Új fejlesztések - új kihívások

LED lámpák

A napi élet általános világítási feladatai mellett számos speciális láttatási feladat létezik a mesterséges fényre támaszkodva, olyan fény- vagy sugárforrás alkalmazásával, amelyet a feladat megkíván. A szórakoztatóiparban (színháztechnika, show-technika stb.) több helyen is felmerült az igény az utóbbi időben nagy fejlődésnek indult LED fényforrások alkalmazására, de ugyanezek a fényforrások a járműiparban és a lakberendezésben is megjelentek.

A LED = Light Emitting Diode, azaz elektrolumineszcens dióda vagy fényemittáló dióda. Egy nyitóirányban üzemelő PN-átmenet kisebbségi töltéshordozókat injektál a félvezetőbe, amelyek ott fotonok leadása mellett rekombinálódnak. Ezt a jelenséget injekciós lumineszcenciának és az erre a célra kifejlesztett diódát fényemittáló diódáknak nevezzük.
A problémát hosszú ideig a kék szín előállítása okozta, a kék színű LED sikeres kifejlesztésével azonban színkeveréssel a fehér fényű dióda is előállíthatóvá vált. Ma már gyártótól függően a piacon beszerezhetőek "zacskós" LED-ek és általános világítási célra kifejlesztett LED-modulok, különböző színekben és teljesítményértékekben. A tapasztalat szerint a rendszerszállítók által általános világítási célra kifejlesztett modulokkal sokkal érettebb, kiforrottabb világítási megoldások készíthetők.

A fényemittáló diódák külső jellemzői:

A diódák kis méretük, az érintkezés egyszerűsítése és a környezeti hatások elleni védelem céljából házba épített kivitelben készülnek. Két alapvető háztípus különböztethető meg:
"trough-hole"-ház (radiál LED) és
SMT-ház (SMT = surface mount technology)
A régebbről ismert THT LED-ek nyomtatott áramkörökbe forraszthatók, az SMT-házas diódák viszont felületszerelt technológiával készülnek, amelyeknek nagy előnye a jóval kisebb méreten (alig néhány mm) és szerelhetőségen kívül a jobb fényhasznosítás. Ez a modernebb típus műanyag házba van szerelve, amelynek egyik oldala reflektorként üzemel.

Előnyök:

  • kis méretek (új kompaktabb lámpatest-konstrukciók)
  • kisebb áramfogyasztás
  • csekély teljesítményigény
  • csekély hőképződés (-40C° - +100C° környezet hőmérsékletig alkalmazható, de az optikai kimenő teljesítmény csökken a hőmérséklet emelkedésével)
  • rendkívül hosszú élettartam (színtől függően 15 000-100 000 óra)
  • kiváló rezgésállóság ill. mechanikai szilárdság
  • nincs IR/UV sugárzás
  • nagyfokú színhatékonyság
  • minimális korai kiesés
  • nagyon jó irányíthatóság (speciális optika, lencsék stb.)

Színek, színvisszaadás

A különböző anyagi minőségű LED-ek monokromatikus sugárzást bocsátanak ki. A fényforrás színképének vonalassága miatt színvisszaadásról csak a kevert fényeknél (fehér) beszélhetünk. A fehér LED-ek színvisszaadása ~ 80%, színhőmérséklete > 6000 °K. A kisugárzott fehér szín színhőmérséklete a színkeverés következtében egy bizonyos tűréshatáron belül eltérhet.
A következő vizsgálandó szempont a fényhasznosítás. Ez a fényforrások, így a LED-ek hatékonyságának is a mérőszáma, amely egyúttal alkalmazásának korlátait is megmutatja (lásd. 1. táblázat). A fényemittáló diódákat ez alapján nem túl egyszerű besorolni, mivel léteznek nagyon kis (1-2 lm/W) és nagyon nagy fényhasznosítású (70-75 lm/W) típusok. Az értékek függnek a dióda színétől és a felhasznált vegyi összetevők minőségi jellemzőitől. Biztató az a prognózis, amely szerint a LED-ek fényárama az elkövetkező években két évente megduplázódik, és amelynek következtében más felhasználási terület is szóba jöhet.
Ugyanúgy, ahogyan a hagyományos fényforrások, idővel a LED-ek is fokozatosan elveszítik fényintenzitásukat. Ha a LED fényárama eredeti fényáramának 50%-a alá csökken, eléri élettartamának végét. Normál üzemi körülmények között - színtől függően - a várható élettartamok a következőképpen alakulnak:

  • Fehér LED/10 000-50 000 óra
  • Kék LED/40 000-50 000 óra
  • Zöld LED/60 000-65 000 óra
  • Borostyán színű LED/100 000 óra
  • Piros LED/100 000 óra

A LED-rendszerek alkatrészeri és kivitelei

A diódák egyenfeszültségről üzemeltethetők, tehát a váltakozó áramú hálózat esetén tápegységet kell közbeiktatni. A stabilizált egyenfeszültség a LED gyártójától függően 2 V, 4 V, 10 V, 12 V, 24 V lehet. Ez egyben azt is jelenti, hogy a konkurens gyártók "zacskós" LED-ei ill. a különböző LED-modulok nem kompatibilisek egymással. A diódák működtető feszültsége és az átmenő áram (5-70 mA-ig) függ a LED színétől. A legoptimálisabb műszaki jellemzők értelemszerűen abban az esetben adódnak, ha a gyártó a modulokhoz a mindenkor hozzáillő tápegységet és csatlakozókat is szállítja. A tápegységek el vannak látva rövidzárlat és túláram-védelemmel egyaránt. Egyes tápegységek külső geometriai méretei már azt is lehetővé teszik, hogy adott esetben egy Müds O 65 szerelvénydobozba ill. bútorokba is könnyen elrejthetők legyenek. A tápegységek 6 W, 12 W, ill. 20 W-os kivitelben készülnek. Adott a lehetőség a LED-rendszerek fényáram szabályozására, és az RGB színekből - egy keverő elektronika segítségével - változtatható színek előállítására is. A fényemittáló diódák különböző kiszerelésben és kivitelben szerezhetők be

Gazdaságosság

A fényforrások és így a fényemittáló diódák gazdaságosságának vizsgálatakor több tényezőt kell vizsgálnunk egy időben. A beruházási költségek ellenére ma már elmondható, és referenciákkal is alátámasztható, hogy a LED-ek bizonyos alkalmazásokban a hagyományos fényforrások meggyőző alternatívái. A LED fényforrások sokféleségüknél fogva bőven ellátják alkotói szabadsággal a szórakoztatóiparban érdekelt világítótest gyártókat, serkentve őket az új fejlesztésekre.
Az eddig végzett összehasonlítások - bár ellentmondásosak -, de egyértelműen megmutatják, hogy a változás bizonyos esetekben elkerülhetetlen. Mindenképpen megállapíthatjuk, hogy a LED-ek világítástechnikai paraméterei, rendkívüli módon fejlődnek, és az előrejelzések szerint nagyon rövid időn belül igazolni fogják a hozzájuk fűzött reményeket.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!

Pintér Árpád

Címkék: LED, lámpa, dióda

Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

IP kamerák

Lakásunk, irodánk távfelügyelete legegyszerűbben egy hálózati kamerával valósítható meg. Az eszköz lehet vezetékes vagy vezeték nélküli, és mobiltelefonunkról is bármikor betekinthetünk a...


Hogyan tervezzük meg otthonunk világítását

A fény fontos része életünknek, ezért atermészetes napfény kiegészítésére hivatott mesterséges világítást komfortunknak megfelelően érdemes kialakítanunk környezetünkben. Azoptimális világítás...