In de elektronica heeft elke component een eigen grafische weergave in het schakelschema. Met behulp van deze symbolen kunnen we snel de structuur en het werkingsprincipe van de schakeling begrijpen. Het symbool van de lichtgevende diode (LED) is een van de meest voorkomende en gemakkelijkst te herkennen symbolen. Een LED-symbool geeft niet alleen aan dat er een LED-component in de schakeling aanwezig is, maar informeert ons ook over de polariteit, de werkingsrichting en de specifieke rol die de LED in de schakeling speelt.
Deze blog geeft je een systematisch inzicht in de structuur van LED-symbolen, veelvoorkomende tekenmethoden, hun toepassingen in schakelschema’s en een aantal historische achtergronden bij de ontwikkeling van LED-diodes. Daarnaast laat dit artikel je ook zien hoe je snel de anode en kathode van een LED kunt identificeren, waarom er verschillende LED-kleuren zijn en welke veelvoorkomende typen LED’s in huidige elektronische producten voorkomen. Al met al heb je na het lezen van dit artikel een uitgebreide en diepgaande kennis van lichtgevende diodes (LED’s).
Lichtgevende diode begrijpen
LED’s, de volledige naam is Light Emitting Diode, zijn een zeer belangrijke halfgeleider in de elektronica. Net als gewone diodes kan stroom er slechts in één richting doorheen en wordt deze in de tegenovergestelde richting geblokkeerd. LED’s kunnen echter niet alleen de stroomrichting regelen wanneer ze in doorlaatrichting zijn voorgespannen, maar ook direct licht uitzenden.
Het licht dat een led uitstraalt, is niet één lichtbron, maar wordt bepaald door de led-chip erin. Het halfgeleidermateriaal in de chip en de grootte van de energiebandafstand bepalen de golflengte en kleur van het licht, wat de verschillende led-kleuren zijn die we vaak zien.
Dankzij het lage stroomverbruik, de lange levensduur en de snelle responstijd worden LED’s veelvuldig toegepast in diverse sectoren: van stroomindicatielampjes op elektronische apparaten tot koplampen van auto’s, verkeerslichten, reclamedisplays en zelfs krachtige verlichtingssystemen in huishoudens en industrieën. Ook in specifieke sectoren zoals infraroodcommunicatie en optische detectie spelen LED-diodes een onvervangbare rol.
LED-symbool:
Het LED-symbool is een verbeterde versie van het reguliere diodesymbool. De structuur bestaat uit verschillende onderdelen:
• Een driehoek wijst naar een rechte lijn: Dit deel is hetzelfde als dat van een gewone diode, wat aangeeft dat de stroom alleen van de anode naar de kathode kan stromen, wat de unidirectionele geleidingskarakteristiek van de diode weerspiegelt.
• Twee kleine pijltjes die naar buiten wijzen: dit is het belangrijkste verschil met gewone diodes. De pijltjes geven aan dat de led licht kan uitzenden, wat symboliseert dat er fotonen vrijkomen uit de led-chip.
LED-symbool versus diodesymbool
Zoals we eerder al aangaven, is het LED-symbool weliswaar gebaseerd op het standaarddiodesymbool, maar er is een belangrijk verschil tussen de twee: het LED-symbool heeft een naar buiten wijzende pijl, wat aangeeft dat het licht kan uitstralen.
Laten we een tabel gebruiken om een gedetailleerde vergelijking te maken tussen het LED-symbool en het algemene diodesymbool:
Vergelijking van diode- en LED-symbolen:
|
Kenmerk |
Diode-symbool |
LED-symbool: |
| Basisvorm | Driehoek + lijn | Driehoek + lijn |
| Huidige richting | Van anode naar kathode | Van anode naar kathode |
| Arrows | Geen pijlen | Twee naar buiten wijzende pijlen |
| Extra betekenis | Geeft alleen unidirectionele geleidbaarheid aan | Geeft unidirectionele geleidbaarheid aan + vermogen om licht uit te zenden |
| Toepassing in schakelschema’s | Gebruikt in gelijkrichters, schakelaars en beveiligingscircuits | Gebruikt in indicatoren, verlichting, displays en communicatiesystemen |
Variaties van LED-circuitsymbolen
In elektronisch ontwerp kunnen de symbolen van LED-circuits verschillen, afhankelijk van het type en de functie van de LED’s. Deze worden gebruikt om snel onderscheid te maken tussen diodes met verschillende toepassingen in circuits. In gangbare LED-schema’s worden voornamelijk de volgende soorten symbolen gebruikt:
Standaard LED-symbool
Dit symbool wordt meestal gebruikt in gewone led-indicatielampjes en geeft aan dat ze licht kunnen uitzenden binnen het zichtbare lichtbereik, dat wil zeggen de kleine rode, groene of blauwe lampjes die we in ons dagelijks leven zien.
Fotodiode symbool
De pijl op de fotodiode wijst naar binnen, wat aangeeft dat het een apparaat is dat lichtsignalen ontvangt.
Infrarood LED-symbool
Het symbool voor een infrarood-led is in principe hetzelfde als dat voor een standaard lichtgevende diode (LED), maar om ze te onderscheiden van gewone leds, staat er op de tekeningen meestal “IR” vermeld. Dit geeft aan dat de infrarood-led een infraroodlichtspectrum uitzendt dat onzichtbaar is voor het blote oog.
RGB LED-symbool
Voor RGB-leds is het symbool complexer. Meestal worden er drie pijlen getekend in het RGB-led-schema, of worden er kleuren naast het symbool gemarkeerd om aan te geven dat de led-chip tegelijkertijd rode, groene en blauwe leds bevat. Door de huidige grootte aan te passen, kunnen verschillende kleuren worden gemengd om diverse lichteffecten te produceren.
LED-polariteit en identificatie
In elektronische componenten is de polariteit van leds een zeer belangrijk concept. Het verwijst naar het feit dat leds in de aangegeven richting in een circuit moeten worden aangesloten om goed te functioneren. De led is een soort diode en het werkingsprincipe van alle diodes is hetzelfde: ze laten slechts in één richting stroom door. Bij een led moet de stroom van de anode (positief) naar de kathode (negatief) lopen om licht uit te zenden.
In eenvoudigere bewoordingen:
• LED-anode = positieve kant van de LED, die aangesloten moet worden op de positieve aansluiting (+) van de voeding.
• LED-kathode = negatieve zijde van de LED, die moet worden aangesloten op de aarde (GND) van het circuit of op de negatieve aansluiting van de voeding.
Als de LED-aansluitrichting onjuist is, dat wil zeggen dat de LED-polariteit is omgekeerd, wordt de stroom geblokkeerd. Bij lage spanning zal de LED niet oplichten en niet reageren. Bij hoge spanning kan de omgekeerde spanning echter de weerstandsspanning van de LED overschrijden, wat permanente schade aan de LED-chip kan veroorzaken.
Daarom moeten we bij het daadwerkelijk ontwerpen en assembleren van elektronica eerst de posities van de LED-kathode en -anode bevestigen. Dit is de eerste stap om de juiste LED-aansluiting te garanderen. Als deze stap wordt overgeslagen, zal de LED niet alleen niet oplichten, maar kan dit ook leiden tot schade aan het apparaat of een defect aan het circuit.
Geschiedenis van de lichtgevende diode
De geschiedenis van leddiodes gaat terug tot het begin van de 20e eeuw. Toen wetenschappers toen halfgeleidermaterialen bestudeerden, ontdekten ze dat bepaalde stoffen een zwak licht produceren wanneer er stroom doorheen loopt. Dit fenomeen legde de basis voor de latere geboorte van de lichtgevende diode.
De echte doorbraak vond plaats in 1962. De Amerikaanse wetenschapper Nick Holonyak jr. creëerde de eerste leddiode die zichtbaar licht kon uitstralen. Deze straalde rood licht uit, en daarom wordt hij ook wel de “vader van de moderne led” genoemd.
De eerste led-kleuren waren alleen rood en hadden een lage helderheid, en konden alleen worden gebruikt als eenvoudige indicatielampjes. Dankzij de voortdurende vooruitgang in materiaaltechnologie hebben onderzoekers led-chips verbeterd en het lichtspectrum van de led uitgebreid naar groen, blauw, wit en zelfs infrarood. Vooral de uitvinding van blauwe leds maakte witte leds mogelijk, wat de verlichtingsindustrie compleet veranderde.
Tegenwoordig zie je overal apparaten met ledsymbolen, van gloeilampen voor huishoudelijk gebruik en autokoplampen tot tv-schermen en communicatieapparatuur. Van de eerste experimentele ontdekkingen tot de huidige wereldwijde populariteit zijn leddiodes onmisbare componenten geworden in moderne elektronica en verlichting.
Conclusie
Het LED-symbool is niet zomaar een simpele afbeelding; het vertegenwoordigt een van de belangrijkste componenten in moderne elektronica. Het begrijpen van het LED-symbool, de polariteit van de LED en de structuur van het LED-schema kunnen ons helpen om schakelingen nauwkeuriger te ontwerpen, schema’s te lezen en problemen op te lossen.
Simpel gezegd is het LED-symbool een gemeenschappelijke taal die ingenieurs over de hele wereld met elkaar verbindt. Het stelt iedereen in staat om geavanceerdere elektronische producten te ontwikkelen op basis van LED-chips, verschillende LED-kleuren en diverse LED-technologieën, wat continue technologische vooruitgang bevordert.
Ondersteun mijn website’s, kanaal en inhoud en mijn voortdurende inspanningen via Patreon:
https://patreon.com/Colani
Suc6
Terry van Erp
