Как выровнять деревянную доску? |
Дерево имеет множество достоинств и отличные потребительские характеристики, именно потому оно так популярно и так часто используется для строительства и оформления интерьера, производства мебели и других предметов быта. Но есть у этого материала и слабые места. Одно из них — это способность к деформации и короблению. Как выровнять доску если ее повело? Существует несколько действенных способов.
К сожалению, коробление древесины отнюдь не редкость. Некоторые породы дерева больше страдают от этого явления, некоторые меньше. Но при воздействии определенных факторов деформируется практически вся древесина.
Что же является причиной деформации пиломатериала:
— перепады температуры и влажности в помещении где используется или храниться древесина. Дерево — это живой, природный материал, обладающий высокой гигроскопичностью, то есть способностью впитывать воду. Если в помещении, где находиться пиломатериал слишком влажно со временем древесина разбухнет, что приведет к ее деформации.
— неправильная сушка древесины. Самый больший процент деформации деревянных досок происходит именно на этапе сушки. Дело в том, что влага из древесины испаряется не равномерно по всей длине. Это создает в волокнах древесины напряжение, которое и приводит к деформации. Древесина может выгибаться, коробиться, ее может скручивать, на поверхности доски могут образоваться волны. Чаще всего это происходит при естественной сушке пиломатериала или же если его не до конца высушили в сушильной камере, выбрали неправильный температурный режим.
Явление это можно уменьшить с помощью специальной обработки, пропитки материала специальными составами, оснащение древесины компенсационными пропилами и т.д.
Часто неровные деформированные доски отбраковывают еще на производстве. Их могут утилизировать, резать на более мелкие фрагменты, удаляя неровный участок, перерабатывать.
Но бывает и так, что купили вы хорошие качественные доски, их доставили к вам на участок, они полежали там во влажном гараже или ангаре и вы заметили, что геометрия материала нарушена. Выбрасывать такой материал жалко, но и использовать по назначению нельзя. Что же делать? Можно попытаться выровнять деревянную доску. Сделать это вполне возможно, ниже опишем несколько действительно рабочих методов.
Как выровнять деревянную доску
Как выровнять деревянную доску:
— с помощью рубанка. Как выровнять доску рубанком? Такой способ прост как дважды два. Берете ручной рубанок и снимаете с неровного места древесину до тех пор, пока поверхность не станет ровной. Такой метод подойдет вам если на доске есть небольшие искривления. Следует понимать, что при такой обработке толщина доски может существенно уменьшиться.
Важно отметить, что рубанок должен иметь длинную подошву, иначе вам не избежать волнообразных следов на доске.
Если обрабатываемая поверхность большая по площади удобнее будет использовать электрорубанок. Не пугайтесь, таким агрегатом просто управлять даже если вы держите его в руках в первые, он имеет широкую платформу и удобную конструкцию. Перед началом работ доску необходимо плотно закрепить;
— воздействие тепла и влаги. Это, что-то типа «клин, клином вышибают». Если ваша доска приобрела искривления именно из-за воздействия данных факторов, вы можете применить их же для воздействия со стороны противоположной искривлению. Такой метод подходит для коррекции небольших деформаций;
— обработка паром и прессование. Если искривления более серьезные можно обработать древесину в искривленных участках паром (можно использовать пароочиститель) и положить под пресс. Оставить ее в таком положении необходимо на несколько дней, затем проверить результат и при необходимости повторить процедуру;
— выравнивание под прессом. Еще один способ предполагает размещение искривленной доски между двумя листами пиломатериала и укрепление с помощью зажимов.
Применять этот способ необходимо в сухом прохладном помещении. Деформированная доска должна быть расположена искривлением вниз. Под прессом доску следует оставить не менее чем на трое суток, затем оценить результат.
Ирина Железняк, Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»
Как выровнять кривой деревянный брус
Советы для дома0
Часто можно сталкиваться с такой ситуацией, когда строительные доски из бруса деформируются. Дело в том, что дерево под воздействием влаги или тепла может терять свои формы и деформироваться. Однако, каждая ситуация имеет свое решение и поверхность кривого деревянного бруса тоже можно выравнивать.
Способы выравнивания
Выровнять поверхность кривого бруса можно под воздействием тепла или влаги с противоположной стороны, а еще добиться желаемого результата можно под влиянием давления. Для этого следует выбрать сухое, прохладное помещение и положить деревянную доску на бетонную поверхность.
С деформированной частью древесины параллельно следует положить кусок пиломатериала. Пиломатериал нужно положить между двумя ровными досками.
Совет: иногда пиломатериал можно укладывать с «зеркальной» деформацией. Полученная конструкция нужно закреплять с помощью зажимов.
Доски бруса нужно обрабатывать специальным пароочистителем и на поверхность положить груз. Груз нужно размести равномерно. Если доска длинная, тогда груз нужно положить и на концах сруба. Таким образом, можно выпрямлять деревянную доску из бруса в течение трех суток. Результат проверяют именно спустя 3 дней. Если результат отрицательный, то процедуру нужно повторять.
Применяемые инструменты
Для того чтобы выпрямить древесину, необходимо подготовить следующие инструменты:
- ручной или электрический рубанок;
- шлифовочная машина.
При выборе таких инструментов следует быть внимательным. Например, рубанок должен быть с длинной подошвой, в ином случае на поверхности доски могут остаться дефекты. Для начала, важно закрепить брус неподвижно и с поверхности снимать всевозможные дефекты. Если необходимо работать только с одной доской, то можно обойтись ручным рубанком, ну а если нужно выпрямлять много древесины, тогда желательно выбрать электрический вариант. Это поможет сэкономить силы и время.
Важно помнить, что после обработки толщина пиломатериала уменьшается.
Бывают случаи, когда искривления происходит в течение времени. Например, если дом уже построен с применением деревянных брус, то со временем под воздействия негативных атмосферных явлений стены могу искривляться. В данном случае тоже можно аккуратно устранять всевозможные дефекты.
Следует помнить, что обратный процесс не может быть мгновенным и понадобится время, чтобы стены опять стали прежними.
Выравнивание может продлиться хоть месяц, но положительный эффект гарантируется.
Выравниваем стены старого дома
Данная работа выполняется с применением металлических углов толщиной 60 мм, ну а длина должна соответствовать длине проема. Сначала необходимо отрезать часть древесины и подготовить место для стойки, и только потом придется заводить металлический уголок. Выравнивая стены можно обеспечить:
- эстетичность;
- надежность;
- долговечность дома.
Ну, а для обеспечения высоких антикоррозийных свойств, поверхность досок следует обработать специальным составом
Таким образом, выравнивание кривых брусчатых стен гарантирует качество, прочность и безопасность постройки.
Загрузка …
светоизлучающих диодов (LED) — SparkFun Learn
Авторы: Ник Пул, bboyho
Избранное Любимый 67
Введение
Светодиоды окружают нас повсюду: В наших телефонах, автомобилях и даже домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за этим стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они — бекон электроники. Считается, что они делают любой проект лучше, и их часто добавляют к маловероятным вещам (к всеобщему удовольствию).
Однако, в отличие от бекона, они уже не годятся после того, как их приготовили. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Впрочем, обо всем по порядку.
Что именно это этот светодиод, о котором все говорят?
Светодиоды (это «элли-и-ди») представляют собой особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле, светодиод означает «светоизлучающий диод». (Он делает то, что написано на банке!) И это отражено в сходстве между диодом и символами схемы светодиода:
Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, светодиоды требуют гораздо меньше энергии для освещения по сравнению с ними. Они также более энергоэффективны, поэтому они не нагреваются, как обычные лампочки (если только вы не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не сбрасывайте их со счетов в мощной игре. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!
Вы уже испытываете тягу? Тяга поставить светодиоды на все подряд? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как!
Рекомендуемая литература
Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве.
Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше.
Что такое цепь?
Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаете, что такое цепь? Мы здесь, чтобы помочь.
Избранное Любимый 82
Что такое электричество?
Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это не простой вопрос, но этот урок прольет на него свет!
Избранное Любимый 84
Диоды
Праймер для диодов! Свойства диодов, типы диодов и применение диодов.
Избранное Любимый 71
Электроэнергия
Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии.
Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт обучающего веселья!
Избранное Любимый 57
Полярность
Избранное Любимый 55
Метрические префиксы и единицы СИ
В этом руководстве объясняется, как использовать и преобразовывать стандартные метрические префиксы.
Избранное Любимый 24
Рекомендуем к просмотру
Как их использовать
Итак, вы пришли к разумному выводу, что вам нужно поставить светодиоды на все.
Мы думали, ты придешь.
Давайте пройдемся по книге правил:
1) Полярность имеет значение
В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет и света. К счастью, это также означает, что вы не сможете сломать светодиод, подключив его наоборот. Скорее просто не получится.
Положительная сторона светодиода называется «анодом» и маркируется более длинным «выводом» или ножкой. Другая, отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду и никогда в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей цепи, блокируя протекание тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода сломает вашу цепь. Попробуйте перевернуть его.
2) Сила тока Moar равна мощности Moar Light
Яркость светодиода напрямую зависит от потребляемого им тока.
Это означает две вещи. Во-первых, сверхъяркие светодиоды быстрее разряжают батареи, потому что дополнительная яркость достигается за счет дополнительной потребляемой мощности. Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, контролируя величину тока через него. Но создание настроения — не единственная причина сократить потребление тока.
3) Существует такая вещь, как слишком большая мощность
Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему разрешено потреблять, и, подобно трагическим героям прошлого, он уничтожить себя. Вот почему важно ограничить величину тока, протекающего через светодиод.
Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от слишком большого тока. Не волнуйтесь, для определения наилучшего номинала резистора требуется лишь немного базовой математики. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!
Резисторы
1 апреля 2013 г.
Учебное пособие по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно/последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применение резисторов.
Избранное Любимый 58
Пусть вас не пугает вся эта математика, на самом деле довольно сложно все испортить слишком сильно. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать светодиодную схему без калькулятора.
Светодиоды без математики
Прежде чем мы поговорим о том, как читать техническое описание, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по для чтения .
Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил для запуска и работы светодиодов. Как вы, вероятно, поняли из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что ее легко найти, и она не может обеспечить опасное количество тока.
Базовый шаблон для светодиодной цепи довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Так:
Резистор 330 Ом
Хорошим номиналом резистора для большинства светодиодов является 330 Ом (оранжевый — оранжевый — коричневый). Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики . Итак, начните с включения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.
Метод проб и ошибок
Что интересно в резисторах, так это то, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете сжечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, вот блок-схема, которая поможет вам спроектировать схему светодиодов методом проб и ошибок:
Броски с батарейкой типа «таблетка»
Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Так как батарейка типа «таблетка» не может обеспечить ток, достаточный для повреждения светодиода, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку типа «таблетка» CR2032 между выводами светодиода.
Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обмотать все это лентой, добавить магнит и приклеить к чему-либо! Ура метателям!
Конечно, если вы не получаете отличных результатов методом проб и ошибок, вы всегда можете взять свой калькулятор и посчитать. Не волнуйтесь, рассчитать наилучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода. Для этого нам нужно сообщить в таблицу…
Узнать подробности
Не подключайте никакие странные светодиоды в свои цепи, это просто вредно для здоровья. Познакомьтесь с ними первыми. А как лучше читать даташит.
В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного 5-мм светодиода.
LED Current
Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол:
Ах, да, но что все это значит?
В первой строке таблицы указано, какой ток ваш светодиод сможет непрерывно выдерживать.
В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Вторая строка говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие скачки до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Это техническое описание даже достаточно полезно, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.
Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства. Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это мощность в милливаттах, которую светодиод может использовать до того, как он выйдет из строя. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах рекомендуемых значений напряжения и тока.
Напряжение светодиодов
Посмотрим, какие еще столы они здесь поставили.
.. Ах!
Это полезный столик! Первая строка сообщает нам, каким будет прямое падение напряжения на светодиоде. Прямое напряжение — это термин, который часто встречается при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение потребуется вашей схеме для питания светодиода. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти цифры действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже в более подробном разделе этого руководства.
Длина волны светодиода
Во второй строке этой таблицы указана длина волны света. Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного варьироваться, поэтому в таблице указаны минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более подробном разделе.
Яркость светодиода
Последняя строка (помеченная как «Интенсивность света») показывает, насколько ярким может быть светодиод. Единица mcd, или милликандела — стандартная единица измерения интенсивности источника света. Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. При 200 мкд этот светодиод мог бы стать хорошим индикатором.
Угол обзора
Далее у нас есть веерообразный график, представляющий угол обзора светодиода. Различные стили светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо концентрировать большую часть света в одном месте, либо распространять его как можно шире. Некоторые светодиоды подобны прожекторам, испускающим фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если не смотрите прямо на них. Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним.
«Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо вниз на светодиод, он наиболее яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым внешним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, угол, при котором интенсивность света вдвое меньше, проследите за кругом 50% вокруг графика, пока он не пересечет синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы считать угол. Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.
Размеры
Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам понадобятся для установки светодиода в корпус! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это удобно, когда вы хотите установить его в панель. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение!
Теперь, когда вы знаете, как расшифровать техническое описание, давайте посмотрим, какие причудливые светодиоды вы можете встретить в дикой природе.
..
Типы светодиодов
Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже получили в свои руки несколько светодиодов и начали их освещать, это потрясающе! Как бы вы хотели активизировать свою игру с миганием? Давайте поговорим о том, как сделать что-то необычное за пределами вашего стандартного светодиода.
Крупный план суперяркого 5-мм светодиода Крупный план
Типы светодиодов
Вот другие персонажи.
RGB-светодиоды
RGB-светодиоды (красный-зелено-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета. Поскольку красный, зеленый и синий являются аддитивными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать любой цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штырек является анодом, а у других катодом.
Светодиод RGB Common Clear Cathode
Светодиоды с интегральными схемами
Цикличность
Некоторые светодиоды умнее других.
Возьмем, к примеру, велосипедный светодиод. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера. Вот крупным планом микросхема (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющая цветами.
5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом
Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вы хотите немного больше действий, но не имеете места для схемы управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов!
Адресные светодиоды
Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально. Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельными светодиодами, соединенными вместе. Ниже показан крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа управляет цветами по отдельности.
Адресный WS2812 PTH Close Up
Встроенный резистор
Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Это верно.
Существуют также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на штыре есть небольшая черная квадратная микросхема для ограничения тока на этих типах светодиодов.
Светодиод со встроенным резистором Крупный план
Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3 В, 5 В и 9 В.
Сверхяркий зеленый светодиод со встроенным резистором с питанием
Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. Тестирование одного на 5 В, он потребляет около 18 мА. Стресс-тестирование с 9V аккумулятор, он тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В в наших стресс-тестах светодиод перегорел.
Корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
Светодиоды для поверхностного монтажа представляют собой не столько определенный вид светодиодов, сколько тип корпуса. По мере того, как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (Surface Mount Device) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов. Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.
Адресный WS2812B Крупный план
SMD-светодиоды бывают нескольких размеров, от довольно больших до размеров меньше рисового зерна! Поскольку они такие маленькие и имеют подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал доктор.
| Пакет WS2812B-5050 | Пакет APA102-2020 |
Вы, вероятно, не стали бы вручную припаивать все эти компоненты вручную.| Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050) | Адресная светодиодная лента 5M (APA102-5050) с питанием |
High Power
Мощные светодиоды таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче, чем суперяркие! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более. Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них можно построить даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для них часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводного металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух.
В конструкцию некоторых разделительных досок, таких как показанная ниже, может быть встроено некоторое рассеивание тепла.
| Мощный RGB-светодиод | Алюминиевая задняя панель для некоторого рассеивания тепла |
Мощные светодиоды могут генерировать столько отработанного тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампочками. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.
Специальные светодиоды
Существуют даже светодиоды, излучающие свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов.
ИК-светодиод
На противоположном конце спектра также можно найти ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят некоторые материалы флуоресцировать, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, поскольку многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению. Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (купюры, кредитные карты, документы и т. д.), солнечных ожогов, список можно продолжить. Пожалуйста, надевайте защитные очки при использовании этих светодиодов.
УФ-светодиод Проверяем банкноту США
Другие светодиоды
Имея в вашем распоряжении такие причудливые светодиоды, нет оправдания тому, чтобы оставить что-либо неосвещенным. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, тогда читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и силу света!
Углубление
Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще.
Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать… э-э… мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте немного углубимся в то, что именно это означает:
То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип полупроводникового материала, легированный примесями, которые создают границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию. В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!
Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это связано с тем, что структура энергетических зон полупроводников различается между материалами, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:
Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цветам.
Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED»
В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проходящей через диод. Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это больше, чем просто числовое значение того, насколько ярко что-то выглядит.
Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандела. Что интересно в этой единице, так это то, что на самом деле это не мера количества световой энергии, а фактическая мера «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции светимости света. Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости представляет собой стандартизированную модель, учитывающую эту чувствительность.
Сила света светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандела.
Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайтесь.
Прямое падение напряжения
О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения. Помните, когда мы смотрели техническое описание, я упомянул, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен иметь разделяет напряжение, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равно доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, вы не сможете питать более двух одновременно.
Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизить напряжение на данной части на основе прямого напряжения других частей.
Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с прямым падением напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить токоограничивающий резистор, верно? Как узнать напряжение на этом резисторе? Это просто:
5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор
5 = 4,8 + Резистор
Резистор = 5 — 4,8
Резистор = 0,2
Итак, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, это даст вам представление о важности прямого падения напряжения. Используя значение напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент с помощью закона Ома. короче вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.
Расчет токоограничивающих резисторов
Если вам нужно рассчитать точное значение токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.
Ресурсы и продолжение
Вы сделали это! Вы знаете почти все… о светодиодах. Теперь иди и ставь светодиоды на все, что угодно! А теперь… драматическая реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, перегруженного и перегоревшего:
Да… не впечатляет.
Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие учебные пособия:
Легкий
Light — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.
Избранное Любимый 25
ИК-связь
В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с помощью Arduino.
Избранное Любимый 42
Цилиндр Das Blinken
Цилиндр, украшенный светодиодными лентами, станет отличным свадебным подарком.
Избранное Любимый 1
Как делают светодиоды
Мы совершаем экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как производятся светодиоды PTH 5 мм для SparkFun.
Избранное Любимый 18
Использование Artnet DMX и ESP32 для управления пикселями
В этом руководстве мы узнаем, как использовать Resolume Arena, популярное программное обеспечение для видео-жокеев, для управления специальными приборами ArtNet DMX.
Избранное Любимый 10
Руководство по подключению основного символьного ЖК-дисплея
Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) — отличный способ вывести строку слов или данные датчика на дисплей для визуальной обратной связи. В этом уроке мы узнаем о ЖК-дисплеях, как напечатать строку слов на ЖК-дисплее с базовыми символами 16×2 и создать собственные символы.
Избранное Любимый 16
Хотите узнать больше о светодиодах?
См. нашу страницу LED , где вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.
Отведи меня туда!
Или посмотрите некоторые из следующих сообщений в блоге:
Гонка на дно: светодиодные лампы и DFM
11 мая 2015 г.
Избранное Любимый 7
T³: Приключения с УФ-светодиодами, фотоинициаторами и гель-лаком
19 апреля 2016 г.
Избранное Любимый 0
T³: Использование светодиодов в качестве датчиков освещенности
9 августа 2016 г.
Избранное Любимый 2
Распечатанные на 3D-принтере руки-помощники
16 апреля 2018 г.
Избранное Любимый 0
ATP: Схема со светодиодами
2 июля 2018 г.
Избранное Любимый 0
Математическое выцветание
26 декабря 2018 г.
Избранное Любимый 4
Основы светодиодного освещения высокой мощности
Светодиоды подходят для многих осветительных приборов, они предназначены для получения большого количества света при небольшом форм-факторе при сохранении фантастической эффективности. Здесь, в LEDSupply, есть множество светодиодов для самых разных осветительных приборов, хитрость заключается в том, чтобы знать, как их использовать. Светодиодная технология немного отличается от других осветительных приборов, с которыми знакомо большинство людей. Этот пост здесь, чтобы объяснить все, что вам нужно знать о светодиодном освещении: как безопасно питать светодиоды, чтобы получить максимальное количество света и максимально долгий срок службы.
Что такое светодиод?
Светодиод представляет собой тип диода, который преобразует электрическую энергию в свет. Для тех, кто не знает, диод — это электрический компонент, который работает только в одном направлении. По сути, светодиод — это электрический компонент, который излучает свет, когда электричество проходит в одном направлении, от анода (положительная сторона) к катоду (отрицательная сторона). LED — это аббревиатура, обозначающая « L light E mitting D iode». По сути, светодиоды похожи на крошечные лампочки, им просто требуется гораздо меньше энергии для освещения, и они гораздо более эффективны в обеспечении высокой светоотдачи.
Типы светодиодов
В общих чертах, мы предлагаем два разных типа светодиодов:
5-мм сквозное отверстие и крепление на поверхность.
Светодиоды 5 мм Светодиоды 5 мм представляют собой диоды внутри линзы диаметром 5 мм с двумя тонкими металлическими ножками внизу.
Они используются в приложениях, где требуется меньшее количество света. 5-миллиметровые светодиоды также работают при гораздо меньших токах возбуждения, максимальное значение которых составляет около 30 мА, тогда как для светодиодов поверхностного монтажа требуется минимум 350 мА. Все наши 5-миллиметровые светодиоды производятся ведущими производителями и доступны в различных цветах, интенсивности и схемах свечения. Светодиоды со сквозными отверстиями отлично подходят для небольших фонариков, вывесок и всего, что вы используете на макетной плате, поскольку их можно легко использовать с выводами. Ознакомьтесь с нашим руководством по настройке 5-мм светодиодов, чтобы получить дополнительную информацию об этих крошечных источниках света.
Cree, как правило, имеет более высокую выходную мощность в люменах и является лидером рынка в секторе высокомощных светодиодов. Luxeon, с другой стороны, имеет отличные цвета и термоконтроль.Светодиоды высокой мощности поставляются в виде неизолированных излучателей (как показано на рис. 1) или монтируются на печатную плату с металлическим сердечником (MCPCB). Платы изолированы и содержат токопроводящие дорожки для легкого подключения цепей. Наши 20-миллиметровые 1-Up и 3-Up конструкции правого борта являются бестселлерами. Мы также предлагаем QuadPod, которые могут содержать 4 мощных светодиода на плате, немного большей, чем 20-миллиметровые звезды (см. рис. 2). Все наши мощные светодиоды также могут иметь линейную конструкцию. LuxStrip может вместить 6 светодиодов на фут и легко подключается на длину до 10 футов.
Рисунок 2. Варианты MCPCBПолярность имеет значение: подключение светодиодов
Электронная полярность показывает, является ли цепь симметричной или нет.
Светодиоды являются диодами, поэтому пропускают ток только в одном направлении. Когда нет тока, не будет света. К счастью, это означает, что если мы подключим светодиод в обратном направлении, он не сожжет всю систему, он просто не загорится.
Положительная сторона светодиода — это анод, а отрицательная — катод. Ток течет от анода к катоду и никогда в другом направлении, поэтому важно знать, как отличить анод от катода. Для светодиодов для поверхностного монтажа это легко сделать, так как соединения помечены, но для светодиодов диаметром 5 мм подойдет более длинный вывод, который является анодом (положительным), взгляните на рисунок 3 ниже.
Рисунок 3. Поиск анода и катода светодиодаВарианты цвета
Одна из замечательных особенностей светодиодов — это различные варианты и виды света, которые вы можете получить от них.
Белые светодиоды Коррелированная цветовая температура (CCT) — это процесс создания разного белого света при разных температурах.
Цветовая температура указывается в градусах Кельвина (К), что представляет собой температурную шкалу, в которой ноль соответствует абсолютному нулю, а каждый градус равен одному Кельвину. Более низкие температуры от 3000K до 4500K имеют тенденцию быть теплее до нейтрального белого. Более высокие температуры 5000K+ — это холодные белые цвета, также известные как «дневной белый».
Для цветов действительно важна длина волны в нанометрах (нм). Для некоторых приложений цвета необходимы для визуального эффекта, но иногда определенные длины волн необходимы для таких приложений, как отверждение, выращивание, освещение рифовых резервуаров и многое другое. См. рис. 4, чтобы понять, какие длины волн и температуры создают определенные цвета.
Рисунок 4 – Цвета светодиодов и цветовая температура Мы стараемся поддерживать одинаковые цветовые температуры и длины волн для каждой марки и типа светодиодов. Вы всегда можете найти цвет или длину волны наших светодиодов в подразделе страницы продукта и даже выполнить поиск по цвету в раскрывающемся меню светодиодов на главной странице.
В белом цвете мы предлагаем 3000K, 4000K, 5000K и 6500K. Что касается цветов, мы используем диапазон от 400 до 660 нм.
Яркость светодиодов
Светодиоды известны не только своими цветами, они также намного ярче других источников света. Иногда трудно сказать, насколько ярким будет светодиод, потому что он измеряется в люменах. Люмен — это научная единица измерения светового потока или общего количества видимого света от источника. Обратите внимание, что светодиоды диаметром 5 мм обычно указываются в милликанделах (мкд). Для 5-миллиметровых светодиодов их угол обзора также влияет на светоотдачу, которую они излучают, подробнее об этом см. здесь.
Почему ток возбуждения имеет значение… Количество света (люменов), излучаемого светодиодом, зависит от величины потребляемого тока. Ток измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (А). Мощные светодиоды могут потреблять ток от 350 мА до 3000 мА. Светодиоды различаются по току, поэтому обязательно учитывайте это при выборе светодиода и драйвера.
Теперь самое сложное — выбрать комбинацию светодиода и драйвера, которая будет излучать необходимый свет. Мы проделали большую подготовительную работу здесь, в посте, измеряя яркость каждого мощного светодиода при разных токах возбуждения. Обратите внимание, что это меры для звезд 1-Up, поэтому, если вам нужно больше света, светодиоды 3-Up являются хорошим вариантом, поскольку они втрое дают больше света при той же площади.
Приведенный выше ресурс всегда можно использовать для определения светоотдачи светодиода, но найти его вручную не очень сложно.
Для этого необходима информация из технического описания светодиода. На всех наших светодиодных страницах мы ссылаемся на техническое описание производителя внизу страницы.
Пример: Определение яркости Cree XP-L при 2100 мА
В этом примере мы используем Cree XP-L. Сначала найдите таблицу Flux Characteristics (рис. 5). Мы коснемся биннинга позже, который помечен в столбце «Группа», но давайте предположим, что мы собираемся использовать холодный белый XP-L из самого верхнего бина (v5).
Выделенное число представляет собой типичный поток при 1050 мА, при котором измеряется ток XP-L. Справа от него указаны типичные значения люменов для токов возбуждения 1500, 2000 и 3000 мА.
Для примера предположим, что мы хотим запустить этот светодиод с драйвером BuckBlock на 2100 мА, и нам нужно определить, каким будет световой поток. При управлении промежуточным током возбуждения, которого нет в списке, найдите в таблице данных график зависимости потока от тока, который выглядит как график справа.
Стрелка показывает протестированный (базовый) выходной сигнал (при относительном потоке 100 %). Следуя кривой до 2 100 мА (?), мы видим, что это увеличение света на 75%. Взяв 460 люмен сверху и умножив их на 1,75, мы увидим, что холодный белый XP-L, работающий на 2100 мА, излучает около 805 люмен.
При переходе на светодиоды может быть трудно найти светодиод и световой поток, необходимые . Это связано с тем, что свет всегда измерялся мощностью лампочки.
Светодиоды имеют гораздо лучшую эффективность, что делает практически невозможным измерение таким образом, поскольку светодиод мощностью 50 Вт будет значительно ярче, чем лампа накаливания мощностью 50 Вт. На рисунке 7 показаны разные лампы накаливания и световой поток, который они дают. Это помогает лучше понять, какой свет ожидать от светодиода и будет ли он таким же, как у старого освещения.
Угол обзора и оптика
Для каждого из наших 5-мм светодиодов указаны углы обзора, поэтому просто найдите тот, который подойдет именно вам. Что касается наших светодиодов для поверхностного монтажа, большинство из них излучают очень широкий угол в 125 градусов! К счастью, светодиодные правые борта совместимы и просты в использовании со светодиодной оптикой. Эта вторичная оптика используется для фокусировки света. Они могут отражать свет от светодиода в виде пятна, среднего пятна, широкого пятна или эллиптических и овальных узоров.
Как видно на Рис.
8, оптика 1-Up имеет конусообразную форму и требует держателя оптики. В случае наших светодиодных плат держатели оптики имеют четыре ножки, которые садятся в пазы звезды. Тройные светодиодные звезды также совместимы с оптикой Carclo, имеют три отверстия в плате для ножек оптики.
Допустим, мы используем Cree XP-L при 2000 мА. На рисунке 8 видно, что при этом токе возбуждения прямое напряжение составляет 3,15 В.
Таким образом, чтобы найти ватты, мы умножаем 3,15 (прямое напряжение) на 2 А (2000 мА = 2 ампера), что дает 6,3 Вт.
Теперь, чтобы найти КПД, нам просто нужно разделить 742 люмен (протестированное количество люменов для этого светодиода при 2000 мА) на 6,3 Вт. Таким образом, эффективность (люмен/ватт) Cree XP-L составляет 117,8. Это отличная эффективность, но также обратите внимание, что Cree может похвастаться тем, что светодиод XLamp XP-L имеет революционную эффективность 200 люмен / ватт при токе 350 мА. Полезно знать, что эффективность снижается по мере того, как вы подаете больше тока на светодиод, поскольку это увеличивает нагрев, что делает светодиод немного менее эффективным. Иногда вам придется принять это, если вам нужно, чтобы светодиод был очень ярким, но если вы хотите получить максимальную эффективность, вам следует использовать светодиоды с более низким током. Все это полезно для определения того, сколько энергии потребуется вашим приложениям, а также для определения экономии энергии в будущем.
Еще немного о драйверах светодиодов
Это означает, что вам нужно найти драйвер светодиодов, способный управлять светодиодами с нужным вам током, чтобы получить желаемое количество люменов. Драйвер светодиода — это электрическое устройство, которое регулирует мощность светодиода или группы светодиодов. Драйвер реагирует на изменяющиеся потребности светодиода, подавая на светодиод постоянное количество энергии, поскольку его электрические свойства меняются в зависимости от температуры. Хорошей аналогией для понимания этого является автомобиль с круиз-контролем. Когда автомобиль (светодиод) движется по холмам и долинам (изменения температуры), круиз-контроль (водитель) следит за тем, чтобы он оставался на постоянной скорости (свет), регулируя газ (мощность), необходимый для этого. Драйвер очень важен, потому что для правильной работы светодиодам требуется очень специфическая электрическая мощность. Если напряжение, подаваемое на светодиод, ниже требуемого, через переход проходит очень небольшой ток, что приводит к слабому освещению и плохой работе.
С другой стороны, если напряжение слишком велико, на светодиод поступает слишком большой ток, и он может перегреться и серьезно повредиться или полностью выйти из строя (тепловой разгон). Всегда проверяйте техническое описание светодиодов, чтобы знать, какой ток рекомендуется, чтобы избежать этих проблем.
Сколько напряжения мне нужно, чтобы зажечь светодиод?
Это распространенный вопрос, и в нем довольно легко разобраться. Все, что вам нужно знать, это прямое напряжение светодиодов. Если у вас есть несколько светодиодов последовательно, вам необходимо учитывать все объединенные прямые напряжения, если у вас есть параллельная цепь, вам нужно только учитывать прямое напряжение того, сколько светодиодов у вас есть в цепочке. Дополнительные сведения о настройке проводки см. здесь. Рекомендуется поддерживать напряжение не менее 2 вольт, так как некоторые драйверы (например, драйверы LuxDrive) требуют этого для правильной работы драйвера. Итак, если ваше общее прямое напряжение для последовательной цепи равно 9.
55, вы должны быть в безопасности с питанием 12 В. Для автономных драйверов (вход переменного тока) просто узнайте, на какое выходное напряжение они рассчитаны, и убедитесь, что вы защищены, поэтому драйвер входа переменного тока с выходным диапазоном 3–12 В постоянного тока также подойдет для этого приложения.
Управление нагревом
Определение мощности вашей системы также поможет вам узнать больше о необходимом управлении нагревом. Поскольку эти светодиоды обладают высокой мощностью, они выделяют тепло, которое может быть очень вредным, как вы можете узнать здесь. Слишком много тепла приведет к тому, что светодиоды будут излучать меньше света, а также сократят срок службы. Мы всегда рекомендуем использовать радиатор и использовать около 3 квадратных дюймов на каждый ватт светодиодов. Для большей мощности я бы рекомендовал искать радиатор, который рекомендуется для количества потребляемых вами ватт.
Объединение светодиодов и их качество
Сейчас, когда светодиодная промышленность развивается довольно быстрыми темпами, важно понимать разницу между светодиодами.
Это распространенный вопрос, поскольку светодиоды могут варьироваться от очень дешевых до очень дорогих. Я был бы осторожен при покупке дешевых светодиодов, так как вы всегда получаете то, за что платите, да, светодиоды могут работать отлично поначалу, но обычно они не служат долго или быстро перегорают из-за плохого тестирования.
Все светодиоды, представленные на сайте LEDSupply, проходят тщательный отбор. У нас только лучшие бренды и цветовая температура. Наш обширный опыт в отрасли помог нам осознать важность качественного производства и упаковки светодиодов. При производстве светодиодов производительность варьируется от средних значений, указанных в технических описаниях. По этой причине производители сортируют светодиоды по световому потоку, цвету и прямому напряжению. Мы выбираем ячейки с самым высоким световым потоком (видимый свет) и самым низким прямым напряжением, так как это гарантирует, что у нас будут светодиоды с наилучшей эффективностью. Большое количество светодиодной продукции изготавливается дешево и неправильно документируется, что приводит ко многим неудачным проектам, а затем заставляет людей думать, что светодиоды на самом деле не служат так долго, как о них говорят.