LED dióda je elektronická polovodičová súčiastka, ktorá obsahuje P-N prechod. Oficiálny slovenský názov znie elektroluminiscenčná dióda. Táto technológia je stará viac ako 40 rokov ale až teraz je ich výroba masovo rozširovaná. Jednak je technologicky úplne na inej úrovni, svetelný tok sa vyrovná alebo dokonca prekoná iná konvenčné svietidlá a náklady na výrobu sú stlačené na minimum.
Konštrukcia a funkcia LED diódy
V nasledujúcich pár riadkoch nájdete opis zostavenie a funkciu LED diód. LED dióda vyžaruje svetlo práve vďaka P-N prechodu, ktorým prechádza elektrický proud. Kladný náboj je privádzaný vodičom cez anódu (1) LED diódy do vlákna (4). Druhá časť diódy je zapojená k vodivému rámu (7) vedúcemu z katódy (2) k zápornému pólu. O farbe vyžarovaného svetla rozhoduje chemické zloženie LED polovodiče (6). Diódy sú väčšinou vybavené tzv. optickým prvkom pre lepší rozptyl svetla. Jedná sa o guľové vrchlíkmi z epoxidové pryskyřice.
Epoxidová živica, v ktorej sa celé LED svetlo nachádza, má tri hlavné funkcie. Po prvé je navrhnutá tak, aby dovolila priechod maximálnemu množstvo svetla, ďalej upravuje uhol, pod ktorým sa svetlo šíri, a chráni LED pred vplyvmi okolia. Vďaka zapuzdrenie je LED dióda takmer nezničiteľná a neobsahuje žiadne voľne pohyblivé časti.
Emitovanie bieleho svetla
Pomerne dlho trval vývoj LED diód emitujúce modrej a vysoko svietivé biele svetlo. To z princípu fungovania LED nemožno priamo vyžarovať. Staršie bielo žiariace ledky tak obsahovali trojicu čipov miešajúca farby tak aby bolo dosiahnuté vnemu bieleho svetla. Pretože nie je možné priamo emitovať biele svetlo, využívajú LED diódy tzv. Luminoforu. Niektoré priehľadné LED emitujú modré svetlo, časť tohto svetla je priamo na čipe transformovaná luminoforom na žlté svetlo a vďaka miešaniu týchto dvoch farieb vzniká svetlo bielej.
LED vie vyžarovať jednofarebné svetlo v rámci spektra. Maximálna vlnová dĺžka je určená vlastnosťami materiálu, z ktorého sa skladá LED čip. LED prvky sú vyrábané zo zlúčenín gália a spravidla obsahujú jeden alebo viac ďalších materiálov (napr. Fosfor), ktoré spôsobujú požadovanú farebnosť svetla. Biele svetlo vzniká prekrytím všetkých častí viditeľného spektra. Ľudské oko však nepotrebuje všetky časti spektra na to, aby videlo svetlo ako biele. Stačí k tomu zmes troch základných farieb: červenej, zelenej a modrej. Z tejto kombinácie farieb sa dá namiešať akákoľvek iná farba.
Prečítajte si tiež: Nočné videnie pre vzduchovku
RGB LED diódy
RGB LED dióda je zložená zo všetkých 3 farieb a je preto možné pomocou tejto jedinej spoločnej dióde dosiahnuť širokého spektra rôznych farieb. RGB je to farebný model, ktorý je založený na teórii pána Younga a Helmholz, trojfarebnej videnie a Maxwellove farebnom trojuholníku. Svoje korene ako štandard pre zobrazovanie farieb na internete má v rokoch 1953. Tento model sa používa u zobrazovacích zariadení na miešanie farieb. Rovnaký spôsob sa používa u monitorov a televízií.
Svietivosť a vyžarovací uhol
Svetelný výkon závisí na mnohých veličinách, napríklad druh čipu, zapuzdrenie a účinnost doštičiek. Niektorí výrobcovia používajú na označenie intensity svetla termíny ako "super-bright" a "ultra-bright". Takéto označenia sú však subjektívne, pretože neexistuje priemyselný štandard pre označenie svietivosti LED. Svietivosť je úmerná prechádzajúcemu prúdu (If) LED čipom; platí, že čím väčšie množstvo prúdu, tým väčšie množstvo produkovaného svetla.
LED dióda je navrhnutá na priechod 20mA prúdu ale každé použitie má svoje obmedzenia. Čím vyšší prúd tým aj vyššie množstvo produkovaného tepla. Podobne, vyšší počet LED komponentov na čipe prispieva k teplotnému namáhaniu súčiastok. Nárast napätia znamená aj väčšie množstvo odpadového tepla. Vyžarovací uhol závisí od druhu LED čipe a šošovke z epoxidovej živice ktorá láme svetlo a tiež na umiestnenie LED diód v svietidle. Svetelný tok z LED je smerový a preto pre vyšší svetelný výkon sa svetlo sústredí do úzkeho lúča. Zapuzdrenie je navrhnuté tak, aby slúžilo ako zosilňovacou šošovka pre svetlo vychádzajúce z LED čipu. Na viditeľnosti vyžarovaného svetla sa podieľa tiež farba zapuzdrenie. Difúzny úprava umožňuje rozptyl svetla v celom zapuzdrenie.
Životnosť LED diód
V priemere sa životnosť pohybuje okolo 50 000 hodín. V našej ponuke nájdete výrobky, pri ktorých výrobca uvádza životnosť medzi 30 000 a 90 000 hodín. Ak si kúpite žiarovku o životnosti 40 000 hodín a budete svietiť 4 hodiny denne, žiarovka by Vám mala vydržať až 27 rokov.
Aby LED osvetlenie vydržalo čo najdlhšie, je potrebné zabezpečiť optimálne chladenie. Ak si kúpite lacnú žiarovku, ktorá nebude mať dostatočné chladenie a budete s ňou svietiť dlhšiu dobu, je pravdepodobné, že sa životnosť podstatne skráti. Rovnako tak tomu je u ostatných LED svetiel. Pri výbere je teda nutné zamyslieť sa nad použitím LED osvetlenia. Najmä pri dlhodobom svietenia je nutné vybrať svetlo, ktoré bude správne chladené. Ak si nebudete vedieť s výberom rady, neváhajte nás kontaktovať. Väčšina výrobcov udáva životnosť svojich svietidiel 50 000 hodín. Táto životnosť je však udávaná pri nedosiahnuteľné pracovnej teplote (napríklad 25°).
Prečítajte si tiež: Nočné Videnie: Recenzia
Polarita a zapojenie
Na rozdiel od iných svetelných zdrojov, u ktorých nezáleží na polarite vstupného napätia a tým pádom pracujú na striedavom napätí, LED zapojené nesprávnym smerom nefungujú. Ak je napätie na P-N prechodu zapojených správne, nazývame zapojenie diódy v priepustnom smere. Ak je zapojená opačne, neprechádza cez ňu žiadny prúd a hovoríme, že je zapojená v závernom smere. V posledných rokoch sa na trhu začínajú objavovať tzv. AC COB diódy, fungujúci na striedavé napätie. V tomto prípade je rozsvietená len polovica periódy. Rozsviécí sa a zhasínajú s frekvenciou striedavého zdroja.
U LED diód platí pravidlo: čím vyšší prúd do nich pustíme, tým jasnejšie svieti. Najčastejšie je dióda nastavená pomocou predradného odporu. Statická elektrina a prúdový náraz poškodzajú LED. Odporúča sa používať protistatický náramok alebo rukavicu pri manipulácii s LED svetlami. Vodiče by mali byť zahnuté aspoň 3mm od epoxidového zapuzdrenie svetla. Vodiče by mali byť upravené tak, aby zodpovedali pripraveným otvorom v doske s plošnými spojmi. LED je vhodné podložiť a upevniť do požadovanej pozície. Epoxidové zapuzdrenie by sa nemalo dotýkať dosky, aby nedošlo k mechanickému namáhaniu LED. Pre tvrdé spájkovanie je možné, že bude potrebné LED upevniť do správnej pozície, zároveň je nutné vyvarovať sa mechanickému zaťaženiu. Zabráňte kontaktu s korozívnymi chemikáliami ktoré môžu poškodiť povrch LED a spôsobiť odfarbenie. Vhodnosť čistenie LED ultrazvukom závisí od nastavenia oscilátora a spôsobu pripojenia LED. Vodiče LED sú potiahnuté striebrom a v prípade vystavenia plynom ako sírovodík môže dôjsť k odfarbeniu vodičov. Pri inštalácii viacerých LED na menšiu plochu je nutné počítať s odpadovým teplom. Ak existuje možnosť, že okolitá teplota bude prekračovať 60`C, je vhodné zvážiť možnosti chladenia. Povrch LED je možné v prípade nutnosti ľahko zotrieť za použitia izopropyl alkoholu.
Prečítajte si tiež: Prehľad nočných videní na vzduchovky z Bazosu