در اواسط سال 2004 چراغهای ال ای دی (LED) کم کم جای خود را در زندگی ما باز کردند و رفته رفته انواع لامپ ال‌ای‌دی جایگزین چراغهای عادی شدند. اما تا به حال از خودتان پرسیده‌اید که لامپ ال ای دی دقیقه چه نوع لامپی است و چرا جایگزین چراغهای معمولی شده؟ در این مقاله به شما خواهیم گفت که چراغ LED چیست، چند نوع ال ای دی وجود دارد و چه کاربردهایی دارند؟ پس تا پایان این مقاله همراه ما باشید.
چراغ ال ای دی چیست؟
به زبان ساده، ال ای دی یا چراغ LED، مخفف عبارتِ light-emitting diode بوده و به معنای «دیود ساطع کننده نور» شناخته می‌شود. در واقع انواع لامپ ال‌ای‌دی ، یک دستگاه نیمه رسانا است که وقتی جریان برق از آن می‌گذرد، نور ساطع می‌کند. در نتیجه این فعل و انفعالات، نور زمانی تولید می‌شود که ذراتِ حاملِ جریان برق (الکترون‌ها) در درون ماده‌ی نیمه‌رسانا با یک دیگر ترکیب می‌شوند.
از آنجایی که نور درون موادِ نیمه‌رساناهای جامد تولید می‌شود، انواع لامپ ال‌ای‌دی به عنوان دستگاه‌های حالت جامد (solid state) عمل می‌کنند. این موضوع می‌تواند عبارت «روشنایی حالت جامد»، این فناوری روشنایی را از سایر منابعی که از فیلامان (لامپ‌های هالوژن تنگستن) یا تخلیه‌ی گازی (لامپ‌های فلئورسنت) استفاده می‌کند، مجزا سازد!
رنگ‌های مختلف انواع لامپ ال‌ای‌دی (LED)
داخل مواد نیمه‌رسانایِ انواع لامپ ال‌ای‌دی، الکترون‌ها و اوربیتال‌های خالی درون باندهای (نوارها) انرژی قرار گرفته‌اند. جدایی باندها (که به آن فاصله نوار گفته می‌شود) سطح انرژی فوتون‌هایی را که از ال ای دی ساطع می‌شوند، تعیین می‌کند.
انرژی فوتون، طول موج نور ساطع شده و به تبع رنگ آن را مشخص می‌کند. مواد نیمه‌رسانای مختلف به همراه فاصله‌ی نوارِ (bandgap) مختلفشان، رنگ‌های مختلف نور را تولید می‌کنند. طول نور (رنگ) را می‌توان به وسیله‌ی تغییر ترکیب ساطع کننده‌ی نور تغییر داد.
همچنین انواع لامپ ال‌ای‌دی از مواد نیمه‌رسانای مرکب تشکیل می‌شوند؛ این مواد از عناصر گروه 3 و 5 جدول تناوبی تشکیل می‌شوند. به عنوان مثال می‌توان گالیم آرسنید (GaAs) و گالیم فسفید (GaP) را به عنوان دو ماده که به کرات در ساخت LEDها به کار می‌روند، مورد بررسی قرارداد و مثال زد.
ال ای دی‌ها تا اواسط دهه‌ی 90 میلادی طیف محدودی از رنگ‌ها را دربرمی‌گرفتند و رنگ‌های تجاری آبی و سفید وجود نداشت. توسعه‌ی انواع لامپ ال‌ای‌دی براساس نیترید گالیم (GaN) پالت رنگ‌ها را تکمیل کرد و باعث پیدایش کاربردهای جدید ال ای دی‌ها شد.
انواع لامپ ال‌ای‌دی
تا اینجای کار با کاربرد انواع لامپ ال‌ای‌دی تا حدودی آشنا شدید. علاوه بر این متوجه شدید که با تغییر در مواد نیمه‌رسانای LEDها می‌توان آن‌ها را در رنگ‌ها مختلف تولید کرد. ولی آیا تفاوت این مدل طراحی چراغ‌هاست که فقط در رنگ آن‌ها نشان داده شده است؟
کلیدهای دیمر (Dimmer Switches)
منظور از دیمر ابزاری است که شدت نور را کم یا زیاد می‌کند. در واقع انواع لامپ ال‌ای‌دی نیز مانند سایر چراغ‌ها به همراه کلیدهای دیمر عرضه می‌شوند. کلید دیمر در لامپ‌های حرارتی در مقایسه با دیمر در لامپ‌های LED به درستی کار نمی‌کند. بنابراین توصیه می‌شود که لامپ‌های استاندارد را با لامپ‌های ال ای دی جایگزین کنید چراکه این دسته از لامپ‌ها با حداقل انرژی برق کار می‌کند.
ال ای دی رنگی
استفاده ازنورهای رنگی هر فردی را جذب می‌کند؛ این دسته از لامپ‌ها در سه رنگ نوع ال ای دی سفید، ال ای دی سفید گرم و سفیدِ روز روشن موجود است. اکثر لامپ‌های هالوژنی مورد استفاده در خانه‌ها به رنگ سفید گرم هستند.
لوله‌های ال ای دی برای نورپردازی
این دسته از انواع لامپ ال‌ای‌دی‌ها برای جایگزین کردن لامپ‌های فلوئرسنت به کار گرفته می‌شوند. این گروه از چراغ‌ها به وسیله‌ی یک دسته نورپردازی LED مینیاتوری به همراه یک لوله به اندازه‌ی مشخص ساخته می‌شود و در تمام اندازه‌ها موجود است.
استفاده از انواع لامپ ال‌ای‌دی به صورت نصب سطحی (SMD LED)
SMD مخفف عبارت « surface-mounted device» است و به معنای دستگاه نصب سطحی است. این نوع از ال ای دی‌ها برای نورپردازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تراشه‌های نصب شده در لامپ روشنایی اضافه دارد که آن را برای استفاده ادارات و خانه‌ها مناسب می‌کند.
لامپ ال ای دی COB
COB مخفف عبارت « chip on board» می‌باشد که به معنای تراشه بر روی مدار است. این دسته از لامپ‌ها نسل دیگری از LEDها است که در مقایسه با SMD، روشنایی بیشتری عرضه می‌کند. بد نیست بدانید که افراد می‌توانند روشنایی این نوع از نورپردازی‌های LED را کنترل کنند. نسبت وات به لومن در لامپ‌ها بهتر است که بیانگر بهره برداری بالای آن است.
چراغ ال ای دی گرافین (Graphene LED)
شبکه‌ی محبوب BBC انقلاب روشنایی را به ال ای دی‌هایی که فیلامان‌هایی از جنس گرافین دارد، نسبت داد و در سال 2015 آن را به عنوان قابل استفاده‌ترین لامپ عنوان کرد. این نوع از LED درمقایسه با لامپ‌های استاندارد ارزان‌تر بوده و هزینه‌ی برق را حدوداً 10 درصد کاهش می‌دهد. گرافین توسط یک دانشمند روسی که در دانشگاه منچستر کار می‌کند، اختراع شد.
لامپ ال ای دی‌های سنتی و غیرارگانیک
این نوع ازLED ها به همراه دیود جاسازی شده به شکل سنتی موجود بوده و از مولفه‌های غیرارگانیک ساخته شده است. شاید برای شما هم مورد استفاده‌ترین لامپ‌ها از نیمه‌رساناهای مرکبی نظیر فسفید آرسنید گالیم ساخته شده است. همچنین رنگ نور لامپ LED به مواد به کار رفته‌تر آن بستگی دارد.
این نوع از چراغ‌ها به عنوان LEDهای کوچک ساخته می‌شوند و در پنل‌های نشان دهنده در اشکال مختلف به کار می‌روند. آن را می‌توان به عنوان نورپردازی‌های LED غیرارگانیکی که اشکال مختلفی دارد، طبقه بندی کرد؛ البته LED در حالت نصب سطحی یا (SMD)، ال ای دی‌های چشمک‌زن، چند رنگه و دو رنگه، تک رنگی 5 میلی متری و نمایش‌دهنده‌های LED چند نمونه از این نمونه‌های پرطرفدار و پرکاربرد است.
ال ای دی‌هایی با حداکثر روشنایی
چراغهای LED که حداکثر تابش یا روشنایی را دارند، به عنوان چراغ های غیرارگانیک طبقه‌بندی می‌شوند و به منظور دکوراسیون و نورافکنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای رسیدن به حداکثر روشنایی، LED به حداکثر جریان برق نیاز دارد. همچنین چراغ ال ای دی را می‌توان بر روی یک گرماگیر نصب کرد تا جلوی خروج گرمای نامطلوب را گرفت.
با اینکه مصرف انرژی این دسته از نورپردازی‌ها بیشتر از سایر گروه‌ها است اما همچنان می‌توان آن را یک جایگزین مناسب برای لامپ‌های سنتی درنظر گرفت. از نظر معیارهای محیط زیستی نسبت به لامپ‌های CFL، لامپ‌های فلئورسنت و لامپ‌های التهابی برتری زیادی دارد.
استفاده از چراغهای ال ای دی ارگانیک (OLED)
LEDهای ارگانیک براساس ایده‌ی اصلی دیودهای ساطع کننده‌ی نور ساخته شده‌اند. همانطور که از نامش پیداست، این نوع چراغ‌ها از مولفه‌های ارگانیک ساخته شده است. دیودهای ساطع کننده‌ی نورِ ابتدایی از نیمه‌رساناهای غیرارگانیک ابتدایی‌ای که سطح‌های متفاوتی از عامل ناخالصی را دارند، ساخته می‌شود و نور از طریق پیوندهای PN اختصاصی خود را نشان می‌دهند. البته لازم به ذکر است که نمایشگرهای ال ای دی ارگانیک (OLED) در صفحات نازک ساخته می‌شوند.
OLED عمدتاً یک لایه‌ی نازکی است که برروی لایه‌ای شیشه‌ای چاپ می‌شود. مداری که در نیمه‌رسانا ساخته می‌شود، برای انتقال بار الکتریکی به پیکسل‌های جاسازی شده مورد استفاده قرار می‌گیرد که باعث درخشندگی بیشتر در این نوع روشنایی‌ها می‌شود.
می‌توانید برای طول عمر لامپ خود به مقاله‌ی نکات و عوامل افزایش عمر لامپ مراجعه و مطالعه فرمایید.
از چه نوع LED ای باید استفاده کرد؟
همانطور که در این مقاله به آن اشاره کردیم، چراغهای LED انواع مختلفی دارند که هرکدام مناسب محیط و کاربرد منحصر به فرد خود هستند. چنانچه تمایل دارید از این نوع چراغهای LED در دکوراسیون خانه یا محل کارتان استفاده کنید، کارشناسان وب‌سایت صنعت نور شما را راهنمایی خواهند کرد.
فراموش نکنید که فارغ از نوع LED ای که می‌خواهید استفاده کنید، جایگزین کردن این نوع لامپ‌ها با نمونه‌های سنتی، یک تصمیم کاملاً عاقلانه است چراکه مصرف انرژی آن‌ها بسیار کمتر از دیگر محصولات مشابه خود در بازار است.
