Как проверить светодиод на работоспособность

Светодиод — достаточно нежный полупроводниковый прибор. Если ток через его P-N-переход станет критически большим чем номинальный, то начнется перегрев и тепловое разрушение кристалла не заставит себя долго ждать. Поэтому прежде чем проверять светодиод на исправность, приготовьтесь быть очень осторожным, чтобы случайно не испортить рабочую деталь.

Небольшие круглые светодиоды рассчитаны на рабочее напряжение в пределах 2 – 4 вольт, а именно: красные, желтые и зеленые — до 2,2 вольт, а белые и синие — до 3,6 вольт. Рабочий номинальный ток маленького круглого светодиода обычно не превышает 10 — 20 миллиампер, имейте это ввиду.

Способ проверки №1. Источник питания на 5 или 12 вольт и резистор

Итак, чтобы проверить светодиод, сначала необходимо определиться, чем вы будете пользоваться для проверки. Если под рукой нет мультиметра, то первым делом можно взять взять источник питания с известным напряжением в пределах от 5 до 12 вольт, но не спешить подключать к нему светодиод.

Следующим шагом необходимо будет взять резистор, номинал которого ограничит ток при данном напряжении на уровне 5-10 мА. Что это значит? Это значит, что если в последовательной цепи с резистором на светодиод придется падение напряжения как надо – около 2 вольт, то на резистор придется 3 или 10 вольт (для 5 или для 12 вольтного источника питания), следовательно для тока порядка 5 мА, по закону Ома, потребуется резистор номиналом 600 Ом или 2000 Ом.

Подберите близкий номинал из имеющихся у вас, например 560 Ом или 2,2 кОм — для источника питания на 5 или на 12 вольт соответственно. Подключите светодиод через резистор последовательно к источнику питания.

Если вы имеете дело с круглым или с прямоугольным выводным светодиодом, то длинная его ножка, присоединенная к тому внутреннему электроду, который выглядит менее крупным — это анод, он подключается к плюсу источника питания. Короткая ножка — к минусу источника питания, с ее стороны круглая линза светодиода возле основания имеет плоский срез.

Присоедините резистор к длинной плюсовой ножке светодиода, и всю цепь подключите к источнику питания — на короткую ножку минус, на резистор – плюс. Если ножки обрезаны и не ясно, какая из них была длинная, то минус подключается к тому электроду, который внутри линзы видится более крупным. Итак, если светодиод исправен, то он засветится.

Способ проверки №2. Мультиметр с функцией измерения hFE

Есть и второй, совсем простой способ проверки светодиода с ножками, если у вас в хозяйстве есть мультиметр с функцией измерения параметров PNP и NPN – транзисторов.

В этом случае достаточно воткнуть светодиод в отверстия «С» и «Е» гнезда проверки транзисторов: в разъем для PNP – длинной ножкой в «Е», короткой — в «С», или в разъем для NPN – длинной ножкой в «С», короткой — в «E».

Исправный светодиод засветится, поскольку прибор подаст на него напряжение порядка 1,5 вольт, чего будет достаточно для слабой, но видимой на глаз засветки светодиода, чтобы понять, что он исправен.

Способ проверки №3. Прозвонка светодиода мультиметром как обычного диода

Наконец, третий способ. Поскольку светодиод — это в первую очередь полупроводниковый диод, то и прозвонить его можно как обычный диод. Просто включите мультиметр в режим прозвонки диодов, и проверьте свой светодиод, прикоснувшись к его выводам щупами тестера.

Исправный светодиод даже немного засветится, а на дисплее мультиметра вы увидите значение падения напряжения на P-N-переходе в вольтах. Конечно, мощный светодиод, рассчитанный на относительно большое напряжение так не проверить, придется пользоваться первым способом, но маломощные и даже SMD-светодиоды, можно легко проверять таким нехитрым способом даже с условиях, когда они намертво смонтированы на печатной плате.

Проверка светодиода мультиметром является наиболее простым и правильным способом определения его работоспособности. Цифровой мультиметр (тестер) – это многофункциональный измерительный прибор, возможности которого отражены в позициях переключателя на передней панели. На работоспособность светодиоды проверяются при помощи функций, присутствующих в любом тестере. Методы проверки рассмотрим на примере цифрового мультиметра DT9208A. Но сначала немного затронем тему причин неисправности новых и выхода из строя старых светоизлучающих диодов.

Основные причины неисправности и выхода из строя светодиодов

Особенность любого излучающего диода – низкий предел обратного напряжения, который лишь на несколько вольт превышает падение на нём в открытом состоянии. Любой электростатический разряд или неверное подключение в ходе наладки схемы может стать причиной выхода LED (аббревиатура от англ. Light-emitting diode) из строя. Сверхъяркие малоточные светодиоды, применяемые в роли индикаторов питания различных устройств, часто перегорают в результате скачков напряжения. Их планарные аналоги (SMD LED) широко используются в лампах на 12 В и 220 В, лентах и фонариках. В их исправности также можно убедиться с помощью тестера.

Стоит отметить, что небольшая доля бракованных (около 2%) светодиодов поставляется от производителя. Поэтому дополнительная проверка светодиода тестером перед монтажом на печатную плату не помешает.

Методы диагностики

Простейшим способом, которым чаще всего пользуют радиолюбители, является проверка светоизлучающих диодов мультиметром на работоспособность при помощи щупов. Способ удобен для всех типов светоизлучающих диодов, независимо от их исполнения и количества выводов. Установив переключатель в положение «прозвонка, проверка на обрыв», щупами касаются выводов и наблюдают за показаниями. Замыкая красный щуп на анод, а черный на катод исправный светодиод должен засветиться. При смене полярности щупов на экране тестера должна оставаться цифра 1.

Свечение излучающего диода во время проверки будет небольшой и на некоторых светодиодах при ярком освещении может быть незаметно.

Для точной проверки многоцветных LED с несколькими выводами необходимо знать их распиновку. В противном случае придется наугад перебирать выводы в поисках общего анода или катода. Не стоит бояться тестировать мощные светодиоды с металлической подложкой. Мультиметр не способен вывести их из строя, путём замера в режиме прозвонки.

Проверку светодиода мультиметром можно выполнить без щупов, используя гнёзда для тестирования транзисторов. Как правило, это восемь отверстий, расположенных в нижней части прибора: четыре слева для PNP транзисторов и четыре справа для NPN транзисторов. PNP транзистор открывается подачей положительного потенциала на эмиттер «Е». Поэтому анод нужно вставить в гнездо с надписью «Е», а катод – в гнездо с надписью «С». Исправный светодиод должен засветиться. Для тестирования в отверстиях под NPN транзисторы нужно сменить полярность: анод — «С», катод – «Е». Таким методом удобно проверять светодиоды с длинными и чистыми от припоя контактами. При этом неважно, в каком положении находится переключатель тестера. Проверка инфракрасного светодиода происходит также, но имеет свои нюансы из-за невидимого излучения. В момент касания щупами выводов рабочего ИК светодиода (анод – плюс, катод – минус) на экране прибора должно высветиться число около 1000 единиц. При смене полярности на экране должна быть единица.

Для проверки ИК диода в гнёздах тестирования транзисторов дополнительно придётся задействовать цифровую камеру (смартфон, телефон и пр.) Инфракрасный диод вставляют в соответствующие отверстия мультиметра и сверху на него направляют камеру. Если он в исправном состоянии, то ИК излучение будет отображаться на экране гаджета в виде светящегося размытого пятна.

Проверка мощных SMD светодиодов и светодиодных матриц на работоспособность кроме мультиметра требует наличия токового драйвера. Мультиметр включают последовательно в электрическую цепь на несколько минут и следят за изменением тока в нагрузке. Если светодиод низкого качества (или частично неисправный), то ток будет плавно нарастать, увеличивая температуру кристалла. Затем тестер подключают параллельно нагрузке и замеряют прямое падение напряжения. Сопоставив измеренные и паспортные данные из вольт-амперной характеристики можно сделать вывод о пригодности LED к эксплуатации.

LED-светильники популярны и имеют много плюсов, но их сложная конструкция приводит к тому, что место поломки не всегда очевидно. Проверка светодиодов на работоспособность, при поломке позволяет определить причину неисправности и решить судьбу проблемного устройства. Рассмотрим, как в домашних условиях можно выяснить состояние светильников стандартным тестером.

Прозвонка отдельных светодиодов

Этот вид проверки — один из самых простых, производится с помощью мультиметра. Стандартный светодиод имеет два длинных контакта — анод и катод. Ножка катода немного длиннее, а при рассмотрении на просвет его электрод внутри корпуса крупнее. Для того, чтобы прозвонить светодиод, надо выполнить следующие действия:

• перевести переключатель в положение Hfe (это режим проверки транзисторов);
• отыскать на панели разъем с обозначениями PNP и NPN;
• анод вставляется в слот С зоны PNP, а катод — в слот Е зоны NPN.

Эти контакты являются плюсовым и минусовым электродами и заставляют светодиод светиться. Если этого не происходит, то либо перепутана полярность (надо поменять местами выводы диода), либо элемент неисправен. Перед тем, как проверить светодиод мультиметром, рекомендуется определить, где у него анод и катод.

Поскольку мультиметры имеют разную конструкцию и характеристики, существует несколько разновидностей гнезд для проверки транзисторов.

Несмотря на разницу, все они имеют нужные слоты.

Проверка инфракрасного диода

ИК диод имеется в каждом пульте дистанционного управления (телевизионном или от другого устройства). Порядок действий точно такой же, как и в случае с прозвонкой мультиметром обычного светодиода. Но проверить инфракрасный диод сложнее, так как увидеть невооруженным глазом его свечение невозможно. При нажатии кнопки на пульте внешне ничего не происходит.

Подобные диоды используются для подсветки камер наблюдения в ночном режиме. Можно воспользоваться камерой телефона, которая видит свечение и поможет решить вопрос с визуальным контролем. Если необходимо проверить общее состояние и определить источник проблемы, можно просто припаять параллельно обычный светодиод. Если он начинает мигать, то виноват ИК диод, а если этого не происходит, причина неисправности в самом пульте.

Проверка диода на плате

Часто бывает необходимо проверить светодиод, не выпаивая из схемы. В подобных случаях методика остается прежней, но технология меняется. Поскольку вставить ножки светодиода в слоты мультиметра невозможно, используют щупы. Размеры отверстий слотов для проверки транзисторов слишком малы, поэтому щупы придется доработать. К свободным концам следует прикрепить тонкие контакты, в качестве которых можно использовать:

• швейные иглы;
• разогнутые канцелярские скрепки;
• куски тонкого провода и т.п.

Некоторые мастера используют небольшую пластинку фольгированного с обеих сторон гетинакса или текстолита, к которым припаиваются куски проволоки, образуя некое подобие вилки. Ее вставляют в нужные слоты мультиметра, после чего можно пользоваться стандартными (не доработанными) щупами.

Внимание! Тестирование светодиодов в фонарике производится подобным способом, но конструкция устройства чаще всего не позволяет добраться до платы. Приходится аккуратно опаивать ее от блока батарей, извлекать из корпуса, после чего можно проверить элементы с помощью щупов мультиметра обычным способом.

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.

Проверка LED прожектора

Для начала надо определить, какой тип светодиода установлен в прожекторе. Могут быть два варианта:

• плата с мелкими SMD;
• один крупный желтый элемент.

Проверка светодиода на исправность производится исходя из его типа. Для платы с SMD применяется уже рассматривавшийся метод прозвонки мультиметром. Для крупных желтых образцов такой метод не годится, поскольку их напряжение питания составляет от 10 до 30 В, что для мультиметра слишком много. Проверить такое устройство самостоятельно можно только одним способом — используя заведомо работоспособный, исправный драйвер, соответствующий испытываемому светодиоду по рабочим параметрам.

Как проверить светодиодную ленту на работоспособность

Проверить светодиодную ленту сразу целиком с помощью мультиметра сложно. Заставить ее светиться не удастся, лишь иногда возникает слабое свечение при проверке в режиме Hfe. Можно произвести проверку поочередно всех светодиодов.

Чаще всего из строя выходят контактные дорожки, которые проверяют по всей длине ленты. Она условно разделена на равные отрезки, состоящие из 3 светодиодов. Граница каждого отмечена на ленте поперечной линией с контактами. Прикасаясь к ним, проверяют каждый отрезок, определяя поврежденный участок. Кроме того, необходимо проверить мультиметром блок питания ленты, поскольку он также подвергается нагрузкам и периодически выходит из строя.

Другие способы проверки

Кроме мультиметра, проверку светодиодов можно выполнить с помощью батарейки. Оптимальный вариант — батарейка типа CR2032, которая используется в материнской плате компьютера. Ее напряжение составляет 3 В, этого достаточно для большинства светодиодов.

Возможно использование 4,5 или 9В батареек, но в таких случаях понадобится подключать балластное сопротивление, дающее падение напряжения до безопасных размеров. Для «Кроны» понадобится 750 Ом, для батареек 4,5В — 150-200 ОМ.

Светодиодную ленту можно проверить батарейкой на 12 В. Такие есть в пультах, дверных радиозвонках. Присоединяя контакты ленты к соответствующим полюсам батарейки, определяют участки с перегоревшими элементами. Не менее проблемными элементами являются участки соединения отдельных частей светодиодной ленты — коннекторы, которые окисляются и перестают проводить ток. Прежде, чем приступить к прозвонке, надо проверить их состояние — возможно, проблема кроется в них.

Важно! Если требуется проверить УФ светодиод, следует осторожнее подключать его к источнику тока. Подобные устройства чувствительны к превышению напряжения и легко выходят из строя. Номинальное значение, на которое рассчитан ультрафиолетовый светодиод, составляет 3,4-4 В, эти показатели нельзя превышать.

Основные выводы

Проверить светодиоды мультиметром несложно, если имеется понимание принципа их работы. Основная задача — подготовка условий, доработка щупов или изготовление специальных контактов. Важную роль играет правильная полярность, изменение которой не позволит светиться даже исправному элементу. Процесс не занимает много времени, дольше длится подготовка, демонтаж или разборка устройств. Общий принцип состоит в подаче на проблемный элемент соответствующего напряжения, от которого он должен загореться, если он находится в рабочем состоянии. Если же свечение не наблюдается даже при смене полярности, значит, светодиод (или участок ленты) неисправен и подлежит замене.