Ключевые слова: светодиодные индикаторы, экономические энергозатраты.

Авторы ставят цель — выяснить какое количество энергии затрачивают светодиодные индикаторы и проанализировать экономические затраты на их работу

В самом начале исследования выводим гипотезу:светодиодные индикаторы не ведут к экономическим затратам по оплате электроэнергии, потому что:

– для своей работы используют электрический ток порядке 1–20 мА и напряжение ниже 3 В;

– предел чувствительности электронных счетчиков электроэнергии АСКУЭ не «улавливает» ток индикатора.

Задачи:

1. Изучить технические и эксплуатационные характеристики светодиодов, их маркировку и способы включения в электрическую цепь.
2. Определить типы светодиодов, используемых в качестве индикаторов бытовой техники и приборов.
3. Рассмотреть принципы работы АСКУЭ.
4. Изучить технические характеристики электронных счетчиков электрической энергии.
5. Рассчитать экономические затраты электроэнергии на работу светодиодных индикаторов.
6. Проанализировать экономические расходы, приходящиеся на светодиодные индикаторы.

Вся современная бытовая техника оснащена цветовыми индикаторами.

Электронные индикаторы устанавливается в различное бытовое и промышленное оборудование для информирования человека об уровне или значении различных параметров.

На сегодняшний день индикаторы представлены в виде светодиодов — полупроводниковых приборов, излучающих свет. Рынок полупроводниковых приборов представляет очень широкий спектр светодиодов, различных как по внешним данным, так и по светоизлучательным характеристикам, среди которых наиболее значимой является яркость свечения. Яркость свечения излучательного светодиода определяет его электрические параметры: силу тока и напряжение.

Электрические параметры являются приоритетными при использовании светодиодов в качестве световых индикаторов бытовой техники, потому что они определяют количество затрат электрической энергии, а следовательно, и их оплату.

Учитывая тот факт, что на сегодняшний день введены в эксплуатацию автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии, которые повлекли за собой переход к использованию электронных счетчиков электрической энергии, имеющих высокий порог чувствительности, возникают вопросы:

1. Какое количество электрической энергии необходимо для работы светодиодных индикаторов?
2. Регистрируют ли электронные счетчики АСКУЭ электроэнергию, затрачиваемую на работу светодиодных индикаторов?
3. Выгодно ли экономически выключать из сети бытовую технику, оснащенную светодиодными индикаторами?

Необходимость ответов на эти вопросы обусловила проблему исследования.

Недостаточная степень знаний рядовых пользователей о светодиодах и электронных счетчиках АСКУЭ определили выбор темы исследования.

Ведущая роль в исследовании отведена изучению светоизлучающих диодов: принципам их работы, эксплуатационным и техническим характеристикам.

Практическая значимость исследования заключается в расчете электроэнергии, потребляемой светодиодными индикаторами и расчете экономических затрат потребителей.

Светодиоды были созданы для того, чтобы излучать свет при прохождении по ним электрического тока. Цвет свечения светодиода зависит от примесей, добавленных в полупроводник.

Светодиоды нашли широкое применение в техники, так как обладают рядом преимуществ по сравнению с другими осветительными элементами. Прежде всего, это конструктивные особенности светодиода: он имеет очень маленькие размеры и легко встраивается в любую технику.

Величина тока для светодиода является основным параметром, и, как правило, составляет 10 или 20мА. Неважно, какое будет напряжение, главное, чтобы ток, текущий в цепи светодиода, соответствовал номинальному для светодиода.

Современная система контроля и учета электроэнергии, затрачиваемой потребителями, переходит на автоматизированную работу. Именно этот факт вызвал появление в наших домах электронных счетчиков. Сегодня все приборы фиксации электроэнергии в быту заменяются на электронные счетчики со встроенной АСКУЭ.

Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является отсутствие вращающихся элементов. Кроме того, они обеспечивают более широкий интервал входных напряжений, позволяют легко организовать многотарифные системы учёта.

В электронном счетчике выполнение практически всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатора тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдаёт результат на цифровой дисплей.) Микроконтроллер также принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами.

Для потребителей электроэнергии г. Костаная в качестве приборов учета используются электронные счетчики Орман СО-Э711.

В ходе исследования был произведен теоретический расчет электроэнергии, затрачиваемой на работу одного светодиодного индикатора. В качестве светодиодного индикатора часто используется модель АЛ102АМ или ее зарубежные аналоги.

АЛ102АМ имеет следующие электрические параметры:

– прямой ток I _пр =5мА;

– максимальное прямое напряжение U _пр =2,8 В.

Эти параметры являются необходимым и достаточным условием расчета затрачиваемой электроэнергии.

Расчеты показали, что один светодиодный индикатор за 1 месяц своей беспрерывной работы затрачивает 0,01 кВт*ч электроэнергии.

Если выразить эти затраты в денежном эквиваленте, то получается, что за работу одного светодиода потребителя платит 0,18 тенге в месяц.

Проведенное исследование показало, что светодиодные индикаторы не «тратят деньги» потребителей, т. к. их энергетические затраты, а соответственно и экономические затраты потребителей очень малы. Ведь индикатору не требуется большое количество энергии, потому как основные его назначением является подача светового сигнала, а не освещение пространства.

Еще необходимо учесть тот факт, что электронные счетчики, установленные в квартирах и домах потребителей г.Костаная, имеют порог чувствительности 20 мА, соответственно затраты светодиодных индикаторов с прямым током ниже этого значения они не фиксируют.

Таким образом, в ходе проведения исследования было установлено, что вовсе не обязательно выключать из сети электробытовые приборы, оснащенные светодиодными индикаторами, т. к. экономических потерь это не принесет.

Литература:

1. Аваев Н. А., Наумов Ю. Е., Фролкин В. Т. Основы микроэлектроники. М., Радио и связь, 1991.
2. Батушев В. А. Электронные приборы. М., Высшая школа, 1980.
3. Справочник по полупроводниковым и электровакуумным приборам.
4. Федосеева Е. О., Федосеева Г. П. Основы электроники и микроэлектроники. М., Искусство, 1990.
5. Харченко В. М. Основы электроники. М., Энергоиздат, 1983.