Діодна підсвітка на скутер

Багато розмов про сучасні джерела світла, здатні замінити лампи розжарювання. Це розмови про ксенонові лампи, джерелом світлового випромінювання в яких є газ. Але щоб отримати ксенонове світло, як ви пам'ятаєте, потрібна ціла система.

А ось діоди, на перший погляд, являють собою найпростіші пластикові циліндрики з парою запаяних всередину контактів, які мають, як правило, дуже вигадливу форму і які легко можна використовувати в скутері, наприклад для підсвітки панелі приборів. Чи так все просто насправді?

Що таке діод

В основі роботи будь-якого діода лежать властивості спеціальних матеріалів, званих напівпровідниками. Не заглиблюючись в фізику цього явища, відзначимо, що напівпровідники - речовини, які здатні проводити електричний струм, але на відміну від, скажімо, металів не дуже добре. Крім того, напівпровідники можуть бути «негативними» (з надлишком негативно заряджених частинок - електронів) і «позитивними» (з нестачею електронів, або, іншими словами, надлишком позитивно заряджених частинок).

Діод це з'єднання пластин «позитивного» і «негативного» напівпровідника. На кожній з цих пластин закріплено по електроду. Поки діод не виявиться під напругою, пластини напівпровідників взаємодіють один з одним таким чином. На стику двох пластин негативно і позитивно заряджені частинки, знаходяться в надлишку в тій чи іншій пластині напівпровідника, з'єднуються один з одним, утворюючи, таким чином, свого роду «нейтральну» зону, в якій немає вільних електронів.

Принцип дії світлодіода

Однак якщо з'єднати електроди діода з джерелом струму (причому електрод «негативного» напівпровідника повинен бути неодмінно суміщений з негативним полюсом джерела), то виникає надлишок негативних частинок з одного боку і позитивних - з іншого. Прагнучи один до одного, вони «пробивають» нейтральну зону і з'єднуються, в той час як джерело струму постачає пластини все новими і новими частинками. Важливо зауважити, що якщо приєднати джерело струму навпаки, частки почнуть прагнути не одне до одного, а до полюсів джерела, таким чином рух частинок відбуватися не буде, а значить, електричний струм не буде проходити через діод, як це відбувалося в попередньому прикладі.

Властивість діода проводити струм лише в одному напрямку широко використовується в різного роду електронних пристроях, проте нам ця властивість важлива лише з тих позицій, що при недотриманні полярності світлодіода при включенні його в електричний ланцюг він просто не буде світитися!

Повертаючись до наших частинок, відзначимо, що процес з'єднання позитивних і негативних частинок супроводжується виділенням енергії у формі звільнення ще одного специфічного роду часток - фотонів. А вивільнення фотонів у великій кількості і є ні що інше як світлове випромінювання.

Колір цього випромінювання визначається властивостями речовин, які використовуються для виготовлення пластин напівпровідників. Зрозуміло, за час розвитку світлодіодів конструктори вже давно навчилися комбінувати вживані матеріали так, щоб отримувати самі різні кольори світіння. Світлодіодам доступний дуже широкий спектр випромінювання, зокрема, весь видимий, а також інфрачервоне випромінювання. Діод запаюють в суцільну пластикову колбу, куди також поміщається невеликий відбивач, попутно що є одним з електродів. Все це робиться з однією єдиною метою-сконцентрувати світлове випромінювання діода в певній точці. Сам діод, як правило, настільки малий, що його практично не видно навіть при самому найближчому розгляді світлодіода. Як правило, ви бачите лише електроди, один з яких має химерну форму тарілки - це і є відбивач.

Вольт амперна характеристика напівпровідникового діода

Тепер, коли принципи роботи світлодіода зрозумілий, можна звернутися до розгляду переваг і недоліків світлодіодів в порівнянні з традиційними лампами розжарювання. Головною перевагою діодів є, безумовно, їх ефективність. У лампі розжарювання велика кількість енергії йде в тепло, а значить, на виконання основної їх функції енергії залишається менше. Світлодіод при аналогічній з лампою розжарювання силі світла дозволяє знизити споживання енергії більш ніж на 80%, що означає зменшення навантаження на генератор і акумулятор.

Ресурс світлодіодів - більше 10000 годин, тому вони прослужать рівно стільки, скільки і сам скутер, зрозуміло, за винятком випадків механічного пошкодження. Такий великий ресурс світлодіодів важливий подвійно. По-перше, це очевидне зниження експлуатаційних витрат (не треба витрачати гроші на нові лампочки, які вічно перегорають), а по-друге, це спрощення експлуатації (про заміну лампочок можна забути) і конструкції техніки (немає необхідності конструктивно продумувати зручність заміни лампочок). Не слід забувати, що світлодіоди абсолютно захищені від пилу і вологи, а також не схильні до впливу вібрацій, що знову ж означає зручність їх експлуатації. Світлодіоди ще і виключно компактні, що знижує витрати на проектування ліхтарів.

Ну і, нарешті,важливу роль у поширенні LED на світлотехніці засобів пересування грає їх менша інерційність. Світлодіод включається на 0,2 секунди швидше лампи розжарювання. Саме тому прогрес почався саме зі стоп-сигналів, для яких 0,2 секунди виграшу - вельми цінна перевага.

Недоліків прийнято виділяти лише два. Перший - висока ціна напівпровідникових діодів, а отже, і самих світлодіодів. Що казати, адже навіть купити фонарик на діоді не дуже дешеве задоволення. Другий - програш «галогенкам» і ксеноновими лампам у створенні світлового потоку максимальної яскравості. Однак вартість напівпровідників, наприклад, за останній час істотно впала, саме тому ми все частіше і частіше бачимо світлодіоди в побутовій техніці. Причому, якщо раніше вони використовувалися виключно для індикації, то зараз вони вже щосили застосовуються для освітлення, наприклад, в портативних ліхтариках. Є й третій: неможливість точного фокусування світлового потоку, що поки робить неможливим використання LED в фарах головного світла. Але це, судячи з усього, питання часу і технологій.

До речі, LED дозволяють без проблем досягати великої температури світла, до цього реалізованої лише за допомогою ксенонових ламп. Це зіграло не останню роль у популярності джерел головного світла для велосипедів, в яких всього три світлодіоди справляються з функціями потужної «галогенки», продовжуючи при цьому в кілька разів термін служби батарейок, а також наділяючи випромінюване світло недоступний «галогенці» білизною ксеноновим лампи.

Як вже зазначалося вище, на мототехніку світлодіоди почали проникати зі стоп-сигналів. Далі йдуть покажчики поворотів, ну а там і до головної оптики недалеко! Проте «в стоці» світлодіодами облагороджена світлотехніка лише найсвіжіших моделей. Для власників техніки більш ранніх років випуску пропонуються, наприклад, спеціальні «лампочки», що мають цоколь стандартної лампи, але замість скляної колби - пластину з набором світлодіодів. Схоже рішення існує і для покажчиків поворотів, але тут треба бути обережним. Опір лампочки впливає на роботу реле-переривника, забезпечує миготіння «поворотників». Так от, найчастіше у діодних «лампочок» цей опір виявляється менше необхідного, що порушує правильну роботу реле. Проблему вирішують або модифікацією самого реле, або підбором відповідних «лампочок».

Особливо «нерівно дихають» до світлодіодів скутеристи. Найчастіше вони куди більше в мототусовці цінують різного роду hi-tech і тюнінг, але є у них на це і об'єктивні причини. Крихітні скутерні генератори мають, як правило, меншу потужність, ніж хотілося б. Тому, щоб її заощадити для фари головного світла (особливо на низьких оборотах, коли генератор до всього іншого ще і не розвиває повну потужність), доводиться економніше використовувати наявну. Найпростіший спосіб - заміна лампи стоп-сигналу (попутно що є ще і лампою габаритного вогню) на світлодіодну. А взагалі, на мій погляд, скутерів б у першу чергу припала «до двору» головна оптика на світлодіодах.

Які можна зробити висновки? Панування ламп розжарювання, як бачимо, неминуче сходить нанівець. І якщо в головній оптиці світлодіоди поки не мають достатньо сил, щоб на рівних посперечатися з ксеноном, то у всій іншій світлотехніці на мототранспорті їх перевага беззаперечна. Так що на найближчу перспективу розстановка сил така: головне світло - ксенон, а поворотники, стопи, габарити і підсвітка - діод напівпровідниковий. Чи вистачить сил світлодіодам з часом потіснити і важкуватий конструктивно ксенон (а все геніальне - просто), покаже час.