Tento článek byl inspirován širší
polemikou, která probíhala v červnu tohoto roku (2001) na
Arnoštově fóru,
a kde se objevovaly různé, velmi rozporuplné informace o jakýchsi
„zázračných“ bílých či modrých LED diodách, použitelných místo žárovek
do různých baterek, a využitelných rovněž v našem oboru pro
přisvětlení při makrofotografii.
V jednom z příspěvků na fóru Dušan uvedl i odvolávky na návod k výrobě
kapesní svítilny s touto LED (http://www.belza.cz/ledlight/ledlight.htm)
a „makrosvětlo“ z mnoha bílých LED (ale s menší svítivostí) podle
http://www.photoprojects.net/index8.html.
A protože jsme s webmasterem diskutovali i tuto problematiku, shodli
jsme se, že je to celkem zajímavá záležitost (a hlavně, že mi
webmaster připomněl i skutečnost, že jsem slíbil spolupráci na těchto
stránkách a hodně dlouho ze mne nic nevypadlo), vznikl tento článek.
První problém byl jasný – kde
sehnat zkušební vzorek. Katalog
GES electronics
napověděl, že se vyrábějí superjasné LED několika druhů o průměru 3 a
5 mm. Jako správný maximalista jsem pro pokusy zvolil LED nejsilnější,
která „katalogově“ slibuje při If = 20 mA svítivost 2 – 6 cd (!!!). Po
překonání trapné situace, kdy v obchodě žádnou zrovna neměli a musel
jsem týden čekat než je dovezou, jsem si hrdě domů odnášel 4 kusy
těchto LED, označených L-53SWC-H*G. Jedna vyšla na 66,80 Kč s DPH.
Už při nákupu mi však bylo podezřelé, že prodavač tyto „LED“ bral
antistatickou pinzetou a balil je do alobalu jako „svátost oltářní“.
Když jsem se udiveně zeptal PROČ ???, vysvětlil mi, že má takové
pokyny, neboť prý se nejedná o obyčejné LED, ale CMOS (!) LED.
To probudilo moji zvědavost a jeden večer jsem věnoval měření a
zkoušení….
- Superjasná „bílá“ LED poskytuje opravdu velmi intenzivní namodralé
světlo a při proudu okolo 15 mA dochází i v místnosti při světle
denním k oslnění.
- Dioda pro svoji činnost potřebuje napětí min. 2,3 V.
- V celém pracovním rozsahu (měřeno 0,04 – 18 mA) se při napájení
z napěťového zdroje (baterie s omezovacím odporem) chová dioda
nestabilně a dochází k postupnému nárůstu protékajícího proudu.
Přiznávám, že vzhledem k ceně diody a rychlosti, kterou protékající
proud vzrůstal, jsem měření přerušil při proudu 18 mA, neboť nárůst
proudu byl tak rychlý, že jsem se při dalších měřeních již obával
zničení diody. Domnívám se, že toto chování je způsobeno ohřevem čipu
a jeho nedostatečným chlazením, neboť při pokusu, kdy byla dioda
ochlazována proudem vzduchu, protékající proud stejnou rychlostí
klesal.
- Při napájení z proudového zdroje (viz zapojení na konci tohoto
článku) proud diodou průběžně vzrůstal a během 3 minut se ustálil.
Počáteční proud po zapnutí byl 16,5 mA, po ustálení 17,5 mA.
- Hodnoty If a Uf jsou uvedeny v přiložené tabulce a graficky
vyjádřeny.
|
If [mA] |
Uf [V] |
|
0,04 |
2,412 |
|
0,1 |
2,454 |
|
0,2 |
2,488 |
|
0,3 |
2,514 |
|
0,5 |
2,552 |
|
0,6 |
2,568 |
|
0,7 |
2,581 |
|
0,8 |
2,593 |
|
0,9 |
2,605 |
|
1,0 |
2,620 |
|
2,0 |
2,707 |
|
3,0 |
2,778 |
|
4,0 |
2,834 |
|
5,0 |
2,880 |
|
6,0 |
2,926 |
|
7,0 |
2,967 |
|
8,0 |
3,004 |
|
9,0 |
3,044 |
|
10,0 |
3,085 |
|
11,0 |
3,120 |
|
12,0 |
3,146 |
|
13,0 |
3,180 |
|
14,0 |
3,214 |
|
15,0 |
3,238 |
|
16,0 |
3,267 |
|
17,0 |
3,300 |
|
18,0 |
3,340 |
|
 |
- Z naměřených hodnot vyplývá, že
diodu (nebo diody paralelně) lze připojit ke dvěma 1,5 V článkům v serii
– např. nahradit žárovičku v 3 V svítilně. Při proudu okolo 9 mA je
výsledná intenzita osvětlení přibližně srovnatelná s miniaturní
žárovičkou 1,5V/0,2A a postačuje pro orientaci ve tmě.
- Z hlediska možností využití při makrofotografii jsou první výsledky
docela slibné. Jedna dioda při proudu 15 mA, svítící ze vzdálenosti
cca 35 cm na šedou plochu (netroufám si říci, že neutrálně šedou, ale
prostě šedou), osvětlila plochu o průměru cca 70 mm s takovou
intenzitou, že exposimetr při středovém měření ukázal změnu o 1
exposiční stupeň.
Můžeme proto tyto diody chápat jako miniaturní „spot“ světla pro
přisvětlování makrofotografií.
A první závěry? Tedy:
1. Tato LED dioda je využitelná bez
problémů namísto žárovičky pro pomocnou kapesní svítilnu na 3 V s tím,
že má cca 16x menší spotřebu a namodralé světlo je v noci jako pomocné
osvětlení výhodnější.
2. Pro použití ve fotografii na přisvětlení bude třeba experimentálně
vyzkoušet vliv namodralého světla na výsledné zabarvení snímku,
případně posoudit potřebnou hustotu korekčního filtru (oranžového).
3. Pro maximální využití svítivosti této diody je nutné zabezpečit
její napájení dobře stabilizovaným zdrojem proudu. V tom případě bude
možno nastavit protékající proud na 20 mA, případně experimentovat i
s menším překročením (5 – 10 %). Zapojení proudových zdrojů je mnoho,
např. s tranzistorem a Zenerovou diodou.
Jako nejjednodušší se mi však jeví následující zapojení s integrovaným
stabilizátorem napětí 7805 nebo 7802:
Pokud by měl někdo zájem
experimentovat nebo si navrhnout obvod pro jiné diody či
proudové hodnoty, uvádím potřebné výpočty:
Minimální napájecí napětí Un = Uf + Ustab + 2,0 V
Odpor Rz = Ustab / (If + 3,5 mA)
| Kde: |
Un ...
napájecí napětí |
| |
Uf ... napětí
na diodě (dle charakteristiky pro zvolený proud If) |
| |
Ustab ...
napětí stabilizátoru dle typu (7802 - 2,555 V) |
| |
If ...
požadovaný proud diodou |
Poznámka: Vypočtené hodnoty jsou
orientační, s ohledem na tolerance napětí stabilizátoru a
skutečnou hodnotu odporu je třeba buď součástky proměřit, nebo
počítat s rezervou cca 15 %. Při výpočtu je nutno zahrnout i
vnitřní proud stabilizátoru tekoucí uzemněným vývodem, který se
dle kusu u 7802 pohybuje okolo 3,2 - 3,5 mA. Stabilizátory 7802
lze použít nejmenší provedení v pouzdře TO 92 na proud max. 100
mA.
|
|
Že to není problém dokazuje
obrázek, kdy autor celé zapojení "ubastlil" na kousku plošného spoje -
kontaktů desky z ruského počítače... |
