LED – Light Emitting Diode

Julkaistu: torstai 9.2.2017

LED - eli valoa emittoiva diodi tai hohtoledi tai ledi, miten vain haluaa sanoa, on yleensä suurta mielenkiintoa herättävä komponentti. Onhan se hienon näköinen kun se loistaa valoa - varsinkin ne kirkkaat ledit!

LED on vähän niin kuin tavallinen lamppu, mutta ei sinne päinkään. Se toimii tasajännitteellä ja sillä on kynnysjännite sekä napaisuus ja LED:eille täytyy aina tehdä virranrajoitus, jos LED:iin ei ole sitä sisäisesti jo rakennettu. LED kuluttaa myöskin vain murto-osan tavallisen lampun kuluttamasta virrasta, joten ainoaksi yhteiseksi asiaksi hehkulampun ja LED:in välille jääneekin vain se, että ne säteilevät valoa.


Kuvassa vasemmalla on ns. 7-segmenttinäyttö. Sitä voidaan käyttää numeronäyttönä ja se on rakennettu LED:eistä. Näytölle tarvitaan normaalisti virranrajoitus. Näytön vieressä olevista LED:eistä huomaat, että niissä toinen jalka on pitempi kuin toinen. Ja jos oikein tarkkaan katsot, niin huomaat, että LED:issä olevan kannan toinen sivu on ikään kuin leikattu. Nämä ovat merkintöjä joista erottaa LED:in napaisuuden. Lyhyempi jalka on - jalka eli katodi, jolloin pidemmän täytyy tietenkin olla anodi eli + jalka. LED tuleekin aina kytkeä oikeinpäin, sillä muuten se ei syty (ja liian suuri estosuuntainen jännite voi hajottaa LED:in). Kuvassa ledien (vihreä, keltainen, punainen) oikealla puolella oleva lyhyempi jalka on siis miinusnapa.

LED:in kynnysjännite

LED:eille on ominaista kynnysjännite. Tämä jännite on suomeksi sanottuna sellainen jännite, joka pitää vähintään LED:ille syöttää, että se syttyy. Kynnysjännitteen suuruus vaihtelee LED:in värin mukaan ja tyypillisesti se on välillä 1,7 V - 3,7 V.

Virranrajoitus

LED:eille täytyy siis tehdä virranrajoitus ja helpoiten se onnistuukin etuvastuksen avulla. Nimitys etuvastus tulee siitä, että vastus on LED:in "edessä". Toki etuvastus voi olla LED:in "takanakin", sillä ei ole merkitystä, sillä kyseessä on vain ilmaisu. Monesti kuulee puhuttavan myös virranrajoitusvastuksesta. LED:ien kuluttama virta on tyypillisesti 10-20 mA, mutta esimerkiksi teholedejä ajetaan suuremmallakin virralla. LED:in käyttöikä riippuu virran suuruudesta joten pienemmällä virtamäärällä saadaan ledin käyttöikä suuremmaksi. Itse olen yleensä ledeille mitoittanut virran noin 10 mA:iin. Superkirkkaat ledit voivat kuitenkin vaatia enemmänkin virtaa, mutta tavallisille ledeille (kuten kuvassa) 10 mA:n virta on varsin riittävä.

Etuvastuksen mitoitus

Olen havainnut, että hyvin monilla eri forumeilla kysellään tästä asiasta joten päätin kirjoittaa asian myös tänne. Ledin etuvastuksen saat mitoitettua alla olevasta kaavasta:

Etuvastus

Kaavassa Ucc on käyttöjännite, ULED on ledin kynnysjännite ja IMAX on ledin läpi kulkeva maksimivirta. Kun sijoitat arvot paikalleen, saat suoraan vastuksen arvon ohmeina. IMAX paikalle laitat siis ledin läpi menevän maksimivirran ampeereina. Jos käytät tässä kaavassa yllämainittua 10 mA:a, niin tämä vastaa ampeereina 0,01 A jonka sijoitat IMAX paikalle. (Selvensin asiaa, jotta sen varmasti kaikki ymmärtää). Jos kerrannaisten ymmärtäminen tuntuu vaikealta, niin lisäneuvoja kannattaa kysyä niiltä, joiden luulet tietävän. Tai sitten voit googlettaa SI-järjestelmästä... 🙂