Светодиоды подразделяются на индикаторные и осветительные. Индикаторные обладают меньшей мощностью и применяются в подсветке дисплеев приборов, как индикаторные источники светового сигнала. Осветительные – более мощные (мощность более 1 Вт), применяются в конструкциях осветительных приборов, которые могут производиться в форме с ламп, лент, прожекторов.
Срок службы таких источников в десятки раз выше, чем ламп накаливания. Тем не менее, осветительные элементы служат гораздо меньше, чем индикаторные. Иногда возникает потребность их проверить, сделать это можно мультиметром или специальным тестером.
Последовательность проверки
Для работы светодиода необходим постоянный ток невысокого напряжения. Для его получения применяются различные устройства, представляющие собой миниатюрные блоки питания, которые являются элементами конструкции осветительных приборов. Осуществлять проверку при помощи фактического подключения к таким блокам не всегда представляется возможным. В этом случае необходимо использовать мультиметр.
Учитывая особенности устройства, можно легко понять, как проверить светодиод мультиметром. Поскольку он имеет в своей структуре полупроводниковый переход, то, по аналогии с обычным диодом, должен пропускать ток в определенном направлении. Если величина тока будет достаточна, светодиод будет излучать свет.
Для проверки светодиода мультиметром необходимо перевести прибор в режим прозвона диодов, далее:
Аналогично можно осуществить проверку светодиода простейшим тестером, представляющим собой разорванную цепь из отрезка проводника, источника постоянного тока и контрольной лампы.
Возможна ситуация, когда в процессе проверки мощного осветительного светодиода вышеописанным способом, отражается напряжение на дисплее, светится элемент, но при включении в схему яркость недостаточно сильная. Это определяется невооруженным глазом без всяких измерений. В этом случае, скорее всего, имеет место дефект кристалла. Такой светодиод необходимо заменить.
Можно проверить светодиод тестером, не выпаивая его из схемы. Достаточно освободить один из его контактов.
В настоящее время производятся и поступают в продажу специальные устройства – LED TESTER. Каждое такое устройство представляет собой тестер светодиодов, выполненный в виде прибора с встроенным источником питания и комплектом разъемов для проверки устройств различных типов.
Проверка светодиодной ленты
Светодиодная лента представляет собой источник света, состоящий из множества элементов. Они расположены равномерно по длине ленты и сгруппированы по три. Это позволяет разрезать светодиодную ленту на отрезки практически любой длины, не ухудшая при этом ее эксплуатационных свойств. Главное, чтобы разрез не приходился на середину группы из трех элементов.
Проверка ленты заключается в подаче тока на контакты питания. Если лента горит, она исправна. Если не горит вся лента, неисправность нужно искать в подводящих проводах. Для этого можно их прозвонить тестером. Можно для проверки целостности проводов измерить сопротивление мультиметром.
Если при включении питания в ленте не горят отдельные группы, проблема не в подводящих проводах, а в конкретном сегменте со светодиодами. В этом случае они проверяются по методике, описанной выше, а также проверяется резистор (он один на всю группу) на соответствие заданному значению сопротивления.
Проверка светодиодных ламп
Для удобства потребителей в настоящее время налажен выпуск ламп на основе светодиодов, которые имеют геометрическую конфигурацию, схожую с уже привычными лампами накаливания. Это дает возможность устанавливать светодиодные лампы в обычные светильники, питающиеся от сети 220 В.
В конструкцию такой лампы встроен специальный преобразователь тока – драйвер. Это устройство собирается из деталей, имеющих параметры, различающиеся в каждой отдельной модели. Это обстоятельство делает невозможным применение такого вида диагностики, как проверка светодиодной лампы мультиметром.
Светодиодную лампу прозванивают при помощи специального тестера. Он представляет собой прибор, внутри которого собрана схема, позволяющая проверять работоспособность ламп различных типов. Для этого на корпусе выполнены несколько разъемов под цоколи ламп, наиболее часто применяемых. Вывод результата проверки, осуществляется в виде звукового сигнала.
Проверка светодиода мультиметром является наиболее простым и правильным способом определения его работоспособности. Цифровой мультиметр (тестер) – это многофункциональный измерительный прибор, возможности которого отражены в позициях переключателя на передней панели. На работоспособность светодиоды проверяются при помощи функций, присутствующих в любом тестере. Методы проверки рассмотрим на примере цифрового мультиметра DT9208A. Но сначала немного затронем тему причин неисправности новых и выхода из строя старых светоизлучающих диодов.
Основные причины неисправности и выхода из строя светодиодов
Особенность любого излучающего диода – низкий предел обратного напряжения, который лишь на несколько вольт превышает падение на нём в открытом состоянии. Любой электростатический разряд или неверное подключение в ходе наладки схемы может стать причиной выхода LED (аббревиатура от англ. Light-emitting diode) из строя. Сверхъяркие малоточные светодиоды, применяемые в роли индикаторов питания различных устройств, часто перегорают в результате скачков напряжения. Их планарные аналоги (SMD LED) широко используются в лампах на 12 В и 220 В, лентах и фонариках. В их исправности также можно убедиться с помощью тестера.
Стоит отметить, что небольшая доля бракованных (около 2%) светодиодов поставляется от производителя. Поэтому дополнительная проверка светодиода тестером перед монтажом на печатную плату не помешает.
Методы диагностики
Простейшим способом, которым чаще всего пользуют радиолюбители, является проверка светоизлучающих диодов мультиметром на работоспособность при помощи щупов. Способ удобен для всех типов светоизлучающих диодов, независимо от их исполнения и количества выводов. Установив переключатель в положение «прозвонка, проверка на обрыв», щупами касаются выводов и наблюдают за показаниями. Замыкая красный щуп на анод, а черный на катод исправный светодиод должен засветиться. При смене полярности щупов на экране тестера должна оставаться цифра 1.
Свечение излучающего диода во время проверки будет небольшой и на некоторых светодиодах при ярком освещении может быть незаметно.
Для точной проверки многоцветных LED с несколькими выводами необходимо знать их распиновку. В противном случае придется наугад перебирать выводы в поисках общего анода или катода. Не стоит бояться тестировать мощные светодиоды с металлической подложкой. Мультиметр не способен вывести их из строя, путём замера в режиме прозвонки.
Проверку светодиода мультиметром можно выполнить без щупов, используя гнёзда для тестирования транзисторов. Как правило, это восемь отверстий, расположенных в нижней части прибора: четыре слева для PNP транзисторов и четыре справа для NPN транзисторов. PNP транзистор открывается подачей положительного потенциала на эмиттер «Е». Поэтому анод нужно вставить в гнездо с надписью «Е», а катод – в гнездо с надписью «С». Исправный светодиод должен засветиться. Для тестирования в отверстиях под NPN транзисторы нужно сменить полярность: анод - «С», катод – «Е». Таким методом удобно проверять светодиоды с длинными и чистыми от припоя контактами. При этом неважно, в каком положении находится переключатель тестера. 
Проверка инфракрасного светодиода происходит также, но имеет свои нюансы из-за невидимого излучения. В момент касания щупами выводов рабочего ИК светодиода (анод – плюс, катод – минус) на экране прибора должно высветиться число около 1000 единиц. При смене полярности на экране должна быть единица.
Для проверки ИК диода в гнёздах тестирования транзисторов дополнительно придётся задействовать цифровую камеру (смартфон, телефон и пр.) Инфракрасный диод вставляют в соответствующие отверстия мультиметра и сверху на него направляют камеру. Если он в исправном состоянии, то ИК излучение будет отображаться на экране гаджета в виде светящегося размытого пятна.
Проверка мощных SMD светодиодов и светодиодных матриц на работоспособность кроме мультиметра требует наличия токового драйвера. Мультиметр включают последовательно в электрическую цепь на несколько минут и следят за изменением тока в нагрузке. Если светодиод низкого качества (или частично неисправный), то ток будет плавно нарастать, увеличивая температуру кристалла. Затем тестер подключают параллельно нагрузке и замеряют прямое падение напряжения. Сопоставив измеренные и паспортные данные из вольт-амперной характеристики можно сделать вывод о пригодности LED к эксплуатации.
Читайте так же
Большинство совеременных проектов включают в себя по меньшей мере один светодиод. Но прежде чем паять светодиод в схему, как-то нужно определить, что цвет и яркость соответствует потребностям. А после этого рассчитать правильное значение резистора. Предлагаемый микроконтроллерный тестер имеет токоограничивающий принцип проверки светодиода, а также дисплей, который показывает:
- Напряжение светодиода
- Предельный ток в миллиампер (регулируемый)
- Желаемое целевое напряжение (также регулируемое)
- Расчетные значения резисторов
Схема испытателя светодиодов
Для питания выбрана 9 В батарея по многим причинам:
- Щелочная батарея имеет от 9.6 до 7 В в течение всей срока службы. После вычитания 1,5 В падения на LM317 регуляторе останется еще много напряжения для большинства современных светодиодов.
- Легко получить стабильные 5 В для микроконтроллера и ЖКИ.
- Схема потребляет около 40 мА - ёмкости хватает.
- Девятивольтовая батарея компактна и имеет свой собственный штеккер.
- Щелочные аккумуляторы стоят недорого.
- Аккумулятор прослужит много лет при умеренном использовании.
Итак, эта схема основана на регуляторе постоянного тока LM317 (), но с дополнительными компонентами для поддержки измерений. Расчет напряжения на сопротивлении 47 ом определяет ток через испытываемый LED. Например, 0.94 вольт на 47 Ом = 20 мА.
И промышленные приборы со светодиодами. Они сегодня встречаются практически всюду. Еще светодиоды начинают использовать вместо старых трубчатых люминесцентных ламп, ну а про лампы накаливания можно и вообще промолчать. В связи с тем, что существует огромное разнообразие диодов, для их проверки будет полезно заиметь тестер, ну или сделать его своими руками .
Конечно, некоторые светодиоды можно проверить и обычным мультиметром в режиме прозвонки. При этом светодиод должен засветиться. Но если он работает под большим напряжением, чем выдает мультиметр, свечение будет очень слабым, либо его не будет вовсе.
У некоторых светодиодов белого, желтого и синего цвета напряжение может достигать 3.3В.
В первую очередь при тестировании светодиода нужно определить, где у него катод, а где анод. Конечно, это можно определить, рассмотрев внутренности кристалла, но на это уходит время, силы, нервы, да и вообще это непрофессиональный подход.
Помимо всего прочего изготовленный пробник поможет определить, какое рабочее напряжение имеет светодиод, а ведь это очень важный параметр. Ну и наконец, прибор поможет банально определить исправность светодиода.
Схема устройства
По мнению автора, схема устройства очень простая. Самоделка представляет собой приставку, которая втыкается в гнездо мультиметра.
Материалы и инструменты для самоделки:
- соединительная колодка от батареи типа «Крона»;
- рабочая батарейка крона (нужна для питания пробника);
- миниатюрная кнопка без фиксации (подойдет также тактовая от телефона, планшета и пр.);
- один резистор 1 кОм на 0.25 Вт;
- быстросъемный разъем для транзисторов (сокет с шагом 2.54 мм, всего нужно будет 3 контакта);
- материал для создания корпуса устройству (подойдет пластиковая пластина и т.д.);
- четыре винта из латуни.
Процесс изготовления самоделки:
Шаг первый. Подготавливаем необходимые элементы
Сперва нужно подготовить контакты, которые будут подключаться к мультиметру. На фото видно, что штыри имеют резьбу, но лучше всего от нее избавиться. Резьба нужна лишь для того, чтобы прикрутить элементы с помощью гаек к пластиковому корпусу.
Для крепления штырей в пластине из пластмассы нужно просверлить четвертые отверстия. Два нужны для установки соединительной колодки, через которую подключается батарея "Крона". А вторые два нужны для монтажа контактов, с помощью которых приспособление подключается к мультиметру.
Чтобы закрепить микрокнопку и разъем для транзисторов, нужно будет вырезать плату из текстолита.
Шаг второй. Спаиваем схему
Теперь нужно спаять электронные детали, руководствуясь представленной выше схемой. Нужно припаять микрокнопку, транзисторный сокет и резистор на 1 кОм 0.25 Вт.
Шаг третий. Завершающий этап. Сборка самоделки
Теперь устройство собирается в общий корпус. Выведенные провода подключаются к колодке питания для батареи «Крона» и штепселям, с помощью которых пробник подключается к мультиметру. На плате текстолита возле разъема автор приклеил схемку, которая позволяет не запутаться при тестировании светодиода. Красный провод питания - это «плюс», то есть анод. Ну а черный с «минусом» - это катод.
Чтобы протестировать светодиод, его нужно воткнуть в разъем и подключить батарейку «Крона» к гнезду. Теперь мультиметр переключается в режим измерения напряжения в диапазоне 2-20В постоянного тока. Если диод исправен и включен верно, то она засветится.
Как было сказано в начале, с помощью мультиметра можно определять рабочее напряжение светодиода, но если это не нужно, мультиметр и вовсе не понадобится. Вот и все, маленький помощник готов, теперь собирать самоделки на светодиодах или что-то ремонтировать будет куда приятнее и быстрее.
Захотелось определённости в отношениях со светодиодами. Надоело заглядывать через лупу в их внутренности для предположительного определения анода-катода, идентично надоело определять их пригодность и распиновку мультиметром, пусть и не слишком большой ритуал, но... да и он полную «картину» характеристик не отражает. Нет, должен каждый уважающий себя радиолюбитель обладать достаточным количеством информации о держащем в руках светодиоде. И для этого существует на компоненте под названием резистор. Схема реально потрясает воображение:)
Изготовить, предлагаю, как приставку к любому цифровому мультиметру. Первое, что нужно сделать, добыть из старой батарейки «Крона» соединительную колодку и комплект крепления для неё.
Дальше находим подходящий корпус для будущего девайса и крепим на него колодку. Изготавливаем штыри для соединения с мультиметром (нарезать резьбу М4 только на необходимую для крепления длину, а не так как на фото - сделано из латунных винтов, что было под рукой).
По размеру и конфигурации отсека для компонентов вырезаем крышку - плату, на которую устанавливаем кнопку включения и разъем для подключения проверяемого светодиода.
С внутренней стороны платы, согласно схемы, припаиваем резистор (1 к, 0,25 Вт) и провода.
Монтируем всё в корпус, соединяем провода опять же согласно схемы.
Клеим на свободное место на плате схематичное изображение светодиода, которое ориентируем согласно схеме подключения, при которой светодиод будет, безусловно, функционировать. Подсоединяем к мультиметру. Устанавливаем предел измерения 20V постоянки.
Подсоединяем источник питания и проверяемый светодиод. Нажимаем кнопку включения. Имеем:
- а) светодиод исправен
- б) напряжение его питания 2V
- в) распиновка известна
Если же напряжение питания не интересует можно вообще обойтись без мультиметра.
Совсем простенькое устройство, а какое удобное. Учитывая постоянный рост популярности светоизлучающих диодов, в том числе в осветительных лампочках, где их тип чаще всего неизвестен - иметь такой тестер надо всем. С пожеланием успеха всем электронщикам, Babay.
Обсудить статью ПРОВЕРКА СВЕТОДИОДОВ
