Oświetlenie LED

Rozwój technologii LED

Przez 50 lat diody LED ewoluowały od słabo świecących małych układów do wydajnych, pewnych i sterowalnych zamienników wykorzystywanych w prawie każdej aplikacji oświetleniowej. Dzięki swojej uniwersalności, zakresowi mocy oraz różnorodnym kształtom są one szeroko stosowane w reflektorach, medycynie, oświetleniu domowym oraz miejscach pracy.

Technika LED jest powszechnie wykorzystywana w urządzeniach takich jak monitory, telewizory, smartfony, tablety, wskaźniki, sygnalizacji świetlnej, lampkach choinkowych, branży rozrywkowej czy automotive. Ciągłe udoskonalanie technologii LED ma bezpośredni wpływ na rozwój aplikacji, które są na niej oparte.

Ciekawostki o LED

• W tradycyjnych żarówkach to temperatura żarnika powodowała ich świecenie (inkadescencja), w diodach LED jest ono bezpośrednio wywołane przez napięcie elektryczne (elektroluminescencja).
• Mniejsza zwartość promieniowania UV w diodach LED czyni je mniej atrakcyjnymi dla owadów w porównaniu z tradycyjnymi źródłami światła.
• Dobrej jakości LEDy mają żywotność przekraczającą 50 000 godzin, czyli sponad 5 ½ ciągłej pracy.
• Niebieskie LEDy pomagają utrzymać świeżość żywności przez dłuży czas. Mają właściwości bakteriobójcze, dzięki czemu są powszechnie stosowane w lodówkach.
• Noworoczna kula na Times Square o średnicy 3,7 m jest podświetlana 32 256 diodami LED. Na całej kuli można wyświetlać 16 milionów kolorów, dzięki, którym jest możliwe stworzenie hipnotyzującego efektu kalejdoskopu.
  

Oświetlenie LED do ogrodnictwa

Użycie oświetlenia LED w ogrodnictwie posiada wiele zalet. Przyczynia się do zwiększenia wydajności upraw oraz jednoczesnego zmniejszenia zapotrzebowania na energię elektryczną. Ciągły wzrost populacji ludzi oraz zapotrzebowanie konsumentów na świeże produkty stawia nowe wyzwania przed dostawcami świeżej żywności. Widoczne jest coraz większe zainteresowanie koncepcją upraw oraz ogrodnictwa miejskiego, które w niedalekiej przyszłości może przerodzić się w prawdziwy boom.

Idea „rolnictwa” miejskiego zakłada powstawanie niewielkich farm na dachach oraz podziemiach budynków. Ma to na celu produkcję świeżych owoców, warzyw i zbóż w obszarach zurbanizowanych. Pomoże to zredukować koszty transportu, emisję dwutlenku węgla oraz daje możliwość produkcji żywności o dowolnej porze roku w dowolnej części świata. Wartym wspomnienia jest, że niedawno astronauci jedli pierwszą żywność wychodowaną poza ziemią. Jej wzrost był stymulowany lampami LED.

LED w inteligentnym oświetleniu ulicznym

Na całym świecie lokalne władze decydują się na wymianę tradycyjnych źródeł światła na bardziej wydajne, zwiększające widoczność, energooszczędne rozwiązania LED.

W Anglii rada dystryktu West Berkshire jest fazie finalnej modernizacji infrastruktury oświetleniowej mającej na celu zastąpienie 10 000 nie LED-owych lamp. Nowe oświetlenie dzięki zdalnemu systemowi monitorowania ma zagwarantować maksymalną wydajność, a co za tym idzie dać też duże oszczędności.

Jak widać jest bardzo wiele powodów, dla których nie warto czekać i już teraz wykorzystać technologię LED w projektowanych aplikacjach.

Kolorowe diody LED

W zależności od długości fali diody LED mogą świecić różnymi kolorami, bądź emitować promieniowanie ultrafioletowe lub podczerwone.

Długość fali jest determinowana materiałem półprzewodnika, z jakiego została zbudowana. Znając jej długość można zazwyczaj stwierdzić, w jakim kolorze dioda LED będzie świecić. Jednak, aby być w 100% pewnym, najlepiej jest sprawdzić dane katalogowe produktu.

Przejdź do diod LED

Białe diody LED

Wydawałoby się, że kolor biały to biały, ale w rzeczywistości istnieje ogromna gama barw i odcieni tego koloru. Diody koloru białego powstają z połączenia diod koloru czerwonego, zielonego i niebiskiego. Mogą one też być wytwarzane poprzez pokrycie oprawek niebieskich diod LED żółtą powłoką fosforową. To połączenie sprawia, że ludzkie oko widzi emitowaną barwę jako białą.

Dzięki parametrowi temperatury barwowej można dobrać odpowiedni „biały” kolor do konkretnego zastosowania. Ciepły biały ma odcień żółto – czerwony, który jest przyjemny dla oka. Diody LED tego koloru są często używane w oświetleniu domowym, hotelach czy restauracjach. Barwa biała zimna ma nieco niebieskawy odcień, jest bardziej ostra i wyrazista. Znajduje zastosowanie w przemyśle oraz oświetleniu ulicznym. Z kolei barwa neutralna jest wypadkową dwóch poprzednich i stosuje się ją w szkołach, biurach oraz centrach handlowych.

Temperatura barwowa jest mierzona w Kelwinach [K]. Im niższa wartość tym światło jest bardziej ciepłe. Najlepszym sposobem na wybranie odpowiedniej lampy LED jest odczytanie jej temperatury barwowej i sprawdzenie, w jakim zakresie się ona znajduje.

Przejdź do białych diod LED

Diody IR i UV

Diody LED najczęściej kojarzą się z diodami świecącymi w zakresie światła widzialnego jednakże istnieją również diody podczerwone (IR), które są powszechnie używane np. w pilotach, systemach automatycznego rozpoznawania tablic rejestracyjnych (ANPR) jak również w ekranach dotykowych, czujnikach ruchu czy smart zegarkach. 

W związku z tym, że każdy obiekt na ziemi generuje promieniowanie podczerwone lub cieplne, jednym z najbardziej znanych zastosowań zakresu IR jest wykorzystanie go technice detekcyjnej, m.in. urządzeniach takich jak noktowizory i kamery monitoringowe. Dzięki diodom LED IR, urządzenia te mogą „widzieć” i przechwytywać obrazy w warunkach totalnej ciemności bądź też dymie lub mgle.

Przejdź do diod IR

LED-y święcące w zakresie ultrafioletowym (UV) są innym popularnym rodzajem diod. Są powszechnie używane w solariach, oświetleniu akwariów oraz medycynie. Posiadają też dobre zdolności utwardzające znajdujące zastosowanie w utwardzaniu, klejów farb czy utrwalaniu tuszów. Dzięki zwiększeniu gęstości mocy promieniowania oraz bezpieczeństwu użytkowania stały się dużą konkurencją dla innych źródeł świecących w zakresie UV.

Sprzedaż diod LED UV ciągle wzrasta. Jest to bezpośrednio związane z rozwojem technologii dezynfekowania, utwardzania i oczyszczania wody.

Przejdź do diod UV

Sterowniki i zasilacze LED

Jednym z pierwszych czynników, jakie należy rozważyć (po wybraniu odpowiedniego układu LED) jest dobór odpowiedniego sterownia zasileniem. Niezależnie od tego czy potrzebujesz zasilacza stałoprądowego (CC) czy też stałonapięciowego (CV), informacja o jego rodzaju powinna być dołączona do wybranego modułu LED.

Niektóre układy zasilające posiadają obie funkcje, CC oraz CV. Standardowo pracują one jako układy stałonapięciowe, przechodząc w tryb stałoprądowy w momencie przekroczenia prądu znamionowego.

Sterowniki LED  |  Sterowniki LED ICs

Złącza i radiatory LED

Odpowiednio dobrane komponenty są niezbędne do zapewnienia niezawodnej i wydajnej pracy układów LED. Oprócz diod LED należy również rozważyć takie produkty jak zasilacze, złącza, okablowanie oraz elementy mocujące.

Błędnym założeniem jest to, że diody LED nie produkują ciepła. W rzeczywistości większość energii elektrycznej dostarczanej do diod LED (około 70%) jest przekształcana w ciepło. Dzięki zastosowaniu elementów takich jak radiatory, można skutecznie obniżyć temperaturę całego układu zapobiegając jego awariom oraz jednocześnie zwiększyć jego wydajność.

Poniżej przedstawiono trzy podstawowe sposoby odprowadzania ciepła:

• przez przewodzenie
• konwekcyjne
• radiacyjne