Přihlaste se a využijte web naplno RYBICKY.NET »

LED osvětlení akvarií - II.

 

Články » LED osvětlení akvarií - II.   Vytisknout tuto stránku 

LED osvětlení akvarií - II.

Publikováno: 09.03.2012 • Autor: © RadekCX • Rubrika: Osvětlení

Ti, co neodpadli (nudou, obdivem, hlady... apod.) při čtení prvního dilu, se mohou nyní dozvědět, jak taková LED pracuje zapojená v el. obvodu.

LED je optoelektronická polovodičová součástka, která má dva vývody jako každá dioda, tedy anodu a katodu. Z toho vyplývá, že LED je nutné vždy zapojovat na napájecí zdroj se správnou polaritou - tedy anodu na kladný pol zdroje a katodu na záporný. Zjistit to, kde je anoda a katoda, není vždy snadné a na první pohled zřejmé. Vždy je nejjistější nahlídnout do katalogového listu (anglicky datasheet) výrobce, kde jsou jednak popsány duležité elektrotechnické parametry, ale i okotované pouzdro a umístění vývodů. Přepólování je pro LED velmi nebezpečné a velmi často vede k jejich zničení - neplatí ani výmluva typu "bylo to tam jen chviličku".

Teď tedy k tomu, jak se chová LED zapojená do obvodu. Pokud tedy připojíme LED na zdroj a budeme pomalu zvyšovat napětí a současně měřit proud protékající diodou a cele to vynášet do grafu, změříme tak něco, co se nazývá voltampérová charakteristika - lidově řečeno "kolik to při jakém napětí žere".
F
Když se koukneme na výše uvedený graf (LED Cree Q5), vidíme, že při zvyšování napětí neprotéká LED prakticky žádný proud až do okamžiku, kdy dosáhne cca 2,3V. Při dalším zvyšování napětí proud stoupá nejprve jen zvolna až do napětí cca 3V - tato čaát se označuje většinou jako "koleno" grafu. Další zvyšování napětí už způsobuje velmi dramatické změny v hodnotách proudu - tomu se pro změnu říká, že součástka má velmi strmou VA charakteristiku. Z toho plyne jeden zásadní poznatek - LED nelze přímo napájet napěťovým zdrojem! Tedy abychom byli přesní, lze ale jen, pokud se budeme pohybovat v tom tzv. "koleně". Tam totiž máme jistotu, že kolísání napětí zdroje a dalších parametrů nezpůsobí, že proud nevystřelí mimo požadované hodnoty. Naneštěstí zmíněné koleno je nepoužitelné i z důvodu, že v něm má LED ještě příliš malý výkon. Celé to má ještě jeden zádrhel. Zmíněný graf je velmi závislý na teplotě čipu LEDky, navíc pozitivně. Tedy při zvyšující se teplotě se celý graf posouvá doleva. Pokud bychom tedy napájeli LED o teplotě 25°C napětím třeba 3V, odebírala by zpočátku podle grafu cca 150mA. Protékající proud ale způsobuje ohřívání LED a posunutí VA charakteristiky. Takže po ohřátí LED třeba na 50°C bude LED odebírat proud ne 150mA, ale třeba již 300mA. Tento zvýšený proud způsobuje další a další ohřívání čipu. Takže LED se dostává do "spirály smrti", kdy sama sebe zničí (nebo poškodí) - záleží jen na tom, zda se teplota nějak ustálí (záleží, jak se teplo z čipu může odvádět - pokud ne, je to jistota zničení LED). Toto je tedy hlavním důvodem, proč NELZE bezpečně napájet LED zdroji napětí.

Tím se dostáváme k dalšímu provoznímu parametru, a tím je provozní teplota. Většinou je udávaná tzv. temperature junction neboli teplota polovodičového přechodu - lidsky toho čipu, co tam svítí. Pro výše uvedenou LED je maximální hodnota 150°C. Při vyšší teplotě téměř vždy dojde k nějakému znehodnocení LED. Je nutné říct, že teplota čipu a teplota pouzdra nejsou stejné a můžou se poměrně dost lišit. Zmíněna LED má udanou hodnotu thermal resistance 8°C/W. Při příkonu 3W to znamená, že čip LED bude o 24°C teplejší než vlastní pouzdro. To je dobré mít na paměti, až budete měřit teplotu LED za provozu. Pokud tedy pouzdro bude mít teplotu 50°C, tak vlastní čip bude již na teplotě 74°C, což je teplota, která už polovodičům nedělá nejlépe. Dalším důvodem, proč držet teplotu LED co nejníž, je učinnost. To ukazuje následující graf:

F

Ten ukazuje, jak poklesne světelný tok v závislosti na teplotě čipu. Při teplotě 75°C, kterou jsme hypoteticky spočítali výše, to znamená pokles o 15%.

Abychom trochu nakousli nějakou matematiku/fyziku, tak si ukážeme, jak z VA grafu (nahoře) spočítat, jaký má LED příkon. Je to velmi triviální. Budeme vycházet ze vzorce P=U*I (P je ve watech, U ve voltech a I v amperech). Takže z grafu mohu například spočítat, že při proudu 700mA bude napětí na LED cca 3,6V. Pronásobíme tedy P=3,6V*0,7A a víme, že LED odebírá 2,52W.

V dalším díle se konečně dostaneme k tomu, jak je možné LED napájet a zapojovat.

 

Za správnost informací zodpovídá autor článku, dotazy směřujte na autora. Hodnocení článku hvězdičkami provádí redakce. K článku se vyjádřete pomocí palců (líbilo se / nelíbilo se).

Hodnocení
*****

Líbilo se: 50x Nelíbilo se: 0x Zveřejněno: 09.03.2012 Upraveno: 09.03.2012 Přečteno: 3579x

Schválili: Johan ***** 29.11.12 • Bob66 ***** 13.01.13 • Jarka *** 06.01.14 • slavko **** 21.06.16

Související články
09.03.2012*****LED osvětlení akvarií - I.5475x
13.03.2012*****LED osvětlení akvarií - III.3728x
14.03.2012*****LED osvětlení akvarií - IV.5399x
Další články z rubriky Osvětlení
22.10.2012*****Výroba reflektorů na zářivky1253x
06.07.2011*****Osvětlení: O zářivkách "po miliónté", ale trochu jinak (ECODESIGN)1152x
01.12.2010*****Osvětlení akvária, rostliny a Watt Lux Lumen6636x
16.02.2013*****Celková repase krytu s osvětlením953x
02.08.2012*****Výroba LED osvětlení pod vodu806x
17.05.2017*****Jednoduché noční osvětlení s regulací intenzity a barevného tónu326x
29.12.2013*****LED osvětlení akvária s čipy CREE3559x
03.06.2006*****Kryt na akvárium24205x
03.06.2006*****Osvětlení akvária52873x
14.03.2012*****LED osvětlení akvarií - IV.5399x

Komentáře návštěvníků
Celkem: 23 záznamů přidat komentář Funkce je dostupná pouze pro přihlášené uživatele

Reagovat na tento komentář [23] LinaDee® 23.03.13 14:35
A lidi, nehádejte se tolik :)

Reagovat na tento komentář [22] LinaDee® 23.03.13 14:34
Fajn, diskusi tady tedy rozumím asi jako koza petrželi, jdu dál a snad se dozvím, co potřebuji.

Reagovat na tento komentář [21] RadekCX® 21.11.12 14:35
2waldik: musim trvat na svem - LED nelze napajet zdroji napeti - LED je soucastka kde je polovodicovy cip (zadne odpory nic takoveho) - tento cip lze napajet jen proudovymi zdroji.
LED pasek neni LED - to je jiz obvod slozeny z LED a dalsich soucastek - vubec to nemusi byt jen odpory

Upravit Reagovat na tento komentář [20] ® 04.08.12 15:27
Pro laiky z oboru jistě dobrý článek, jen bych si dovolil nesouhlasit s tvrzením: "NELZE bezpečně napájet LED zdroji napětí"
Všíchni, kteří používají LED pásky, napájí tyto z napěťového zdroje, neboť napájí LEDky přes odpory, které omezují procházející proud. Zdroj proudový se využívá v případě, že se napájí LEDky bez odporů a konstantní porud dodává již samotný zdroj.
To jen tak pro upřesnění...

Reagovat na tento komentář [19] slavko® 05.07.12 21:29
Prečítal som si celú sériu, a musím povedať, že pekná práca. Je to pekne zhrnuté pre akvaristu neelektrotechika.

Prihovorím sa však za pridanie ešte jedného pokračovania (okrem sľubovaného), a to s popisom venovanému farbe svetla bielych LED. Dosť ste tu pohovorili o elektrických vlastnostiach, ale so stúpajúcim prúdom stúpa nie len svetelný tok a teplota, ale aj farba svetla, a tá je (najmä pre rastlinky, ale i pre ľudské oko) dôležitá.

Reagovat na tento komentář [18] RadekCX® 13.03.12 11:32
odeslal jsem ke schvaleni dalsi dil serialu

Reagovat na tento komentář [17] scorpion075® 13.03.12 06:40
Stejně jako první díl i toto pokračování je pro všechny technicky zaměřené jedince zajímavé čtení.

Reagovat na tento komentář [16] RadekCX® 12.03.12 10:08
teplota u polovodicu (coz jsou i LED) je nesmirne dulezita a dotyka se skoro vsech jejich parametru - od toho jsou katalogove listy - snazim se napsat hlavne veci, ktere se tykaji vlastniho sestrojeni a zapojeni LEDkoveho svetla
uz z toho co bylo napsano je jasne, ze LEDky proste je treba drzet studene

Reagovat na tento komentář [15] Steedy® 12.03.12 02:34
Pekny clanek musim rici, jiz delsi dobu montuji a vyrabim DIY LED osvetleni pro mořská akvária, parádni vec , mensi spotreba a ucinnost maximalni neda se merit z T8,T5,HQI.

Urcit jak bylo napsano LED pasky jsou blbost, co se da jeste pouzit tak trubice ale i ty jsou prekonany. jedine do ceho se oplati jit jsou samostatne chipy. Ja osobne vyuzivam CREE chipy dle meho nazoru jsou nejlepsi 3W.
Jinak chvalim za clanek.
Jen mensi dodatek : Pokud se zahreje cip na vice nez provozni teplotu tak nejen ze bude mit vetsi spotrebu ale taky bude vyzarovet jine barevne spectrum. ! Takze Chladit cipy je CISLO 1 v dulezitosti.

Reagovat na tento komentář [14] lhajek® 11.03.12 20:29
Před cca rokem jsem si pořídil LED trubici pasující do patic pro klasické trubice T8. Je jen 9W, ale bez problémů nahradí klasickou zářivku kolem 18-20W. Bohužel jí mám nad 54L akvárkem, kde by chtělo dát spíše dvě takové, takže dosvěcuji ještě 15W trubicí T8. Ale jinak naprostá spokojenost.
Za tu dobu jsem se ledacos dozvěděl a dnes bych si osvětlení z LED spíše sestrojil sám z připravených výkonových LED modulů.
Různé pásky apod. (a částečně i ty trubice co mám) bych z 99% zařadil jen jako dekorotivní svícení. Jejich účinnost přeměny elektřiny na světlo je bohužel v ideálním případě na úrovni klasických trubic. Pak ale nemá smysl je používat. Je potřeba hledat to co je účinnější a to jsou právě jednotlivé výkonové LED čipy a nebo moduly s nimi.

Reagovat na tento komentář [13] Bob66® 11.03.12 09:03
Používám led osvětlení v odchovném stojanu teprve dva dny, ale nepotvrdily se mé obavy z přehřívání. Mám to bez chlazení a překvapivě pásek moc nehřeje :) Co se týká finanční stránky, tak i tam jsem spokojený, 5m led pásek + zdroj cca tisíc a třípatrový stojan je celkem slušně osvětlen, sice na rostliny to není nic moc, ale vzhledem k tomu že jde o holá akvária tak účel splní dokonale.

Reagovat na tento komentář [12] Johan® 10.03.12 18:10
To já sem rozhodnutí, že led chci, ale potíž je v tom, že když už se mi nějaké líběj, tak k nim nemůžu sehnat za rozumnou cenu zdroj... =/ Takže snad mi nějaký další díl tohoto seriálu pomůže. =)

Reagovat na tento komentář [11] Riannonn® 10.03.12 15:51
Výborně. Zrovna se dlouze rozhoduji zda LED ano či ne, a tohle je perfektní, už se těším na další díl! Děkuji

Reagovat na tento komentář [10] romant® 10.03.12 14:23
Články tohoto typu jsou velmi potřebné, méně znalým problemtiky se dostává relevantních informací a Ti co jsou více orientováni v daném oboru mohou diskutovat nad tématem. Velmi správný příklad, jak by článek(y) o nějaké problematice měl vypadat. Chválím, chválím.

Reagovat na tento komentář [9] RadekCX® 10.03.12 13:42
pokud necemu nekdo nerozumi zkuste se doptat treba v komentarich a treba z toho udelame nejake dodatky - nejake FAQ
nechci tady na nikoho machrovat a vytvaret mindraky - snazim se to podat spravne technicky a pak to nejak lidsky pojmenovat
az se dostaneme k praktickym zapojenim tak uvidite, ze to nebude nijak slozite

Reagovat na tento komentář [8] DavidZw® 10.03.12 12:33
super, těšíme se na další díly - tohle tady opravdu chybělo - to diskuzko o LED se začalo točit v kruzích

Reagovat na tento komentář [7] půlpy® 10.03.12 09:15
Tak v tomto dílu jsem se absoutně ztratil.Mám strojárnu ale elektrice nerozumím vůbec. Sice ve 300litrovce mám noční LED osvětlení,ale nic o tom nevím, prostě jsem to jen zapojil. Ten článek je na mně moc odbornej

Reagovat na tento komentář [6] tomikku® 10.03.12 07:06
podle mě je to zatím vhodně nakouskované, tedy aspoň pro mě, stíhám to vstřebat a mám prostor si to skonzultovat.

Reagovat na tento komentář [5] tomikku® 10.03.12 07:02
já hlavu nevěším, chápu to tak že když koupím diody tak musím koupit diody s odpovídajícím provozním napětím a podle množství musím zvolit odpovídající zdroj napětí s dostatečným výkonem. Tím zajistím správnou svítivost bez rizika přehřátí.

Reagovat na tento komentář [4] Lucky005® 09.03.12 22:32
vime predpokladany pocet dilu tohoto serialu?

Reagovat na tento komentář [3] RadekCX® 09.03.12 21:29
nehazte flintu do zita - uvidite ze to neni zase tak hrozne - jdou pouzit i mene hardcore reseni - budou zminene

Reagovat na tento komentář [2] maru® 09.03.12 21:22
ahoj, já měla až do přečtení těchto článků v plánu pořídit si led pásky. ale poněvadž jsem ženská bez fyzikálních znalostí a po tom co jsem porozuměla od toho dávám ruce pryč. jak bych vytvořila chlazení to vážně netuším, tak budu nadále svítit jenom zářivkama :-(

Reagovat na tento komentář [1] tomikku® 09.03.12 21:07
co se k tomu dá dodat, snad jen jediné ještě štěstí že jsem lesák a dráty nemají listí ani jehličí, přesto sem i tak oprášil některé vědomosti a i nevědomosti z fyziky ;)

Další články tohoto autora
14.03.2012*****LED osvětlení akvarií - IV.5399x
13.03.2012*****LED osvětlení akvarií - III.3728x
09.03.2012*****LED osvětlení akvarií - I.5475x



© RYBICKY.NET - http://rybicky.net/clanky/916-led-osvetleni-akvarii-ii