LED Nedir?
LED , İngilizcede L ight E mitting D iodes kelimelerinin kısaltılarak,
bu ürünün jenerik adı haline gelmiş söylenişidir . Bir LED yongası yapı
itibarı ile N ve P tipi yarıiletken katmanlar arasına sandviç edilmiş
aktif katman tabakasından ve bunların elektriksel bağlantılarından
oluşan opto elektronik bir elemandır . LED'ten doğru yönde bir akım
geçirildiğinde elektronlar aktif katmanı uyarır ve aktif katmanda ışık
üretilir. Üretilen ışık doğrudan veya reflektörden yansıma ile pencere
katmanından yayılır.
LED'lerin özellikleri ve sağladığı faydalar
- Tek renk ışık kaynağı (dar bantlı): Işık istenilen dalga boyunda
olduğu için renk filtresi, prizma gibi renk ayrıştırıcılara ihtiyaç
yoktur. Örneğin kırmızı trafik lambasında 617 nm dalga boyunda
kırmızı LED'lerde üretilen ışığın tamamı kullanılır. Oysa akkor
lambalarda üretilen ışığın mavi ve yeşil bileşenleri bastırılarak
sadece kırmızı bileşeni kullanılır. 75 W akkor lamba yerine 8-10W
LED dizini kullanılarak %80 enerji tasarrufu sağlanır.
- Çok küçük ışık kaynağı (birkaç mm 2 ): Küçük ebatlı armatürler
geliştirilir, ışık kolayca yönlendirilebilir.
- Tasarımcılara geniş ve kolay kullanım imkanları.
- Hızlıdır, 200 ns içinde ışık vermeye başlar.
- Uzun Ömür : Kullanım kondisyonuna bağlı olarak 100.000 saate
kadar.
- Yüksek ışık verimliliği (verimlilik giderek artıyor, örneğin
laboratuvar ortamında kırmızı renkte 108 lümen/Watt'a ulaşılmış
durumda).
- Düşük ısı üretimi: Akkor lambalarda flaman ısısı 2700 o C,
halojen lambalarda 3100 o C, deşarjlı lambalarda tüp ısısı 800-1100
o C ye ulaşırken LED'lerde yonga ısısı 110 o C'yi geçmez.
- Tanımlanmış ışık açıları.
- Görülebilir renk tayfındaki hemen hemen bütün renkler elde
edilebilir.
- Dimerlenebilir (0 - 100 %).
- Şok ve titreşimlere dayanıklı: Cam, flaman gibi kırılgan
elemanlar ihtiva etmez.
- Beyaz LED için farklı renk sıcaklıkları: 3200, 4700, 5400,6500
Kelvin.
- Çevrecidir; yapısında civa gibi ağır metallar ve halojen gazları
yoktur.
LED'lerin Elektriksel Özellikleri
Öncelikle bilinmesi gereken özellik LED'ler doğru akımla çalışırlar.
Elektrik devrelerinde LED'ler normal diyotlar gibi davranırlar. Farklı
olan yanı normal diyotlarda 0,7 Volt civarında olan birleşme gerilimi
yerine, renklerine göre 1,6 V ile 4 V aralığında değişmektedir.
Genellikle kırmızı ve sarı LED'ler 1,9 - 2,6 V, yeşil mavi ve beyaz
LED'ler 2,5 V - 4 V arasında gerilimle çalışırlar. Devreye bağlanırken
polaritelerine dikkat etmek gereklidir. Ters gerilime tahammülleri azdır
ve 5 - 10 V gibi ters gerilimle tahrip olabilirler. LED akımları
yapılarına göre değişmekle birlikte 10 mA ile 700 mA aralığında LED
üretimleri mevcuttur. LED empedansları üzerinden geçen akımın
büyüklüğüne bağlı olarak doğrusal olmayan bir eğri ile değişkenlik
gösterirler.
LED'ler genellikle seri bağlanıp bir dizin oluşturularak 10, 12, 24, 48V
doğru akım veren elektronik güç kaynakları ile beslenirler. Tasarım
yapılırken üreticisinden temin edilecek teknik bilgiler göz önüne
alınarak optimum ışık ve elektriksel değerler ile çalıştırılmalıdır.
Eğer elimizdeki LED hakkında hiçbir teknik bilgiye sahip değilsek 20 mA
akımla sürülmesi önerilir. Bazı üretici firmalar LED dizinlerini değişik
formlarda oluşturarak çeşitli LED MODÜLLERİ üretmektedir. Profesyonel
uygulamalarda bu LED modüllerinin ve onlar için tasarlanmış güç
kaynaklarının kullanılması tercih edilmelidir. LED'leri sürmek için
elektronik kontrollü güç kaynaklarının kullanılması, verimli çalışmaları
için önemlidir. Son birkaç yıldır üreticiler tarafından 1 W ve 2 W
güçlerdeki LED'ler için 350 mA ve 700 mA akım kontrollü güç kaynakları
kullanıma sunulmuştur.
Birçok uygulamada LED'in verdiği ışığın şiddetinin mümkün olduğu kadar
yüksek olması istenir. LED'lerden elde edilen ışık şiddeti, içinden
geçen akımla orantılı olduğundan akım arttırıldıkça ışık şiddeti de
artacaktır. Bu durumda LED'in iç direncinden dolayı üretilen ısı artacak
ve normal hizmet ömründen önce tahrip olacaktır. Ayrıca ısının artması
ışık verimliliğini de olumsuz yönde etkileyecektir. Buradan çıkan sonuç,
ısı LED'in en büyük düşmanıdır. Bu bilgiler ışığında firmaların LED'leri
hakkında verdiği teknik bilgilerin ne kadar güvenilir olduğu göz önünde
bulundurulmalıdır. Örnek 20 mA lik bir LED'ten 25-30 mA akım akıtarak
yüksek ışık değerleri elde edilebilir, ancak LED ömrü oldukça
düşecektir.
LED'lerin Ömürleri
Teorik olarak yapılan hesaplamalar ve deneyler LED'lerden 100.000 saat
üzerinde bir süre istifade edebileceğimizi ortaya çıkarmaktadır.
Elektriksel, ısıl kondisyon (soğutma), çevresel etkiler, kullanılan
çevre elemanları, kılıfın materyal yapısı vb. etkenler göz önüne
alındığında 50.000 saat ve üzeri hizmet ömrü olduğu kabul edilebilir.
LED'lerin Işık Verimliliği
Lambaların verdiği ışığın, harcadığı elektrik enerjisine oranı ışık
etkinliği h ' dır, birimi ise lumen/Watt'dır.
Biraz rakamlarla konuşmak istersek;
Akkor lambalarda ışıksal verim 12 - 15 lm/W
Halojen lambalarda 18 - 22 lm/W
Kompakt fluoresan lambalarda 60 lm/W
Fluoresan lambalarda 55 - 104 lm/W
LED'lerde durum biraz farklıdır, LED rengine göre ışık etkinliği
farklılık gösterir. Örnek; kırmızı en yüksek verimliliğe sahiptir 45 lm/W,
sarı 35 lm/W, yeşil 18 lm/W, mavi 8 lm/W civarındadır. Aydınlatmada
beyaz ışık önemli olduğuna göre beyaz LED için verimlilik, üretici
firmalara göre değişmekle birlikte 18 - 25 lm/W arasında değişmektedir.
2008 - 2010 yıllarında beyaz LED'te verimliliğin 50 - 70 lm/W
değerlerine ulaşması beklenmektedir. LED üretici bir firmanın deklare
ettiğine göre, laboratuar ortamında kırmızı ışıkta 108 lm/W değeri
yakalanmıştır.
LED ışık değerleri konusunda dikkat edilmesi gereken bir konuda ışık
açılarıdır. LED'ler yönlendirilmiş ışık oldukları için ışık değerleri,
cd (candela) veya mcd cinsinden verilmektedir. Işık açıları düşük
tutularak yüksek candela değerleri telaffuz edilmektedir. LED seçiminde
değerlendirme yapılırken bu konu dikkate alınmalıdır.
Ayrıca aşağıdaki Linkten Değerleri yazarak otomatik olarak ön direnç
hesaplaması yapabilirsiniz....
LED ÖN DİRENÇ HESAPLAMA TABLOSU
|
