لامپ ال ای دی چیست ؟
ال ای دی مخفف واژه light Emittign Diode (دیود نورگسیل) است. محصولات روشنایی LED که به میزان ۹۰٪ بهینه‌تر از لامپهای رشته‌ای نور تولید می‌کنند چگونه کار می‌کنند؟ جریان الکتریکی از یک میکروچیپ عبور می‌کند، منابع نوری کوچکی که ال ای دی می‌نامیم را روشن کرده و در نتیجه نور مرئی ایجاد می‌کند. برای جلوگیری از مشکلات عملکردی، حرارتی که ال ای دی ایجاد می‌کند جذب یک گرماگیر می‌شود.
طول عمر محصولات روشنایی ال ای دی چقدر است؟
عمر مفید محصولات روشنایی ال ای دی در مقایسه با سایر انواع منابع نوری مانند لامپ رشته‌ای یا لامپ فلوئورسنت فشرده (CFL) به صورت متفاوتی تعریف می‌شود. ال ای دی‌ها معمولاً «نمی‌سوزند» یا خراب نمی‌شوند. در عوض، “کاهش لومن” را تجربه می کنند که در آن روشنایی ال ای دی به تدریج کم می شود. برخلاف لامپ رشته‌ای، «طول عمر» ال ای دی بر اساس پیش‌بینی زمانی که خروجی نور آن ۳۰ درصد کاهش بیابد تعریف می‌شود.
گرمای لامپ های ال ای دی‌ها چقدر است؟
لامپهای ال ای دی‌ها برای جذب حرارت تولیدشده توسط ال ای دی و دفع آن به محیط اطراف از گرماگیر استفاده می‌کنند. این ویژگی ال ای دی‌ها جلوی داغ شدن و سوختن آنها را می‌گیرد. مدیریت حرارتی به طور کلی مهم‌ترین عامل در عملکرد موفق یک لامپ ال ای دی در طول عمرش است. هرچه درجه حرارت ال ای دی بالاتر باشد، نورش سریع‌تر کم خواهد شد و عمر مفیدش کوتاه‌تر خواهد بود. علاوه بر آن در برخی از کاربردها مانند چراغ های دفنی یا چراغ های پارکتی که در کف نصب می‌شوند تولید گرمای زیاد توسط یک منبع نوری می‌تواند کاربرد آن را زیر سوال ببرد. راه رفتن روی یک سطح داغ قطعاً مطلوب نخواهد بود.
محصولات ال ای دی از انواع گرماگیر و پیکربندی‌های منحصربه‌فرد برای مدیریت حرارت استفاده می‌کنند. امروزه پیشرفت در تولید مواد اولیه به تولید‌کنندگان این امکان را داده است که لامپهای ال ای دی تولید کنند که از نظر شکل و اندازه با لامپهای رشته‌ای سنتی یکسان باشند. صرف نظر از طراحی گرماگیر، همه محصولات ال ای دی که لیسانس ستاره انرژی (Energy Star) را کسب کرده‌اند مورد آزمایش قرار گرفته‌اند تا اطمینان حاصل شود که می‌توانند گرما را به درستی مدیریت می‌کنند تا میزان خروجی نورش به خوبی تا پایان عمر نامی‌اش حفظ شود.
تفاوت ال ای دی با سایر منابع نوری چیست؟
نورپردازی ال ای دی از جهات مختلف با لامپ رشته‌ای و لامپ مهتابی تفاوت دارد. نورپردازی ال ای دی هنگامی که خوب طراحی شود، کارآمدتر، چند منظوره‌تر و با دوام‌تر است.
ال ای دی‌ها منابع نوری “جهت‌دار” هستند، به این معنی که برخلاف لامپ رشته‌ای و لامپ فلوئورسنت فشرده که نور و گرما را در همه جهات ساطع می‌کنند، نور را فقط در جهات خاصی ساطع می‌کنند. این امر یعنی در موارد فراوانی ال ای دی‌ها می‌توانند از نور و انرژی به صورت بهینه‌تری استفاده کنند. هرچند بدین معنا نیز هست که تولید لامپ ال ای دی که بتواند روشنایی را در جهات مختلف بتاباند، مستلزم مهندسی پیچیده‌ای است.
کهربایی، قرمز، سبز و آبی رنگ‌های رایج ال ای دی هستند. برای تولید نور سفید، ال ای دی‌ها با رنگ‌های مختلف یا با هم ترکیب می‌شوند یا با یک ماده فسفری پوشانده می‌شوند که رنگ نور را به یک نور «سفید» آشنا در خانه‌ها تبدیل می‌کند. فسفر ماده‌ای زرد رنگ هست که برخی از ال ای دی‌ها را می‌پوشاند. چراغ‌های ال ای دی رنگی به شکل گسترده‌ای به عنوان چراغ‌های سیگنال و چراغ‌های نمایشگر مثل دکمه خاموش/روشن روی کامپیوتر استفاده می‌شوند.
در یک لامپ فلوئورسنت فشرده، جریان الکتریکی میان الکتردوهای واقع در هر سر لوله حاوی گاز جریان می‌یابد. این واکنش نور فرابنفش (UV) و حرارت تولید می‌کند. نور فرابنفش هنگامی که به پوشش فسفری داخل لامپ برخورد می‌کند به نور مرئی تبدیل می‌شود.
لامپهای رشته‌ای با برق آنقدر یک رشته فلزی را گرم می‌کنند تا [این رشته] «سفید» بشود یا اصطلاحاً دماشید شود. بنابراین لامپهای رشته‌ای ۹۰% انرژی خود را به‌صورت گرما آزاد می‌کنند.
چراغ دکوراتیو
چراغ دفنی
قاب هالوژن
چراغ پارکتی
علت خرابی لامپ ال ای دی
طول عمر مورد انتظار یک LED استاندارد حدود ۵۰ هزار ساعت (معادل حدود ۱۷ سال و روزی ۸ ساعت) است، اما بسیاری از این منابع نوری که معمولا به روش استاندارد طراحی یا ساخته نشده اند پیش از موعد مقرر دچار کاهش نور شدید و یا چشمک زدن می شوند. یکی از عوامل موثر در کاهش عمر آنها حرارت است، حرارت بیش از حد مجاز می تواند به شبکه کریستالی داخل LED آسیب زده و آن را معیوب کند. که این امر به تدریج باعث کاهش نور LED می شود.
طراحی و ساخت منبع نور و مدارات الکترونیکی مرتبط به منابع نوری و چراغ های LED باید به گونه ای باشد تا دمای این قطعات از حد مجاز آن که معمولا توسط سازنده و بر روی بسته بندی یا بروشور محصول درج می شود، بالاتر نرود. در برخی از منابع نوری LED نیز کیفیت نامناسب فسفر تولید کننده نور سفید (به کار رفته روی چیپ آبی رنگ) باعث می شود که بر اثر گرما رنگ این ماده فسفری به تدریج تیره شود. کاهش شفافیت فسفر باعث کم شدن شار نوری و تغییر رنگ نور به سمت آبی می شود.
یکی دیگر از دلایل خراب شدن LEDها استفاده از درایور نامناسب است. کیفیت ساخت و قطعات به کار رفته در مدار درایور بسیار مهم است. استاندارد بودن و مرغوب بودن درایور به اندازه خود منبع نور مهم است.
ال ای دی‌ها چگونه در نورپردازی استفاده می‌شوند؟
ال ای دی‌ها برای مقاصد نورپردازی عمومی در حباب‌ها و لوازم روشنایی تعبیه می‌شوند. ال ای دی‌ها، به خاطر کوچک بودنشان، فرصت‌های طراحی نورپردازی منحصربه‌فردی را ارائه می‌دهند. برخی از لامپهای ال ای دی ممکن است ظاهراً شبیه لامپهای متداول باشند و شباهت بیشتری با لامپهای رشته‌ای سنتی داشته باشند. در برخی از لوازم روشنایی ال ای دی ممکن است ال ای دی‌های به عنوان منبع دائمی نور تعبیه شده باشد. روش‌های ترکیبی نیز هستند که در آنها یک «حباب» غیر سنتی یا نوعی منبع نور قابل تعویض به کار می‌رود و به صورت ویژه برای یک وسیله روشنایی خاص طراحی می‌شود. ال ای دی ها فرصتی فوق العاده برای نوآوری در فرم و شکل عوامل نورپردازی ایجاد می‌کنند و دایره کاربرد گسترده‌تری نسبت به فناور‌ی‌های نورپردازی سنتی ارائه می‌دهند.
مزایای استفاده از لامپ های ال ای دی در طراحی نورپردازی
نورپردازی معماری فرم و عملکرد را با هم ادغام می‌کند، زیرا نورپردازی نه‌تنها فضا را روشن می‌کند بلکه ویژگی‌های زیبایی ساختمان را نیز بهبود می‌بخشد. لوازم روشنایی زمانی که در دید باشند باید از لحاظ بصری جذاب باشند، حال گاهی از طریق جلب توجه به خود و گاهی با ناپدید شدن در پس‌زمینه.
امروزه لامپهای ال ای دی می‌توانند برای هر دو مورد استفاده شوند زیرا در بند محدودیت‌های متداول نورپردازی، مانند سایز حباب، نیستند. ال ای دی‌ها را می‌توان در هر اندازه و شکلی تولید کرد که به طراحان معماری و نورپردازی، آزادی ابراز خلاقیت فراوانی می‌دهد. برای مثال، با لامپهای ال ای دی‌ها می‌توان نورپردازی توکار و آویخته را با هم درآمیخت تا خطوط ممتدی از نورایجاد کرد که از دیوار بالا می‌رود و از سقف عبور می‌کند. می‌توانید نورپردازی را کاملاً با معماری ادغام کنید، مثلاً با استفاده از وسایل روشنایی در نرده پله می‌توانید پله‌ها را نورپردازی کنید یا اینکه وسایل روشنایی را زیر سقف برای ایجاد نمایی زیبا پنهان کنید.
ال ای دی‌ها نیز دارای اشکال مختلف هستند. آیا به نورپردازی توکار و پرپیچ و خمیده نیاز دارید؟ اینکار با لامپ مهتابی ممکن نیست، اما با لامپهای ال ای دی قطعاً امکان‌پذیر است.
دلایل استفاده از لامپهای ال ای دی بجای لامپهای تخلیه در گاز به عنوان منبع نور
- در لامپهای ال ای دی رشته‌ای وجود ندارد که بخواهد بسوزد یا خراب شود، بنابراین از لامپهای حبابی رایج طول عمر بیشتری دارند. با توجه به اینکه یک تراشه نیمه هادی ال ای دی را راه می‌اندازد، این لامپ‌ها بسیار با دوام هستند و غالباً هزاران ساعت دوام می‌آورند.
- لامپهای ال ای دی، تقریباً مثل لامپهای هالوژن، آنی روشن می‌شوند و بنابراین برای برای استفاده در مواردی که در معرض قطعی متداول یا احتمالی برق هستند، انتخابی مناسب است. برعکس، لامپهای تخلیه در گاز آسیب‌پذیرتر هستند و هنگام روشن شدن باید (۱۵ تا ۲۵ ثانیه) گرم شوند.
- فناوری لامپهای ال ای دی به سرعت در حال تغییر است و احتمالاً ال ای دی‌ها نهایتاً به راندمان بالاتری از لامپهای تخلیه در گاز دست پیدا کنند.
چرا ال ای دی سفید ترجیح داده می‌شود؟
ال ای دی با ولتاژ بالا حدود ۷۵ تا ۱۰۰ لومن بر وات به ازای جریان برق ۳۵۰ میلی آمپر تولید می‌کند. هدررفت انرژی از طریق گرما در ال ای دی‌ها عملاً صفر است و عمر بسیار طولانی به مدت هزاران ساعت دارند. لامپهای ال ای دی، به خاطر نبود جیوه یا سرب در آنها، دستگاه‌هایی سازگار با محیط‌زیست هستند. برخلاف لامپهای فلورسنت، لامپهای ال ای دی اشعه فرابنفش ساطع نمی‌کنند.
چراغ دیواری دکوراتیو ال ای دی سفید ۱ وات حدود ۱۰۰ لومن شار تولید می‌کند که برای روشن ساختن یک منطقه محدود کافی است. میزان نور ساطع‌شده از یک منبع نور با یکی از کمیت های اندازه گیری نور به نام “لومن” اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان مثال، یک لامپ ۶۰ وات ۷۳۰ لومن نور و یک لامپ هالوژن ۵۰ وات ۹۰۰ لومن نور ساطع می‌کند. هر تراشه LED تنها یک میلی متر مربع مساحت دارد، که باعث روشنایی کلی آن بسیار متمرکز بشود.
افت ولتاژ مستقیم لامپ ال ای دی ۱ وات ۳٫۳ ولت است و جریان برق به میزان ۳۵۰ میلی‌آمپر مصرف می‌کند. بنابراین ال ای دی سفید معمولی، برای حداکثر روشنایی‌اش، به ۳ ولت و حدود ۴۰ میلی‌آمپر جریان برق نیاز دارد.
لامپهای ال ای دی‌های پر قدرت را می‌توان تحت جریانی از صدهای میلی‌آمپر گرفته تا یک آمپر قرار داد تا نور با شدت بالا تولید کنند. برخی نمونه‌های لامپ ال ای دی می‌تواند بالای هزار لومن نور تولید کنند. لامپهای ال ای دی‌های پرقدرت روی گرماگیر نصب شوند تا گرما را دفع کنند در غیر این صورت دستگاه به راحتی آسیب می‌بیند.