Типы светодиодов и их применение в моддинге

Идея моддинга различных устройств (в том числе компьютеров и компьютерных аксессуаров) с использованием светодиодной подсветки далеко не нова. Достаточно вспомнить о том, что первые умельцы, пытавшиеся подобным образом «усовершенствовать» корпусы своих ПК, появились ещё в конце 90-х годов прошлого столетия. Настоящий пик интереса к светодиодным элементам пришёлся на момент появления оптических компьютерных мышек – редкий моддер в те годы не пытался заменить в них стандартные светодиоды на более оригинальные или установить в мышь дополнительные элементы декоративной подсветки.

Отдельного упоминания заслуживает использование таких электронных компонентов в моддинге вентиляторов. Ещё в 1999-2000 годах можно было встретить моддеров, занимавшихся самостоятельным изготовлением вентиляторов со светодиодной подсветкой, и с выпуском на рынок аналогичных серийных устройств интерес к ним не пропал – скорее, перешёл в разряд своеобразной моддинг-классики, наравне с оригинальным раундингом компьютерных проводов и прорезкой отверстий (блоухолов) для дополнительных кулеров. Сегодня по-прежнему можно часто увидеть самодельную светодиодную подсветку наружных и внутренних частей системных блоков стационарных ПК (несмотря на то, что последние все увереннее вытесняются ноутбуками и планшетами).

Тематические моддинг-форумы в интернете буквально переполнены темами, посвящёнными использованию светодиодов в моддинге. Очень часто речь идёт о вопросах, задаваемых начинающими моддерами, желающими использовать в своём техническом «творчестве» светодиодные компоненты, но не имеющими для этого достаточных знаний и опыта. К сожалению, грамотные и исчерпывающие ответы на специализированных ресурсах встречаются достаточно редко. В этой статье мы решили начать с азов и рассмотреть основные типы и свойства светодиодных элементов, применяемых в моддинге устройств.

Что такое светодиод

Светодиодом в электронике и оптике называют особый компонент, изготовленный на основе полупроводников (полупроводниковых кристаллов), обладающий способностью испускать оптическое светоизлучение при пропускании электротока. Свет, испускаемый такими мини-устройствами, находится в узком спектральном диапазоне, то есть, их кристаллы, по сути, способны самостоятельно излучать конкретные цвета, и этим светодиоды отличаются от обычных ламп (к примеру, тех же бытовых лампочек накаливания). Последние излучают намного более широкий спектр, а необходимого цвета в подобных случаях можно добиться исключительно путём использования внешних световых фильтров.

Абсолютно каждый светоизлучающий диод обладает двумя основными характеристиками – напряжением, а также силой тока. Стандартные элементы, как правило, имеют силу тока 20 мА (за некоторыми исключениями – например, мультикристалльные светодиоды могут достигать силы тока до 80 мА при условии наличия четырёх кристаллов). Что касается номинального напряжения прибора, то оно определяется материалом, из которого сделан полупроводник. То есть, существует определённая зависимость между цветом испускаемого свечения диода и его показателем напряжения.

Нужно иметь в виду то, что в производстве современных светодиодов применяется достаточно большое количество полупроводниковых материалов, и характеристики таких электронных компонентов, которые сегодня можно свободно купить практически в любом магазине радиодеталей, в первую очередь зависят именно от использованного материала. В частности, именно особенности полупроводникового материала (точнее, его химический состав), на основе которого изготовлен светодиод, определяют цвет свечения такого маленького прибора и его яркость. Другими словами говоря, химический состав использованного полупроводника напрямую влияет на диапазон излучения светодиодного элемента.

Обратите внимание, что подключение светодиодов осуществляется через соответствующие резисторы, поскольку здесь имеет значение не только напряжение, но и сила тока. В противном случае электронный компонент сразу сгорит или будет работать недолго.

Виды светодиодов

Перед походом в магазин электронных компонентов советуем внимательно изучить всё многообразие светодиодов, которые могут классифицироваться по самым разным признакам. В первую очередь подобные мини-приборы различаются по своим размерам: самыми популярными традиционно считаются стандартные цилиндрические светодиоды 3 мм, а также светодиоды 5 мм и 10 мм (речь идёт о диаметре). Немного реже используются полупроводниковые компоненты в цилиндрическом корпусе диаметром 8 мм, а «гиганты», имеющие в диаметре до 20 мм, используются совсем редко.

Существуют и миниатюрные светоизлучающие диоды, размер которых может составлять менее 2 × 2 мм – такие компоненты в большинстве случаев используются для декоративной подсветки дисплеев/мониторов и припаиваются непосредственно на плату. При желании вы можете купить светодиоды в корпусе не только цилиндрической, но также другой формы (например, квадратной).

Светодиоды с одним и несколькими кристаллами

Помимо этого, светодиодные элементы различаются количеством кристаллов. Стандартные модели обычно имеют внутри своего корпуса один-единственный полупроводниковый кристалл, но в некоторых случаях таких кристаллов может быть несколько. Например, так устроены все многоцветные светодиоды (их «начинка» представляет собой несколько кристаллов, изготовленных из разных материалов и излучающих таким образом различные цвета). На практике можно упомянуть двухцветные светодиодные компоненты с красным и зелёным цветом, которые часто устанавливают в качестве всевозможных индикаторов. Также сюда можно отнести трёхцветные светодиоды, обладающие способностью отображать три базовых цвета и незаменимые в изготовлении оригинальной декоративной подсветки мониторов компьютеров и других аналогичных устройств.

Кроме того, использование сразу нескольких кристаллов оправдано в том случае, когда необходимо получить светодиод сверхвысокой мощности. При этом, в отличие от описанных выше приборов, внутри корпуса устанавливаются кристаллы одного цвета – как правило, их количество равняется четырём.

Классификация светодиодов по яркости и мощности

Широкая сфера применения светодиодных элементов требует от производителей выпуска диодов с различными показателями яркости и мощности. В изготовлении индикаторов обычно используются приборы малой яркости, в то время как моддерская декоративная подсветка различных устройств в подавляющем большинстве случаев потребует ярких и очень ярких светодиодов. Именно последние чаще всего применяются в моддинге и имеют очень большую мощность, в то время как другие светодиодные электронные компоненты могут обладать очень и очень незначительными мощностными показателями.

Для справки: стандартный высокояркий светодиод с четырьмя кристаллами обладает мощностью порядка 240 мВт. Для светодиодной подсветки корпуса обычно требуется не более восьми таких электронных компонентов.

Существуют также супермощные светодиоды от 1 Вт, которые при кажущейся незначительности своей мощности имеют яркость в 15-20 раз больше яркости стандартных светодиодных элементов. Просто представьте, что для подсветки устройства стандартных средних габаритов достаточно будет установить один или два подобных светодиода (не забудьте купить резисторы соответствующей модели).

Цвета светодиодных элементов

Как уже было сказано выше, излучаемый светодиодом цвет зависит от материала полупроводника, на основе которого изготовлен такой прибор. Самые распространённые цвета светодиодных элементов, которые можно найти в магазинах и интернет-магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов – красный, синий, зелёный, оранжевый, жёлтый, фиолетовый. В моддерских целях сегодня активно используются все цвета светодиодов, а выбор традиционно зависит от целей моддинга (подсветка или индикация). Особо следует выделить светоизлучающие элементы, способные работать в ИК-диапазоне (обычно применяются в пультах дистанционного включения/выключения и «ночных» камерах), а также фиолетовые и УФ-светодиоды. Последние способны вызывать люминесценцию различного уровня яркости.

Плюсы и минусы диодного моддинга

• Доступная стоимость светодиода (и, соответственно, доступная цена резистора, с которым, напоминаем, должен использоваться первый) делают такие электронные компоненты простым и экономичным инструментом для оригинального моддинга любых устройств.
• Независимо от цвета, формы корпуса, количества кристаллов и номинальных показателей, все современные светодиоды отличаются высокой надёжностью и по-настоящему длительным сроком службы (разумеется, при уже упомянутом выше условии подключения через резистор).
• Моддинг корпуса или другого устройства светодиодами популярен также и по причине яркости и насыщенности такой подсветки.
• Светодиодные элементы практически не нагреваются и не перегреваются.
• Компактный размер светодиодных элементов – ещё одно достоинство, используемое моддерами.

Что касается проблемных моментов, с которыми связано применение светодиодных электронных компонентов в моддинге, то они немногочисленны. В частности, несоблюдение правил подключения (неправильное подключение или пренебрежение покупкой подходящих резисторов) приведёт к быстрому, а иногда и мгновенному перегоранию светодиода. Кроме того, выбор и подключение таких устройств потребует от моддера определённых опыта и практики.