LED technologie

LED technologie:

Elektroluminiscenční dioda (LED = light – emitting diode neboli svítivá dioda, ledka) – umožňuje přeměnu elektrické energie na světelnou.

= Ledky se vyrábějí z různých polovodičových materiálů.

= Barva světla závisí na použitém polovodiči!

obr. 1 Značka ledky

= LED diody jsou vyráběny v mnoha různých tvarech a velikostech.

= Barva plastické čočky pouzdra je obvykle stejná jako barva vyzařovaného světla, ale nemusí to být pravidlem.

= Dioda bude svítit více, zvětšíme-li napětí.

= Změníme-li polaritu zdroje, dioda nesvítí.

= Ledky svítí pouze, je-li jako dioda zapojena v propustném směru.

 obr. 2 Schémata

Využití LED diody:

• signalizace průchodu proudu (s nízkým nárokem na spotřebu) .
• zdroj světla (např. v optických myších, žárovky, reklamní tabule).

Princip funkce:

= prochází-li PN přechodem světelné diody elektrický proud v propustném směru, přecházejí volné elektrony z části typu N do části typu P. => elektron se dostane na nižší energetickou hladinu a přebytečná energie je v podobě vlnění vyzářena mimo materiál.

= LED jsou vyráběny s pásmy vyzařování od ultrafialových, přes různé barvy viditelného spektra, až po infračervené pásmo.

= z principu funkce LED vyplývá, že nelze přímo emitovat bílé světlo! => proto novější bílé LED využívají luminoforu.

= je možno vyrobit barevné obrazovky OLED => kombinace LED základních barev.

Elektrické vlastnosti LED:

= závislost proudu na napětí (VA) má podobný průběh jako běžná polovodičová dioda => liší se pouze hodnotami hraničních napětí v propustném a závěrném směru.

• zvyšujeme-li od nuly napětí na diodě v propustném směru  => dioda se zpočátku chová jako by byla nevodivá. => od určité výše dojde k zlomu a dioda se začne otevírat.
• závislost svítivosti LED na proudu je lineární.
• připojíme-li LED na zdroj napětí v závěrném směru, při jeho zvyšování od nuly diodou neprochází žádný proud => při určité výši napětí v závěrném směru dojde k průrazu – diodou začne náhle procházet velký proud. => destrukce, dioda je trvale poškozena.
• zapojujeme-li více kusů LED dohromady, nelze je spojit přímo paralelně!
• většina LED má také nízké průrazné napětí, takže mohou být zničeny přiložením závěrného napětí i o výši jen několika voltů.

Regulace jasu LED:

= obecně platí: čím vyšší proud, tím jasněji dioda svítí.

= nejjednodušeji lze proud diodou nastavit pomocí předřadného odporu (zapojen v sérii d LED).

= k regulaci jasu lze použít i jednoduchý regulátor s tranzistorem.

= důmyslnější způsob regulace využívá pulzně šířková modulace => tehdy LED protéká pulzní proud => pulzy musejí mít vyšší frekvenci, než je lidské oko schopné zachytit, což vyvolá zdání konstantního svitu => změnou střídy těchto pulzů pak měníme jas.

Další typy LED:

1. Vícebarevné LED = obsahují minimálně dvě paralelně nebo opačně polarizované a zapojené diody, kdy každá je jiné barvy => tím je umožněno zobrazit dvě různé základní barvy.

                               = jiné zase obsahují sadu diod rozdílných barev uspořádaných do skupin zapojených se společnou anodou nebo katodou.

• Blikající LED = stejný technologický základ, navíc obsahují klopný obvod, který způsobí, že LED bliká.

• LED se zabudovanými rezistory = speciální typ, který dokáže ušetřit místo na desce plošných spojů => využití pro indikaci v automobilové technice.

• Infračervené LED = např. v dálkovém ovládání od televize.

• Ultrafialové LED = pro speciální účely, jsou instalovány v zařízeních pro kontrolu ochranných prvků bankovek nebo jiných dokumentů.

 Výhody LED diody:

• dlouhá životnost až 20 let.
• nízké náklady na údržbu.
• nízká spotřeba energie.
• variabilita v rozlišení a barevnosti.
• nastavitelnost jasu podle světelných podmínek.
• dobrá viditelnost i na přímém slunci.
• různé pozorovací úhly a vzdálenosti.
• mají asi 10x větší účinnost než žárovky a asi 2x větší než zářivky.
• mohou vyzářit světlo v požadované barvě bez použití složitých barevných filtrů.
• jsou odolné vůči chladu, nárazu a vibracím.
• různorodost.

Nevýhody LED diody:

• musí být napájeny proudem správné polarity a hodnoty.
• obvykle vyzařují světlo jen v úzkém paprsku v jednom směru.
• roste znepokojení z toho, že modré a bílé LED jsou teď schopny poškodit zrak.

Bezkontaktní spínače

Bezkontaktní spínače

= jsou schopny včas reagovat na konkrétní podnět bezkontaktně.

= tyto spínače slouží například k zabezpečení vstupů, dveří či například různých otvorů ve strojích

= spínače se skládají ze dvou částí – vysílače a přijímače.

= v okamžiku, kdy se k sobě přiblíží na dostatečně malou vzdálenost (např. dojde k uzavření dveří), jsou výstupy spínače aktivovány.

= v okamžiku oddálení (např. otevření dveří) dojde k rozepnutí výstupů.

= spínače jsou bezkontaktní a díky tomu u nich nedochází k mechanickému opotřebení.

Důvody použití bezkontaktních spínačů:

1. pozitiva = potřeba častého a přesně časově synchronizovaného spínání, které není klasickými kontaktními přístroji dosažitelné.

               = potlačení spínacích emisí.

               = dosažení vysoké elektrické trvanlivosti spínacích přístrojů.

• negativa = vyšší výkonové ztráty polovodičových spínacích elementů v porovnání s kontaktními přístroji.

Zdroje:

https://www.proelektrotechniky.cz/vzdelavani/15.php

https://3seaseurope.com/hide-the-pain-harold-andras-arato-hungary