ال ای دی چیست؟

کمتر کسی است که در ‌دنیای امروزی از ال ای دی استفاده نکرده باشد و یا حداقل نام آن را نشنیده باشد، در واقع باید بگوییم که ال ای دی ها در عین حال که یک اختراع ساده محسوب می شوند اما دارای پتانسیل بزرگ برای تغییر صنعت روشنایی به سمت پیشرفت و بهتر شدن هستند.

‏LED مخفف Light Emitting Diode می باشد که به معنی دیود نثری و یا دیود ساطع کننده نور است. اگر بخواهیم شفاف تر و دقیق توضیح دهیم LED یک دیود پیوندی پی ان می باشد که زمانی که جریان الکتریکی در قسمت جلو از آن عبور می کند نور ساطع می نماید در LED حفره سمت پی و الکترون سمت N با یکدیگر ترکیب می گردند و این عملکرد باعث تولید انرژی به صورت گرما و نور می شود.

‏LED یک منبع نور نیمه هادی می باشد که برای اولین بار شخصی به نام نیک هولونیاک در سال 1962 زمانی که در شرکت برق فعالیت داشته و مشغول به کار بود ایده آن را بیان کرد و موفق به ساخت LED با نور مرئی شد زیرا تا قبل از او بودند افرادی موفق به تولید LED هایی با نور مادون قرمز شده باشند اما نکته مهم این امر در اینجاست که نیک هولونیاک موفق شده بود LED با نور مرئی تولید کند.

تولید LED با رنگ های مختلف

پس از هولونیاک یکی از شاگردانش موفق به تولید LED هایی با رنگ های زرد و نارنجی تیره شده بود اما باید بگوییم که قیمت این ال ای دی ها به قدری بالا بود که فقط باید برای مصرف های خاص از آن استفاده می کرد مانند انتقال دیتا از راه فیبر نوری که البته این امر هم زمانی به وقوع پیوست که LED های شفاف ساخته شدند که بعدها ساخته شدند در نهایت باید گفت که ساخت این دسته از ال ای دی های تولید شده هنوز بستری برای مصارف عمومی فراهم نکرده بود.

سرانجام پس از طی سالها کمپانی های مونسانتو و اچ پی شروع به به تولید انبوه LED قرمز کردند و برای این کار نیمه رسانای گالیوم ارسناید فسفاید استفاده کردند. کاربرد این نوع ال ای دی ها اکثرا برای تولید حروف الفبایی یا ماشین حساب بود.
در سال 1970 شرکت نیمه رسانای Fairchild، ال ای دی هایی تولید کرد که قیمت آنها کمتر از پنج سنت بود و این امر تحولی در رابطه با تولید و مصرف همگانی LED بود زیرا تا قبل از آن یا ال ای دی های تولید شده قیمت بسیار بالایی داشتند و یا قابل استفاده برای عموم متقاضیان نبودند.

در این برهه رنگ های موجود در LED ها قرمز، زرد، نارنجی و سبز بودند و به این علت که از ترکیب این رنگ ها نمی شد به رنگ سفید رسید LED ها که اکثرا پکیج های 3 میلی متری یا 5 میلی متری ، لنزدار یا بدون لنز داشتند بیشتر نقش ساین و یا نقش نمایشگر را برعهده داشتند.

از آنجایی که برای تولید نور سفید به نور آبی نیاز بود پژوهش ها و تحقیقات بر روی نور آبی آغاز شد تا سرانجام در سال 1991 شرکت ژاپنی نیچیا با تلاش های آقای شوجی ناکامورا موفق شد به واسطه ی نیمه های گالیوم نیتراید LED پر نور آبی رنگ تولید کند و برای نخستین بار بود که ال ای دی آبی با شدت صد برابر نوع قدیمی خود به تولید می رسید.
قبل از این تولید LED های آبی به واسطه ولتاژ بالا به نیمه هادی سیلیسم کربناید تولید می شدند.
اما تحقیقات در این مرحله به پایان نرسید و محققین توانستند در سال 1995 یک ابتکار جدید معرفی کنند و آن هم این بود که محل اتصال نیمه رسانا را به وسیله ایندیوم روی اکساید بهبود بخشند زیرا بعد از این موضوع بستری برای تولید LED های سفید کاربردی فراهم گشت.

نماد LED

نماد LED کاملا شباهت به نماد دیود دارد البته با این تمایز که دو فلش کوچک که مقدار انتشار نور را معین می کنند نیز در ال ای دی وجود دارد، ال ای دی دارای دو ترمینال به نام های آند (+) و کاتد (-) است.

روش های تشخیص قطب مثبت و منفی LED

* در گام اول ابتدا طول لیدهای LED را چک بفرمایید.

این روش برای تشخیص قطب های مثبت و منفی LED های جدید بسیار کارآمد است
اما در صورتی که از ال ای دی قبلاً استفاده کرده اید و یا آن را از یک دستگاه قدیمی برداشته اید این روش به شما توصیه نمی شود و کارساز نیست.

اگر توجه کرده بتشید لید های LED دارای طول های مختلفی هستند و شنید فکر کنید که این یک خطای در ساخت آنهاست پاسخ منفی است زیرا اینکار عمدا انجام شده است. زیرا این راحت ترین و بی دردسرترین روش برای پیدا کردن قطب مثبت و منفی LED است به این صورت که لید طولانی تر، قطب مثبت و لید کوتاه تر قطب منفی می باشد.

* گام دوم؛ به این موضثع توجه داشته باشید که هیچ چیز در هر دو سمت LED دقیقاً یکسان نیست.

اگر به LED با دقت بیشتری نگاه کرده باشید متوجه می‌شوید که یک سمت آن صاف است و البته این یک خطای ساخت نیست در اصل این امکان را برای شما فراهم می سازد که قطب مثبت و منفی LED را به آسانی تعیین کنید. لید در کنار این علامت منفی است و دیگری مثبت است.

* گام سوم؛ همیشه توجه کنید به همه چیز دقیق نگاه کنید مخصوصا چیزهای کوچک…

هنگامی که داخل یک LED مشاهده می کنید دو صفحه فلزی را در داخل یک قسمت پلاستیکی می بینید که این دو صفحه با توجه به نوع LED می تواند بی رنگ، زرد، قرمز، آبی و سبز باشد اندازه اسن دو صفحه فلزی نا همسان می باشد که صفحه بزرگتر همیشه به لید منفی و صفحه کوچکتر به لید مثبت وصل است.

نکته: حتما اسن موضوع را در نظر داشته باشید که بعضی از LED ها در بازار هستند که ساختار آنها متفاوت است و این روش برای مشخص کردن قطب مثبت و منفی آنها کارامد نبست. زیرا در این نوع ال ای دی های خاص احتمال دارد صفحه بزرگتر داخل آن به لید مثبت وصل باشد البته این مورد بسیار کمیاب است اما باید احتمالات را نیز در نظر گرفت اما اینکه بدانید این روش همیشه کارآمد نیست خالی از لطف نخواهد بود.

* گام چهارم؛ استفاده کردن از مولتی متر

در بسیاری از موارد هم شما می توانید به راحتی برای مشخص کردن قطبیت LED از یک مولتی کار استفاده کنید به این صورت که مولتی متر را روی تنظیمات دیود بچرخانید که این کار با نماد دیود مشخص شده است و هر پروب را به یکی از پایانه های LED لمس کنید اگر LED روشن شد پروب مثبت آند را و پروب منفی کاتد را لمس می کند اگر ال ای دی روشن نشد باید جای پروب ها را با هم تعویض کنید.

ساختار LED به چه صورت است؟

‏ LED ساختار پیچیده ای ندارد زیرا به وسیله رسوب سه لایه مواد نیمه هادی در روی یک سطح طراحی شده است این سه به این ترتیب چیده شده‌اند؛ ناحیه بالایی یک ناحیه از نوع P، ناحیه میانی اکتیو و ناحیه پایینی از نوع N می باشد در ساختار LED می توان سه ناحیه از مواد نیمه هادی را مشاهده نمود در این ساختار، ناحیه P دارای حفره هایی است و ناحیه اکتیو یا همان میانی دارای حفره ها و الکترون ها و در نهایت ناحیه N شامل الکترون هایی می باشد.

زمانی که ولتاژ به ال ای دی وصل نمی شود جریان الکترون ها و حفره ها وجود ندارد، به همین جهت آنها پایدار می باشند هنگامی که ولتاژ وصل می شود الکترون های ناحیه N و حفره های ناحیه P به ناحیه اکتیو حرکت می کنند که این ناحیه به عنوان ناحیه تخلیه نیز شناخته می شود. از آنجا که حفره ها دارای بار مثبت بوده و الکترون ها دارای بار منفی، نور می تواند از ترکیب دوباره بارهای قطبی تولید گردد.

چه مقدار ولتاژ برای روشن کردن LED نیاز است؟

از جمله پرسش های رایجی این موضوع است که در واقع به راحتی نیز قابل تشخیص می باشد تنها چیزی که شما باید برای روشن کردن ال ای دی بدانید اطلاع از ولتاژ فوروارد آن است اگر شما چند LED به صورت سری دارید باید تمام ولتاژهای فوروارد را یکی در نظر بگیرید و اگر مدار موازی دارید فقط باید ولتاژ فورواردی را در نظر گرفته و بدانید که چند ال ای دی در هر رشته دارید.
البته داشتن حداقل ولتاژ بالای 2 ولت مثرد نیاز است برای اینکه بعضی از درایورها همچون درایورهای لوکس نیازمند اسن هستند که درایو ال ای دی به درستی کار کند به همین علت توجه داشته باید که اگر کل ولتاژ فوروارد شما برای مدار سری 9.55 است باید با منبع تغذیه 12 ولت ایمن باشید.

عمر متوسط LED ها

عمر مفید و متوسط LED ها متفاوت از دیگر منابع نوری مانند نورهای فلورسنت رشته ای یا فشرده می باشد و علت آن این است که ال ای دی ها در اکثر مواقع نه نمی سوزند و نه خراب می شوند اما در عوض استهلاک لومن را تجربه می نمایند این موضوع به معنی این است که روشنایی LED به مرور زمان به آرامی کاهش پیدا کرده و کنم می شود و این موضوع برعکس لامپ‌های رشته‌ای می باشد.

ویژگی های LED

با توجه به توضیحاتی که در رابطه با چکونگی ساختار ال ای دی ها گفته شد و شما کاملا با آن آشنا شدید حالا ویژگی های آن را برایتان بازگو می کنیم

* سازگاز با محیط زیست
* طول عمر طولانی
* اندازه کوچک و هزینه کمتر
* قابل کنترل
* جهت دار بودن
* انرژی کار آمد
* تحت تاثیر نبودن سرما
* کنترل مصرف برق با استفاده از LED
* شدت ال ای دی با کمک میکروکنترلر متفاوت است.
* رندر رنگ عالی است

معایب LED

هر وسیله ای علاوه بر مزایا و ویژگی هایی که دارد دارای معایبی نیز است حتی ال ای دی ها که نسل بسیار خوبی از محصولات روشنایی هستند، در ادامه به ذکر معایب LED می پردازیم.

• تاثیر بر حشرات
• حساسیت ولتاژ
• حساسیت و وابستگی به دما
• کاهش کارایی
• کیفیت نور
• قطبیت الکتریکی

انواع لامپ ال ای دی

لامپ های LED از لحاظ رنگ به دو دسته رنگی و بدون رنگ تقسیم می گردند و از لحاظ شکل به سه دسته لامپ LED سقفی، لامپ LED گرد و لامپ LED دیواری تقسیم می شوند اما دسته بندی اصلی و مهم تر ال ای دی ها به شکل زیر است.

ال ای دی گرافون

استفاده از گرافون را دانشمندی روسی اختراع کرد ال ای دی گرافون دارای رشته‌های LED شکلی است که با گرافن پوشانده شده‌ است و قیمت آن ارزان‌تر از لامپ‌های استاندارد می باشد از جمله مزایای این نوع ال ای دی کاهش هزینه های 10 درصدی برق است.

ال ای دی ارگانیک

این نوع ال ای دی با توجه به ایده دیودهای ساطع کننده نور مستقر شده است نامگذاری این نوع LED به این دلیل است که ساختار آن با اجزای ارگانیک شکل گرفته است. دیود نوری پایه از نیمه هادی های معدنی پایه با سطوح مختلف ناخالصی استفاده می نماید و از پیوندهای PN اختصاصی که کانون نور هستند، نور ساطع می شود صفحه نمایش این نوع ال ای دی در ورقه های نازک تولید شده و باعث تولید پراکنده نور در یک ناحیه می شود.

ال ای دی SMD

ال ای دی SMD به این علت که به شکل یک قطعه بر روی یک سطح نصب می شود دارای محبوبیت می باشد تراشه های نصب شده ی SMD در لامپ، دارای روشنایی اضافی هستند که در اداره ها و منازل قابل استفاده می باشند.

ال ای دی های غیر ارگانیک و به اصطلاح سنتی

ال ای دی های عیز ارگانیک با روش سنتی با دیود تعبیه شده و از اجزای معدنی به تولید می رسند پر کاربردترین ال ای دی ها از نیمه هادی های ترکیبی مانند آرسنید گالیوم آلومینیوم، فسفید آرسنید گالیم و موارد دیگر ساخته شده اند و رنگ نور ال ای دی ها با توجه به مواد استفاده شده مشخص می شود.
این ال‌ای‌دی‌ها به عنوان یک LED کوچک ظاهر می‌شوند که با فرمت های متفاوت LED و انواع آن در پنل‌های نشان‌دهنده به کار می‌روند حتی می توان آن ها را در یک LED غیر ارگانیک دسته بندی کرد که شامل سبک های متفاوتی از ال‌ای‌دی از جمله LED های SMD, ال ای دی های چشمک زن، LED های چند رنگ و دو رنگ می باشند که می توانند با ولتاژهای متغیر روشن شده و کار کنند.

ال ای دی COB

نام این نوع ال ای دی مخفف Chip On Board (چیپ روی برد) می باشد میزان نور ال ای دی COB نسبت به ال ای دی SMD بسیار زیاد است و در بین انواع ال ای دی ها از جمله محصولات در دسترس است زیرا کاربر یک پرتو نور کنترل را در نظر می‌گیرد از جمله مزایای این نوع ال ای دی داشتن وات بهتری به نسبت لومن ارائه شده است که به معنی این است که دارای بهره وری بالایی می باشد.

سوئیچ دیمر

ال ای دی با سوئیچ های دیمر شبیه به لامپ های دیگر موجود در بازار است سوئیچ دیمر در لامپ های معمولی نسبت به سوئیچ دیمر در لامپ های LED به خوبی کار نمی کند. به همین علت توصیه می شود لامپ های LED را با لامپ های استاندارد تعویض کنید زیرا ال ای دی ها با حداقل وات نسبت به سایر لامپ های استاندارد کار می کند.

لوله های LED برای روشنایی

این نوع ال ای دی جایگزین لوله های فلورسنت می باشد و در موارد نیز می تواند جایگزین آویز تکی باشد زیرا مدل های دیگر نیاز به بالاست جدید و سیم کشی مجدد دارند. این دستگاه با ارائه مجموعه ای از مینیاتورهای LED در طول لوله عمل می کند و در اندازه های متفاوت در بازار موجود است.

ال ای دی رنگی

ال ای دی رنگی از جمله LED های جذاب هستند که در سه رنگ سفید سرد، سفید گرم و LED نور روزانه موجود می باشند.
معمولا در خانه ها از لامپ های هالوژن استفاده می کنند که رنگ آنها سفید گرم می باشد و رنگ LED نور روزانه که دارای رنگ سفید روشن و آبی است بیشتر برای برجسته کردن رنگ واقعی مورد استفاده قرار می گیرد.

کلام پایانی

مجموعه سی کارو امیدوار است این مقاله مورد توجه شما عزیزان قرار گرفته باشد و توانسته باشید اطاعات مورد نیاز خود را در رابطه با ال ای دی ها دریافت نمایید.