Подсветка – неотемлемая часть моддинга, но помимо общей подсветки корпуса, часто возникает необходимость подсветить что-то менее габаритное, например какой либо аналоговый индикатор, CD-ROM, FDD и т.д., неоновая лампа в такие устройства просто не поместится. Как правило в модах малогабаритных устройств в качестве подсветки используются светодиоды.

Что такое светодиод? Как он работает? Как подключаются светодиоды? Какие характеристики имеют светодиоды? Ответы на эти и другие вопросы содержаться в этой статье.

Утройство и принцип действия. (многие слова могут быть непонятны. Читать исключительно в ознакомительных целях)

Светодиод – полупроводниковый диод (р-n переход), излучающий кванты света, при протекании через него электрического тока.

Принципиальное устройство простейшего светодиода показано на схеме:

В корпусе-линзе, чаще всего изготовленной из акрилового материала, находятся два электрода (катод и анод) соединенные между собой полупроводником.

Принцип действия светодиода основан на электролюминесценции кристалла полупроводника при протекании через него тока. В зависимости от используемого полупроводника, изменяется энергия испускаемых квантов, а соответственно длинна волны т.е. изменяется цвет света.

Историческая справка

Первые светодиоды появились ещё в период становления полупроводниковой техники (60-70-е годы XX в.). Существовавшие тогда технологии позволяли изготавливать небольшие кристаллы, дающие практически монохромный красный, жёлтый или зелёный свет. Отсутствие в спектре светодиодов синего света делало невозможным их использование для общего освещения. В таком виде они нашли широкое применение в качестве индикаторов. Решение проблемы синего света было найдено в середине 1990-х годов, когда одновременно были разработаны кристаллы синего свечения и люминофоры, преобразующие красный свет в синий. Появились белые и синие светодиоды; впервые серьезно стали говорить о "светодиодных лампах" как серьёзной альтернативе всем существующим источникам света. Дело в том, что светодиоды практически не выделяют тепла и посторонних (несветовых) излучений, следовательно, имеют высокую светоотдачу. В них отсутствуют изнашивающиеся части (спирали, электроды и т.п.), а значит, срок службы может быть очень большим (до 100 000 часов).

Современные технологии позволяют делать светящиеся кристаллы размерами до 10 х 10 мм, а из них можно набирать линии, поверхности и тела любой формы. И, наконец, для своего включения светодиоды не требуют специальной аппаратуры, а значит, их применение просто и удобно.

Основные характеристики светодиодов

К светодиодам применимы все стандартные характеристики световых явлений, но главнейшие, это сила излучаемого света и яркость. Сила света, измеряется в канделах и, условно говоря, показывает насколько велика мощность видимого света, излучаемого в данном направлении. Яркость — это сила света, исходящего с единицы площади источника. Единица её измерения — кандела на квадратный метр (кд/м2).

Электротехнические характеристики это потребляемый ток и напряжение питания (оно же – создаваемое падение напряжения).

Подключение светодиодов.

Ну вот мы и подошли к основной, к самой главной части статьи, собственно ради этого она и была написана, все остальное довесок. По возможности, все объяснения будут проведены как говорится «на пальцах», что бы разобраться смогли даже начинающие моддеры.

Рассмотрим простейший случай. Имеется светодиод, электротехнические характеристики которого: напряжение питания U1, потребляемый ток I. Этот светик, мы хотим подключить, к молексу, к контактам, обеспечивающим разность потенциалов U. Если U значительно превышает U1, то у светодиода сократится ресурс работы и в скором времени он сгорит. Что бы этого не произошло, в электрическую цепь нужно добавить элемент обеспечивающий падение напряжения U2=U-U1, таким элементом может стать резистор. Сопротивление этого резистора рассчитывается из закона ома по формуле R=(U-U1)/I.

светодиод с напряжением питания 3.5В, и током 0.02А, вы хотите подключить к молексу, к 12В. Сопротивление резистора, который нужно припаять к светодиоду

Пример:

R= (12-3.5)/0.2 = 425 Ом

Теперь предположим, вы хотите подключить два или более светодиода. Существует два принципиальных типа их соединения – последовательное и параллельное.

Последовательное включение

Как следует из названия, в этом случае светодиоды подключаются последовательно, «+» одного светодиода припаивается к «-» другого и так далее. Принципиальная схема подключения светодиодов показана ниже.

В случае последовательного подключения, для расчета необходимого сопротивления, напряжение питания светодиодов нужно складывать, потом считать необходимое сопротивление. Ток в этом случае остается неизменным.

Итоговая расчетная формула сопротивления: R= (U-U1-U2…)/I, где U-напряжение к которому подключаются светодиоды, Ui – напряжение питания i-того светодиода, I – потребляемый одним светодиодом ток. Формула справедлива для светодиодов потребляющих одинаковый ток!

Пример: Пусть имеется три светодиода, напряжение питания которых 3.5 В, ток 0.015 А подключение планируется к 12В. R=(12-3.5-3.5-3.5)/0.015=100 Ом.

Параллельное включение

При этом типе соединения электроэлементов, соединяются одноименные по знаку контакты, т.е. «+» соединяется с «+», а минус соответственно с минусом.

При расчете необходимого сопротивления нужно складывать токи, а не напряжения, как в случае последовательного подсоеденения.

Итоговая формула сопротивления рассчитываемого на несколько параллельно подключенных светодиодов:

R= (U-U1)/(I1+I2+I3+…In), где U-напряжение к которому подключаются светодиоды, U1 – напряжение питания светодиода, In – потребляемый n-ым светодиодом ток. Формула справедлива для светодиодов имеющих одинаковое напряжение питания.

Внимание: эта формула справедлива для того случая, если на весь блок светодиодов подбирается один резистор и подключается он последовательно общей схеме. Если вы планируете к каждому светодиоду подключить сопротивление то оно рассчитывается по формуле R=(U-U1)I, U-напряжение к которому подключается светодиод, U1 – напряжение питания светодиода, I– потребляемый светодиодом ток.

Заключение

Да будет свет, сказал электрик…

Вот и закончен реферативный рассказ об одном из самых распространненых элементов в моддинге. Светодиод – яркий, малогабаритный, недорогой способ подсветки – неудивительно, что он снискал высокую популярность.