LEDuri la curent minuscul

[Dxxx]

Intro

Masurarea fluxului luminos emis de un led este prohibitiv in regim de amator datorita echipamentelor costisitoare.

Totusi, masuratori relative se pot face "ochioscopic", mai ales daca ajutam prin alaturarea exemplarelor comparate.

 

Chiar daca te joci destul cu leduri cateodata constati ca nu ai experienta/date pentru anumite cazuri particulare din cele mai putin uzuale.

 

In acest topic am de ESTIMAT eficienta emisiei de lumina la curenti minusculi.

 

Premise teoretice

Ca sa facem comparatia cat mai usor am propus inserierea exemplarelor studiate si dispunerea fizica una-langa-alta.

Prin inseriere avem certitudinea ca este curent identic prin toate, deci putem sa comparam.

Vrem sa incepem de pe la 1 microamper (1uA) in cazul ca se emite ceva lumina la acel curent.

 

Pentru ca fac determinarea impreuna cu un coleg... speram ca o sa poata face el asta, folosind rezistente de limitare si un alimentator de laborator, ceva foarte simplu dar pentru care nu merita sa pierd eu timpul.

Dar vad ca nu se poate, deci m-am apucat eu, desi merita sa-mi aloc timpul pentru partea ulterioara.

 

PCB

Conditia este sa nu pierd prea mult timp, dar se impune sa fac un PCB pentru ca sunt componente SMD, cum folosesc eu de obicei.

Am folosit un cablaj pre-gaurit, suficient datorita simplitatii montajului.

Rezistentele serie sunt defapt si ele o serie de rezistente care vor permite selectarea valorilor de 18K + 100K + 600K, incat sa se masoare curentul fie cu ampermetrul, fie masurand caderea pe rezistenta serie, si alimentatorul va trebui sa dea incepand cu circa 10V, pana la tensiunea maxima de 32V, domeniile vor avea si o suprapunere lejera.

 

 

 

 

https://i.postimg.cc/Fs8jHbHr/0-main.jpg

 

Pentru curenti peste 1mA va trebui sa folosesc rezistente de limitare de valoare mai mica, externe dar zona aia este cea normala, care nu ma intereseaza in acest caz.

Ledurile vor fi referite ca nr 1 cel mai din stanga din poza, si 6 cel mai din dreapta.

 

Lumina (ceva-ceva) la 1 microamper...

Eram si eu curios cam la ce curent incepe emisia, dar oricum ma asteptam la microamperi.

Nu poate fi considerat decat ca un "licar" nu lumina propriu zisa, dar ceva este.

 

La 0,6 uA:

 

 

https://i.postimg.cc/8kyRqg8r/1-0-6u-A.jpg

 

Apoi la 1,5uA:

 

 

https://i.postimg.cc/BbvxXMF6/2-1-5u-A.jpg

 

La 3uA:

 

 

https://i.postimg.cc/d3SGdrR9/3-3uA.jpg

 

Deja la 10uA se emite ceva definibil ca lumina, vizibila clar in conditii de ambient mai intunecos:

 

 

https://i.postimg.cc/mDjYL0tJ/4-10uA.jpg

 

Peste 20-30uA deja incepe ca lumina sa fie vizibila si cand mediul este luminat "normal" aici este la 50uA:

 

 

https://i.postimg.cc/wT7Xz4H4/5-50uA.jpg

 

La curenti mai mari deja lumina incepe sa depasesca domeniul dinamic al aparatului de fotografiat, si nu mai este neaparat relevant, dar interesante erau valorile de mai sus, deja peste 50uA incep sa fie situatii mai comune.

Cam asa ar fi la 1mA, se vede ca ledurile din dreapta (4, 5 si 6) au eficienta mult mai mare la curenti "normali" desi la curenti minusculi nu era deloc evident ca asa ar fi:

 

 

https://i.postimg.cc/pTRQt2XK/7-1mA.jpg

 

 

LAMURIRI SUPLIMENTARE:

 

Domeniul uzual de utilizare a unui led de semnalizare (deci nu de iluminare) este la curenti de ordinul miliamperilor, pana la 20mA, curent suportat uzual de toate tipurile de led.

Parametrii de eficienta dati in DS se refera evident la acest domeniu de utilizare, si in mod normal te poti lamuri clar de parametrii respectivi, poti sa compari eficienta a doua leduri.

 

INSA subiectul este domeniul de curenti unde de abia incepe sa devina vizibila radiatia, curent cu probabil cu 3 ordine de marime mai mic.

In acest interval nu se gasesc uzual date de catalog, nu ajungi practic pe acolo si nu am auzit referiri. Recunosc insa ca nici nu am sapat prea mult pe subiect pentru ca abordarea expermentala era mai la indemana.

 

SUBIECT: determinarea curentului minim la care emisia poate fi observata in conditii normale.

APLICATIE: montaj alimentat din baterie miniatura, fiind necesara viata cat mai lunga si intensitate luminoasa observabila.

NECESAR: comparatia eficientei emisiei la curenti cat mai mici si selectarea celui mai potrivit (adica eficient) led din lotul testat.

LEDURI: sunt incluse numai leduri SMD, culoare rosu, disponibile la furnizori. Ideea este ca odata terminat experimentul (sunt disponibile numai cateva leduri pentru testare) sa se faca o aprovizionare cu o cantitate semnificativa din ledul dovedit cel mai potrivit.

 

 

 

[Dxxx]

Pentru ca nu era clar cum trece curentul pun si o poza explicativa, sa inteleaga toata lumea, cu mentiounea ca mi-am dat seama cand era gata ar fi trebuit rotita si nu avea rost sa o refac.

Deci poza asta este rotita.

 

 

https://i.postimg.cc/668sPSFc/10.jpg

 

 

[Dxxx]

Trebuie sa trag concluzii ale experimentului... care erau deja disponibile - insa eu asteptam sa confrunt rezultatele mele cu cele facute pe exemplare diferite din acelas tip de leduri / si realizat de alta persoana.

Se pare ca nu vor veni respectivele rezultate, dar se pot trage unele concluzii.

 

- din pacate nu exista decat testarea pe un singur lot de leduri

- din pacate nu am rezultate de la mai multe persoane

- totusi am repetat experimentul de cateva ori si rezultatele au fost similare.

 

Leduri participante

 

1    KP-2012SURCK - KingBright -         2,0x1,25 20mA 630nm 120°  120mcd      0.27lei
                                               https://store.comet.srl.ro/Catalogue/Product/9731/

2    KP-3216SURCK - KingBright -         3,2x1,6 20mA 630nm 120° 120mcd     0.30lei
                                               https://store.comet.srl.ro/Catalogue/Product/9733/

3    OSR50805C1E - OptoSupply -         2,0x1,25 20mA 625nm 120° 120mcd     0.12lei
                                               https://store.comet.srl.ro/Catalogue/Product/44042/

4    LR T67F-U1AA-1 - Osram -         3,2x2,7 20mA 625nm 120° 450mcd=1,5lm     1.23lei
                                               https://store.comet.srl.ro/CatalogueFarnell/Product/1325054/

5    KS DELPS1.22-TIVH-68-H3Q4 - Osram -     1,6x0,8 20mA 628nm 120° 390mcd=1,4lm     1.19lei
                                               https://store.comet.srl.ro/CatalogueFarnell/Product/1883592/

6    CLM1B-RKW-CUaVbAA3 - Cree -        3,2x2,7 20mA 624nm 120° 450mcd        0.97lei
                                               https://store.comet.srl.ro/Catalogue/Product/14082/

 

Rezumatul rezultatelor:

 

*** pentru fiecare curent testat este listata ordinea in care se incadreaza fiecare led, referindu-ne la numerele de mai sus. Primul din lista (stanga) este cel cu intensitatea ochiometrica maxima, ultimul fiind cel mai "slab".

 

1uA           - 316452

2uA           - 631542

3uA           - 365142

5uA           - 653142

10uA         - 561432

20uA         - 654132

35uA         - 546132

50uA         - 456123

100uA       - 456123

500uA       - 451623

1mA           - 456123

5mA           - 456123

10mA         - 465132

 

Concluzii 

- plecand descrescator de la 10mA: comportamentul "normal" se mentine pana pe la 20uA cu ledurile scumpe si specificate cu intensitate luminoasa mare (4,5,6) conducand detasat pana pe la 50uA, dupa care limitele se estompeaza.

- la curenti mai mici de 20uA lucrurile se schimba radical, nu mai exista concordanta nici cu pretul, nici cu specificatiile.

In grupa celor mai luminoase intra ledul 3, chiar conduce clasamentul in unele locuri.

Ledurile 4 si 5 trec in esalonul codas.

Exista si leduri oarecum "constante" : 6 mereu in esalonul fruntas, 1 mereu pe la mijloc, 2 mereu la coada.

- raportat la pret este interesant ca cel mai ieftin led (i.e. 3) este printre cele mai performante la curent cu adevarat mic / dupa cum cel mai scump (4) aduce rezultate foarte slabe in aceeasi zona de curent.

- ca raport pret/calitate merita cel mai ieftin din ledurile "performante si scumpe" adica ledul 6 cu rezultate bune la orice curent / iar la curenti exclusiv mici in mod sigur alegerea eficienta este cel mai ieftin dintre toate ledurile, adica ledul 3.

 

 

 

PS imi cer scuze pentru ca "lamurirea" directiei topicului a venit asa de tarziu si au fost destui care au incercat deturnarea lui, insa tot acest timp am asteptat eventualitatea unui al doilea set de observatii, care nu a mai venit si nici nu vad sanse sa mai vina.