Проверка светодиодов мультиметром на плате

Как проверить светодиодную лампу, ленту и другие приборы для освещения на исправность LED-элементов. Несмотря на более высокий срок эксплуатации по сравнению с лампами накаливания, осветительные светодиоды быстрее выходят из строя, чем индикаторные.

Светодиоды — полупроводниковые приборы, создающие оптическое излучение при прохождении электрического тока в прямом направлении. Делятся на две разновидности — индикаторные и осветительные. Первые характеризуются меньшей мощностью, поэтому используются в подсветке электронных устройств, выполняя функцию индикаторов. Вторые применяются в осветительных приборах, включая лампы, ленты, фонари и прожектора.

Проверка светодиодных ламп

Важны четыре основные характеристики светодиодов (СД) — рабочий ток, прямое падение напряжения, мощность и световой поток. Рабочий ток индивидуален для каждого изделия и указывается на корпусе. С падением напряжения все гораздо проще — его значение зависит от цвета и материала, из которого изготовлено устройство.

Обычно зависимость напряжения от цвета СД следующая:

• красные — 1,5-2 В;
• оранжевые и желтые — 1,8-2,2 В;
• зеленые — 1,9-4 В;
• синие и белые — 3-3,5 В;
• белые, синие и зеленые — 3-3,6 В.

Важно! Все параметры измеряются мультиметром. И для этого не нужно быть квалифицированным электриком!

Другой способ проверить светодиод (LED) — подключить его к источнику питания, состоящему из батареек. Из подручных средств, используемых при определении неисправностей, выделим зарядные устройства для мобильных телефонов (или более мощные – для фонарей).

Проверка мультиметром

При использовании мультиметра выполните следующие действия:

1. Поверните тумблер, установив его на режим проверки LED-диодов.
2. Подключите провода мультиметра к светодиоду.
3. Убедитесь, что соблюдаете полярность СД: красные питаются от анода, черные — от катода.

При правильном подключении прибор засветится, в противном случае показания на мультиметре не изменятся.

Определяйте неисправности при минимальном освещении, чтобы повысить вероятность фиксирования свечения СД. При его отсутствии ориентируйтесь на показатели мультиметра — на работающем элементе значение должно быть отличным от показаний по умолчанию.

Есть более простой метод — прозванивание LED-диодов. Мультиметр используется для проверки транзисторов. В секции PNP катод подключите к отверстию C, а анод — к E.

Проверка подручными материалами

Для обнаружения неисправностей светодиодов используют LED-тестер, изготавливаемый из подручных средств, — нескольких пальчиковых батареек, соединенных параллельно, или мощной «Кроны».

Также тестер собирается из ненужной зарядки для телефона или другого электрического прибора. Отрежьте разъем на конце шнура, зачистите провода. Красный (плюс) присоедините к аноду, а черный (минус) — к катоду. Если будет достаточно напряжения, то СД загорится.

Зарядные устройства от фонариков пригодятся в том случае, если неисправны лампочка или лента с более мощными светодиодами.

Проверка светодиодов без выпаивания

Для подключения щупов мультиметра соедините их при помощи пайки с небольшим металлическим предметом — канцелярской скрепкой. Между ними установите текстолитовую пластину, заизолировав ее клейкой лентой. Эта простая конструкция — безопасный проводник для фиксации щупов. Подключитесь к светодиоду, не выпаивая его из схемы.

Проверка исправности светодиодов в фонаре

Перед определением неисправностей удалите из фонарика батарейку, разберите его и выньте текстолитовую плату, к которой прикреплен нужный СД. Воспользуйтесь тестером, подключив к нему щупы через PNP-разъем. Выпаивать диод необязательно — замеры производятся на плате. Устройство засветится только при прямом включении!

При параллельном подключении светодиодов замерьте сопротивление всей схемы. Если оно будет близко к нулю, то один из полупроводников работает некорректно. Чтобы определить, какой именно, воспользуйтесь методом, указанным выше, изучая каждый СД отдельно.

Проверка LED-прожектора

Осмотрите светодиоды визуально. Если видите большой квадрат желтого цвета, то не пытайтесь проверить работоспособность тестером, — напряжение такого элемента свыше 20 В.

Если в прожекторе используется несколько мелких SMD, то есть смысл применить мультиметр. Разберите устройство и отыщите драйвер подсветки, влагозащитную прокладку и плату с установленными LED-диодами. Процедура аналогична проверке светодиодной лампы (читайте выше).

Проверка инфракрасного диода

Инфракрасные диоды используются во многих электронных приборах, особенно популярны в пультах дистанционного управления. Их основная функция — передача сигнала на фотоприемник телевизора, музыкального центра или светодиодной лампы. Если батарейки исправны, то вышел из строя СД.

Разглядеть свечение инфракрасного светодиода без подручных средств нереально, но его проверка проста. Наведите фотоаппарат (или фотокамеру любого девайса) на СД, расположенный в пульте ДУ. Если полупроводник работает, то вы увидите непродолжительное свечение с фиолетовым оттенком.

В качестве тестера такого СД используют и осциллограф. Если на его фотоэлемент попадает ИК-излучение, то создается напряжение.

Проверка светодиодной ленты

Светодиодная лента — источник света из нескольких LED-элементов. СД группируются по три штуки на участок. Тогда ленту можно разделить на отрезки любой длины без ухудшения эксплуатационных характеристик.

Чтобы убедиться в ее работоспособности, подайте электрический ток на контакты. Исправная будет светиться вся. Если горит лишь часть, проблемы в токопроводящем кабеле. Его необходимо проверить мультиметром.

Если не будет светиться целый участок из трех светодиодов, проблема в этих элементах. Осмотрите каждый из них и измерьте сопротивление резистора всей группы.

Рассмотренные методы проверки LED-диодов в осветительных приборах просты — вооружитесь мультиметром или проводами с парой пальчиковых батареек. В случае обнаружения неисправного элемента замените его или отнесите в мастерскую.

В современных осветительных приборах широко применяются наиболее прогрессивные источники света, известные как светодиоды. Они входят в состав сигнальных, индикаторных и других устройств. Однако, несмотря на множество положительных качеств, светодиоды все-таки периодически выходят из строя и тогда нередко возникает проблема, как проверить светодиод мультиметром.

Почему светодиоды выходят из строя

Продолжительная и корректная работа светодиода в идеальных условиях обеспечивается строго нормированным током, показатели которого ни в коем случае не должны превышать номинал самого элемента. Обеспечить эти параметры можно лишь с помощью диодов и собственного стабилизатора напряжения, известного как драйвер. Однако данные стабилизирующие устройства применяются совместно с лампами повышенной мощности.

Большинство маломощных светодиодных ламп, не имеют драйвера в цепочке подключения. Для ограничения тока используется обычный резистор, выполняющий функции стабилизатора. На практике эта функция выполняется далеко не в полном объеме, что и является основной причиной перегораний и поломок светодиодов. Защита резистором обеспечивается лишь в идеальных условиях, при корректных расчетах номинального тока и стабильном питающем напряжении. Однако на самом деле эти условия соблюдаются не полностью или не соблюдаются вовсе.

Таким образом, перегорание светодиодов происходит из-за низкого предела обратного напряжения, характерного для всех элементов данного типа. Достаточно любого электростатического разряда или неправильного подключения, чтобы светодиодный источник света вышел из строя. После этого остается лишь проверить его работоспособность и при необходимости заменить. Рекомендуется проверять светодиоды еще до их монтажа на печатную плату. Это связано с тем, что определенная доля изделий оказывается изначально бракованной по вине производителя.

Использование мультиметра для проверки светодиодов

Все мультиметры относятся к категории универсальных измерительных приборов. С помощью мультиметра можно выполнить измерения основных параметров у любых электронных изделий. Для того чтобы проверить работоспособность светодиода, необходим мультиметр с режимом прозвонки, который как раз и используется для проверки диодов.

Перед началом проверки переключатель мультиметра устанавливается в режим прозвонки, а контакты прибора соединяются со щупами тестера. Данный способ проверки позволяет заодно решить вопрос, как проверить мощность светодиода мультиметром, на основе полученных данных, вычислить этот параметр будет уже несложно.

Подключение мультиметра должно выполняться с учетом полярности светодиода. Анод элемента соединяется с красным щупом, а катод – с черным. Если же полярность электродов неизвестна, не стоит бояться каких-либо последствий в результате путаницы. В случае неправильного подключения, начальные показатели мультиметра останутся без изменений. Если же полярность соблюдается как положено, то светодиод должен начать светиться.

Существует одна особенность, которую следует учитывать при проверке. Ток мультиметра в режиме прозвонки имеет достаточно низкое значение и диод на него может не отреагировать. Поэтому для того чтобы хорошо разглядеть свечение, рекомендуется уменьшить внешний свет. Если же это невозможно сделать, следует пользоваться показаниями измерительного прибора. При нормальной работоспособности светодиода, значение, отображенное на дисплее мультиметра, будет отличаться от единицы.

Существует еще один вариант проверки с помощью тестера. Для этого на панели управления имеется блок PNP с помощью которого проверяются диоды. Его мощность обеспечивает свечение элемента, достаточное для того, чтобы определить его работоспособность. Анод включается в разъем эмиттера (Е), а катод – в разъем колодки или коллектора (С). При включении измерительного прибора светодиод должен гореть независимо от того, в каком режиме установлен регулятор.

Основным неудобством этого способа является необходимость выпаивания элементов. Для решения проблемы, как проверить светодиод мультиметром не выпаивая, для щупов потребуются специальные переходники. Обычные щупы не войдут в разъемы колодки PNP, поэтому к проводкам припаиваются более тонкие детали, изготовленные из канцелярских скрепок. Между ними в качестве изоляции устанавливается небольшая текстолитовая прокладка, после чего вся конструкция заматывается изолентой. В результате, получился переходник, к которому можно подключать щупы.

После этого щупы подключаются к электродам светодиода, без выпаивания его из общей схемы. При отсутствии мультиметра, проверку можно выполнить по такой же схеме с помощью батареек. Используется тот же переходник, только его проводки соединяются не со щупами, а с выходами батареек при помощи небольших зажимов-крокодильчиков. Потребуется один источник питания на 3 вольта или два источника на 1,5 вольта.

Если батарейки новые с полным зарядом, то проверять светодиоды желтого и красного цвета рекомендуется с помощью резистора. Его расчетное сопротивление должно составлять 60-70 Ом, что вполне достаточно для ограничения тока. При выполнении проверки светодиодов белого, синего и зеленого цвета, токоограничивающий резистор можно не использовать. Кроме того, резистор не требуется, когда батарейка сильно разряжена. Для выполнения своих прямых функций она уже не годится, а для проверки светодиодов ее будет вполне достаточно.

В процессе ремонта бытовой техники или других электронных устройств: монитора, принтера, микроволновки, блока питания компьютера или автомобильного генератора (например, Valeo, БОШ или БПВ) и т.д. возникает необходимость проверить целостность элементов. Расскажем подробно про тестирование диодов.

Учитывая разнообразие этих радиоэлементов, единой методики проверки их работоспособности не существует. Соответственно, для каждого класса есть свой способ тестирования. Рассмотрим, как проверить диод шоттки, фотодиод, высокочастотный, двунаправленный и т.д.

Что касается приборов для тестирования, мы не станем рассматривать экзотические способы проверки (например, батарейку и лампочку), а будем пользоваться мультиметром (подойдет даже такая простая модель, как DT-830b) или тестером. Эти приборы практически всегда есть дома у радиолюбителя. В некоторых случаях потребуется собрать несложную схему для тестирования. Начнем с классификации.

Классификация

Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).

Принятые обозначения

Типы диодов, указанные на рисунке:

• А – выпрямительный;
• B – стабилитрон;
• С – варикап;
• D – СВЧ-диод (высоковольтный);
• E – обращенный диод;
• F – туннельный;
• G – светодиод;
• H – фотодиод.

Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.

Проверяем выпрямительный диод и стабилитрон

Защитный диод, а также выпрямительный (включая силовой)или шоттки можно проверить при помощи мультиметра (или воспользоваться омметром), для этого переводим прибор в режим прозвонки так, как это показано на фотографии.

Режим мультиметра, при котором тестируются полупроводниковые выпрямительные диоды

Щупы измерительного прибора присоединяем к выводам радиоэлемента. При присоединении красного провода («+») к аноду, а черного («-») к катоду дисплей мультиметра (или омметра) отобразит значение порогового напряжения тестируемого диода. После того, как меняем полярность, прибор должен показать бесконечно большое сопротивление. В этом случае можно констатировать исправность элемента.

Если при обратном подключении мультиметр регистрирует утечку, значит, радиоэлемент «сгорел» и нуждается в замене.

Заметим, данную методику проверки можно использовать для тестирования диодов на генераторе автомобиля.

Тестирование стабилитрона осуществляется по сходному принципу, правда, такая проверка не позволяет определить, осуществляется ли стабилизация напряжения на заданном уровне. Поэтому нам потребуется собрать простую схему.

Тестирование с использованием регулируемого источника питания

Обозначения:

• БП – регулируемый блок питания (отображающий ток нагрузки и напряжение);
• R – токоограничительное сопротивление;
• VT – тестируемый стабилитрон или лавинный диод.

Принцип проверки следующий:

• производим сборку схемы;
• устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 200 В;

Выбор необходимого режима для тестирования

• включаем блок питания и начинаем постепенно увеличивать величину напряжения, пока амперметр на блоке питания не покажет, что через цепь протекает ток;
• подключаем мультиметр, как указано на рисунке и измеряем величину напряжения стабилизации.

Тестирование варикапов

В отличие от обычных диодов, у варикапов p-n переход обладает непостоянной емкостью, величина которой пропорциональна обратному напряжению. Проверка на обрыв или замыкание для этих элементов осуществляется также, как у обычных диодов. Для проверки емкости потребуется мультиметр, у которого есть подобная функция.

Демонстрация проверки варикапа

Для тестирования потребуется установить соответствующий режим мультиметра, как показано на фото (А) и вставить деталь в разъем для конденсаторов.

Как правильно заметил один из комментаторов данной статьи, действительно, определить емкость варикапа, не оперируя номинальным напряжением невозможно. Поэтому, если возникла проблема с идентификацией по внешнему виду, потребуется собрать простую приставку для мультиметра (повторюсь для критиков, именно цифрового мульти метра с функцией измерения емкости верки конденсаторов, например UT151B).

Приставка к мультиметру для измерения емкости варикапа

Обозначения:

• Резисторы: R1, R2 -120 кОм (да, два резистора, да последовательно, нет одним заменить нельзя, паразитную емкость, далее без комментариев); R3 – 47 кОм; R4 – 100 Ом.
• Конденсаторы: С1 – 0,15 мкФ; С2 – 75 пФ; С3 – 6…30 пФ; С4 – 47 мкФ га 50 вольт.

Устройство требует настройки. Она довольно проста, собранное устройство, подключается к измерительному прибору (мультиметр с функцией измерения емкости). Питание должно подаваться со стабилизированного источника питания (важно) с напряжением 9 вольт (например, батарея Крона). Меняя емкость подстрочного конденсатора (С2) добиваемся показания на индикаторе 100 пФ. Это значение мы будем вычитать от показания прибора.

Данный вариант неидеален, необходимость его практического применения вызывает сомнения, но схема наглядно демонстрирует зависимости емкости варикапа от номинального напряжения .

Проверка супрессора (TVS-диода)

Защитный диод, он же ограничительный стабилитрон, супрессор и TVS-диод. Данные элементы бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Первые используются в цепях переменного тока, вторые – постоянного. Если кратко объяснить принцип действия такого диода, то он следующий:

Увеличение входного напряжения вызывает уменьшение внутреннего сопротивления. В результате увеличивается сила тока в цепи, что вызывает срабатывание предохранителя. Преимущество устройства заключается в быстроте реакции, что позволяет принять на себя переизбыток напряжения и защитить устройство. Скорость срабатывания – главное достоинство защитного (TVS) диода.

Теперь о проверке. Она ничем не отличается от обычного диода. Правда есть исключение – диоды Зенера, которые также можно отнести к TVS семейству, но по сути это быстрый стабилитрон, работающий по «механизму» лавинного пробоя (эффект Зинера). Но, проверка работоспособности скатывается к обычной прозвонке. Создание условий срабатывания приводит к выходу элемента из строя. Другими словами, способа проверки защитных функций TVS-диода нет, это как проверить спичку (годная она или нет) пытаясь поджечь.

Тестирование высоковольтных диодов

Проверить высоковольтный диод СВЧ печи тем же способом, что и обычный, не получится, в виду его особенностей. Для тестирования этого элемента, понадобится собрать схему (показанную на рисунке ниже), подключенную к блоку питания 40-45 вольт.

Схема для проверки используемого в микроволновке диода

Напряжения 40-45 вольт будет достаточно для поверки большинства элементов данного типа, методика тестирования – как у обычных диодов. Величина сопротивления R должна быть в пределах от 2кОм до 3,6кОм.

Диоды туннельного и обращенного типа

Учитывая, что ток, протекающий через диод, зависит от напряжения, приложенного к нему, тестирование заключается в анализе этой зависимости. Для этого потребуется собрать схему, например, такую, как показана на рисунке.

Тестирование диодов туннельного типа

Перечень элементов:

• VD – тестируемый диод туннельного типа;
• Uп – любой гальванический источник питания, у которого ток разряда около 50 мА;
• Сопротивления: R1 – 12Ω, R2 – 22Ω, R3 – 600Ω.

Диапазон измерений, выставленный на мультиметре ,не должен быть меньше тока максимума диода, этот параметр указан в даташит (datasheet) радиоэлемента.

Видео: Пример проверки диода мультиметром

Алгоритм тестирования:

• устанавливается максимальное значение на переменном резисторе R3;
• подключается тестируемый элемент, с соблюдением указанной на схеме полярности;
• уменьшая величину R3, наблюдаем за показаниями измерительного прибора.

Если элемент исправен, в процессе измерения прибор покажет увеличение тока до I_max диода, после чего последует резкое уменьшение этой величины. При дальнейшем повышении напряжения ток уменьшится до I_min, после чего снова начнет расти.

Тестирование светодиодов

Проверка светодиодов практически ничем не отличается от тестирования выпрямительных диодов. Как это делать, было описано выше. Светодиодную ленту (точнее ее smd элементы), инфракрасный светодиод, а также лазерный, проверяем по той же методике.

К сожалению, мощный радиоэлемент данной группы, у которого повышенное рабочее напряжение, проверить указанным способом не получится. В этом случае дополнительно понадобится стабилизированный источник питания. Алгоритм тестирования следующий:

• собираем схему, как показано на рисунке. На блоки питания выставляется рабочее напряжение светодиода (указано в даташит). Диапазон измерения на мультиметре должен быть до 10 А. Заметим, что можно использовать зарядное устройство в качестве БП, но тогда необходимо добавить токоограничивающие сопротивление;

Измерение номинального тока на светодиоде

• измеряем номинальный ток и выключаем блок питания;
• устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 20 В, и подключаем прибор параллельно тестируемому элементу;
• включаем блок питания и снимаем параметры рабочего напряжения;
• сравниваем полученные данные с указанными в даташит, и на основании этого анализа определяем работоспособность светодиода.

Проверяем фотодиод

При простой проверке измеряется обратное и прямое сопротивление помещенного под источник света радиоэлемента, после чего его затемняют и повторяют процедуру. Для более точного тестирования потребуется снять вольтамперную характеристику, сделать это можно при помощи несложной схемы.

Пример схемы для снятия вольтамперных характеристик

Для засветки фотодиода в процессе тестирования можно использовать в качестве источника освещения лампу накаливания мощностью от 60Вт или поднести радиодеталь к люстре.

У фотодиодов иногда встречается характерный дефект, который проявляется в виде хаотического изменения тока. Для обнаружения такой неисправности необходимо подключить тестируемый элемент так, как это показано на рисунке, и измерять величину обратного тока в течение пары минут.

Проверка на «ползучесть»

Если в процессе тестирования уровень тока будет оставаться неизменным, значит, фотодиод можно считать рабочим.

Тестирование без выпайки.

Как показывает практика, протестировать диод не выпаивая, когда он находится на плате, как и другие радиодетали (например, транзистор, конденсатор, тиристор и т.д.), не всегда удается. Это связано с тем, что элементы в цепи могут давать погрешность. Поэтому перед тем, как проверить диод, его необходимо выпаять.