Полярность светодиода на схеме

Светодиод на схеме где плюс

На принципиальных схемах выводы светодиода обозначают так, что стрелка (треугольник) указывает на прямое направление протекания тока. Поскольку треугольник напоминает букву «А», то можно легко запомнить этот вывод — анод (см. рис.1).

Подключить источник питания, напряжением 1,5 – 2 вольта к выводам светодиода. При правильной полярности светодиод будет светиться, или подключить светодиод к другому источнику напряжения через добавочное сопротивление (см. http://radiolub.ru/page/raschet-dobavochnogo-soprotivlenija-svetodioda)

Если светодиод новый и ранее нигде не применялся, то вывод катода (-) более короткий. «Шпаргалкой» для определения вывода служит буква «К» (короткий).

На отрицательном электроде, т. е на катоде внутри корпуса светодиода расположен основной кристалл и имеет форму «флажка». Вывод анода (+) имеет внутри корпуса значительно меньший по размеру контакт.

В промышленной аппаратуре и в радиолюбительских конструкциях широко применяются индикаторные и сверхъяркие светодиоды (LED). Как и любые другие диоды, LED имеют два вывода – анод и катод (плюс и минус). Поэтому они должны подключаться с соблюдением полярности. Определить полярность светодиода можно несколькими способами:

• путем измерений;
• по внешнему виду (визуально);
• подключением к источнику питания;
• из технической документации.

Общие сведения о полярности светодиода, и почему это важно

Зачем вообще заниматься определением «+» и «-» у светодиодов, почему их нормально не промаркируют или не выработают единую систему маркировки? Сейчас LED настолько массово производятся по всему миру, и они так дешевы, что производителям ни к чему усложнять себе жизнь какой-то особой маркировкой или соблюдением правил. Сделали — и ладно! Поэтому доверять ли пиктограммам, визуальной разнице в деталях диодов — решает каждый на свой страх и риск.

Радиолюбителям и любителям «собрать ракету на коленке» приходится приспосабливаться под такие жесткие условия. Приобретая новый диод, получая выпаянный б/у, никогда со 100% гарантией не поймешь, где у него анод и катод, пока не проверишь прибором. Если подключить без тестирования, то можно пробить LED, а цепь не заработает, потому что у диода ток идет только в одну сторону (исключение — так называемые моргающие светодиоды, двухцветники и ИК). Правильная распайка выводов даст нормальную рабочую схему.

Современные светодиоды, которые наиболее часто используются в работе

Светодиоды различают по мощности, цветности, типу корпуса и т.п. Наиболее часто используются в схемах диоды в корпусе DIP и SMD с малой мощностью и диаметрами от 3.5 и 5.0 до 10.0 мм. Хотя последнее время «доноры» для LED (фонарики, ленты, светильники, элементы подсветки) увеличили мощность лампочек от 0,5 Вт до 1 Вт и выше.

В корпусе DIP светодиод представляет собой маленькую лампочку с ножками, по которым определяют полярность. Но цоколевка у разных производителей не всегда совпадает с действительностью.

В корпусе SMD определить анод и катод еще сложнее, приходится при визуальном тестировании полагаться на адекватность производителя, который помечает катод срезом/скосом на корпусе или пиктограммами. А такому способу обозначения полярности тоже нельзя довериться на 100%. Уж больно много выявляется неожиданных сюрпризов.

Как определить полярность диода

Для самостоятельного определения полярности у диода применяют несколько способов с разной степенью надежности. Методы с применением приборов:

• проверка тестером;
• подача тока с ограничением через резистор;
• встречается иногда и описание подключения осциллографа для этих целей.

Они отлично работают на элементах малой и средней мощности обычного характера свечения. Самые рабочие способы по адекватности результата.

Есть еще относительно надежные методы определения:

• по технической документации;
• по изображению полярности диода на схеме.

Стоит упомянуть недобросовестность производителей и недоступность документации при покупке в розницу. Этот способ узнать распиновку также не гарантирует точного определения плюса и минуса.

Совсем неудачные, но широко применяемые «народные» методы:

• определение по длине ножек;
• по размеру деталей внутри корпуса DIP;
• по расположению среза/скоса на корпусе SMD;
• по маркировке от производителя на диодах SMD и т.п.

Эти способы определения грешат неточностью, а иногда и вовсе невозможностью правильно узнать, где анод, а где катод у светодиода.

Как определить полярность тестером (мультиметром)

Чтобы узнать полярность у LED с помощью тестера (официальное название прибора мультиметр) используют несколько видов тестирования. Чем современнее тестер (цифровой), тем больше возможностей точно найти анод и катод на корпусе элемента, узнать его пригодность к работе (не пробит ли) и цвет свечения. Любой годный прибор покажет плюс и минус 3 разными способами:

• через режим «проверка сопротивления» (аналоговый тестер);
• через режим «прозвонка, проверка диода» (цифровой прибор);
• проверка через транзисторные гнезда отсеков PNP и NPN (любой, где они есть).

Начнем с самого простого и надежного. На современных аппаратах есть возможность проверки с помощью отсеков для тестирования PNP и NPN транзисторов. Удобно, что можно обойтись без щупов. Для определения полярности нужно взять лампочку в DIP корпусе и вставить ее в гнезда «C» и «E». Если попасть анодом в E-эмиттер, а катодом в C-коллектор, то не пробитый рабочий светодиод ярко засветится. Если нет свечения, то нужно переткнуть ножки, сменив гнезда. Если смена не помогла, значит диод неисправен. Для элементов в корпусе SMD в гнезда втыкают обычные швейные иголки или тонкие гвоздики, а затем прикладывают к корпусу, как бы добавляя к нему эти самодельные ножки. Простота и надежность результатов этого метода делает его самым востребованным у профессионалов и тех, кто часто вынужден проверять пригодность и полярность у LED.

Другие виды тестирования задействуют разные режимы мультиметра и его щупы. Если включить режим омметра, когда измеряется сопротивление, то приложив щупы к ножкам, получится замер величины. Когда все сделано верно, и красный щуп попадет на анод, а черный на катод, то измерительная стрелка прибора скакнет до значений 1,7-1,8 кОм. Это диагностирует не только, где плюс и минус у диода, но и рабочее состояние. Во избежание вывода элемента из строя в случае неправильного подключения к щупам, дотрагиваться ими нужно быстро, не задерживая надолго. При обратном включении на табло прибора будет бесконечно большая величина сопротивления. А вот неисправный LED отобразит слишком малые значения сопротивления в обе стороны (как правило, 1). С таким работать уже нельзя.

На современных цифровых тестерах есть удобный режим «прозвонка, проверка диода». Прибор переключается в этот режим, а щупы должны попасть на верную полярность: красный на плюс, а черный — на минус. Это должно дать небольшое свечение светодиода и отображение измеренной величины, характерной для его цветности. Заодно можно проверить характеристики элемента (соответствие напряжения и тока по кривой вольтамперной характеристики).

Жаль, но методы с щупами срабатывают достоверно только на зеленых и красных диодах. Синие и белые лампочки можно проверить только через гнезда определения характеристик транзисторов (PNP/NPN). С многоцветными и двухцветниками с щупами придется повозиться в режиме диодной прозвонки. Для них следует искать общий плюс и минус, перебирая щупами выводы и фиксируя свечение.

Как определить полярность путем подачи питания

Для определения полярности LED в любом корпусе существует еще один надежный метод — подача тока с аккумулятора 3-6 В. Осторожные не рискуют брать батарейку больше 3 В. Для 12 В мощных светодиодов и 12 В не сильно страшны, но остальные надо беречь от пробоя. Самый удобный вид подачи питания на ножки диода — это старая круглая большая батарейка из настенных часов или компьютерной платы (маркировка CR2032). Ее просто вставляют между ножками элемента, если анод коснется плюса, а катод минуса, то о правильной работе исправного диода скажет яркое свечение, если нет, то он пробит.

Но! Нужно или сначала убедиться измерением, что батарейка не выдает ток выше 10-30 мА величиной, или использовать резистор от 400 до 600 Ом (иногда выше). Без ограничения тока легко пробить светодиод даже 4 В с аккумулятора, т.к. для напряжения диода в пределах 1,5-3,8 В максимально допустимой величиной тока с источника питания будет 10-30 мА. Многие считают, что кратковременное помещение диода на источник питания не спалит кристалл, но это может значительно снизить его ресурс, что потом чревато быстрым выходом из строя в готовой схеме. Вывод — используем резистор для ограничения тока батарейки, это точно убережет элемент от пробоя и потери работоспособности в дальнейшем.

Как определить полярность по внешнему виду

Есть способ «для ленивых», когда анод и катод определяется по:

• длине ножек в корпусе DIP;
• маркировке на корпусе;
• расположению среза/скоса у катода или специальных графических обозначений — пиктограмм, смещенных к аноду.

С длиной ножек можно здорово не угадать, потому что производители, порой, используют нестандартную цоколевку. Обычно короткий штырек означает катод (К-короткий, К-катод), а длинный — анод. Это в идеале. Но профессионалы все проверяют приборами, не доверяя добросовестности производителей.

На корпусе также могут встретиться маркировки:

• стандартные «+»/»-«;
• «-» обозначается зеленой линией, точкой, а «+» — треугольником и т.п.

Маркировке дешевых или выпаянных ноунеймов лучше не доверять. Ведь производитель свободен в своем «творчестве»: хочешь — просто сделает утолщение одной из ножек цоколевки, хочешь — вообще никак не обозначит разницу между анодом и катодом в светодиоде.

Визуальное определение маркировки на корпусе SDM немногим лучше: срез или скос располагается ближе к катоду, тогда как теплоотвод на корпусе — к аноду. Бывает, что на SMD маленького размера изображены графические обозначения — пиктограммы, значки (треугольник, п-образная и т-образная линия), они указывают направление выхода тока, поэтому вершиной располагаются к катоду, а основанием — к аноду. Лучше всего тестировать элементы в таком типе корпуса приборами. Потому что гарантии соответствия маркировки действительности нет.

Определение полярности по технической документации

Если производитель надежный и на диоды идет сопроводительная техническая документация, то полярность там будет указана. Проблема в том, что документы идут только с большой партией, на розницу никто их давать не будет. Можно попробовать найти информацию о характеристиках в интернете, зная точно производителя и марку светодиода. Но тут опять возникает вопрос доверия производителю. Даже добросовестные поставщики не застрахованы от недобросовестности на производстве, бракованной партии, несоблюдения норм и регламента по маркировке.

Определяем, где плюс зрительно

Самый спорный и ненадежный способ определения распиновки диода — это визуально отличить в колбе LED размер деталей: маленькая назначается анодом, а большая — катодом. Хотя встречается огромное количество диодов, где все с точностью до наоборот. А могут попасться элементы столь странные, нетипичные, что визуальное определение цоколевки точно не поможет. Стоит ли рисковать исправностью светодиода и готовой схемы — решать любителям определять «на глазок».

Способы определения полярности

Для определения полярности диодного изделия можно воспользоваться различными приёмами, каждый из которых подходит для определённых ситуаций и будет рассмотрен отдельно. Эти методы условно делятся на следующие группы:

• Метод визуального осмотра, позволяющий определиться с полярностью по имеющейся маркировке или характерным признакам;
• Проверка посредством мультиметра, включённого в режим прозвонки;
• Выяснение, где плюс, а где минус путём сборки несложной схемы с миниатюрной лампочкой.

Рассмотрим каждый из перечисленных подходов отдельно.

Визуальный осмотр

Этот способ позволяет расшифровать полярность по имеющимся на полупроводниковом изделии специальным меткам. У некоторых диодов это может быть точка или кольцевая полоска, смещённая в сторону анода. Некоторые образцы старой марки (КД226, например) имеют характерную заострённую с одной стороны форму, которая соответствует плюсу. С другого, совершенно плоского конца, соответственно, располагается минус.

Обратите внимание! При визуальном обследовании светодиодов, например, обнаруживается, что на одной из их ножек имеется характерный выступ.

По этому признаку обычно определяют, где у такого диода плюс, а где противоположный ему контакт.

Применение измерительного прибора

Самый простой и надёжный способ определения полярности – использование измерительного устройства типа «мультиметр», включённого в режим «Прозвонка». При измерении всегда нужно помнить, что на шнур в изоляции красного цвета от встроенной батарейки подаётся плюс, а на шнур в чёрной изоляции – минус.

После произвольного подсоединения этих «концов» к выводам диода с неизвестной полярностью нужно следить за показаниями на дисплее прибора. Если индикатор покажет напряжение порядка 0,5-0.7 Вольт – это значит, что он включён в прямом направлении, и та ножка, к которой подсоединён щуп в красной изоляции, является плюсовой.

В случае если индикатор показывает «единицу» (бесконечность), можно сказать, что диод включён в обратном направлении, и на основании этого можно будет судить о его полярности.

Дополнительная информация. Некоторые радиолюбители для проверки светодиодов используют панельку, предназначенную для измерения параметров транзисторов.

Диод в этом случае включается как один из переходов транзисторного прибора, а его полярность определяется по тому, светится он или нет.

Включение в схему

В крайнем случае, когда визуально определить расположение выводов не удаётся, а измерительного прибора под рукой не имеется, можно воспользоваться методом включения диода в несложную схему, изображённую на рисунке ниже.

Проверка с помощью лампочки

При его включении в такую цепь лампочка либо загорится (это значит, что полупроводник пропускает через себя ток), либо нет. В первом случае плюс батарейки будет подключён к положительному выводу изделия (аноду), а во втором – наоборот, к его катоду.

В заключение отметим, что способов, как определить полярность диода, существует довольно много. При этом выбор конкретного приёма ее выявления зависит от условий проведения эксперимента и возможностей пользователя.

Определение полярности путем подачи питания

Наиболее наглядным способом определения полярности LED является подключение к источнику напряжения. Этот метод позволяет проверить исправность светодиода и определить его полярность.

Для проведения «эксперимента» потребуется источник постоянного напряжения. Им может послужить блок питания или аккумуляторная батарея. Удобно использовать лабораторный блок питания с плавной регулировкой напряжения и вольтметр постоянного тока.

Светодиод нужно подключить к блоку питания и постепенно поднимать напряжение. При правильном подключении он должен начать светиться. Если при достижении 3 – 4 вольт LED не начал светиться, следует изменить полярность подключения и повторить эксперимент. При зажигании светодиода не стоит продолжать увеличивать напряжение, т.к. он может сгореть.

Вместо регулируемого блока питания, можно воспользоваться любой батареей напряжением 4.5 – 12 вольт. В качестве батареи можно использовать несколько элементов на 1.5 вольта, соединенных последовательно, аккумулятор от сотового телефона или автомобиля.

Подключать светодиод к батарее напрямую нельзя. Он может выйти из строя.

Для проверки работоспособности последовательно со светодиодом нужно подключить токоограничивающий резистор. Сопротивление резистора для маломощных светоизлучающих диодом может составлять от 680 Ом до нескольких кОм. Для мощных светодиодов подойдет резистор в несколько десятков Ом.

Определение полярности источником питания

Для быстрого тестирования понадобится источник тока с напряжением от 3 до 6 вольт (батарейка или аккумулятор), резистор сопротивлением 300–470 Ом любой мощности и, непосредственно, светодиод. Ввиду малого значения обратного напряжения, не рекомендуется проверять светодиод от источника с напряжением больше 6 В. Резистор нужно подпаять к одной из ножек и затем коснутся контактов источника питания. Дотрагиваясь анодом к плюсу, а катодом к минусу, исправный излучающий диод будет светиться. Работники ремонтных мастерских часто вооружаются севшими трёхвольтовыми батарейками из системной платы компьютера или настенных электронных часов (CR2032). Убедившись, что ток такой батарейки не превышает 30 мА, её кратковременно вставляют между выводами светодиода без резистора. Плюс и минус определяют по его свечению.

Другие способы определения полярности

Самый простой вариант для определения где плюс у светодиода – это батарейки с материнской платы, типоразмера CR2032.

Её напряжение порядка 3-х вольт, чего вполне хватит чтобы зажечь диод. Подключите светодиод, в зависимости от его свечения вы определите расположение его выводов. Таким образом можно проверить любой диод. Однако это не очень удобно.

Можно собрать простейший пробник для светодиодов, и не только определять их полярность, но и рабочее напряжение.

Схема самодельного пробника

При правильном подключении светодиода через него будет протекать ток порядка 5-6 миллиампер, что безопасно для любого светодиода. Вольтметр покажет падение напряжения на светодиоде при таком токе. Если полярность светодиода и пробника совпадёт – он засветится, и вы определите цоколевку.

Знать рабочее напряжение нужно, так как оно отличается в зависимости от типа светодиода и его цвета (красный берет на себя менее 2-х вольт).

И последний способ изображен на фото ниже.

Включите на тестере режим Hfe, вставьте светодиод в разъём для проверки транзисторов, в область помеченной как PNP, в отверстия E и C, длинной ножкой в E. Так можно проверить работоспособность светодиода и его распиновку.

Если светодиод выполнен в другом виде, например, smd 5050, вы можете воспользоваться этим способом просто – вставьте в E и C обычные швейные иглы, и прикоснитесь к ним контактами светодиода.

Любому любителю электроники, да и самоделок вообще нужно знать, как определить полярность светодиода и способы их проверки.

Будьте внимательны при выборе элементов вашей схемы. В лучшем случае они просто быстрее выйдут из строя, а в худшем – мгновенно вспыхнут синем пламенем.

Применяем источник питания

Более эффективный способ определить полярность – подключить светодиод к источнику питания. Внимание! Выбирать надо источник, напряжение которого не превышает допустимое напряжение светодиода. Можно соорудить самодельный тестер, используя обычную батарейку и резистор. Это требование связано с тем, что при обратном подключении светодиод может перегореть или ухудшить свои световые характеристики.

Некоторые говорят, что подключали светодиод и так и сяк, и он от этого не портился. Но все дело в предельном значении обратного напряжения. К тому же, лампочка может сразу и не погаснуть, но срок ее работы уменьшится, и тогда ваш светодиод проработает не 30-50 тысяч часов, как указано в его характеристиках, а в несколько раз меньше.

Если мощности элемента питания для светодиода не хватает, и прибор не светится, как вы его не подключаете, то можно соединить несколько элементов в батарею. Напоминаем, сто элементы соединяются последовательно плюс к минусу, а минус к плюсу.

Если светодиод выполнен в корпусе SMD, то рассмотреть, что же у него внутри невозможно. Как правило, производители заботятся об электротехниках и делают определенные пометки. Полярность можно распознать по срезу на корпусе, теплоотводу или пиктограмме. Первые два способа больше подходят для больших типоразмеров.

На корпусе таких диодов можно найти конструктивный срез. Именно он указывает на отрицательный контакт (катод). С противоположной стороны, соответственно, будет расположен положительный анод.

Теплоотвод с обратной стороны корпуса также подсказывает полярность. Он смещен к аноду.

На небольшие SMD диоды (например, типоразмер 1206) в качестве подсказки наносят специальные пиктограммы. Они имеют форму треугольника, буквы П или Т. Выступ обозначает катод.

Расчет сопротивления для светодиода

Диод имеет малое внутреннее сопротивление. При подключении его напрямую к блоку питания, элемент перегорит. Чтобы этого не случилось, светодиод подключается к цепи через токоограничивающий резистор. Расчет производится по закону Ома: R=(U-Uled)/I, где R – сопротивление токоограничивающего резистора, U – питание источника; Uled – паспортное значение напряжения для светодиода, I – сила тока. По полученному значению и подбирается мощность резистора.

Важно правильно рассчитать напряжение. Оно зависит от схемы подключения элементов.

Можно не производить расчет сопротивления, если использовать в цепи мощный переменный или подстроечный резистор. Токоограничивающие резисторы существуют разного класса точности. Есть изделия на 10%, 5% и 1 % – это значит, что погрешность варьируется в указанном диапазоне.

Выбирая токоограничивающий резистор, нужно обратить внимание и на его мощность. почти всегда, если при малом рассеивании тепла устройство будет перегреваться и выйдет из строя. Это приведет к разрыву электрической цепи.

Когда нужно использовать токоограничивающий резистор:

• когда вопрос эффективности схемы не является основным – например, индикация;

• лабораторные исследования.

В остальных случаях лучше подключать светодиоды через стабилизатор – драйвер, что особенно это актуально в светодиодных лампах.

Онлайн – сервисы и калькуляторы для расчета резистора: