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物聯網系統中為什么要使用發光二極管

物聯網系統中使用發光二極管（LED）的原因主要基于其多方面的優勢和應用特性，以下是一些主要方面：

1、高能效與環保

節能高效：LED作為一種高節能的燈具，相比傳統白熾燈和熒光燈，具有更高的能效比，能夠顯著降低能耗。在物聯網系統中，使用LED作為光源或指示燈，有助于減少整體系統的能耗，符合綠色環保的發展趨勢。

2、長壽命與可靠性

長壽命：LED的使用壽命遠超過傳統光源，一般可達數萬小時，減少了更換頻率和維護成本。在物聯網系統中，這一特性保證了設備長期穩定運行，減少了因光源損壞導致的系統故障。

高可靠性：LED具有較高的可靠性，抗振動和沖擊能力強，不易受外界環境影響，適合在復雜多變的物聯網環境中使用。

3、光信號傳輸與通信

光信號傳輸：LED不僅可以作為光源使用，還可以作為光信號發射器。在物聯網系統中，利用LED發出的光信號進行數據傳輸成為一種新的通信方式，如Li-Fi（光保真）技術，利用LED光源的高速閃爍來傳輸數據，實現高速、低干擾的無線通信。

可見光通信：LED發出的可見光信號可以直接被人眼識別，也可以被光電傳感器接收并轉換為電信號，從而實現信息的傳遞。這種通信方式在物聯網系統中具有廣泛的應用前景，如智能家居、智能交通等領域。

4、豐富的顏色和可控性

豐富的顏色：LED可以發出多種顏色的光，通過控制不同顏色的LED組合，可以實現豐富的色彩變化，為物聯網系統提供多樣化的視覺效果和用戶體驗。

高可控性：LED的亮度和顏色可以通過電子信號進行精確控制，實現智能化調節。在物聯網系統中，這一特性使得LED能夠根據不同的場景和需求進行靈活調整，提升系統的智能化水平。

5、具體應用場景

照明：室內外照明、舞臺燈光、城市亮化等。

顯示：各種數字顯示、符號顯示、圖形顯示等。

電子用品：屏背光源、指示燈、顯示器等。

汽車：尾燈、轉向燈、剎車燈等。

光電轉換：太陽能電池、激光器、紅外線發射器等。

6、紅外LED的特定應用

紅外通信與傳感：紅外LED在物聯網系統中還具有特定的應用，如紅外通信和紅外傳感。紅外LED可以發射紅外光信號進行無線通信，或者作為紅外傳感器的光源進行非接觸式測量和檢測，如測量距離、溫度等參數。

綜上所述，物聯網系統中使用發光二極管（LED）的原因主要包括其高能效、長壽命、可靠性、光信號傳輸與通信能力、豐富的顏色和可控性，以及紅外LED的特定應用等方面。這些優勢使得LED成為物聯網系統中不可或缺的重要組成部分。

本文會再為大家詳解光電器件家族中的一員——發光二極管。

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發光二極管（LED）定義

發光二極管（Light Emitting Diode，簡稱LED）是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件。它包含一個PN結，當電流通過時，電子與空穴在PN結附近復合，釋放出能量并以光的形式輻射出去。

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發光二極管（LED）原理

LED的工作原理基于半導體材料的電致發光效應。當在PN結兩端注入正向電流時，注入的非平衡載流子（電子－空穴對）在擴散過程中復合發光，這種發射過程主要對應光的自發發射過程。LED的發光顏色取決于半導體材料的種類和摻雜元素，不同材料的LED能發出不同顏色的光。

發光二極管核心是二極管的空穴和電子在電壓作用下從電極流向PN結。當空穴和電子相遇而產生復合，電子會跌落到較低的能階，同時以光的形式釋放出能量。如下所示：

LED根據不同的使用材料，發出不同的顏色（發光波長）。下圖是可見光的波長分布：

白色光是復合產生的，下面是常用的兩種方法。

藍色LED＋黃色熒光體

藍色LED與其輔助色即黃色熒光體組合，獲得白色光。該方式與其他方式相比，結構簡單、效率高，因此目前已成為主流。

RGB復合得到

光的三基色通過配合可以得到任何顏色的光，該方式比起照明用途，更多的用于全彩LED顯示設備。

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發光二極管（LED）分類

LED可以根據不同的分類方法進行分類，常見的分類方式包括：

按發光顏色：紅色LED、黃色LED、綠色LED、藍色LED、白色LED等。

按亮度：低亮度LED和高亮度LED。

按結構：點狀LED、矩陣LED、COB LED等。

按封裝

直插式

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發光二極管（LED）選型參數

在選型時，需要考慮以下主要參數：

電壓和電流：LED的正常工作電壓和電流范圍。

伏安特性

A點是開啟電壓，電壓開啟點以前是截止狀態。從A點以后隨著電壓的升高，電流以指數形式增加。AC段為正向工作區，LED與普通二極管正向導通電壓要高一般大于1V。下圖是不同顏色在20mA工作電流下正向導通電壓。

正向導通電流：正常情況下不應超過最大值的60%。

最大反向電壓：當加載反向電壓超過一定值后，LED將會燒毀。

反向漏電流：正向電壓下，反向漏電流是少子的運動很小，一般＜10uA。反向漏電流越小，說明LED單向導電性越小。

功耗：正向導通電流*正向導通電壓即為消耗功率。應保證小于最大允許功率。

發光強度：表示從特定方向觀測到的亮度。單位為cd（坎德拉）。

光效：LED的發光效率，通常以流明/瓦（lm/W）表示。

光通量：LED發出的總光量，指從光源發射出來的全部光量。單位為流明（lm）。

波長（色溫）：LED發光的主波長或色溫，影響光的顏色。

峰值波長 λP[nm]

指LED發出的光譜輸出值最高的波長，單位為nm（納米）。

設計LED時采用峰值波長進行設計，但實際用人眼比較波長時使用主波長進行比較。

主波長 λD[nm]

LED一般用波長表示顏色。主波長相當于眼睛看到的顏色所對應的波長，與發光波長的峰值波長有差異。

色度坐標 x, y：

L指用二維正交坐標系表示LED發光顏色的刺激值，一般使用x y坐標系。

指向角

表示LED光輻射的范圍。單位為 “度” 。 將封裝傾斜觀察光輸出時，用于判斷從輸出的極限值位置能觀測多大角度。將輸出達到峰值一半時的角度乘以2倍（從正面看時相當于左右端）的值叫做指向角。

顯色指數：LED光源對物體顏色的還原能力。

使用壽命：LED的預期工作壽命。

封裝形式：LED的封裝方式和尺寸。

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發光二極管（LED）使用注意事項

電流控制：LED應在規定的電流范圍內工作，過高的電流會導致LED損壞或壽命縮短。

散熱：LED在工作時會產生熱量，需要良好的散熱設計以防止過熱。

防靜電：LED對靜電敏感，應避免在靜電環境下操作或存儲。

焊接條件：焊接時需注意溫度和時間控制，避免損壞LED。

工作環境：LED應在規定的工作溫度和濕度范圍內使用。

串聯電路

當LED以恒壓驅動方式串聯點亮時，通常如下圖所示，電路中包含與LED串聯的電阻，用于控制電流。限流電阻值由正向電壓和電流計算所得。

并聯電路

將LED以恒壓驅動方式并列排列時，建議給每列LED加入控制電阻。

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發光二極管（LED）廠商

LED的廠商眾多，國內外都有許多知名的LED制造商，如三安光電、華燦光電、歐普照明、飛利浦照明等。這些廠商在LED的研發、生產和銷售方面具有豐富的經驗和先進的技術，為市場提供了高質量的LED產品。請注意，由于市場變化迅速，具體廠商信息可能隨時間發生變化，建議查閱最新的行業報告或企業官網以獲取最新信息。

供應商A:深圳市成興光電子科技有限公司

http://www.xinglight.cn/

1、產品能力

（1）選型手冊

（2）主推型號1-XL-A1615RGBC

2、支撐

（1）技術產品

技術資料

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審核編輯 黃宇