خصوصیات LED
خصوصیات ال ای دی ها به گونه ای است که باعث شده این محصولات نه تنها در مصارف خانگی کاربرد داشته باشند بلکه در تمامی کاربری ها استفاده شوند .
طیف نور منتشر شده توسط LED بسیار باریک است و اشعه ماوراءبنفش و مادون قرمز در آن وجود ندارد .
پس به دلیل عدم وجود این دو اشعه مخرب بر اشیاء قدیمی و قیمتی از این نوع لامپ ها برای روشنایی موز ها استفاده می شود .
رنگ نور به نوع کریستال به کار رفته و ترکیبات آن بستگی دارد :
نوع ماده نیمه هادی | علامت اختصاری | رنگ نور |
آلومینیوم-گالیم-آرسناید | AlGaAs | قرمز |
آلومینیوم-ایندیم-گالیم-فسفر | AlInGaP | قرمز-زرد-نارنجی |
گالیم-آرسناید-فسفر | GaAsP | قرمز-زرد-نارنجی |
ایندیم-گالیم-نیتروژن | InGaN | سبز-آبی |
طول عمر بالای لامپ های LED باعث می شود قابلیت اطمینان افزایش یابد .
به همین دلیل از این نوع لامپ ها در چراغ های راهنمایی و رانندگی هم استفاده می شود .
ضمن این که به دلیل درخشندگی بالاتر LED ، امکان دید در روز بهتر می شود و در مصرف انرژی نیز به مقدار زیادی صرفه جویی می گردد .
با توجه به توان مصرفی پایین لامپ LED از آنها می توان به عنوان روشنایی اضطراری و علایم نجات استفاده کرد .
هدایت نور در LEDها آسان تر از سایر انواع لامپ که به طور معمول در تمام جهات نور را منتشر می کنند ، است .
زیرا برای محافظت نیمه هادی ها ، یک لایه محافظ بر روی نیمه هادی ها قرار می گیرد .
از آن جا که معمولاً نیمه هادی ها بر روی یک صفحه قرار دارند لذا نور تنها در نیم صفحه بالایی منتشر می شود .
قطعاً دقت کردید که از زمانیکه ال ای دی ها وارد بازار شدند تقرباً لامپ های قدیمی دیگر طرفدار ندارند .
تنوع در ال ای دی ها و همچنین قیمت مناسب آن ها و کاربری بالایی که دارند چند مورد از دلایلی است که باعث محبوبیت این محصولات شده است .
اما LEDها ویژگی های دیگری هم دارند که در اینجا به بررسی آن ها می پردازیم .
در سال 2007 اندازه گیری هایی درخصوص گرمای تولیدی توسط ال ای دی ها انجام گرفته است .
این اندازه گیری ها نشان می داد که LEDها حدود 70 تا 80 % انرژی را به گرمایی نامحسوس تبدیل می کردند .
اما در حال حاضر کمتر از 30 % انرژی مصرفی LEDها به حرارت تبدیل می شود و این باعث شده تا کم مصرف ترین منابع نوری دنیا باشند .
چرا LEDها را انتخاب می کنیم
تولید نکردن اشعه های مضر برای انسان خود به تنهائی ، ملاک ارزشمندی برای انتخاب نوع لامپ مصرفی می باشد .
لامپ های LED اشعه های مضری نظیر ماوراء بنفش و مادون قرمز را تولید نمی کنند .
عمر بسیار بالا در ال ای دی ها یکی دیگر از دلایل محبوبیت آن هاست .
طول عمر LEDهای با کیفیت حدود 100000 ساعت می باشد که چندین برابر لامپ های معمولی است .
به جرات می توان LEDها را مقرون به صرفه ترین منبع نوری حاضر در دنیا دانست .
ال ای دی ها منابع مقرون به صرفه برای روشنایی
به اطلاعات زیر توجه کنید :
مقایسه نور تولید شده در منابع نوری مختلف گویای این مطلب است .
لامپ های ادیسونی 5-10 لومن بروات
لامپ های هالوژنی 8-15 لومن بروات
لامپ های فلورسنت 60-80 لومن بروات
لامپ های ال ای دی 90-120 لومن بروات
در نتیجه این LEDها هستند که بیشترین نور نور را تولید می کنند .
در حال حاضر با توجه به ویژگی های گفته شده LED استفاده وسیعی در نورپردازی هتل ها ، سالن های اجتماعات ، راهروها ، خصوصاً در برق اضطراری هتل ها دارد .
علاوه بر این محصولات نورپردازی LEDها به علت تولید نکردن حرارت ، هیچ گونه اثر سوئی در محیط داخل ساختمان مانند تجمع گرد و غبار و خرابی های ناشی از گرمای زیاد را به دنبال نخواهند داشت .
شرکت افق تولید کننده انواع محصولات با کیفیت ال ای دی است .
تنوع محصولات LED افق بسیار زیاد است و می تواند نیاز هر سلیقه ای برآورده کند .
طرز کار LED ها به چه صورت است ؟
روش تولید نور در LED ها تشعشع کریستال ها است .
یعنی نور توسط تحریک کریستال ها که از عناصر نیمه هادی هستند تولید می شود که به این روش ، الکترولومینانس (Elecctroluminance) می گویند .
در اصل یعنی LED ها از پدیده الکترولومینانس برای تولید نور و روشنایی بهره می برند .
یک دیود از اتصال دو لایه ی نیمه هادی N و P ساخته می شود .
در نتیجه ساختمان LED شامل دو ناحیه مثبت (P) و منفی (N) است .
در ناحیه N اتم های کریستال دارای الکترونهای مازاد هستند .
در ناحیه P کمبود الکترون وجود دارد .
با اعمال ولتاژ به دو سر LED ، بین این دو ناحیه یک ناحیه PN تشکیل می شود که به آن ناحیه تخلیه یا Light Emitting Diodes نیز می گویند .
در اثر عبور جریان الکتریکی ، الکترون ها با اتم هایی که کمبود الکترون داشتند ترکیب می شوند و به این ترتیب نور تولید می شود .
در تصویر زیر توجه شما را به نحوه عملکرد LED ها جلب می کنیم :
وقتی هیچ ولتاژی اعمال نشود الکترون های لایه ی N سوراخ های نوع P را در محل اتصال لایه ها پر می کنند و ناحیه تخلیه را ایجاد می کنند .
در ناحیه تخلیه ماده نیمه هادی به عایق خوبی تبدیل می شود .
در نتیجه همه حفره ها پر می شوند و هیچ الکترون یا حفره ای برای ایجاد جریان وجود ندارد .
دیود های نورافشان یا LED ها از دهه های گذشته در الکترونیک مورد استفاده قرار می گرفتند .
این دیودها عموماً برای نمایش خاموش یا روشن بودن نمایشگرها در لوازم مولتی مدیا مورد استفاده قرار گرفتند .
اما درحال حاضر LED ها به نحوی ساخته می شوند که نور را در جهت خاصی متمرکز می کنند .
ال ای دی ها به صورت چیپ های کوچکی هستند که معمولاً داخل یک شیشه گنبدی شکل قرار میگیرند و دارای سایز چوب کبریت هستند و به سختی می شکنند .
امروزه diode های نور افشان دیگر یک ابزار پر هزینه برای طراحان نمی باشد بلکه به سرعت تبدیل به لامپ های آینده خواهندشد .
کلمه LED مخفف واژه Emitted Light Diode به معنای دیود ساطع کننده نور است .
دیودهای ساطع کننده نور در واقع جزء خانواده دیودها هستند که دیودها نیز زیر گروه نیمه هادی ها به شمار می آیند .
نوعی از لامپ های حالت جامد است که از تکنولوژی دیود نورافشان استفاده میکند و به عنوان منبع روشنایی به کار میرود .
این لامپها در ابتدا بیشتر به عنوان یک چراغ قرمز رنگ در درون دستگاههای الکترونیکی کاربرد داشتند .
سپس LED هایی با رنگ آبی به بازار واردشدند .
این ال ای دی ها می توانستند نور سفید با هاله ای از رنگ آبی روشن تولید کنند .
LED در ابتدا فقط به رنگ قرمز و سبز بودند اما یک تغییر بسیار عظیم در این صنعت در دهه 90 میلادی باعث شد که LED سفید رنگ ( یا همان روشن و بدون رنگ ) تولید شوند .
LED های سفید قابلیت تولید همه رنگ ها را داشته و علاوه بر آن از انرژی بسیار کمی ( درمقایسه با سایر لامپ ها و LED های قدیمی ) برای تولید روشنایی استفاده می کنند .
به همین دلیل روز به روز ابعاد استفاده از آنها گسترده تر شد .
حتی در مواردی که احتیاج به علامت دادن و یا رقص نور یا فلش زدن بود هم استفاده می شدند .
چرا نور مهم است ؟
نور (Light) در واقع نوعی از انرژی است .
به عبارت دیگر تابش و تشعشعی از امواج الکترومغناطیسی با طول موج هایی که توسط چشم انسان قابل دیده شدن است .
تنها طیف اندکی از این امواج مرئی، به صورت طبیعی در پیرامون ما تولید می شوند .
نمونه ساده و در دسترس آن ستاره ها و از جمله مهم ترین آن ها خورشید است.
نور مرئی با طول موجی در حدود 380 تا 740 نانومتر در بین دو نور نامرئی مادون قرمز (INFRARED) که در طول موج بالاتر و فرابنفش (ULTRA VIOLET) که با طول موج های کوتاه تر یافت می شود قرار دارد .
چرا نور مهم است ؟
رنگهای زرد، قرمز، نارنجی حامل انرژی گرمایی هستند .
این موضوع را نخستین بار نیوتن با عبور دادن نور از منشور فهمید .
او در شیشهٔ پنجره اتاقش سوراخی ایجاد کرد و منشور را با فاصلهٔ یک متری از شیشه قرار داد .
در نتیجه هفت رنگ نور با فاصلهٔ یک متر از یکدیگر پراکنده شدند و سپس ذرهبین را در مقابل هر رنگ قرار داد تا متوجه شود که گرمای نور از کجا ایجاد میشود .
چون نور باعث می شود دنیایی را که در آن زندگی می کنیم ، بهتر بشناسیم .
با این حال هنوز آن را به خوبی نمی شناسیم .
نور با سرعتی باورنکردنی حرکت می کند سرعتی در حدود 300.000 متر بر ثانیه .
اما به راستی چه چیزی باعث این حرکت است ؟
سال ها دانشمندان تلاش کردند تا این اولین نیاز بشر را بیشتر و بهتر بشناسند .
در 150 سال گذشته ، دانشمندان بسیاری از این ناگفته ها را کشف کرده اند .
به همین دلیل هم اکنون می توانیم از نور استفاده های زیادی در معماری ، پزشکی ، درمان ، آموزش ، صنعت و .... داشته باشیم .
همین موضوع یکی از دلایلی بود که سازمان ملل سال 2015 را سال جهانی نور اعلام کرد .