در عصر جدید دیودهای نوری (LED) به سرعت تبدیل به لامپهای ایده‌آل جهت نورپردازی و روشنایی گردیده است و با تولید انبوه انواع LED دیگر محصولی پرهزینه محسوب نمی‌گردد.
تاریخچه LED
دیودهای نورافشان یا همان LED قطعاتی نیمه رسانا هستند که تولید نور می‌کنند.این LEDها در ابتدا توسط محقق انگلیسی H.J.Round در سال 1907 کشف گردید، اما تا دهه‌ها بعد هیچ گونه کاربردی عملی برای آن پیدا نشده بود. بعد از گذشت چندین دهه ابتدا در چراغهای نشانگر یا همان Indicator Lights و به رنگ قرمز بود که در دستگاه‌ها کاربرد داشت.
با توجه به این موضوع میتوان گفت که LEDها سالهاست که در اطراف ما می‌باشند، اما به تازگی مورد توجه و استفاده قرار گرفته‌اند. اما دلیل اینکه چرا تاکنون لامپهای LED موزد استفاده نبوده این است که تا دو دهه گذشته LED به رنگ سفید نبوده است. امروزه با تولید نور سفید 6500K (کلوین) و تولید LEDها با طیفهای نوری متفاوت، برای نورپردازی کارآمد بوده و در صنعت روشنایی کاربردی گردیده و مورد پسند هر چه بیشتر کاربران قرار گرفته است.
فواید و محاسن استفاده از LED
در اقدام بسیاری از کشورهای اروپا (اتحادیه اروپا)، استرالیا و بعضی از کشورهای ایالات متحده آمریکا در پیروی از دستورالعمل منع استفاده از لامپهای التهابی، روشنایی و نورپردازی با استفاده از LED به سرعت جایگاه خود را در بازار مصرف پیدا کرده ودیگر استفاده از LED برای اهداف تصویری و طراحی معطوف نمی‌باشد و در راستای مدیریت امکانات و انرژی تولید چراغهای LED به یک اصل تبدیل گردیده است.
در لامپهای قدیمی با اتلاف انرژی 80 درصدی که برای روشن شدن صرف می‌شد، باعث تضییع انرژی و تولید حرارت بالا می‌گردید. در صورتی که استفاده از چراغهای نسل جدید با انواع لامپهای LED موجب کمک به صرفه‌جویی انرژی تا 9 درصد میگردد.
از دیگر فواید استفاده از لامپهای LED میتوان به طول عمر بالای این محصول، معادل 10000 ساعت اشاره کرد.
گرچه LED ها به اندازه لامپهای فلئورسنت کارآمد نیستند، اما LEDها شار نوری حدود دو برابر لامپهای خانگی که در هر وات تولید میشود، کارایی دارند.
از دیگر مزایای لامپهای LED دارای بودن طول عمر بالا، حدود 20 سال یا 10000 ساعت است که در مقایسه با لامپهای التهابی که حدود 1000 ساعت می‌باشد مزیتی دیگر محسوب میشود. این امر برای کسانی که می‌خواهند مدیریت امکانات داشته باشند و هزینه‌هایشان به حداقل برسد و در درازمدت به پس‌انداز مالی برسند یک مزیت دیگر محسوب میشود. چون با توجه به طول عمر بالای لامپهای LED به خرید تعداد کمتری لامپ نیازمندند.
لامپهای LED در ابتدا حدود 20 لومن بر وات نوردهی داشتند که اکنون با پیشرفت تکنولوژی در مقایسه با لامپهای فلئورسنت که 100 لومن بر وات نوردهی دارند، به میزان 120 لومن بر وات به نوردهی رسیده‌اند که این نیز از دیگر مزایای این محصول می‌باشد و انتظار می‌رود که در آینده‌ای نه چندان دور با توجه به سرعت بالای تکنولوژی، این میزان به مقداری بیش از 120 لومن نیز برسد.
از یدگر محاسن لامپهای LED میتوان گفت چون این گونه لامپها از قطعات جامد می‌باشند، برخلاف لامپهای فلئورسنت و لامپهای قدیمی قابل صدمه دیدن با شوک خارجی نمی‌باشند.
لامپهای LED برخلاف لامپهای دیگر که بازتاب نور یکنواخت دارند، به گونه‌ای می‌توانند طراحی شوند که نور را متمرکز کرده و هدایت کنند.
از دیگر مزایای لامپ LED تولید حرارت کم می‌باشد که اجازه نمی‌دهد دمای محیط همانند لامپهای التهابی تغییر کردهتا سیستم تهویه مطبوع دچار تغییر گردد. همچنین میزان کم حرارت، با توجه به مصرف پایین انرژی و عدم اتلاف انرژی بصورت گرما خطرات آتش‌سوزی را از بین می‌برد.
اما یکی از بزرگترین مزیتهای LED که باعث ترغیب تولیدکنندگان مختلف میشود این است که کوچک بوده و می‌تواند تا 16 میلیون رنگ را تولید کند که همین باعث گردیده که LEDها بتوانند تأثیر شگرفی در نورپردازی محوطه‌ها، معماری‌ها و نمای خارجی ساختمان‌ها و مجسمه‌ها بوجود آورند. LEDها چون بصورت مخفی می‌توانند کار گذاشته شوند باعث گردیده که جلوه‌های ظریفی در نورپردازی شکل گیرد. مثل قابهای نوری و پنجره‌های نوری
از دیگر مزایای LEDها میتوان به این اشاره کرد که چون LEDها با ولتاژ کم کار می‌کنند، سیم‌کشی ضعیف‌تری نیاز دارند و این خود در کاهش هزینه‌ها نقش به‌سزایی ایفا می‌کند.
رنگ نور مناسب در محیط می‌تواند تأثیر عمیقی بر مردم از لحاظ روانشناسی و فیزیولوژیکی داشته باشد. به عنوان مثال تنظیم نور در محیط کار با ریتمهای مختلف در ساعات مختلف. بطور مثال در هنگام صبح از نورهای آبی‌تر و روشن‌تر که کاملا بیدار هستید
نور نامناسب در محیط می‌تواند باعث سردرد، تنش و در نهایت اشتباهات شود.
نور مناسب همانند درجه حرارت مناسب، حائز اهمیت می‌باشد.
معایب استفاده از LED
یکی از معایب LEDها هزینه اولیه آن می‌باشد. بطور مثال برای تولید یک لامپ هالوژنی 8 واتی از نوع LED، شما به 8 عدد LED یک واتی یا 4 عدد LED 2 واتی نیازمندید که این LEDها با هزینه اولیه بالا گرانتر از یک لامپ هالوژنی معمولی تولید میشود. اما با توجه به هزینه‌های کلی که شامل طول عمر بالا و مصرف بسیار کم انرژی نسبت به لامپهای التهابی در طولانی‌مدت است، استفاده از لامپهای LED مقرون به صرفه‌تر می‌باشد که در نهایت جزء مزایای این نوع محصول می‌باشد.
از دیگر معایب لامپهای LED این است که این نوع لامپها در آب و هوای گرم به بهترین صورت ممکن عمل نمی‌کنند.
همچنین رطوبت همانند گرما بر طول عمر یک لامپ LED تأثیر منفی می‌گذارد و این بزرگترین مشکل LEDها در نواحی گرم و مرطوب همانند خاورمیانه می‌باشد که در این موارد میتوان از لوازمی همچون Heat Sink (خنک‌کننده به شکل پره‌ای) برای تبادل حرارت و خنک نگه داشتن استفاده کرد.
همچنین بسته نگاه داشتن LEDها با کاور و روکش IP دار که بتوان LED را به طراحی داخلی برد، برای جلوگیری از نفوذ رطوبت استفاده کرد. هر چقدر LEDها گرمتر شوند میزان نوردهی آنها کاهش می‌یابد.
انواع LED
- LED نوری: در صنایع الکترونیک این نوع LEDها کاربرد وسیعی دارند. اما نوع بخصوصی از این LEDها در ساخت تلویزیونها ی شهری و بیلبوردها بکار گرفته میشود. یک هسته که شامل 3 بخش از دیودهای نوری به رنگهای قرمز، سبز، آبی ( RGB) یک پیکسل از این نوع نمایشگرها را تشکیل می‌دهد.
- Power LED (LED با توان بالا): این نوع LEDها در صنعت روشنایی کاربرد فراوان پیدا کرده و معمولا در 3 قالب 1 وات، 2 وات و 3 وات تولید شده است. این نوع LEDها کارایی چراغها را بالا برده به نحوی که هر LED تا 100 لومن بر وات نوردهی دارد. نیاز جدی این نوع LEDها تخلیه حرارتی می‌باشد که بوسیله HeatSink باید تبادل حرارتی ایجاد نمود.
- COB: با چیدن چندین ویفر در یک قالب واحد به منظور صرفه‌جویی در هزینه‌ها و کاهش قیمت تولید می‌باشد و نتیجه در عمل بدون کاستی در راندمان و کیفیت نور خروجی و همچنین تولید حرارت کمتر لامپ COB به بازار عرضه گردید. لازم به ذکر است این نوع LEDها که با نام تجاری COB شناخته می‌شوندنور متمرکز ایجاد می‌نمایند. جهت ایجاد Spot Light مناسب میتوان از COB به همراه رفلکتور یا لنز مناسب استفاده نمود.
- SMD: SMDها بیشتر در ساخت چراغهای بک لایت یا چراغهای خطی یا پنل‌ها کاربرد فراوان دارند. SMDها به دلیل نحوه ساخت ویژه‌ای که دارند نسبتا ارزانتر تولید می‌شوند. اما دارای هزینه‌هایی مانند PCB و هزینه نصب می‌باشند. یکی از مهمترین خصوصیات SMDها تولید حرارت مناسب آنهاست. در نمونه‌های خوب تولید شده نیاز به HeatSink نمی‌باشد و اتصال PCB به بدنه جهت رفع حرارت مازاد SMD کفایت می‌کند.
