pak LED s užším vyzařovacím úhlem bude mít výrazně vyšší jas, neboť v hlavní ose vyzařování výrazně stoupne světelný tok. V praxi to ale není vždy výhodou, protože taková LED se při pozorování z úhlů jeví výrazně tmavší.
4. Vyzařovací uhel
Jak již zmiňujeme výše, tento parametr má výrazný vliv na směrování světelného toku.
SMD LED bez optiky mají obvykle velmi širokou vyzařovací charakteristiku, někdy blížící se téměř až k teoretickému maximu 180°.
Oproti tomu vývodové LED s klasickou čočkou na vrcholu a SMD LED s vrchlíkem (tzv. Dome LED) mají charakteristiku citelně užší.
5. Maximální a minimální proud
Maximální údaj snadno najdeme v technickém listu. Minimální proud obyčejně není definován, protože LED malý proud "neškodí". Například klasickou vývodovou 3mm LED s Imax 20-30mA můžeme provozovat i na 1mA nebo i méně. S výhodou tedy využíváme fakt, že světelný tok LED je téměř lineárně závislý na proudu.
Snížení proudu šetří celkovou spotřebu zařízení, častokrát je velmi potřebné, protože moderní LED mají obvykle při 10-20mA výrazně vyšší svítivost, než je potřebné pro konkrétní aplikaci. Současně se tím snižuje tepelné namáhání LED a prodlužuje její životnost.
Renomovaní výrobci obvykle udávají v technických listech i graf závislosti svítivosti konkrétních LED na proudu.
6. Napětí v propustném směru - VF
Tento parametr je definován technologií výroby. Klasické LED mají v závislosti na barvě VF 1,2-1,8V.
Novější a účinnější typy mají toto napětí obyčejně vyšší. Nejvyšší VF mají modré a bílé LED (cca 2,9-3,5V).
Hodnota VF vás zřejmě bude zajímat i v případě, kdy jste limitováni napětím, např. při napájení zařízení jen 3V.
7. Označování velikosti SMD pouzdra
Pokud se rozhodnete pro SMD verzi, pak častokrát najdete tutéž LED (stejný čip) osazenu v různě velkém pouzdře – např. 1206, 0805 ale i 0402 apod.
Z praktického hlediska je výhodnější používat poměrně velká pouzdra jako např. 1206 nebo 0805, protože se s nimi dobře pracuje a také automatické, případně ruční osazování u prototypů je bezproblémové.
Pokud zmiňujeme označování velikostí SMD pouzder, rozlišujeme metrické a tzv. imperial velikosti. Běžně je mnohem více rozšířeno právě "imperial" značení, např. 0805 pouzdro = 2012 (metric) = 2,0x1,25mm, podobně 0402 (imperial) = 1005 (metric) = 1,0x0,5mm apod.
Kingbright používá při označování svých LED metrické značení, proto např. série KP 1608 = „0603“ (imperial) a KPG-0603= „0201“ (imperial).
8. Super tenké a super malé...
V dnešní době jsou dostupné např. i LED o velikosti 0,2*0,1mm s výškou pouze 0,1mm. Pro běžné projekty to však nemusí být nejšťastnější řešení, protože tato LED je již opravdu extrémně malá a svítí subjektivně velmi "bodově“.
Pro prostorově kritické aplikace samozřejmě může být naopak velkým přínosem.
9. Čiré nebo difuzní pouzdro?
Při výběru THT LED obyčejně máme na výběr zcela čiré pouzdro, tzv. Water Clear, pak mírně difuzní (mléčné, diffused), případně i barevné nebo barevné difuzní, kdy je i samotné pouzdro v barvě dané LED.
Difuzní pouzdro má výhodu v tom, že nevidíme samotný čip, zdánlivě svítí celý povrch LED. Současně má taková LED o něco širší vyzařovací úhel při stejném tvaru pouzdra. Rovněž u dvoubarevných nebo RGB LED je difúzní pouzdro u THT LED jednoznačně lepší volbou, protože barva se v nich podstatně lépe směšuje.
Na druhou stranu je LED s transparentním pouzdrem zdánlivě jasnější. Například pro aplikace umístěné na přímém slunci může být čiré pouzdro lepší volbou, jelikož difuzní pouzdro se po osvětlení sluncem nebo jiným silným zdrojem světla jeví jako bílé, což citelně snižuje kontrast mezi zapnutou a vypnutou LED.
10. Světlovody
Různé světlovody nabízejí elegantní možnost jak dostat světlo z SMD LED na čelní panel zařízení. Velkou výhodou světlovodů je, že jsou dostupné s různě velkým ukončením (tj. to, co vidíme na čelním panelu zařízení). Současně jsou dostupná i celá pole ("cluster") světlovodů, např. 1x12 nebo 3x10 apod., takže si pomocí více malých SMD LED můžeme takto vytvořit indikátor na míru, který by byl z THT LED z prostorových důvodů prakticky nerealizovatelný.
Na trhu je obrovské množství světlovodů, rádi vám pomůžeme s výběrem a zajistíme jakýkoliv světlovod přímo od předních výrobců.
11. Speciality – reverzní montáž, pravoúhlá LED
Kromě standardních SMD pouzder najdeme i na první pohled standardní SMD LED, ve skutečnosti je to ale „reverzní“ LED. Je určena k připájení na zadní stranu DPS, světlo prochází otvorem na desce směrem k přední straně DPS.
Jednou z výhod reverzní LED je, že je její tělo z velké části vnořeno do DPS s výřezem, nevyčnívá tedy nijak na druhou stranu DPS. Je to ideální řešení pro extra tenká zařízení, u nichž např. z prostorových důvodů umísťujeme součástky pouze na jednu stranu DPS. Podrobněji jsme o ní psali v článku Znáte LED s nulovou výškou?
Pravoúhlá LED svítí směrem podél DPS, je tedy ideální pro aplikace, kde potřebujeme dostat světlo směrem "stranou".
12. Manipulace s LED a montáž
I když je LED poměrně jednoduchá diskrétní součástka, i zde doporučujeme dodržovat základní pravidla pro montáž, návrh DPS jakož i samotné manipulaci s LED.
Základním pravidlem je například neohýbat vývody THT LED těsně u pouzdra, resp. jakkoli je formovat, aby nevznikalo mechanické namáhání těsně u pouzdra, které může způsobit poškození LED.
Dalším pravidlem je, že LED jsou obyčejně ESD citlivé součástky, proto dodržujeme všechny zásady pro antistatická pracoviště.
Pro SMD LED je velmi důležitý tvar pájecích plošek pro zachování stabilní polohy LED během přetavení pájecí pasty (reflow). Velikost plošek je také důležitá například z důvodů chlazení výkonnějších LED.
Všechna důležitá pravidla naleznete přehledně na jednom místě v dokumentu přímo od výrobce – Kingbright technical notes.
13. Životnost LED
Životnost alias svítivost v závislosti na době provozu je dnes obvykle udávána v desítkách tisíc hodin. Tato hodnota indikuje dobu, po které klesne jas dané LED na 50% původní hodnoty při určitých definovaných podmínkách.
Všeobecně však platí, že LED bude i po této době funkční, jen její jas bude citelně nižší.
Na závěr
Shrnuli jsme nejdůležitější kritéria, která vám pomohou zorientovat se v široké nabídce LED diod na trhu. V praxi se setkáme ještě s mnoha dalšími kritérii v závislosti na konkrétních aplikacích, o tom ale napíšeme v dalším článku.
V našem sortimentu naleznete široké spektrum standardních, blikajících, výkonových, ale i ultrafialových a infračervených LED. Kromě toho ale také LED diody s rezistorem, LED pásky i žárovky a bohaté příslušenství jako jsou objímky, světlovody a další doplňující produkty k LED diodám od různých výrobců.
Vyberte si z našeho skladového sortimentu, nebo nám pošlete váš požadavek.
Pokud potřebujete další informace k LED diodam, rádi vám poradíme na adrese info@soselectronic.cz
Líbí se Vám naše články? Nezmeškejte už ani jeden z nich! Nemusíte se o nic starat, my zajistíme doručení až k Vám.
