لامپ LED

لامپ ال‌ای‌دی  نوعی از لامپ‌های است که از دیود برای روشنایی، استفاده می‌کند. این لامپ‌ها که در ابتدا بیشتر به عنوان یک چراغ قرمز رنگ در درون دستگاه‌های الکترونیکی کاربرد داشتند، با توجه به مصرف برق کم نسبت به سایر لامپ‌ها، عمر بسیار بالا و فناوری جدید ساخت به رنگ‌های دیگر توانسته‌اند جای خود را در صنعت روشنایی در دنیا باز کنند.

لامپ‌های LED کارایی و طول عمر و بازده انرژی بالایی دارند که چند برابر لامپ‌های رشته‌ای است و از دیگر لامپ های فلوریسنت به شکل قابل ملاحظه ای کارآمدتر هستند. ادعا شده که آن‌ها حتی قادر به انتشار بیش از ۳۰۰ لومن در هر وات توسط برخی از تولیدکنندگان LED هستند. پیش‌بینی می‌شود که بازار لامپ‌های LED در دهه آینده بیش از دوازده برابر شود؛ و این رقم از ۲ میلیارد دلار در آغاز سال ۲۰۱۴ تا ۲۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۳ رشد سالیانه ۲۵٪ داشته باشد. در شاخص بهبود راندمان مصرف نیز از سال ۲۰۱۶ به بعد، میزان مصرف انرژی لامپ‌های LED به حدود ۱۰ درصد میزان مصرف لامپ‌های رشته‌ای رسیده است.

کاربرد لامپ LED

LEDها که از دهه‌های گذشته در تجهیزات الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گرفتند، عموماً برای نمایش خاموش یا روشن بودن نمایشگرها در لوازم مولتی مدیا و نیز نشان‌گر آماده به کار بودن لوازم الکتریکی و ماشین آلات مورد استفاده قرار گرفتند. اما در حال حاضر چیپ های LED با شارنوری بالا ، در صنایع روشنایی هم نقش بسزایی دارند. بزرگ‌ترین ایراد لامپ‌های LED رنگ آن‌ها بود. اما اکنون به آسانی با تغییر در ساختار فیزیکی و مواد تشکیل‌دهنده LED، نور در رنگ‌ها و شدت‌های مختلف و با طول موج مشخص با رنگ کاملاً خالص تولید می‌شود. به عبارتی LEDها فاقد پرتوهای مادون قرمز و فرابنفشی هستند که سایر صنایع روشنایی ایجاد می‌کنند و LEDها به سلامت چشم و محیط آسیب نمی‌رسانند. LEDهای سفید قابلیت تولید همه رنگ‌ها را داشته و علاوه بر آن از انرژی بسیار کمتری در مقایسه با سایر لامپ‌ها و LEDهای قدیمی، برای تولید روشنایی استفاده می‌کنند. به همین دلیل روز به روز استفاده از آن‌ها بیشتر شده‌است. با توجه به مزایای استفاده از لامپ‌های LED پپش‌بینی می‌شود تا کمتر از ۵ سال آینده شاهد تحولات عمده‌ای در عرصه محصولات روشنایی و حتی تصویری باشیم. لامپ‌های LED همچنین شماره ا را روی ساعت‌های دیجیتالی نشان می‌دهند، اطلاعات را از کنترل تلویزیون می‌فرستند و نور آن‌ها نشان می‌دهد که چه زمانی تلویزیون روشن است.

مزایا و معایب لامپ های LED

1. طول عمر: اولین و مهم‌ترین معیار، طول عمر لامپ‌های LED می‌باشد لامپ‌های LED طول عمری بین ۵۰ هزار تا ۶۰ هزار ساعت دارند. این طول عمر در مقایسه با لامپ‌های دیگر بسیار بیشتر است.
2. بازده نوری (lum/watt): از دیگر مزیتهای لامپ‌های LED می‌توان به بازده نوری بالای این لامپ‌ها اشاره نمود. در حال حاضر لامپ‌های LED بازده‌ای بین ۷۴ تا ۱۲۰ لومن بر وات را دارا می‌باشند و این در حالی است که این مقدار برای لامپ‌های رشته‌ای ۱۰ تا ۱۵ لومن بر وات، برای لامپ‌های کم‌مصرف ۴۵ تا ۶۵، برای لامپ‌های بخار جیوه ۳۵ تا ۶۰، برای لامپ‌های بخار سدیم ۶۰تا ۱۱۰ و برای لامپ‌های متال هالید ۷۵ تا ۸۵ لومن بر وات می‌باشند. در زیر نمودار مقایسه بازده نوری انواع لامپ‌ها آورده شده‌است.
3. Response Time: لامپ‌های LED به محض رسیدن ولتاژ به آن‌ها روشن می‌شوند (کمتر از20us) ولی به عنوان مثال لامپ‌های متال هالید زمانی بالغ بر ۵ دقیقه لازم دارند تا به حداکثر نور خود برسند، یعنی لامپ‌های LED (پانزده میلیون بار) سریع‌تر روشن می‌شوند. مشکل دیگر لامپ‌های متال هالید این است که اگر این لامپ‌ها بیش از ۵ دقیقه روشن باشند گرم می‌شوند و بعد از خاموشی دیگر فوراً روشن نمی‌شوند. چراکه لامپ گرم‌کننده و سنسور داخل لامپ اجازه روشن شدن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرد نشود نمی‌دهد و حدوداً پس از ۳ دقیقه سنسور اجازه ورود ولتاژ را داده و سپس حدود ۴ تا ۵ دقیقه زمان نیاز است تا به حداکثر تولید نور خود برسد.
4. On/off: طول عمر لامپ‌های LED به هیچ وجه تابعی از تعداد روشن و خاموش شدن نیز می‌باشد، و یک از تست هایی که لامپ های دارای استاندارد در آزمایشگاه های همکار سازمان استاندارد ایران ، انجام می‌شود، تست کلید زنی است.
5. تنظیم شدت نور: امکان تنظیم نور در لامپ‌های LED با استفاده از تکنولوژی PWM = Pulse Width Modulation که کنترل سطح ولتاژ به کمک تغییر پهنای پالس است و در اکثر میکروکنترلرها موجود است به راحتی امکانپذیر است. (البته توجه داشته باشید که مدار از دیمر پشتیبانی کند)
6. تنظیم زاویه تابش: در لامپ‌های LED نور در تمام جهات منتشر نمی‌شود و به دلیل موجود بودن لنزهایی با زوایای دلخواه نوری، کاملاً قابل کنترل است.
7. جریان راه‌اندازی: همان‌طور که در بالا ذکر شد لامپ های متال هالید ۵ دقیقه زمان نیاز دارند تا به حداکثر نوردهی خود برسند. در این مدت زمان برای یونیزه کردن گاز داخل لامپ نیاز به آمپر بیشتری است. در آزمایش انجام شده مشاهده گردید که در ابتدای روشن شدن لامپ ۴۰۰ وات متال هالید، جریان مصرفی ۷/۲ آمپر بود که این جریان رفته کاهش یافته و پس از ۵ دقیقه به ۵ آمپر رسید. به عبارت دیگر یک لامپ ۴۰۰ واتی متال هالید در مدت زمان راه‌اندازی ۱۱۰۰ وات مصرف خواهد داشت یعنی تقریباً ۳ برابر واتی که باید مصرف کنند. (یعنی در مجموع به میزان 841 Kwh در سال صرفه‌جویی در مصرف برق خواهید داشت) این عملکرد، تجهیزاتی ۳ برابر قوی‌تر را نیاز دارد که پیرو آن هزینه‌های تابلو برق و تجهیزات را افزایش خواهد داد.
8. کاهش نور: کلیه لامپ‌های دیگر با گذشت زمان دچار افت شدید شدت نور می‌گردند.
9. LEDها قابلیت تغذیه هم با جریان AC (البته پس از تبدیل به DC) و هم جریان DC با مصرف کم را دارد، لذا می‌توانند از منابع انرژی خورشیدی یا باتری نیز جهت تأمین نیروی خود استفاده کنند.