Saya melakukan pencarian untuk Kingbright LED dengan kecerahan tinggi berukuran 0603 pada element14, hasilnya ada di sini .
Mengapa ada kisaran intensitas cahaya seperti itu, bahkan dalam warna yang sama, meskipun tegangan maju, arus maju, ukuran dan sudut pandang sama?
Saya menggunakan LED sebagai indikator dalam perangkat bertenaga baterai sangat rendah. LED akan berdenyut sewaktu-waktu untuk memberikan umpan balik pengguna. Apakah LED yang memberikan output paling terang adalah LED yang memberikan intensitas cahaya tertinggi, atau ada pertimbangan lain?
Jawaban:
Ini akan sangat panjang, jadi lewati saja kalimat ringkasan di akhir untuk menghindari TL; DR.
Ada beberapa faktor yang berkontribusi terhadap berbagai peringkat LED milicandela, dan yang lebih penting relevansi peringkat mcd dengan tujuan yang dimaksud:
Sudut dispersi / sudut balok :
Yang ini adalah yang paling jelas, dan cukup intuitif seperti yang ditunjukkan dalam jawaban user20264. Semakin sempit sudut sinar (seberapa jauh dari sumbu cahaya LED terlihat) semakin besar intensitas bercahaya untuk fluks bercahaya yang diberikan: Pada dasarnya jumlah energi yang sama didorong melalui sudut padat yang lebih besar atau lebih kecil.
Mengutip Wikipedia , sumber cahaya memancarkan satu candela ke arah tertentu jika memancarkan cahaya hijau monokromatik dengan frekuensi 540 THz (panjang gelombang 555 nm, kuning-hijau), dengan intensitas cahaya 1/683 watt per steradian pada arah yang sama .
Inilah sebabnya mengapa LED kelas pencahayaan sering dinilai dalam lumen daripada mCd, karena MCD bisa sangat menyesatkan tergantung pada elemen yang ditambahkan (lensa, diffusers, reflektor) yang akan mengubah sudut sinar efektif, menurut definisi.
Pengukuran praktis " intensitas cahaya puncak ":
Sementara intensitas puncak cahaya seharusnya diukur sebagai titik tunggal , nilai pada sumbu, tidak ada standar global untuk geometri dan ukuran sensor "titik" ini:
Apakah 1 derajat di sekitar sumbu, 0,01 sq.mm, fotosensor bare-wafer persegi / PIN Photodiode, sensor lensa melingkar (jika demikian, lensa berdiameter apa?), Sudut setengah teta (ya, beberapa makalah ilmiah menggunakan ini sebagai pengukuran area), atau sesuatu yang lain sama sekali? Apakah jarak ke sensor diukur dari permukaan paket LED, permukaan wafer, atau permukaan lensa LED bagian dalam atau luar?
Anda akan menemukan jawaban yang hampir sama banyaknya dengan yang ada di pabrik, dan jelas, menjaga fleksibilitas ini memungkinkan beberapa "akuntansi kreatif", untuk memilih satu jenis LED dibandingkan yang lain.
Geometri lensa :
Susunan optik spesifik yang digunakan untuk lensa LED akan mengubah distribusi intensitas cahaya melintasi sudut sinar iluminasi - Seseorang dapat memperoleh cahaya yang sangat intens di tengah-tengah sinar dan ekor jatuh yang panjang, atau distribusi intensitas yang cukup merata. antara sumbu dan sudut maksimum yang dapat dilihat, seperti halnya dengan optik kamera.
Ini berdampak pada sudut " setengah theta ", sudut di mana intensitas turun menjadi setengah dari pada sumbu. Bergantung pada lensa dan dengan demikian kurva distribusi intensitas, setengah sudut theta dapat berupa sebagian kecil dari sudut balok (balok pusat-intens), atau menuju setengah sudut balok atau lebih.
Sudut setengah-theta yang lebih kecil yaitu kurva lonceng tinggi kurus dengan ekor panjang, diterjemahkan ke nilai mcd tinggi pada sumbu, tetapi penurunan visibilitas yang tajam dari sumbu. Untuk rentang yang lebih besar, seperti untuk remote control inframerah, setengah-theta yang lebih kecil menarik, sedangkan untuk indikator visual / kebutuhan penerangan, setengah-theta yang lebih besar bekerja lebih baik, bahkan untuk sudut sinar tetap.
Sudut pandang :
Ini berkaitan erat dengan dua poin sebelumnya:
Jika sudut setengah theta atau balok sempit, angka mcd bisa terlihat sangat tinggi, tetapi kegunaan praktis LED sebagai indikator dengan sendirinya dipertanyakan. Namun, jika pipa ringan digunakan, seperti pada beberapa papan indikator, atau untuk serat optik, setengah-theta yang sempit adalah hal yang baik .
Koefisien transmisi lensa
Ini berkaitan dengan panjang gelombang cahaya tertentu yang dipancarkan oleh LED:
Pabrikan biasanya melakukan standarisasi pada satu atau sejumlah kecil bahan untuk desain elemen lensa LED mereka. Jelas, setiap bahan transparan yang diberikan akan memiliki karakteristik transmisi yang berbeda untuk panjang gelombang cahaya yang berbeda.
Jadi, apa yang mungkin menjadi bahan lensa terbaik untuk LED hijau kemungkinan kurang dari ideal untuk merah.
Untuk warna putih, ini bahkan lebih kompleks, karena LED "putih" yang umum memiliki lapisan fosfor Yttrium Aluminium Garnet pada chip Gallium Nitride yang memancarkan garis spektral biru tua. Kombinasi garis spektral alami dan fosfororesensi memerlukan kompromi dalam transmisi dan fasa, sehingga kombinasi tersebut sama sekali tidak ideal dalam transmisi untuk setiap garis spektral, berdasarkan sifat desain optik.
Hapus v / s LED transparan :
Milky LED membuat peringkat mcd praktis tidak relevan, karena mereka dirancang untuk membubarkan cahaya yang dihasilkan serata mungkin di seluruh permukaan LED - hampir 180 derajat ( atau mestinya, dekat sudut padat 90 derajat? ), Dan setengah Nilai theta hampir sama, umum, dan diinginkan.
Dengan demikian, LED berwarna susu biasanya memiliki nilai mcd yang buruk untuk kimia dan konstruksi yang sama dengan LED "jernih air", dan LED jernih berwarna akan terletak di suatu tempat di tengah. Namun, untuk tujuan indikasi, LED yang tembus cahaya mungkin yang paling ideal!
Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan Seperti yang akan dilihat dari definisi intensitas cahaya, ini berbeda dari intensitas cahaya dalam memperhitungkan intensitas cahaya yang dipersepsi penglihatan manusia. Manusia secara karakteristik paling sensitif terhadap bagian kuning-hijau dari spektrum, sekitar 555 nanometer panjang gelombang:
( Sumber Wikipedia, gambar resolusi tinggi di sini )
Jadi, untuk sejumlah daya listrik melalui LED, intensitas cahaya akan sangat bervariasi dengan warna LED, dan tentu saja turun ke nol untuk ultraviolet dan inframerah, yang tidak dapat dilihat oleh penglihatan manusia.
Chemistry dari persimpangan LED :
Cukup telah ditulis tentang ini, dalam jawaban lain dan juga di tempat lain di web, jadi hanya sebutan singkat: Kimia menentukan spektrum warna yang dipancarkan ( lihat poin sebelumnya ), serta efisiensi konversi, dari "Cahaya" LED. Aspek memancarkan ". Juga, variasi kecil menyebabkan pergeseran spektral, jadi dua kimiawi yang identik secara nominal tidak perlu . Dengan demikian dinyatakan dengan jelas bahwa ini menentukan fluks bercahaya dan intensitas.
Efisiensi wafer / batch:
Meskipun kontrol proses manufaktur terbaik, manufaktur LED terkenal karena variasi dalam karakteristik efisiensi dan output antara batch wafer, dan bahkan dalam batch atau wafer tunggal. Pabrikan mengatasinya dengan proses " binning " - Sementara LED putih dikosongkan oleh proses yang kompleks, dengan warna serta output cahaya, LED warna melalui proses binning yang pada dasarnya linier untuk output cahaya. Level output cahaya yang berbeda kemudian dikemas sebagai produk dengan rating berbeda.
Sementara pabrikan yang memiliki reputasi baik biasanya melakukan pekerjaan yang tulus untuk peringkat binning dan diterbitkan untuk LED mereka, LED tanpa nama terkenal karena variasi intensitas yang luas dalam peringkat lembar data yang dinyatakan, sebanyak rasio 1: 3 dalam kasus ekstrem.
nb Beberapa produsen seperti Philips (Luxeon range) mulai mengklaim proses bebas binning , karena peningkatan modern dalam teknik pembuatan.
Enkapsulasi LED:
Sementara ini sebagian besar dibahas dalam diskusi desain lensa beberapa poin sebelumnya, faktor-faktor tambahan seperti posisi kumis kontak / ikatan kawat memang membuat dampak yang signifikan dalam output cahaya LED. Ikatan kawat menciptakan penyumbatan sumber cahaya, sifatnya bervariasi di antara desain.
Respons yang jelas terhadap hal ini adalah, mengapa tidak selalu merancang ikatan kawat untuk menutup sesedikit mungkin? Ini tidak dilakukan karena posisi ikatan kawat, material dan ketebalan tidak hanya tentang konduksi listrik, tetapi juga disipasi termal.
Beberapa desain membutuhkan pendinginan yang lebih baik, oleh karena itu kumis yang melekat pada perkiraan pertengahan chip, atau bahkan beberapa ikatan kawat dari rangka-timah, dipilih. Desain lain tidak terlalu mempermasalahkan hal ini, daya yang terlibat terlalu rendah atau substrat yang dirancang lebih baik untuk pengambilan termal.
Pertukaran ini menentukan kompromi oklusi dan dengan demikian intensitas cahaya aktual yang diukur pada sumbu balok LED.
Orientasi media LED dalam paket
Faktor ini memiliki sedikit relevansi dengan sebagian besar LED modern, terutama bagian SMD. Namun, desain LED yang lebih tua, dan mungkin beberapa masih dalam produksi, kadang-kadang memiliki masalah toleransi orientasi pada permukaan emisi LED. Dalam istilah sederhana, chip LED yang sebenarnya mungkin atau mungkin tidak sepenuhnya tegak lurus terhadap sumbu paket LED.
Oleh karena itu intuitif bahwa intensitas cahaya yang diukur di sepanjang sumbu akan bervariasi dari satu bagian ke bagian lain, atau antara produksi berjalan, untuk LED tersebut.
Kekuatan aktual LED:
Sementara arus pengenal LED biasanya dikontrol oleh sirkuit Anda untuk memenuhi spesifikasi lembar data, voltase sambungan pengenal dan aktual pada arus pengaturan itu akan selalu berbeda, baik karena toleransi pabrikan, dan karena pintasan yang diambil dalam spesifikasi lembar data. Ini berarti bahwa daya aktual yang dikonversi dari listrik ke cahaya akan bervariasi sesuai
P = V x I, untuk setiap desain LED, untuk setiap variasi minor dalam doping semikonduktor, dan untuk berbagai faktor lainnya. Sebagian dari ini dibahas oleh proses binning, dan sebagian lembar data untuk "model LED yang berbeda" yang kebetulan merupakan kumpulan wafer yang berbeda, mencerminkan perubahan yang dihasilkan dalam intensitas yang diukur.Paling penting, pemasaran omong kosong :
Sementara faktor fudge ini mungkin yang paling tidak dikenali oleh komunitas teknik, beberapa tahun menggunakan dan merekomendasikan LED untuk berbagai produk telah menunjukkan bahwa ada pengaruh yang sangat kuat departemen pemasaran produsen terhadap data yang ditampilkan dalam bahan promosi dan lembar data. untuk produk LED yang diberikan. Ini mungkin lebih jelas di industri LED daripada di sebagian besar perdagangan semikonduktor lainnya.
Jika ada beberapa cara berbeda untuk mengukur atau mewakili data LED, seperti intensitas cahaya, dan ada beberapa standar atau pedoman yang berlaku di industri untuk parameter tersebut, Anda dapat yakin bahwa driver pemasaran akan memastikan bahwa lini produk yang berbeda atau model akan menggunakan ukuran dan metodologi pengukuran yang berbeda, bahkan di dalam satu pabrikan, sehingga memberikan putaran terbaik pada setiap LED.
Sementara produsen yang lebih bereputasi mungkin hanya berpegang pada penggunaan peralatan pengukuran intensitas yang berbeda sebagai kenyamanan, yang kurang teliti tidak menghindar dari larangan langsung untuk publikasi produk mereka.
Apa yang membuat ini lebih lucu adalah bahwa beberapa produsen yang paling terkemuka juga reseller, yaitu mereka mengambil lini produk non-premium dari pabrik yang sama dengan penjual massal, jadi satu-satunya perbedaan adalah branding pada kotak atau gulungan, dan tentu saja mark-up nilai merek 100% hingga 300%. Berapa banyak reseller ini yang benar - benar repot untuk memvalidasi ulang pengukuran dan parameter, adalah dugaan siapa pun.
TL; ringkasan DR:
Jangan percaya peringkat millicandela pada LED apa pun , uji sendiri jika Anda benar-benar membutuhkan data nyata.
sumber
LED bervariasi, banyak. Ini adalah salah satu komponen yang harus Anda perhatikan jika Anda perlu menentukan model tertentu.
Ingatlah bahwa lembar data dari perusahaan yang belum pernah Anda dengar sebelumnya bisa "agak optimis". Yang Anda tunjukkan semuanya dari produsen yang sama, jadi harus berhubungan satu sama lain dengan cukup baik. Proses manufaktur berubah sepanjang waktu, dan mungkin ada banyak stok produk lama di luar sana. Bukan hal yang aneh sama sekali untuk apa yang kelihatannya merupakan LED yang lebih baik di sekitar dengan biaya setengah dari apa yang satu lagi terdaftar oleh penyalur yang sama dari biaya produsen yang sama.
Juga, candella bukanlah keseluruhan cerita. Tergantung pada aplikasi Anda, sudut mungkin penting. Anda tidak dapat mengkarakterisasi output cahaya dari LED dengan angka kecerahan tunggal.
sumber