Инфракрасные СД
Наверняка у каждого человека в квартире имеется как минимум один пульт дистанционного управления. Рано или поздно приходит день, когда пульт перестает выполнять свои функции (передача сигнала в фотоприемник). После проверки батареек наиболее вероятной причиной повреждения может стать неисправный светодиод.
Протестировать инфракрасный LED можно следующим образом. Поверните дистанционный пульт СД в сторону фотоаппарата. Для этого подойдет любой гаджет с фотокамерой. Инфракрасное излучение невозможно увидеть, но при использовании этих устройств ситуация в корне поменяется. В случае работоспособности светодиода на экране появится кратковременное свечение фиолетового оттенка.
Еще один тестер светодиодов, главным элементом которого является инфракрасный фотодиод – осциллограф. При попадании инфракрасного излучения на поверхность фотоэлемента на его выходе создается напряжение. Для проверки СД его необходимо подсоединить к открытому входу осциллографа. Затем следует направлять его излучение на чувствительную зону фотодиода.
Работоспособный LED покажет импульсы на мониторе осциллографа.
Как проверить светодиодную лампу, ленту и другие приборы для освещения на исправность LED-элементов. Несмотря на более высокий срок эксплуатации по сравнению с лампами накаливания, осветительные светодиоды быстрее выходят из строя, чем индикаторные.
Светодиоды — полупроводниковые приборы, создающие оптическое излучение при прохождении электрического тока в прямом направлении. Делятся на две разновидности — индикаторные и осветительные. Первые характеризуются меньшей мощностью, поэтому используются в подсветке электронных устройств, выполняя функцию индикаторов. Вторые применяются в осветительных приборах, включая лампы, ленты, фонари и прожектора.
Проверяем выпрямительный диод и стабилитрон
Защитный диод, а также выпрямительный (включая силовой)или шоттки можно проверить при помощи мультиметра (или воспользоваться омметром), для этого переводим прибор в режим прозвонки так, как это показано на фотографии.
Режим мультиметра, при котором тестируются полупроводниковые выпрямительные диоды
Щупы измерительного прибора присоединяем к выводам радиоэлемента. При присоединении красного провода («+») к аноду, а черного («-») к катоду дисплей мультиметра (или омметра) отобразит значение порогового напряжения тестируемого диода. После того, как меняем полярность, прибор должен показать бесконечно большое сопротивление. В этом случае можно констатировать исправность элемента.
Если при обратном подключении мультиметр регистрирует утечку, значит, радиоэлемент «сгорел» и нуждается в замене.
Заметим, данную методику проверки можно использовать для тестирования диодов на генераторе автомобиля.
Тестирование стабилитрона осуществляется по сходному принципу, правда, такая проверка не позволяет определить, осуществляется ли стабилизация напряжения на заданном уровне. Поэтому нам потребуется собрать простую схему.
Тестирование с использованием регулируемого источника питания
Обозначения:
- БП – регулируемый блок питания (отображающий ток нагрузки и напряжение);
- R – токоограничительное сопротивление;
- VT – тестируемый стабилитрон или лавинный диод.
Принцип проверки следующий:
- производим сборку схемы;
- устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 200 В;
Выбор необходимого режима для тестирования
- включаем блок питания и начинаем постепенно увеличивать величину напряжения, пока амперметр на блоке питания не покажет, что через цепь протекает ток;
- подключаем мультиметр, как указано на рисунке и измеряем величину напряжения стабилизации.
Как проверить не выпаивая
Для того чтобы подключить щупы мультиметра к разъемам в колодке PNP, нужно припаять на них небольшие фрагменты, обычной канцелярской скрепки. Между проводами, на которые припаяны скрепки, для изоляции можно установить небольшую текстолитовую прокладку и замотать изолентой. Таким образом, получим простой по конструкции и надежный переходник, для подключения щупов.
Далее необходимо подключить щупы к ножкам светодиода, не выпаивая его из схемы изделия. Вместо тестера, для проверки led диода можно использовать одну батарейку крона, или несколько пальчиковых батареек. Подключение проводится аналогично, просто вместо переходника, для подключения к выходам батарейки щупов, можно использовать небольшие зажимы «крокодильчики».
Рассмотрим на конкретном примере, как проверить led, не выпаивая из схемы.
Моргает, мерцает, тускло светит или не горит светодиодная лента — как найти и устранить причину.
Зачастую случается так, что спустя некоторое время эксплуатации, светодиодная лента начинает моргать, мерцать как ”стробоскоп”, частично тускнеть или гореть не в полную силу. Не стоит впадать в панику, такие проблемы можно выявить быстро и устранить их самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
Если такие дефекты возникают не сразу после подключения, а через несколько минут или секунд, возможно неправильно подобран блок питания. Ему элементарно не хватает мощности и начинается падение напряжения.
Обычно, как происходит — в магазине ленту вам подключают и все светится нормально, и только дома через некоторое время, после нагрева микросхем и других элементов, начинаются проблемы. Почему такое случается?
Да потому что многие китайские блоки питания не соответствуют своим паспортным данным. На табличке написано, что он 200Вт, а по факту не выдает и 150Вт!
При включении через такой блок на полную мощность, лента может «вспыхнуть» и тут же погаснуть. Так как блок питания уходит в защиту от перегрузки.
Когда у вас протяженная подсветка длиной 15-20 метров и более, старайтесь монтировать ее лентой одной марки. Иначе в RGB варианте при разноцветном моргании, какой-то из участков будет отставать или вообще пропускать отдельные цвета.
Также такое возможно при подключении лент от разных блоков питания. За счет разницы на них выходного напряжения, отрезок подсоединенный к блоку с одним Uвых., может чуть позже менять цвета RGB, чем другой, или грубо говоря отставать.
Еще распространенной причиной мерцания светодиодной ленты, даже в выключенном состоянии является ситуация, когда блок питания подключают через комнатный выключатель света с подсветкой.
Общеизвестно, что подсветка выключателя заставляет светиться светодиодные лампочки. То же самое относится и к светодиодной ленте.
Так что подключайте блок напрямую через автомат в эл.щитке, либо через выключатели, но без подсветки.
Ну и конечно не нужно забывать про сроки эксплуатации. При длительной исправной работе в течение нескольких лет, в блоках могут элементарно высохнуть конденсаторы стабилизации и потерять свою изначальную емкость.
Либо они просто выйдут из строя. Иногда это можно определить даже визуально по вздутию бочонка.
Также слабое, тусклое свечение ленты по истечении длительного периода времени происходит от естественной деградации кристаллов в светодиодах.
И процесс этот ускоряется при отсутствии нормального охлаждения в виде алюминиевого профиля.
Даже дорогие и качественные экземпляры будут перегреваться, если вы их приклеите на деревянное или пластиковое основание.
Светодиодную ленту запрещено паять активными (кислотными) флюсами. В противном случае кислота остается на контактной площадке и постепенно будет разъедать место соединения.
Начинается непонятное моргание во включенном состоянии ленты, с последующей не работоспособностью всего участка после пайки. Поэтому для такого соединения используйте только рекомендуемые материалы и соблюдайте правила пайки.
Если же контакт уже разъело, придется вырезать один модуль ленты и впаивать на его место другой.
А еще возможен перегрев контакта не правильно выбранным паяльником (более 60Вт). В итоге медная площадка отслаивается от дорожки и появляется неустойчивое место соединения.
Не все любят и умеют паять ленту, поэтому соединяют ее другим, более доступным способом – коннекторами.
Однако они имеют один существенный недостаток – окисление контактов. Чаще всего такое происходит в помещениях, где недавно покрасили, побелили стены или заливали стяжку.
Альтернативные методы проверки
Иногда для диагностики светодиодной лампы применяют альтернативные методы проверки:
- Если тестером нет возможности проверить светодиод, а работоспособность необходимо определить, не выпаивая, тестер заменяют пальчиковыми батарейками. Для подсоединения к выходам батарейки используют зажимы – «крокодильчики», а не переходники.
- Элементы, содержащие 2 и более кристалла, соединенных последовательно (рабочее напряжение от 3 В), а также лампу из мощного прожектора (от 10 Вт) проверяют с помощью 9-вольтной батарейки Крона. При корректно выбранной полярности пробитый led от скользящего быстрого прикосновения не загорается.
- Чтобы проверить исправность мощных (от 3 Вт) элементов, применяют блок питания. Устанавливают напряжение 3 В. Щуп красного цвета подключают к аноду светодиода; синего цвета – к катоду.
- Батарейками на 9 и 4,5 В вместе с балластным сопротивлением, снижающим напряжение до незначительного значения, проверяют светодиодные лампы в люстрах и настольных светильниках. На предмет подают 4,5 В (150 – 200 Ом), на Крону – 750 Ом.
- Иногда для тестирования светоизлучающих диодов с рабочим напряжением до 5 В используются зарядные устройства от смартфона: удаляются штекеры; зачищаются провода. Провод черного цвета соединяют с катодом, красный – с анодом. Исправный элемент при достаточном напряжении загорается.
Светодиоды функционируют от источников питания и начинают излучать свет, когда возникает положительное напряжение между анодом и катодом. Неисправность светодиодной лампы определяют разными методами. Инструментальная диагностика надежна и удобна для проверки led любых видов. Умение проверять диоды сокращает время ремонта и экономит средства.
Инфракрасные
По мере приобретения бытовых электронных устройств каждый из нас постепенно становится обладателем целой батареи пультов дистанционного управления. Пока техника послушно реагирует на ваши команды, беспокоиться не о чем.
Но вполне вероятна такая ситуация, когда отчаянные попытки переключить канал или убавить яркость люстры не приводят ни к какому результату. В таких случаях сначала проверяют состояние инфракрасного светодиода, посредством которого пульт ДУ передает основному устройству ваши требования.
Читать также: Сварочный аппарат на постоянном токе своими руками
Проверить ИК-светодиод в ДУ-пульте или другом устройстве можно несколькими способами. Начнем с самого простого:
При отсутствии умеющего снимать гаджета подпавший под подозрение светодиод можно демонтировать, заменив его на сверхъяркий или светодиод SMD-типа. Убедитесь только, что рабочее напряжение обоих элементов совпадает.
Если проверочный светодиод при нажатии кнопок на пульте испускает видимое световое излучение (скорее всего, оно будет неярким), значит, ИК-светодиод свое уже отслужил.
Более сложный способ, но зато не потребуется ни камера, ни перепайка. Можно воспользоваться инфракрасным фотодиодом. При попадании инфракрасного излучения на сенсор этого элемента на его выводах образуется разность потенциалов.
Если при этом на экране прибора появляются кривые импульсов, – тестируемый светодиод пребывает в рабочем состоянии. Если же вы наблюдаете полный штиль, значит пора покупать новый ИК-светодиод.
Миниатюризация
С развитием микроэлектроники стали широко применяться специальные микросхемы, однокристальные микропроцессоры. Все это не исключает использования навесных элементов. Однако если для этой цели использовать радиоэлементы обычных размеров, то это сведет на нет всю идею миниатюризации в целом. Поэтому были разработаны бескорпусные элементы – smd компоненты, которые в 10 и более раз меньше обычных деталей. ВАХ таких компонентов ничем не отличается от ВАХ обычных приборов, а их уменьшенные размеры позволяют использовать такие запчасти в различных микросборках.
Компоненты smd имеют несколько типоразмеров. Для ручной пайки подходят smd размера 1206. Они имеют размер 3,2 на 1,6 мм, что позволяет их впаивать самостоятельно. Другие элементы smd более миниатюрные, собираются на заводе специальным оборудованием, и самому, в домашних условиях, их паять невозможно.
Принцип работы smd компонента также не отличается от его большого аналога, и если, к примеру, рассматривать ВАХ диода, то она в одинаковой степени будет подходить для полупроводников любого размера. По току изготавливаются от 1 до 10 ампер. Маркировка на корпусе часто состоит из цифрового кода, расшифровка которого приводится в специальных таблицах. Протестировать на пригодность их можно тестером, как и большие аналоги.
Классификация
Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).
Принятые обозначения
Типы диодов, указанные на рисунке:
- А – выпрямительный;
- B – стабилитрон;
- С – варикап;
- D – СВЧ-диод (высоковольтный);
- E – обращенный диод;
- F – туннельный;
- G – светодиод;
- H – фотодиод.
Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.
Как прозвонить светодиодную лампу
Рассмотрим, как проверить светодиодную лампочку с цоколем Е27, подходящим для обычных бытовых светильников и люстр. Прежде, чем прозвонить светодиодную лампу мультиметром, придется ее разобрать. Сначала надо отсоединить рассеиватель. Он обычно приклеен к корпусу, поэтому надо аккуратно вставить в щель кусочек тонкой пластмассы (пластиковая карта, медиатор или иной предмет) и, понемногу передвигая его по линии склейки, разъединить детали. Если шов слишком прочен и не поддается, можно прогреть его феном. Прозвонка открытой платы мультиметром производится при помощи щупов.
Как вариант, можно воспользоваться батарейкой типа «Крона». Надо выбрать нужную полярность и кратковременными прикосновениями проверить состояние светодиодов. Долго удерживать контакт нельзя, поскольку напряжение батарейки слишком велико.
Особенности диодов
Стандартный диод представляет собой компонент электросети и выступает в роли полупроводника с p-n переходом. Его строение позволяет пропускать ток по цепи только в одном направлении — от анода к катоду (разные концы детали). Для этого нужно подать на анод «+», а на катод – «-». Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультиметром.
Различные виды диодов.
На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов диодов: Виды диодов:
- светодиод. При прохождении электрического тока через такой элемент он начинает светиться в результате трансформации энергии в видимое свечение;
- защитный или обычный диод. Такие элементы в электросети выполняют роль супрессора или ограничителя напряжения. Одной из разновидностей данного элемента является диод Шоттки. Его еще называют как диод с барьером Шоттки. Такой элемент при прямом включении дает малое падение напряжения. В Шоттки вместо p-n перехода применяется переход металл-полупроводник.
Будет интересно Соединение оптоволоконного кабеля в домашних условиях
Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин Vf, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.
Таблица замеров характеристик диодов с помощью мультимера.
Если обычные детали и светодиоды используются в превалирующем большинстве электроприборов, то Шоттки – преимущественно в качественных блоках питания (например, для таких приборов, как компьютеры). Стоит отметить, что проверка обычного диода и Шоттки практически ни чем особым не отличается, так как проводится по одному и тому же принципу. Поэтому не стоит беспокоиться по данному вопросу, ведь принцип работы и Шоттки, и обычных диодов идентичен.
Диод Шоттки
Являясь компонентом электронной схемы, такие полупроводниковые элементы довольно часто выходят из строя. Самыми распространенными причинами выхода их из строя бывают:
- превышение максимально допустимого уровня прямого тока;
- превышение обратного напряжения;
- некачественная деталь;
- нарушение правил эксплуатации прибора, установленных производителем.
При этом вне зависимости от причины потери работоспособности выход из строя может быть непосредственно обусловлен либо «пробоем», либо коротким замыканием. В любом случае, если имеется предположение о выходе электросети из строя в зоне полупроводника, необходимо провести его диагностику с помощью специального прибора – мультиметра. Только для проведения таких манипуляций необходимо знать, как проверить диод с его помощью правильно.
Что такое мультиметр
Мультиметр является универсальным прибором, который выполняет ряд функций:
- измеряет напряжение;
- определяет сопротивление;
- проверяет провода на предмет наличия обрывов.
Будет интересно Что такое счетчик Гейгера и как сделать его своими руками
С помощью этого прибора даже можно определить пригодность батарейки.
Проверка светодиодов в лампе.
Как проверить диод
После того, как мы разобрались с полупроводниками электрической схемы и предназначением прибора, можно ответить на вопрос «как проверить диод на исправность?». Вся суть проверки диодов мультиметром заключается в их односторонней пропускной способности электрического тока. При соблюдении этого правила элемент электрической схемы считается функционирующим правильно и без сбоев. Обычные диоды и Шоттки можно спокойно проверить с помощью данного прибора. Чтобы проверить этот полупроводниковый элемент мультиметром, необходимо проделать следующие манипуляции:
- необходимо удостовериться, что на вашем мультиметре имеется функция проверки диодов;
- при наличии такой функции подключаем щупы прибора к той стороне полупроводника, с которой будет осуществляться «прозвон». Если данная функция отсутствует, тогда переводим прибор с помощью переключателя на значение 1кОМ. Также следует выбрать режим для измерения сопротивления;
- красный провод измерительного устройства необходимо подключить к анодному концу, а черный – к катодному;
- после этого нужно наблюдать за изменениями прямого сопротивления полупроводника;
- делаем выводы о имеющемся или отсутствующем напряжении
После этого прибор можно переключить, чтобы проверить на предмет утечки или высокого замыкания. Для этого необходимо поменять места вывода диода. В таком состоянии также необходимо провести оценку полученных значений прибора.
Основные неисправности полупроводников
Диоды могут выходить из строя по разным причинам. Наиболее распространенные из них: протекание повышенного тока через схему, превышение максимального значения обратного напряжения и другие (например, тепловое или механическое воздействие). Основные неисправности этих полупроводников — пробой и обрыв. Обе неисправности можно выявить с помощью мультиметра. При пробое подключенный к элементу мультиметр в режиме измерения сопротивления показывает минимальное сопротивление порядка единиц Ом. При обрыве измерительный прибор в том же режиме покажет бесконечное сопротивление как при прямом, так и при обратном подключении.
Как проверить светодиоды в фонарике
Для проверки необходимо разобрать фонарик и вынуть плату, на которой они установлены. Проверка происходит с помощью тестера со щупами, подключенными на PNP разъем. Светодиоды можно не выпаивать, а подключать контакты щупа на них прямо на плате, при этом необходимо помнить о соблюдении полярности.
Определить пробитый светодиод, можно и при помощи измерения сопротивления в схеме подключения. Например, если светодиоды в фонарике подключены параллельно, измерив сопротивление и получив результат близкий к нулю на любом из них, можно быть уверенным, что, по крайней мере, один из них точно неисправен. После этого можно приступать к проверке каждого из светодиодов методами описанными выше.
Проверка светодиодов не сложный процесс, и любой, кто имеет несколько рабочих батареек и пару проводов, может проверить и определить его неисправность в том или ином приборе.
В электротехнике светодиоды применяются довольно давно. Но если раньше они использовались исключительно в качестве разнообразных индикаторов, то сегодня сфера применения этих элементов значительно расширилась.
С помощью инфракрасных диодов передаются сигналы от пультов дистанционного управления и всевозможных датчиков, они же используются в камерах наблюдения, контрольно-измерительной аппаратуре и других устройствах.
Еще одна разновидность – сверхъяркие элементы, научившись наконец-то светиться по-настоящему, довольно уверенно теснят традиционные источники освещения – лампы накаливания и даже более совершенные и экономичные люминесцентные светильники.
Вряд ли хоть кто-то в наши дни не слышал о светодиодных лентах (для растений например), а уж фонарик с данным типом лампочек имеется практически у каждого. Так или иначе, светодиоды применяются все шире, а потому нам все чаще приходится сталкиваться с необходимостью (при попытке выяснить причину поломки того или иного прибора) проверять их работоспособность.
Далее мы расскажем о нескольких способах, позволяющих решить эту задачу легко и профессионально.
Как проверить не выпаивая
Для того чтобы подключить щупы мультиметра к разъемам в колодке PNP, нужно припаять на них небольшие фрагменты, обычной канцелярской скрепки. Между проводами, на которые припаяны скрепки, для изоляции можно установить небольшую текстолитовую прокладку и замотать изолентой. Таким образом, получим простой по конструкции и надежный переходник, для подключения щупов.
Далее необходимо подключить щупы к ножкам светодиода, не выпаивая его из схемы изделия. Вместо тестера, для проверки led диода можно использовать одну батарейку крона, или несколько пальчиковых батареек. Подключение проводится аналогично, просто вместо переходника, для подключения к выходам батарейки щупов, можно использовать небольшие зажимы «крокодильчики».
Рассмотрим на конкретном примере, как проверить led, не выпаивая из схемы.
Как проверить светодиод тестером
Светодиод – полупроводниковый прибор, по своей структуре напоминающий обычный диод. Поэтому проверить его можно как обычный диод — включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом приложить положительное напряжение. Проверка не составит труда, если есть на руках обычный тестер. В отличие от обычных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых составляет 0,6…0,7 В, светодиод имеет гораздо большее значение этого параметра. В зависимости от цвета и материала, красные имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – около 3…3,5 В. Эта информация указана в документации производителя.
Еще одной особенностью светоизлучающего диода от обычного – низкое обратное напряжение, которое превышает прямое всего на несколько вольт. Это повышает риск выхода прибора из строя при неправильном включении или вследствие электростатического разряда. Как убедиться в исправности светодиода, прежде чем смонтировать его на плату?
Практически любой цифровой тестер (или мультиметр, кому как больше нравится) позволяет быстро проверить светодиод на работоспособность.
В простейшем случае, чтобы прозвонить светодиод, нужно включить мультиметр в режим проверки диодов, как показано на рисунке ниже.
Далее определим полярность включения. У выводных светодиодов катод обычно короче анода. Если выводы одинаковой длины (кто-то «заботливо» обкусил), то смотрим на просвет. На рисунке видно, что внутри самого корпуса располагаются два электрода, обычно тот который большего размера – катод, но это не всегда так, поэтому не стоит брать это за правило.
Остается только подключить тестер к выводам светодиода. Красный щуп к аноду, черный – к катоду (если, конечно, у вас стандартные цвета щупов). Исправность определяется по свечению.
Этим же способом можно проверить и мощный светодиод. Такие обычно смонтированы на плату с металлической подложкой (MCPCB). Полярность обычно подписана рядом с контактными площадками. Если нет, тогда наугад. Вероятность повредить светодиод тестером очень мала – не та мощность.
Еще проще и удобнее прозвонить выводные светодиоды, если в мультиметре есть функция проверки транзисторов. В этом случае нужно всего лишь вставить в соответствующий разъем выводы. Для секции NPN: анод в отверстие С (коллектор), катод в E (эмиттер). Для секции PNP – с точностью до наоборот. Наглядно проверка показана на рисунке ниже.
Когда дело касается мощных осветительных светодиодов, работающих на токах порядка сотен и тысяч мА, то встречается такой дефект: при «прозвонке» светодиод подсвечивается и признается годным, а когда включается на рабочий ток, то светит словно «в полнакала». Это связано с дефектом кристалла и если замена бракованных светодиодов в готовом изделии (например, прожекторе) затруднена, то необходимо проверить их заранее.
Более тщательная проверка, помимо мультиметра, потребует еще и источника тока. Идеальный вариант – наличие лабораторного источника, но подойдет и адаптер для зарядки мобильных телефонов или других устройств. Главное, чтобы он имел стабилизацию по току.
Последовательность такова:
- мультиметр переключаем на предел «10 А» (не забываем переставить щуп в соответствующее гнездо) и включаем в цепь последовательно между светодиодом и источником питания;
- включаем питание, измеряем силу тока, выключаем питание;
- мультиметр включаем параллельно светодиоду, установив предел измерения «20 В» (опять же не забывая переставить щуп, а то устроим КЗ), источник соединяем напрямую со светодиодом, соблюдая полярность;
- включаем питание, измеряем падение напряжения на светодиоде, выключаем питание;
- проверяем исправность по соответствию тока и напряжения по кривой вольтамперной характеристики, приведенной производителем в data sheet.
