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Surface Mounted Device-LEDs (SMD-LED): Grundlagen

12. Dezember 2020
Patric Domin

Licht ist wohl eine der wichtigsten Grundvoraussetzungen für das Leben. Nicht immer profitieren wir von natürlichen Lichtquellen. In der kalten Jahreszeit und in Innenräumen setzen wir auf künstliche Beleuchtung. Dabei werden herkömmliche Glühbirnen von modernen LEDs immer mehr verdrängt. Besonders die SMD-LED liegt hoch im Trend: Sie ist nämlich kleiner als andere Leuchtdioden und überzeugt mit ihrer langen Nutzbarkeit. Was genau SMD-LEDs sind, wie sie funktionieren und welche Vorteile sie haben, erfährst Du hier.

LEDs – die Zukunft der Beleuchtung

Leuchtdioden – sogenannte LEDs (Licht Emittierende Dioden) – kennen wohl die meisten. Sie sind mittlerweile in verschiedenen Lichtquellen wie Scheinwerfern, Straßenbeleuchtung und Leselampen eingebaut. Aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz, langen Lebensdauer und vielseitigen Anwendbarkeit entwickeln sich LEDs immer mehr zum Marktführer unter den Beleuchtungsquellen.

Eine Leuchtdiode besteht immer aus einer Anode und Kathode. Damit Strom zwischen diesen zwei Polen fließen kann, kommt ein sogenannter Bonddraht zum Einsatz. Auf der Kathode befindet sich ein kleiner Chip: ein Halbleiterkristall aus zwei unterschiedlich dotierten Materialien. Sobald der Strom zu fließen beginnt, wird die Energie in Form von Photonen freigesetzt. Die LED beginnt zu leuchten.

Was ist ein SMD-LED?

LED ist nicht gleich LED. Zu den wohl kleinsten Ausführungen zählen die SMD-LEDs – auch als Oberflächendioden bezeichnet. SMD steht für Surface Mounted Device und bedeutet, dass diese Art der Leuchtdioden auf einer Oberfläche montiert werden. Genauer gesagt werden diese Leuchtdioden direkt auf der Leiterfläche gelötet. Daher sind sie vergleichsweise flacher und kleiner im Design.

SMD-LED: Aufbau und Funktionsweise

SMD LED Aufbau PlatineLEDs mit SMD-Technik bestehen aus einer Grundplatte (Platine), auf der die einzelnen Bestandteile aufgelötet, d. h. montiert sind. Dazu gehören zunächst ein Kristall, der die optische Außenhülle der Lampe bildet, sowie ein LED-Chip. Letzterer steuert das Leuchtverhalten.

Damit die LED nicht überhitzt, leitet ein passiver Kühlkörper die durch den Stromfluss entstandene Wärme ab. Ein sogenannter Bond-Draht am LED-Chip fungiert dabei als Kühlung – diese ist wichtig, da sich die Wärme ansonsten in der Leuchtdiode sammeln würde.

Die Gefahr dabei: Bei zu hoher Wärme kann es durchaus zu einer Überhitzung kommen und die Leuchtdiode trägt schwerwiegende Schäden davon.

SMD-LED-Polung

Wie jede LED ist auch die SMD-LED eine Halbleiterdiode, die bei Stromzufuhr zu leuchten beginnt. Gleichzeitig ist sie polungsabhängig: Eine Anschlussseite ist die Anode (PLUS) und die andere ist die Kathode (NEGATIV). Bei Leuchtdioden mit SMD-Technik ist die Kathode meistens durch einen grünen Strich oder eine einseitige Grüneinfärbung gekennzeichnet.

SMD-LED-Bauformen

SMD LED ChipSurface-Mounted-Device-Beleuchtungen können mit verschiedenen Chip-Typen hergestellt werden. Jeder Chip ist dabei mit einer vierstelligen Zahl gekennzeichnet.

Vielleicht sieht dieser Code für Dich auf den ersten Blick kompliziert aus, aber eigentlich ist er ganz einfach. Er gibt nämlich lediglich die Größe des Chips an. Wenn Du also auf den Chip-Typ 5050 stößt, bedeutet das, dass die Maße des Chips 5,0 mm x 5,0 mm betragen.

Diese Zahlenkombinationen kennzeichnen nicht nur Größenunterschiede. Sie geben auch verschiedene Leistungsanforderungen und Helligkeiten an. Im Folgenden stellen wird Dir einige der häufigsten Chip-Typen etwas genauer vor.

2835-LED-Chip

Der LED-Chip mit der Zahlenkombination 2835 weist eine Gesamtgröße von 2,8 mm x 3,5 mm auf. Dieser Single-LED-Chip überzeugt mit seiner Zuverlässigkeit und Energieeffizienz. Er ist in einzelnen Lichtfarben erhältlich.

3030-LED-Chip

Die Maße des 3030-LED-Chips betragen 3,0 mm x 3,0 mm.

3528-LED-Chip

Der 3528-LED-Chip zählt zu den am häufigsten eingesetzten Chip-Typen überhaupt. Seine Maße betragen 3,5 mm x 2,8 mm. Dieser Chip-Typ ist in den Farben Rot, Grün, Blau, Gelb, Warmweiß sowie Kaltweiß erhältlich. Der 3528-LED-Chip besticht mit einer ausgezeichneten Farbkonsistenz.

5050 LED-Chip

Beim 5050 LED-Chip betragen die Gesamtmaße 5,0 mm x 5,0 mm. Diesen 3-LED-Chip gibt es entweder in einzelnen Farben wie Rot, Grün und Blau oder im Farbwechsel zwischen drei Farben (Rot-Grün-Blau oder Rot-Grün-Blau-Weiß) – daher auch der Name: 3-LED-Chip. Da dieser Chip-Typ wesentlich größer als andere ist, kann er mehrere separate Chips aufnehmen.

SMD-LEDs: Vorteile und Nachteile

SMD-LEDs erfreuen sich nicht umsonst großer Beliebtheit. Hier verraten wir Dir nun ein paar Vor- und Nachteile der Leuchtdioden in Miniaturgröße. So erfährst Du auch, warum sich der Umstieg von herkömmlichen Glühbirnen auf diese moderne Beleuchtungstechnik auf jeden Fall lohnt.

Energieeffizienz

LEDs – und so auch SMD-LEDs – sind momentan die sparsamsten Leuchtmittel, die es am Markt gibt. Kein anderes Leuchtmittel kann Energie effizienter in Licht umwandeln. Somit überzeugen die Surface-Mounted-Device-LEDs mit ihrer vergleichsweise hohen Lebensdauer. Ihre Gesamtlaufzeit beträgt insgesamt 50.000 bis 100.000 Betriebsstunden.

Ideales Lichtspektrum

Im Gegensatz zu herkömmlichen Leuchtquellen, die sich nur beschränkt beeinflussen lassen, kann man mit SMD-Leuchtdioden ein ideales Lichtspektrum für nahezu jede Verwendung schaffen. So kannst Du Dein Arbeitszimmer z. B. mit kaltweißem Licht und Dein Wohnzimmer mit warmweißem Licht ausleuchten. Noch besser: Mit dieser Leuchtquelle schaffst Du die optimale Beleuchtung für Deine Pflanzen.

Zitronenbaum

Für die Photosynthese brauchen Pflanzen einen hohen Anteil an blauem und rotem Licht. Deshalb werden die SMD-LEDs für das Pflanzenwachstum aus solchen Chips zusammengesetzt, die genau das gewünschte Farbspektrum ausstrahlen.

Du kannst Dir z. B. ein SMD-Board zulegen, womit Du Dein bestehendes DIY-M-KIT problemlos erweitern kannst. Mit SMD-Leuchtdioden lässt sich sogar der exotische Zitronenbaum überwintern.

Beschaffenheit

Im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtquellen und LEDs sind SMD-LEDs sehr klein. Aus diesem Grund lassen sie sich äußerst platzsparend einbauen. Gleichzeitig sind diese Leuchtdioden sehr robust: Sie sind stoß- und bruchsicher – selbst bei starker mechanischer Beanspruchung.

Temperaturempfindlichkeit

Ein Nachteil von Leuchtdioden im Vergleich zu anderen Lichtquellen ist ihre relative Temperaturempfindlichkeit. Wird die LED zu heiß, kann ihre Lebensdauer verkürzt oder sogar zerstört werden. Daher ist in der Anwendung von LED auf eine ausreichende Wärmeabfuhr zu achten.

Einsatzmöglichkeiten von SMD-LEDs

Ananas selber züchten

Leuchtdioden mit SMD-Technik gehören zu den gefragtesten Leuchtquellen am Markt. Durch ihre kontinuierliche Weiterentwicklung wird ihre Leuchtkraft immer weiter erhöht und der Wirkungsgrad gesteigert. Sie sind vielseitig einsetzbar – und zwar in fast allen Lebensbereichen. So lohnen sich Leuchtdioden mit SMD-Technik u. a. für folgende Anwendungsgebiete:

  • Haus-, Fahrzeug- und Industriebeleuchtung
  • elektronische Geräte (z. B. Fernseher)
  • als LED-Pflanzenlampen
  • v. m.

Wie Du an diesen Beispielen erkennen kannst, werden SMD-Leuchtdioden in der Industrie- und Alltagselektronik für vielfältige Zwecke eingesetzt. Auch für die Pflanzenzucht eignen sie sich hervorragend: So können sie z. B. für hauseigene Ananaszucht verwendet werden.

Mehr Leuchtkraft mit SMD-LED

Wenn Du auf der Suche nach einer platzsparenden, energieeffizienten und langlebigen Beleuchtung für deinen Wohnbereich, Arbeitsplatz oder nicht zuletzt Deine Pflanzen bist, liegst Du mit einer SMD-LED-Leuchtquelle in jedem Fall richtig. So kommst Du in den Genuss von angenehmem Licht und hilfst dem Wachstum Deiner Pflanzen bestmöglich auf die Sprünge.


Titelbild:  © Nivellen77 – stock.adobe.com; Bild 3: © magdal3na – stock.adobe.com; Bild 4: © geshas – stock.adobe.com

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