Wat is een lichtgevende diode (LED)?

Een lichtemitterende diode (LED) is een halfgeleidercomponent die licht uitstraalt wanneer er een elektrische stroom doorheen loopt. In tegenstelling tot traditionele gloeilampen, die licht produceren door een gloeidraad te verhitten, genereren LED's licht via een proces dat elektroluminescentie wordt genoemd. Dit maakt ze aanzienlijk efficiënter, duurzamer en veelzijdiger.

Hoe LED's werken

In het hart van een LED bevindt zich een halfgeleiderchip gemaakt van materialen zoals galliumarsenide (GaAs), galliumfosfide (GaP) of galliumnitride (GaN). Wanneer er spanning op de aansluitingen van de LED wordt aangelegd, bewegen elektronen door het halfgeleidermateriaal en recombineren ze met elektronengaten, waarbij energie vrijkomt in de vorm van fotonen – zichtbaar licht.

De kleur van het licht hangt af van de energiebandkloof van het halfgeleidermateriaal:

• Rode LED's: maken doorgaans gebruik van aluminiumgalliumarsenide (AlGaAs).
• Groene LED's: maken vaak gebruik van aluminiumgalliumfosfide (AlGaP).
• Blauwe LED's: maken gebruik van indiumgalliumnitride (InGaN).
• Witte LED's: Deze combineren meestal een blauwe LED met een gele fosforcoating.

Belangrijkste kenmerken van LED's

Polariteit: LED's zijn gepolariseerde componenten met een anode (positief, langere aansluiting) en een kathode (negatief, kortere aansluiting). Ze geleiden stroom slechts in één richting.

Voorwaartse spanning (Vf): De minimale spanning die nodig is om de LED licht te laten uitstralen, doorgaans 1,8-3,3V afhankelijk van de kleur.

Voorwaartse stroom (If): De bedrijfsstroom, meestal 20 mA voor standaard 5 mm LED's, hoewel krachtigere varianten veel meer aankunnen.

Lichtsterkte: Gemeten in millicandela (mcd), wat de helderheid aangeeft.

Kijkhoek: De lichtbundel, die varieert van smal (15°) tot breed (120°+).

Wat is er allemaal mogelijk met LED's?

LED's hebben dankzij hun unieke eigenschappen een revolutie teweeggebracht in verlichting en elektronica:

Verlichtingstoepassingen

• Algemene verlichting: Verlichting voor woningen en bedrijven met 80-90% energiebesparing.
• Auto-onderdelen: koplampen, achterlichten en interieurverlichting
• Weergavetechnologie: Schermen, reclameborden en bewegwijzering
• Architecturale verlichting: accentverlichting, gevels en decoratieve installaties

Elektronica en indicatoren

• Statusindicatoren: Stroom-, activiteits- en foutmeldingen op apparaten.
• Zevensegmentendisplays: Numerieke weergaven
• Optokoppelaars: elektrische isolatie in circuits
• Infraroodcommunicatie: Afstandsbediening en gegevensoverdracht

Creatieve en interactieve projecten

• RGB-kleurmenging: Miljoenen kleuren met drie LED's
• Adresseerbare LED-strips: Individueel aanstuurbare pixels (WS2812B, APA102)
• POV-weergaven: effecten van persistentie van het zicht
• Draagbare elektronica: verlichte kleding en accessoires
• Plantengroeiverlichting: Geoptimaliseerd spectrum voor fotosynthese

Conclusie

LED's zijn fundamentele bouwstenen in de moderne elektronica en bieden ongeëvenaarde efficiëntie, lange levensduur en aansturingsmogelijkheden. Inzicht in hun elektrische eigenschappen en de juiste stroombegrenzing is essentieel voor elk elektronicaproject. Dit eenvoudige helderheidsregelcircuit introduceert kernconcepten – analoge ingang, PWM-uitgang en componentinterfacing – die de basis vormen voor complexere LED-toepassingen zoals adresseerbare strips, matrixdisplays en geavanceerde verlichtingssystemen.

Of je nu indicatoren bouwt voor een apparaat op maat, sfeerverlichting creëert of interactieve kunstinstallaties onderzoekt, het beheersen van LED-besturing opent eindeloze creatieve en praktische mogelijkheden voor je creatieve projecten.