Wszystko o diodach LED

Oświetlenie LED, z każdym kolejnym rokiem, zdobywa coraz to więcej zwolenników. Już dziś, w przypadku nowobudowanych mieszkań, domów czy biurowców, instaluje się źródła światła oparte na technologii LED. Tą samą tendencję rozwojową zauważyć można w motoryzacji, przemyśle i elektronice użytkowej. Dzieję się tak, za sprawą oszczędności w zużyciu energii elektrycznej, wynoszącej do 90% w porównaniu do tradycyjnego oświetlenia, niebywałej żywotności oraz wysokiej sprawności. Taśmy LED, żarówki oraz świetlówki podczas pracy wydzielają minimalne ilości ciepła nie nagrzewając niepotrzebnie pomieszczeń. Materiały wykorzystywane podczas produkcji diod LED są ekologiczne i nie zawierają substancji szkodliwych.

Definicja Diody LED

Dioda LED (ang. Light-Emitting Diode) – inaczej dioda elektroluminescencyjna – jest obecnie najbardziej zaawansowanym technologicznie źródłem światła. To półprzewodnikowy element optoelektroniczny wykorzystujący zjawisko elektroluminescencji, gdzie diody LED pod wpływem czynnika pobudzającego, w tym przypadku jest to prąd, emitują światło w zakresie światła widzialnego, podczerwieni lub ultrafioletu. Barwa światła zależna od użytego półprzewodnika.

Zalety diod ledowych:

- oszczędność do 90% energii elektrycznej w stosunku do tradycyjnych źródeł światła,
- żywotność wynosząca do 50.000h (ok. 6 lat ciągłego świecenia),
- wysoka trwałość na wstrząsy i wibracje,
- szybka reakcja na włączanie i wyłączanie, pełna jasność osiągnięta w ciągu kilku mikrosekund,
- zasilanie niskim i stałym napięciem,
- bezpieczeństwo użytkowania (światło białe nie emitują promieniowania UV i IR),
- dbałość o środowisko naturalne (diody LED nie zawierają rtęci, nie emitują szkodliwych związków ani substancji),
- emitowanie dowolnego koloru i temperatury barwowej światła,
- uniwersalne zastosowanie (diody LED wykorzystywane są, jako oświetlenie główne, robocze lub dekoracyjne),
- duża sprawność wykorzystania energii elektrycznej, ponad 100 lm z 1 W,
- małe rozmiary dają nieskończone możliwości konstrukcyjne.

Źródła światła, w których występują diody:

- taśma LED – elastyczne, liniowe źródło światła,
- żarówka LED – zastępują tradycyjne źródła światła ze wszystkimi gwintami i trzonkami,
- świetlówki LED – do poprawnej pracy nie potrzebują stateczników ani zapłonników (starterów),
- naświetlacze LED – zastępują tradycyjne żarnikowe naświetlacze przemysłowe,
- moduły LED – idealne rozwiązanie do rozświetlania reklam zewnętrznych,
- oprawy schodowe LED – rozświetlające biegi schodowe lub ciągi komunikacyjne,
- oprawy meblowe LED – punktowe oświetlenie użytkowe lub dekoracyjne,
- żarówki samochodowe LED – energooszczędne zamienniki tradycyjnych żarówek włóknowych.

PARAMETRY TECHNICZNE

- strumień świetlny - wielkość fizyczna z dziedziny fotometrii wizualnej, określająca całkowitą moc emitowanego światła z danego źródła światła. Jednostką miary strumienia świetlnego jest lumen (lm),
- światłość – określenie natężenie źródła światła, w fotometrii jest to wielkość charakteryzująca wizualną jasność danego źródła światła. Jednostką światłości jest kandela (cd),
- natężenie oświetlenia – wyraża gęstość strumienia świetlnego padającego na oświetlaną powierzchnię. Jednostką natężenia oświetlenia jest luks (lx),
- temperatura barwowa - mierzy się w stopniach Kelvina (K). Jest to temperatura, do której należy ogrzać ciało doskonale czarne w celu uzyskania żądanej barwy. Im barwa światła cieplejsza tym jego temperatura niższa, a im barwa zimniejsza tym temperatura wyższa.

Przykłady temperatur barwowych:

• 2000 K - barwa światła emitowane przez zapaloną świeczkę,
• 2800 K - barwa światła emitowane przez żarówkę,
• 3000 K - wschód i zachód Słońca – barwa biała ciepła,
• 3200 K - barwa światła emitowane przez żarowe lampy studyjne,
• 4500 K - barwa biała neutralna,
• 5000 K - barwa światła przepuszczona przez bryłę lodową,
• 5500 K - barwa światła dziennego,
• 6000 K - barwa biała zimna,
• 10000-15000 K - barwa czystego, błękitnego nieba,
• 28000-30000 K - barwa światła błyskawicy,

- światło widzialne – to część promieniowania elektromagnetycznego, na którą reaguje siatkówka ludzkiego oka. Przybliżony zakres długości fal światła widzialnego, to 380 – 780 nm. Jednostką wykorzystywaną do opisu długości fali jest nanometr (nm).

Długość fali poszczególnych barw:

• barwa czerwona – 620 - 625 nm,
• barwa zielona – 510 - 520 nm,
• barwa niebieska – 465 - 470 nm.

Dla światła ultrafioletowego UV długość fali < 400 nm, a dla podczerwieni IR > 700 nm.
- CRI - (ang. Colour Rendering Index) - współczynnik oddawania barw - wyrażony jest liczbą z przedziału od 0 do 100, określa jak dobrze postrzegane są barwy oświetlonych przedmiotów. Im współczynnik jest wyższy, tym oświetlane przedmioty wyglądają naturalniej,
- poziom ochrony IP - stopień określający poziom ochrony urządzeń elektrycznych przed penetracją czynników zewnętrznych. Oznaczenie stopień IP (ang. International Protection Rating) składa się z liter IP i dwóch liczb, z których pierwsza oznacza odporność na penetrację ciał stałych, a drugi na penetrację wody.

Poniższa tabela prezentuję znaczenie poszczególnych oznaczeń:

ODMIANY DIOD LED

- dioda IR – emitujące promieniowanie podczerwone – wykorzystywane w łączach światłowodowych, a także w urządzeniach zdalnego sterowania,
- dioda UV – emitujące promieniowe ultrafioletowe – powoduje fluorescencję wielu substancji chemicznych, wykorzystywana podczas analizy zabezpieczeń stosowanych na banknotach oraz w lokalach rozrywkowych,
- dioda MONO – emituje światło o stałej barwie,
- dioda RGB LED – dioda z trzema strukturami, generująca trzy podstawowe kolory (czerwony, zielony, niebieski),
- dioda RGBA LED – dioda RGB rozszerzona o dodatkową diodę emitującą barwę bursztynową (ang. amber),
- dioda RGBW LED – dioda RGB rozszerzona o dodatkową diodę emitującą barwę białą ciepłą (ang. warm white),
- dioda SMD – dioda przeznaczona do montażu powierzchniowego,
- high Power LED lub Power LED - dioda wysokiej mocy, do poprawnej pracy wymaga odpowiedniego chłodzenia i stałoprądowego zasilacza. Wyposażone są najczęściej w emiter wielkości około 1 mm². Przy prądzie 350 mA i poborze 1 W mocy, generuje światło o jasności > 100 lm.