Biale diodki swiecace

[t0g]

Zaczynam wierzyc, ze one zaczna wkrotce odrywac powazna role jako zrodla
oswietlenia. Gdyby im tylko barwe swiatla mozna bylo troszeczke "ocieplic", to
juz by byl ideal!

Do sklepu GS-u na naszej wsi rzucono nagle nowe latarki na diodkach. Od dawna
juz sa w obiegu, ale widzialem takie na dwoch, trzech... I cena w rejonie
kilkunastu $$. A te w GS-ie mialy duzo wiecej diodek - mniejsze 12, a wieksze
28! I obie po dychaczu, wiec niedrogo i kupilem po sztuce na probe.
Rzeczywiscie, niesamowicie swieca! Troche mnie zdziwilo, ze obie, i ta mala, i
ta duza, sa na trzech paluszkach AAA. Dlaczego ta wieksza nie na AA? Przeciez
28 diod potrzebuje wiecej pradu. Z ciekawosci zmierzylem prad i wtedy sie
wyjasnilo: obie biora 120 mA. Czyli w tej wiekszej sa po prostu slabsze diody.
Ale widocznie przy mniejszym poborze pradu maja wieksza sprawnosc, bo ta z
28-diodowa matryca jednak wyraznie mocniej swieci.

Najwyrazniej diodki musialy ostatnio bardzo potaniec, skoro sie ich montuje
teraz tyle w jednej latarce! Jak tak dalej pojdzie, to moze wkrotce sie
pojawia reflektory samochodowe na diodkach?

Tylko ta barwa... w domu nie byloby przyjemnie miec lampy o takim kolorze
swiatla. Ale gdzies czytalem, ze ponoc sa biale diody, ktore umozliwiaja
zmiane barwy swiatla w pewnych granicach. Ponoc biale swiatlo uzyskuje sie na
dwa sposoby: albo diodka moze zawierac trzy diody w jednej obudowie,
niebieska, zielona i czerwona, i biale swiatlo wychodzi z ich zmieszania.
Jesli kazda z tych trzech diod ma osobne wejscie, to mozna zmieniac proporcje
pradu i w ten sposob nieco zmieniac wyapdkowa barwe. Drugi typ ponoc zawiera
tylko jedna niebieska diode, a ponadto jakis dodatkowy element, ktory zamienia
czesc niebieskiego swiatla na takie o wikszej dlugosci fali i w rezultacie
powstaje biale. Nie mam pojecia, jaki typ zastosowano w tych moich latarkach.
Jak to sprawdzic? Trzeba by przepuscic to swiatlo przez jakas siatke
dyfrakcyjna... Nie mam zadnej pod reka, wiec sprobowalem uzyc plyty
kompaktowej. Ogladajac odbiecie takiej popularnej obecnie "zarowki"
fluorescencyjnej w plytce kompaktowej, gdy umiejetnie ustawic plytke, widac
wyraznie kilka dobrze rozdzielonych obrazow o roznych barwac. Obraz latarki
jednak sprawia wrazenie "ciaglej teczy", wiec nic nie mozna wywnioskowac...
Musze chyba wziac jakas lepsza siatke dyfrakcyjna i moze wtedy cos sie uda
wyfigurowac?

A moze ktos tutaj zna sie na tych bialych diodkach i potrafi mnie, ciemniaka,
oswiecic w tej materii?

[Gość: wrr]

>Ponoc biale swiatlo uzyskuje sie na dwa sposoby: albo diodka moze zawierac trzy
>diody w jednej obudowie, niebieska, zielona i czerwona, i biale swiatlo
>wychodzi z ich zmieszania. Jesli kazda z tych trzech diod ma osobne wejscie, to
>mozna zmieniac proporcje pradu i w ten sposob nieco zmieniac wypadkowa barwe.

t0g mniej wiecej sie zgadza... wynalazek jest dosc stary juz i miedzy innymi
stosuje sie go w niektorych skanerach, tam jednak diody sa zasilane krotkimi
impulsami pradu, na przemian wszystkie, dla ulomnego ludzkiego wzroku daje to
wrazenie bialego swiatla, ale tak po prawdzie kazda linia jest oswietlana po
kolei kazdym kolorem i skanowana trzykrotnie, pozniej to sie sklada w calosc.
Tak czy siak impulsowe zasilanie diody ma nastepujace zalety:
- pozwala uzyskac wieksza jasnosc poprzez zasilanie pradem o wiekszym natezeniu
- poprawia chlodzenie przedluzajac (lub nie zmniejszajac przy wiekszych pradach)
jej zywotnosc
- pozwala regulowac jej jasnosc w sposob dowolny
Reasumujac:
majac diode trojkolorowa (RGB) i zasilajac ja impulsowo jestesmy w stanie
uzyskac _pelne_ spektrum barw w zakresie swiatla widzialnego.

[Gość: p.]

Gość portalu: wrr napisał(a):
...
> Tak czy siak impulsowe zasilanie diody ma nastepujace zalety:
> - pozwala uzyskac wieksza jasnosc poprzez zasilanie pradem o wiekszym
> natezeniu

Co prowadzi do szybszego zuzycia diody - spadku efektywnosci swiecenia

> - poprawia chlodzenie przedluzajac (lub nie zmniejszajac przy
> wiekszych pradach ) jej zywotnosc

kolejna bzdura ilosc ciepla wydzielonego na doprowadzeniach rosnie
proporcjonalnie do kwadratu pradu jaki przeplywa przez diode.

Jesli 4 krotnie zwiekszymy amplitude impulsow w porownaniu do
natezenia stalego pradu przewodzenia wtedy przy wypelnieniu 1/4
otrzymamy w sumie srednie 4 krotnie wieksze straty ciepla na doprowadzeniach
( straty chwilowe beda 16 krotnie wieksze )


> - pozwala regulowac jej jasnosc w sposob dowolny
kolejna bzdura
Gdyby tak bylo wtedy z dowolnie slabej diody mozna by 'wyciagnac'
dowolna jasnosc sterujac ja odpowiednimi impulsami.

To jest po prostu tak glupie ze az sie odechciewa czegos takiego komentowac.

Pewnie to kolejny studenciak
z Wroclawia
;o)

> Reasumujac:

Bzdury gosciu wypisujesz

> majac diode trojkolorowa (RGB) i zasilajac ja impulsowo jestesmy w stanie
> uzyskac _pelne_ spektrum barw w zakresie swiatla widzialnego.

Tez nie do konca.
Diody posiadaja pewne stale charakterystyczne dlugosci promieniowania
choc oczywiscie wypromieniowywuja swoje swiatlo w znacznie szerszym
zakresie widmowym niz robia to lasery.

Wiekszy zakres barw umozliwiaja zestawy diod o wiekszej liczbie
kolorow podstawowych niz 3 powszechnie stosowane.

Zasilanie tych diod nie zmienia tych charakterystycznych dlugosci.

[Gość: wrr]

Mister p, chrzanicie Panie, wiedza Pana jest stricte ksiazkowa, a nie
praktyczna, ja omawiam praktyczne rozwiazania takie jakie _sa_ stosowane. Nie
wnikam czy to sie komukolwiek zgadza z wzorkowymi wyliczeniami.

[Gość: p.]

Gość portalu: wrr napisał(a):

> Mister p, chrzanicie Panie, wiedza Pana jest stricte ksiazkowa, a nie
> praktyczna, ja omawiam praktyczne rozwiazania takie jakie _sa_ stosowane. Nie
> wnikam czy to sie komukolwiek zgadza z wzorkowymi wyliczeniam

To pochwalcie sie Panie wrr o ile sie Wam udalo przedluzyc zywotnosc
waszych diodek sterowanych impulsowo ??
;o)

O ile sie poprawilo dzieki temu ich chlodzenie ?
;o)

Oraz jakaz to jasnosc zescie panocku uzyskali ?

Niewiarygodna ?
Nieziemska ?

czy moze Niezmierzona ?
;o)

[absurdello]

Diod z trzema strukturami praktycznie się już nie stosuje do wytwarzania
światła białego ze względu na problemy z powtarzalnością.
Obecnie są stosowane dwa rozwiązania:

1. Niebieska dioda świecąca z In-Ga-N świecąca na luminofor dający światło
żółtawe, po zmieszaniu mamy światło quasi białe. Dioda ma tylko jedną
strukturę świecącą. Przy świeceniu na powierzchnię białą widać
nierównomierne żółto-niebieskie oświetlenie.

2. Dioda ze strukturą świecącą w ultrafiolecie oświetlającą odpowiedni
luminofor przekształacający ultrafiolet w odpowiednią barwę.

W latarkach są najprawdopodobniej diody typu pierwszego jako dające mocniejsze
światło.
Diody mogą być zasilane w kilku gałęziach równoległych przez rezystory
ograniczające (jedna dioda pracuje przy ok. 20 mA). Jeżeli baterie dają poniżej
3.6V (np. dwie szeregowo) to układ zawiera prawdopodobnie przetwornicę
impulsową (z indukcyjnością) podwyższającą (i stabilizującą) napięcie.

[Gość: p.]

absurdello napisał:

> Diod z trzema strukturami praktycznie się już nie stosuje do wytwarzania
> światła białego ze względu na problemy z powtarzalnością.

to zobacz sobie tutaj:
www.digitimes.com/displays/a20060531PR207.html

i nie jest to bynajmniej 'zabytkowe' rozwiazanie

Wiele zalezy od tego jaki efekt chcemy uzyskac i za jakie pieniadze.
Reszta postu jest ok.

pozdr

[t0g]

...i z całą pewnościa żadnej elektroniki tam nie ma. Spodziewałem się, ze
przynajmniej są oporniki ograniczające - ale TEŻ nie ma, dwadzieścia osiem
diodek przylutowanych jest bezpośrednio do ścieżek w kształcie podwójnej spirali
na płytce z laminatu, i to jest wsjo. Bez oporników ograniczających?!!! Może te
diodki sa robione specjalnie do latarek i mają opornik juz "scalony" w środku?
Przeciż przy równoległym łączeniu diód MUSZĄ być oporniki, nie?

[Gość: p.]

t0g napisał:

> ...i z całą pewnościa żadnej elektroniki tam nie ma. Spodziewałem się, ze
> przynajmniej są oporniki ograniczające - ale TEŻ nie ma, dwadzieścia osiem
> diodek przylutowanych jest bezpośrednio do ścieżek w kształcie podwójnej
> spirali na płytce z laminatu, i to jest wsjo. Bez oporników
> ograniczających?!!! Może te
> diodki sa robione specjalnie do latarek i mają opornik juz "scalony" w
> środku?
> Przeciż przy równoległym łączeniu diód MUSZĄ być oporniki, nie?

Nie zawsze mister professor
;o)

Ogniwa bateryjek tez maja swoje Rw
;o)

A diodki swoje.

W koncu nie masz na nie 3-letniej gwarancji.
Wazne jest by jasno swiecily
;o)

No i ta spirala tez moze miec znaczenie

[Gość: p.]

[europitek]

Można też "podejrzliwie" przyjrzeć się samej płytce, na której są zamontowane. Może to być płytka warstwowa, choć wątpię by do takiej latareczki jej użyto.

[Gość: p.]

europitek napisał:

> Można też "podejrzliwie" przyjrzeć się samej płytce, na której są
> zamontowane.
> Może to być płytka warstwowa, choć wątpię by do takiej latareczki jej użyto.

Odpowiedz jest dosyc prosta gdy sie zna poziom napiecia
przy ktorym swieca takie biale diody.

Jesli przyjmiemy nawet Rw = 0.2 ohma dla pojedynczego ogniwa AAA
co jest wartoscia i tak zapewne zanizona to dla 3 ogniw daje to juz 0.6
jesli doprowadzenia + owa spiralka dadza 0.9 to razem jest juz 1.5

jesli diody pracuja przy napieciu 3.9 V to pozostaje 0.6 V zapasu
akurat na to by ogniwa sie mogly rozladowac.

Oczywiscie wyliczenia te sa troche z powietrza, ale zasada
pozostaje ta sama maly zapas napiecia, duzo diod, wiec jak nawet
poplynie tam nieco wiekszy prad przy nowych bateriach
to i tak dla poszczegolnych diod nie wzrosnie on na tyle by ja zbyt
szybko uszkodzic.

[t0g]

w poszczegolnych diodach. Ze wzgledu na bardzo silnie nieliniowa charakterystyke
pradowo-naoieciowa diody, jesli charakterystyki dwoch polaczonych rownolegle
diod beda sie minimalnie roznic, to praktycznie caly prad poplynie przez jedna,
a druga bedzie ledwo bzdzic. Co mnie dziwi, to to, ze ta matryca 28 diod swieci
bardzo rowno.

Pracowalem kiedy przy instalacji, w ktorej baterie kondensatorow naladowanych do
3 kV (zajmowaly pomieszczenie o kubaturze 60 m^3) rozladowywalo sie impulsem o
czasie trwania 1 ms, i prad byl rzedu 100 kA.Prad wlaczalo sie przy pomocy
tyrystorow, ktore byly wysokonapieciowe i wysokopradowe, ale nie az tak
wysokopradowe, zeby wytrzymaly az 100 kA - pojedynczy, nawet w tak krotkim
impulsie, mogl najwyzej 10 kA zniesc. No i to trza bylo je laczyc rownolegle i
starannie dobierac kazdemu indywidualnie opornik. To byly oporniki mikro-ohmowe,
oczywiscie. Bez tych opornikow, ze wzgledu na mala roznice w charakterystyce
indywidualnych tyrystorow, caly prad szedl praktycznie przez mala czesc z
dziesiatki.

Dobranie tych opornikow to byla piekielna praca. W koncu zrezygnowalismy z
wysokiej technologii i wrocilismy do staroci, mianowicie lamp o nazwie ignitron.
Pojedyncze ignitrony na prad 100 kA istnialy. Taki ignitron byl mniej wiecej
mojego wzrostu (a ja mam wzrost nieco powyzej sredniego, 184) i wazyl ze trzy
razy tyle, co ja.

Dawne czasy... Dodam jeszcze, ze to wszystko sie dzialo w b. ZSRR, w Moskowskoj
Oblasti, w gorodie Dubna nad Wolgoj riekoj.

[Gość: p.]

t0g napisał:

> w poszczegolnych diodach. Ze wzgledu na bardzo silnie nieliniowa
> charakterystyke
> pradowo-naoieciowa diody, jesli charakterystyki dwoch polaczonych rownolegle
> diod beda sie minimalnie roznic, to praktycznie caly prad poplynie przez
> jedna, a druga bedzie ledwo bzdzic. Co mnie dziwi, to to, ze ta matryca 28
> diod swieci bardzo rowno.

To policz sobie potrzebny Twoim zdaniem opor takiego opornika wyrownawczego.
Wylutuj jednia diode. Sciagnij jej charakyerystyke i porownaj
swoje zalozenia z praktyka.

Okazuje się, że można zamawiać LED-y

[absurdello]

z wbudowanym rezystorem ograniczającym prąd co upraszcza konstrukcję latarki.

Jak tu dla "naprzykładu":

www.maplin.co.uk/searchtemplate.asp?criteria=LED%20INTERNAL%20RESISTOR
Producent latarek zamawia duże partie diod bezpośrednio od producenta. Dioda ma
rezystor dostosowany do konkretnego zasilania.

Jak się da rezystor np. 82 ohmy dla zasilania 4.5V to mamy prąd jednej diody

I=(4.5-3.68)/82=10 mA, razy 12 mamy te 120 mA

[Gość: p.]

absurdello napisał:

> z wbudowanym rezystorem ograniczającym prąd co upraszcza konstrukcję latarki.
>
> Jak tu dla "naprzykładu":
>
> www.maplin.co.uk/searchtemplate.asp?criteria=LED%20INTERNAL%20RESISTOR
> Producent latarek zamawia duże partie diod bezpośrednio od producenta. Dioda
> ma rezystor dostosowany do konkretnego zasilania.
>
> Jak się da rezystor np. 82 ohmy dla zasilania 4.5V to mamy prąd jednej diody
>
> I=(4.5-3.68)/82=10 mA, razy 12 mamy te 120 mA

Mozna, tylko nie zawsze to ma sens.
Jesli napiecie nie jest stabiizowane jak w przypadku latarki na baterie,
wbudowany opornik zabezpieczy jedynie przed nadmiernym wzrostem pradu
w przypadku niektorych diod lecz wzrost ten moze byc znaczacy jedynie dla
bardzo niskich pradow rzedu 1-5 mA, dla pradow rzedu 10-20 mA ten rozrzut
juz nie bedzie tak wielki ze wzgledu na rezystancje doprowadzen.
Jesli glownym celem jest wyciagniecie z latarki maksimum jasnosci przy
efektywnym zuzyciu pradu to dodatkowe oporniki tylko beda pogarszaly
sprawnosc takiej latarki.

Są też diody z elektroniczną stabilizacją prądu ..

[absurdello]

ale nie przypuszczam by ich tu używano ze względu na cenę.
Przypuszczam, że sprawnością latarki nikt się nie przejmuje (no może w
rozwiązaniach dla wojska), bo i tak klient nie ma możliwości sprawdzenia takich
parametrów a chodzi o minimalizację kosztów produkcji.

Rezystancje doprowadzeń przy połączeniach lutowanych są dużo mniejsze niż nawet
rezystancja baterii, więc one nie rzutują na sprawność układu do tego przy
prądach rzędu nawet dziesiątem mA.
Nowe rozwiązania diod, ze względu na oszczędność złota, mają cieńsze
doprowadzenia do struktury przez co nie nadają się do podwyższania sprawności
przez zasilanie impulsowe (rosną straty w oporności doprowadzenia do struktury).

Poniżej zamieściłem wyniki symulacji rzeczywistej diody (model nieliniowy)
włączonej szeregowo z rezystorem 82 ohmy i zasilanej ze źródła o zmiennym
napięciu.

Ub - napięcie baterii [V]
Id - prąd diody [mA]
Pc - moc całkowita dostarczona do układu = Ub*Id [mW]
Pr - moc tracona w rezystorze = Id*Id*R [mW]
Sprawność układu =100% *(Pc-Pr)/Pc [%]
Moc optyczna jest w przybliżeniu liniowa do mocy dostarczonej do diody:
Popt=(Pc-Pr)*sprawnośc_energetyczna (np spr_en=0.45)

Ub.......Id.......Pc.......Pr.....Sprawność....Popt...Poptmax/Popt
[V].....[mA].....[mW].....[mW].....[%].........[mW]...............
-------------------------------------------------------------------------
3,0.....0,4......1,29.....0,02.....98,8........0,6....1:34
3,1.....0,7......2,03.....0,04.....98,3........0,9....1:22
3,2.....1,0......3,09.....0,08.....97,5........1,4....1:15
3,3.....1,4......4,51.....0,15.....96,6........1,9....1:10
3,4.....1,9......6,32.....0,28.....95,5........2,7....1:7
3,5.....2,4......8,53.....0,49.....94,3........3,6....1:5
3,6.....3,1.....11,14.....0,79.....92,9........4,7....1:4
3,7.....3,8.....14,13.....1,20.....91,5........5,8....1:3
3,8.....4,6.....17,48.....1,73.....90,1........7,1....1:2,8
3,9.....5,4.....21,17.....2,42.....88,6........8,4....1:2,3
4,0.....6,3.....25,19.....3,25.....87,1........9,9....1:2,0
4,1.....7,2.....29,52.....4,25.....85,6.......11,4....1:1,7
4,2.....8,1.....34,16.....5,42.....84,1.......12,9....1:1,5
4,3.....9,1.....39,08.....6,77.....82,7.......14,5....1:1,3
4,4.....10,1....44,30.....8,31.....81,2.......16,2....1:1,2
4,5.....11,1....49,79....10,04.....79,8.......17,9....1:1,2
4,6.....12,1....55,55....11,96.....78,5.......19,6....1:1,0

Widać tu, że sprawność układu rośnie z rozładowywaniem się baterii.
Przy zmianie napięcia od 4.6 do 3.6V moc optyczna maleje czterokrotnie
(od 4.6 do 4 tylko dwukrotnie).

[Gość: p.]

absurdello napisał:

> ale nie przypuszczam by ich tu używano ze względu na cenę.

Nawet gdynby zastosowano tam takie diody to uklad taki przestalby dzialac
ze wzgledu na szeregowa rezystancje wewnetrzna ogniw przy coraz mniejszym
napieciu gdy baterie sie rozladowywuja.
Po prostu przy pewnym spadku napiecia nie daloby sie z baterii
wycisnac wiecej mocy by utrzymac okreslony staly prad.


> Przypuszczam, że sprawnością latarki nikt się nie przejmuje (no może w
> rozwiązaniach dla wojska), bo i tak klient nie ma możliwości sprawdzenia
> takich parametrów a chodzi o minimalizację kosztów produkcji.

Tu nie tyle idzie o sprawnosc co o maksymalny efekt na kliencie.
Diody bez rezystorow wyrownawczych beda pobieraly wiecej pradu,
tyle ile sie da wycisnac z baterii.

W przypadku latarki t0g mysle ze bez tych opornikow
dalo by sie wycisnac jakies 250-300 mA z trzech ogniw AAA
czyli 2-2.5 raza wiecej, a prady maksymalne poszczegolnych
diodek nie powinny wtedy przekraczac 30-40 mA przy rozrzucie
charakterystyk 150 mV i rezystancji doprowadzen 5 ohmow.

To ile taka latarka popracuje na bateriach juz ma mniejsze znaczenie.

>
> Rezystancje doprowadzeń przy połączeniach lutowanych są dużo mniejsze niż
> nawet rezystancja baterii, więc one nie rzutują na sprawność układu do tego
> przy prądach rzędu nawet dziesiątem mA.

Rezystancje doprowadzen to nie rezystancja lutowanych polaczen
a tego co w srodku doprowadza prad do struktur polprzewodnikowych.
A takze rezystancja szeregowa samych struktur.

> Nowe rozwiązania diod, ze względu na oszczędność złota, mają cieńsze
> doprowadzenia do struktury przez co nie nadają się do podwyższania sprawności
> przez zasilanie impulsowe (rosną straty w oporności doprowadzenia do
> struktury)

I wlasnie te cienkie doprowadenia maja juz na tyle duza rezystancje ze
w pewnych przypadkach moze ona zadowalajaco spelniac role
rezystorow wyrownawczych.

pozdr

[Gość: w++]

absurdello napisał:

> z wbudowanym rezystorem ograniczającym prąd co upraszcza konstrukcję latarki.

Zdaje się że niektóre latarki uproszczone sa znaczniej. Przyjrzałem się latarce
na jednej białej diodzie led, zasilanej z czterech ogniw pastylkowych AG3 (do
dostania w komplecie z bateriami za 2zł ;) ). Opornika żadnego nie widać.
Co się okazało? Zmierzyłem najpierw prąd. Wynosił ok 55mA z lekką tendencją do
spadku. Hmm.. trochę dużo jak na parametry przeciętnej ledy, ale za to, jak daje
po oczach :).
Ciekawsze okazało się zmierzenie napięcia na ogniwach. Bez świecenia wynosiło 6V
ale podczas świecenia spadało na 3,6V co jest dokładnie napięciem przewodzenia
tego typu ledów. Czyli żadnego opornika nie ma w układzie. Po prostu opornikiem
była oporność ogniw.
W tych latarkach jakie opisał t0g możliwe że było tak samo, stąd na przykład
taki sam prąd, niezależnie od ilości diod. I zastosowanie akurat ogniw AAA,
zamiast większych. Pewno typowe 3 sztuki AAA obciążone do napięcia ok. 3,6V dają
mniej więcej 120mA, czyli to co t0g zmierzył.
A diody możliwe że tylko selekcjonowane na podobną charakterystykę
prądowo-napięciową w jednej latarce.

[Gość: p.]

Gość portalu: w++ napisał(a):
...
> Ciekawsze okazało się zmierzenie napięcia na ogniwach. Bez świecenia wynosiło
> 6V ale podczas świecenia spadało na 3,6V co jest dokładnie napięciem
> przewodzenia tego typu ledów. Czyli żadnego opornika nie ma w układzie.
> Po prostu opornikiem była oporność ogniw.
> W tych latarkach jakie opisał t0g możliwe że było tak samo, stąd na przykład
> taki sam prąd, niezależnie od ilości diod. I zastosowanie akurat ogniw AAA,
> zamiast większych. Pewno typowe 3 sztuki AAA obciążone do napięcia ok. 3,6V
> dają mniej więcej 120mA, czyli to co t0g zmierzył.

Jesli 120mA te 28 diodek bierze przy nowych bateriach to napiecie na
bateriach nie powinno spac ponizej 4.1 V.
Znaczyloby to ze faktycznie te diody posiadaja wbudowane oporniki
szeregowe.

Jezeli zas producent latarki chcialby uzyskac maksymalna jasnosc
tanim kosztem wtedy oprniki szeregowe beda zbedne gdy przez diody
beda plynely prady rzedu 20 mA.
Wtedy naturalna opornosc doprowadzen wewnatrz diody(do struktury)
bedzie zadowalajaco spelniala role takiego rezystora wyrownawczego
zwlaszcza wtedy gdy nie zalezy nam specjalnie na rownomiernosci
swiecenia poszczegolnych diodek.

Latarka ma przeciez sluzyc do oswietlania a nie do podziwiania jak
rownomiernie swieci w srodku.

> A diody możliwe że tylko selekcjonowane na podobną charakterystykę
> prądowo-napięciową w jednej latarce.

To juz chyba taniej by bylo jednak uzyc diod ze zintegrowanymi opornikami.

[Gość: w++]

Gość portalu: p. napisał(a):

> Jesli 120mA te 28 diodek bierze przy nowych bateriach to napiecie na
> bateriach nie powinno spac ponizej 4.1 V.

Tak myślę, skąd Tobie wyszło te 4.1V ? Mierzyłeś konkretnie?
Typowe diody mają przy tym prądzie 120mA/28 = ok. 4mA, napięcie przewodzenia
rzędu 3.2 V, jak widzę w karcie katalogowej.


> To juz chyba taniej by bylo jednak uzyc diod ze zintegrowanymi opornikami.


Myślę że takich dylematów nie mają producenci skrajnie tanich latarek (bo o
takich tu dyskutujemy). Dają po prostu zwykłe diody bez rezystora a jedynym
ogranicznikiem prądu jest oporność wewnętrzna ogniw.

[Gość: p.]

Gość portalu: w++ napisał(a):

> Gość portalu: p. napisał(a):
>
> > Jesli 120mA te 28 diodek bierze przy nowych bateriach to napiecie na
> > bateriach nie powinno spac ponizej 4.1 V.
>
> Tak myślę, skąd Tobie wyszło te 4.1V ? Mierzyłeś konkretnie?

Zwarlem uzywana baterie AAA przez amperomierz i pokazalo mi 2A
wiec Rw=0.7ohm dla 3 ogniw to jest 2.1 jesli jeszcze tam dojdzie
rezystancja tej spirali sciezek to moze byc razem ze 3.
Dla 120 mA to by dalo z 0.36 V spadku. Dla nieco rozladowanych baterii
moglo by byc nawet troche mniej niz 4.1 ale wtedy tez prad w sumie bylby nizszy.


> Typowe diody mają przy tym prądzie 120mA/28 = ok. 4mA, napięcie przewodzenia
> rzędu 3.2 V, jak widzę w karcie katalogowej.

Ja nie patrzylem po kartach katalogowych tylko
tak z glowy rzucilem 3.9V ale jak widze takie napiecia to maja
power LEDy na kilkaset mA.

>
>
> > To juz chyba taniej by bylo jednak uzyc diod ze zintegrowanymi opornikami
> .
>
>
> Myślę że takich dylematów nie mają producenci skrajnie tanich latarek (bo o
> takich tu dyskutujemy). Dają po prostu zwykłe diody bez rezystora a jedynym
> ogranicznikiem prądu jest oporność wewnętrzna ogniw.

dokladnie

[scept89]

Wikipedia niezle opisuje typy:
en.wikipedia.org/wiki/LED#Blue_and_white_LEDs
A tutaj jest o LED quantum dots + spektra emisji:
www.physorg.com/news7421.html
Lampki czolowki (np Petzl) na diodach to jest to ;-)

[t0g]

niera-elektronika?

Pomysl z wylutowywaniem jednej diodki, jaki on podaje, jest dosc burakowaty, bo
te sama informacje mozna doskonale uzyskac mierzac charakterystyke
pradowo-napieciowa calej matrycy. A o ile mniej pracy! Ja jeszcze rozuiem, ze
ktos tylko po technikum nie bylby w stanie wymyslec lepszej recepty, ale
inzynier?....

Diodka ma charakterystyke wykladnicza, kiedys pracowalem w Glownym Komitecie
Olimpiady Fizycznej i przygotowywalem zadania doswiadczalne na zwawody finalow -
kiedys jedno bylo z diodami, to ja wtedy przebadalem systematycznie
charakterystyki z 50 sztuk, no i w skai pol-logarytmicznej one sie przepieknie
ukladaly na prostej, cos przez siedem czy osiem dekad natezenia. Zmiany
spowodowane opornikiem powinno byc widac jak na dloni, no matter, czy to bedzie
jedna diodka, czy ilestam polaczonych rownolegle. Jak bede mial chwile czasu, to
moze zrobie taki pomiar.

[Gość: w++]

t0g napisał:

> Diodka ma charakterystyke wykladnicza

No powiedzmy ;)

Uproszczony wzór na spadek napięcia od prądu w diodzie w kierunku przewodzenia
używany w PSpice:

Vfwd = Ifwd * Rs + N * Vt * ln( Ifwd / Is + 1 )

(polecany zresztą dla modelowania LED tutaj:
www.edn.com/article/CA60961.html?1=1
)

Znalazłem jakąś typową białą diodę, w obudowie 5mm, z InGaN plus luminofor,
czyli dokładnie taką jak powszechnie stosuje się w latarkach:

urlcut.com/1bugs


A to parametry modelu PSpice tej diody podane przez producenta:

.MODEL LW_541C-typ D
+ IS=414.48E-15
+ N=5
+ RS=22.499

Zaskakująco wygląda wartość RS oporności wewnętrznej (występującej w równaniu
poza członem logarytmicznym). Przy takiej wartości, widać już chyba jasno,
dlaczego praktycznie można się obejść bez oporników wyrównawczych.

A wracając do badań widma tych diod. Użyłem takiego samego "spektroskopu" jak Ty
i rzeczywiście widmo wygląda na ciągłe, bardziej zbliżone do żarówek, niż do
dziwacznego widma świetlówek kompaktowych, z jedną różnicą. Jest ucięte na
niebieskim, zupełny brak odcieni fioletu, co zresztą wynika z ich konstrukcji.

[t0g]

Zmierzylem charakterystyke pradowo-napieciowej jednej pojedynczej diodki, ktora
mialem - a nastepenie takaz charakterystyke tej samej diodki z przylaczonym
szeregowo opornikiem 47 ohmow. Pozniej zas charakterystyke calej matrycy 11
diodek z jenej latarki.

We wszystkich trzech przypadkach narysowalem wykresy i dopasowalem do nic krzywe
wedlug wzoru. Punkty pomiarowe bardzo pieknie leza na krzywych!

Pierwszy wniosek jest taki, ze chyba te diodki w latarce nie maja zadnych
opornikow. Sprobuje te wykresy jakos pokazac tutaj.

[t0g]

nanie idealnej diody p-n, czyli tzw. "rownanie Shockley'a", do ktorej jeszcze
dochodzi opornosc szeregowa.

Nie mialem racji i zarazem mialem, piszac o zaleznosci wykladniczej. Generalnie
ona nie jest, ale przy typowych wartosciach opornosci omowej, 10-20 ohmow, to w
zakresie pradow mikroamperowych napiecie zwiazane z ta opornoscia jest
zaniedbywalnie male. Natomiast ze wzgledu na bardzo mala wartosc parametru w
mianowniku ulamka w argumencie logarytmu, ta jedynka w argumencie przestaje
odgrywac jakakolwiek role juz przy pradach rzedu pewnie nanomamperow. Zatem w
dosc szerokim zakresie natezenia (kilka dekad) prawa steona rownania redukuje
sie praktycznie tylko do czlonu logarytmicznego bez tej jedynki, a zatem, jak
odwrocimy, to dostaniemy wykladnicza zaleznosc pradu. Ale to jest jednak ponizej
"zakresu uzytkowego" - faktycznie, przy takich pradach, jakie chcemy uzywac, to
juz trzeba uzywac wzoru w pelnej postaci (choc nadal z wylaczeniem tej jedynki w
logarytmie).

Wzor zawiera de facto trzy nieznane parametry. Mozna je wyznaczyc przez
"fitowanie" wzoru teoretycznego (nie wiem, czy termin "fitowanie" przyjal sie
tylko wsrod fizykow, czy w szerszym gronie? - chodzi o dopasowywnie funkcji do
punktowe pomiarowych, co najczesciej sie robi metoda najmniejszych kwadratow),
ale fit w zakresie "pradow uzytkowych" jest dosc niepewny. Ale w zakresie
mikroamperowym w istocie wazne sa tylko dwa parametry, wiec mona je najpierw
wyznaczyc z tego kawalka charakterystyki, a pozniej dofitowac trzeci parametr,
czyli opornosc.

Mnie dla pojedynczej diodki, ktora mialem, wyszlo 11 omow. A wynik otrzymany
dla matrycy po pomnozeniu przez liczbe diod w matrycy dal bardzo zblizona
wartosc. Zatem chyba sama opornosc omowa diodki jako taka pelni role tej
"wyrownujacej", i zadnych dodatkowych oporkow, jak sie wydaje, juz nie wsadzaja
do takiej taniochy.

Przy okazji czytania na webie o rownaniu Shockley'a, przypomnialem sobie o
facecie, ktory spowodowal, ze Shockley nie mogl dostac patentu na FET-a, bo
tamten wczesniej od niego to wymyslil i opatentowal. Ten facet byl Lwowianinem z
pochodzenia, bardzo ciekawa postac, warto by kiedys o nim napisac cos na FN.
Nazwisko mi zdazylo wyleciec z glowy, choc przed chwila dopiero o nim czytalem.

[Gość: p.]

Gość portalu: w++ napisał(a):

> t0g napisał:
>
> > Diodka ma charakterystyke wykladnicza
>
> No powiedzmy ;)
>
> Uproszczony wzór na spadek napięcia od prądu w diodzie w kierunku przewodzenia
> używany w PSpice:
>
> Vfwd = Ifwd * Rs + N * Vt * ln( Ifwd / Is + 1 )
>
> (polecany zresztą dla modelowania LED tutaj:
> www.edn.com/article/CA60961.html?1=1
> )
>
> Znalazłem jakąś typową białą diodę, w obudowie 5mm, z InGaN plus luminofor,
> czyli dokładnie taką jak powszechnie stosuje się w latarkach:
>
> urlcut.com/1bugs
>
>
> A to parametry modelu PSpice tej diody podane przez producenta:
>
> .MODEL LW_541C-typ D
> + IS=414.48E-15
> + N=5
> + RS=22.499
>
> Zaskakująco wygląda wartość RS oporności wewnętrznej (występującej w równaniu
> poza członem logarytmicznym). Przy takiej wartości, widać już chyba jasno,
> dlaczego praktycznie można się obejść bez oporników wyrównawczych.

Sama wysoka wartosc rezystancji szeregowej jeszcze
o niczym nie swiadczy szczegolnie dla bardzo malych pradow
przewodzenia.
Natomiast w polaczeniu z wysokim wspolczynnikiem emisji
i powtarzalnoscia charakterystyk dosyc dobrze niweluje potrzebe stosowania
takich opornikow.

Nawet gdyby Rs bylo bliskie 0 to charakterystyki musialyby miec duzy
rozrzut by w zblizonej temperaturze wykazywac roznice po kilkadziesiat mV
i wiecej dla tych samych pradow by prady przewodzenia przy jednakowym
napieciu roznily sie o wiecej niz kilkadziesiat procent.

Przy takim wsp. emisji Rs=22 tak dobrze spelnia role rezystancji
wyrownawczej jak Rs=4.4 dla diody krzemowej ze wsp.emisji N=1,
tzn. na diody krzemowej 5 krotnie mniejsza roznica w spadkach napiec
na rezystancji szeregowej powoduje tylukrotne wyrownanie
pradu w diodach o roznych charakterystykach przy N bliskim 1,
co roznica dla diod o N bliskim 5.

Przykladowo w temperaturze pokojowej jesli dla tego samego napiecia
iloraz pradow dwu diod polaczonych rownolegle o N~1 bylby rowny e, to aby
zmniejszyc go ponizej 1.3 wtedy spadek na rezystancji wyrownawczej
musi wyniesc 3/4*Vt gdzie Vt=25mW ,czyli okolo 19mV
aby uzyskac analogiczny efekt dla diod ktore maja N~5
ten spadek musi siegnac 95 mV.

Wniosek dokladne wyrownywanie pradu dla diod o N~5 przy pomocy
rezystorow wyrownawczych prowadzi do wiekszych strat energii
i w przypadku urzadzen zasilanych z baterii ma sens wtedy gdy
straty te nie beda zbyt wielkie, czyli dla malych i bardzo malych pradow,
bo straty to I^2*Rs, gdzie Rs to szeregowa rezystancja wyrownawcza.

Dla wiekszych pradow mozemy sobie pozwolic na odpowiednie
zmniejszenie Rs, co i tak nie zapobiegnie zwiekszeniu strat.
Jednak powyzej okreslonego pradu przy zakladanym rozrzucie
charakterystyk dochodzimy do punktu w ktorym Rs wynkla z budowy samej diody
spelnia zadowalajaco role rezystancji wyrownawczej.

Moze teraz t0g bedzie usatysfakcjonowany
;o)

A tak nawiasem mowiac wyliczanie N i Rs dla matrycy
o elementach wykonanych z duzym rozrzutem moze byc
troche bardziej klopotliwe niz wylutowanie jednej diody
i sciagniecie jej indywidualnej charakterystyki.

Ale widocznie psorki z Oregonu wiedza lepiej
;o)

[t0g]

prawdziwy inżynier podsunął wzór. I wszystko wystarczyło. Dwa zdania wypowiedziane
przez prawdziwego inżyniera są tysiac razy wiecej warte, niz tony mędrkowiania w
wykonaniu inżynierka.

[Gość: p.]

t0g napisał:

> prawdziwy inżynier podsunął wzór. I wszystko wystarczyło. Dwa zdania
> wypowiedziane przez prawdziwego inżyniera są tysiac razy wiecej warte, niz
> tony mędrkowiania w wykonaniu inżynierka

Ale to bardzo elementarny wzor psorku
;o)

W dodatku ten prosty wzor i tak zawiera dla ciebie
mnostwo zgadek np. od czego zalezy N i jaki jest jego rozrzut
w danej probce elementow.

Wyjsnienia wymagaloby tez jak sie zmienia Vt w funkcji temperatury
i jak to moze wplywac na rownomiernosc swiecenia rownolegle
polaczonych diod.

Oczywiscie ktos kto ma blade pojecie o czym mowa to takie
rzeczy zna niemal na pamiec, a nawet jak juz sie cos zapomni to latwo
mozna sobie wszystko przypomniec na nowo.

Dla ciebie psorku jak widac ten wzorek to niczym
odkrycie drugiej ameryki
;o)

Tutaj jest opis podswietlenia LED do 7`` LCD

[Gość: p.]

www.eeproductcenter.com/passives/brief/showArticle.jhtml?articleID=188702418


Oferuja podswietlenia o jasnosci 3500-8000 cd/m2

czyli dla panela o pow 130cm2 natezenie bedzie od 45 do 104 cd

a strumien swiatla dla kata polpelnego od 280 do 640 lumenow
czyli tyle co dla zarowek 25-60W.

Przy sprawnosci 25lm/W takie podswietlenia beda braly od 10W do 25W.

Cena w ilosciach produkcyjnych $7-$10, czyli tyle ile
nasz psorek wybulil na swoja latarenke ktora mu daje kilka lumenow.


A sa juz diody ktore maja wydajnosc 70lm/W tyle ze jeszcze nie sa tak tanie.

[t0g]

z psem wieczorem? Opanuj sie, nadwislanski mutancie!

[Gość: p.]

t0g napisał:

> z psem wieczorem? Opanuj sie, nadwislanski mutancie!

Nie panel psorku oregonski,
a jego podswietlenie, ktore jest nieduzo wieksze od tabliczki
czekolady.

No chyba ze jestes takim anemikiem ze nie udzwigniesz
;o)

[t0g]

Gość portalu: p. napisał(a):

> t0g napisał:
>
> > z psem wieczorem? Opanuj sie, nadwislanski mutancie!
>
> Nie panel psorku oregonski,
> a jego podswietlenie, ktore jest nieduzo wieksze od tabliczki
> czekolady.
>
> No chyba ze jestes takim anemikiem ze nie udzwigniesz
> ;o)


Chyba Ty rzeczywiscie masz syndrom Downa. Elektryczna maszynke do mielenia
miesa i kieszonkowa frezarke tez mam zabierac na spacer z psem?

[t0g]

korepetycji, to zaczalem powaznie podejrzewac, ze masz kuku na muniu.

Tamten pomysl z udzielaniem korepetycji mozna by porownac, na przyklad, z
takim, zeby mieszkaniec Afryki Saharyjskiej otworzyl przedsiebiorstwo budowlane
specjalizujace sie w budowaniu igloo.

[Gość: p.]

t0g napisał:

> korepetycji, to zaczalem powaznie podejrzewac, ze masz kuku na muniu.
>
> Tamten pomysl z udzielaniem korepetycji mozna by porownac, na przyklad, z
> takim, zeby mieszkaniec Afryki Saharyjskiej otworzyl przedsiebiorstwo
> budowlane specjalizujace sie w budowaniu igloo.

Fakt, nie wiazelem pod uwage kogo ty uczysz
;o)

[t0g]

Gość portalu: p. napisał(a):

> Fakt, nie wiazelem pod uwage kogo ty uczysz
> ;o)

Miedzy innymi, przyszlych pracownikow firmy "Intel" - tak, tak, wiem, nie masz
chlamu z tej oregonskiej nieudacznej firmy w swoim kompie, bo tam w
Priwislanskim Kraju robicie znacznie lepsze.

[Gość: p.]

t0g napisał:

> Gość portalu: p. napisał(a):
>
> > Fakt, nie wiazelem pod uwage kogo ty uczysz
> > ;o)
>
> Miedzy innymi, przyszlych pracownikow firmy "Intel" - tak, tak, wiem, nie
> masz
> chlamu z tej oregonskiej nieudacznej firmy w swoim kompie, bo tam w
> Priwislanskim Kraju robicie znacznie lepsze.

Lepiej psorku pokaz te swoje charakterystyki ktore
ci sie udalo sciagnac
;o)

Albo popros swoich bylych studenciakow z Intela
zeby ci pomogli
;o)

Bo na razie to robisz z siebie jelenia
nieprzecietnego
;o)

[Gość: p.]

t0g napisał:
...
> Chyba Ty rzeczywiscie masz syndrom Downa. Elektryczna maszynke do mielenia
> miesa i kieszonkowa frezarke tez mam zabierac na spacer z psem?

Nie wiem jak z frezarka czy maszynka, ale kaganiec to moglbys
zabierac psorku
;o)

[t0g]

pojedynczej diodki - kliknij na link:

oregonstatephysics.net/AAA/dioda1.wav
Umiescilem to w osobnym watku, tu powtarzam, na wypadek, jesli Eraster uzna
watek za nieodpowidni i posle go na osla.

[Gość: w++]

t0g napisał:

> pojedynczej diodki

Zaskoczył mnie Twój zdecydowanie dziwny sposób przekazania krótkiej tabelki z
liczbami :) , ale wklepałem to do excela i porównałem z modelem podanym przez
Osram dla swoich diodek. Krzywe się znacznie różniły ale wystarczyła zmiana Rs z
22 na 10 omów i krzywe się prawie nakryły:

img240.imageshack.us/img240/1167/whiteled2wl.gif



Myślę że bardzo nieznaczną zmianą N i Is można by w ten graficzny sposób znaleźć
bez problemu dokładny model tego egzemplarza który obmierzyłeś, ale z uwagi na
rozrzuty parametrów, można chyba uznać że te współczynniki tylko po korekcie Rs
opisują znakomicie populację diod w Twojej latarce. Badanie w zakresie małych
prądów chyba nie ma sensu.

[t0g]

Gość portalu: w++ napisał(a):

> t0g napisał:
>
> > pojedynczej diodki
>
> Zaskoczył mnie Twój zdecydowanie dziwny sposób przekazania krótkiej tabelki z
> liczbami :) ,

To bylo w ramach przekomarzania sie z p. - chyba zauwazyles, ze nie palamy do
siebie bardzo cieplymi uczuciami. Przykro mi, ze narazilem Cie na mozolne
wstukiwanie! Bym Ci przyslal plik, gdybym tylko znal adres e-mailowy.

Jesli sie do tej charakterystyki, ktora "odczytalem", doda punkty zmierzone w
zakresie mikroamperow, to mozna uzyskac dopasowanie krzywej, ktore wydaje sie
bardzo rzetelne, no i opor wychodzi wtedy 20 omow, tak samo, jak w Twojej. Z
tym, ze powyzej 10 mA charakterystyka zaczyna odstawac od tej krzywej i "zaginac
sie w dol". Niestety, z jakis powodow nie moge zaladowac obrazka z domu na moja
prywatna witrynke oregonstatephysics.net, nie wiem, czemu nie dziala? Wiec
dopiero jutro bede mogl, czyli wieczorem Twojego czasu.

Zastanawiam sie, czy to mozna w jakis sposob wytlumaczyc to "zaginanie sie w
dol" charakterystyki? Przy wiekszych pradach pewnie cale wnetrznosci diody
zaczynaja sie odrobine grzac. Zaginanie w dol odpowiadalo by zmniejszaniu sie
oporu, a polprzewodniki maja wlasnie ujemny wspolczynnik temperaturowy, wiec
moze to jest z tym zwiazane? Ale ja tylko tak "glosno mysle", moze przyczyna
jest zupelnie inna?

Bardzo dziekuje za obrazek i przesle moj, jak tylko bede mogl (tym razem nie na
fonii, tylko na wizji!).

Serdecznosci, t0g

PS. Ja te pomiary robilem "na piechote" na bardzo rozklekotanym sprzecie na
pracowni studenckiej, bo niczym lepszym akurat nie dysponuje. Stad takie dziwne
wartosci, bo ustalic okragla wartosc potencjometrem na tym zasilaczu, ktorego
uzylem, bylo niesposob (to niby jest bez znaczenia - ale jak ja bylem studentem
i jeszcze sporo lat pozniej, to wykresy sie robilo na papierze milimetrowym i
dlatego czlowiek zawsze chcial miec "okragle" liczby na jednej przynajmiej osi
- no i mnie to przyzwyczajenie pozostalo i zle sie czuje, jak nie moge takiej
okraglej wartosci ustawic). Ponadto do zmierzenia napiecia i natezenia uzylem
niezbyt wyrafinowanych cyfrowych multawek. Ponoc przy pomiarze napiecia opornosc
wejsciowa jest 1000 Mega (tak przynajmniej napisano na przyrzadzie), wiec
natezenia powinny byc uczciwe.

[t0g]

Juz jest do ogladania, zobacz post w sasiednim watku.

[t0g]

Odkrylem, ze poczatkowo zmierzona wartosc 120 mA dla obu latarek byla bledna,
najprawdopodobniej z powodu wadliwego przyrzadu. Teraz, mierzac przy pomocy
miernika, ktory, jak sprawdzilem, na pewno jest dobry, otrzymalem dla jednej z
latarek (12 diod) prawie 700 mA (druga jest w domu, wiec na razie nie moge
sprawdzic). Wiecej o tym napisalem tu:

forum.gazeta.pl/forum/72,2.html?f=32&w=43304119
Bardzo przepraszam za te mylna informacje na poczatku watku!