Οι LED (δίοδοι εκπομπής φωτός), γνωστοί και με την πιο οικεία αγγλική ονομασία LED (συντομογραφία για δίοδος εκπομπής φωτός), είναι οι πραγματικοί αφανείς ήρωες στον κόσμο της ηλεκτρονικής. Εκτελούν δεκάδες διαφορετικές λειτουργίες και πλέον χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή. Έτσι, για παράδειγμα, εμφανίζουν σύμβολα σε φωτιζόμενους πίνακες, μεταδίδουν πληροφορίες από ένα τηλεχειριστήριο σε έναν δέκτη σήματος, φωτίζουν σπίτια ή σας ενημερώνουν για την τρέχουσα κατάσταση μιας συσκευής. Συγκεντρωμένα μαζί, τα πράσινα, τα κόκκινα και τα μπλε LED μπορούν να σχηματίσουν μια εικόνα σε μια τεράστια οθόνη τηλεόρασης ή να ελέγξουν την κυκλοφορία σε ένα φανάρι.
Γυαλίζει, αλλά δεν θερμαίνει
Καταρχήν, τα LED είναι απλώς μικροσκοπικοί λαμπτήρες που ταιριάζουν τέλεια σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό κύκλωμα. Ταυτόχρονα όμως δεν έχουν νήμα πυρακτώσεως, το οποίο είναι υποχρεωτικό για τους συμβατικούς λαμπτήρες, με αποτέλεσμα να μην θερμαίνονται πολύ. Το φως που εκπέμπεται από τα LED οφείλεται μόνο στην κίνηση των ηλεκτρονίων στον ημιαγωγό, επομένως έχουν την ίδια διάρκεια ζωής με ένα συμβατικό τρανζίστορ.
Κατά τη σύγκριση των πόρων υγείαςLED και λαμπτήρες πυρακτώσεως, μετά το LED έχει χιλιάδες ώρες περισσότερες. Τα μικροσκοπικά LED έχουν αντικαταστήσει τους σωλήνες που φωτίζουν τις οθόνες LCD υψηλής ευκρίνειας, καθιστώντας τις πολύ πιο λεπτές.
Από πού προήλθε αυτό το παράξενο φως;
Χωρίς να εμβαθύνουμε στη ζούγκλα των φυσικών διεργασιών, ας δούμε τι κάνει το LED να λάμπει.
Το φως είναι μια μορφή ενέργειας που εκπέμπεται από ένα άτομο, που αποτελείται από πολλά μικρά πακέτα σωματιδίων με ενέργεια και ορμή που ονομάζονται φωτόνια. Παράγονται όταν τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από μια μακρινή τροχιά σε μια πιο κοντινή. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση που διανύει ένα ηλεκτρόνιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια του φωτονίου που εκπέμπεται από αυτό, το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλότερη συχνότητα. Αυτή η συχνότητα είναι ακριβώς υπεύθυνη για το μήκος κύματος του φωτός, το οποίο καθορίζει το χρώμα της ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, τα άτομα σε μια τυπική δίοδο πυριτίου είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε ένα ηλεκτρόνιο να προσπίπτει σε σχετικά μικρή απόσταση. Ως αποτέλεσμα, η συχνότητα των φωτονίων είναι τόσο χαμηλή που είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι - βρίσκεται στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος φωτός. Φυσικά, αυτό δεν είναι απαραίτητα κακό: τα υπέρυθρα LED είναι ιδανικά ειδικά για τηλεχειριστήρια.
Οι κόκκινες λυχνίες LED ανοίγουν ένα τμήμα της ακτινοβολίας φωτός ορατό στον άνθρωπο και είναι ήδη σε θέση, για παράδειγμα, να επισημαίνουν αριθμούς σε ηλεκτρονικά ρολόγια. Ανάλογα με τα υλικά που χρησιμοποιούνται στα LED, μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να λάμπουν σε υπέρυθρες,υπεριώδες και όλα τα χρώματα του φάσματος που είναι ορατά μεταξύ τους.
Δύο από το στήθος, όμοια από το πρόσωπο
Λίγο μετά την ανάπτυξη του κόκκινου LED, εμφανίστηκαν LED άλλων χρωμάτων. Σχεδόν αμέσως άρχισαν να συνδυάζονται, τοποθετώντας τα σε ένα μόνο κέλυφος. Ένα δίχρωμο LED είναι μια συσκευή με δύο καλώδια, όπου δύο αντίθετα κατευθυνόμενες δίοδοι διαφορετικής χρωματικής ακτινοβολίας είναι εγκατεστημένες παράλληλα σε ένα περίβλημα. Σε αυτήν την περίπτωση, το χρώμα θα εξαρτηθεί από την πολικότητα της τάσης που παρέχεται στη συσκευή.
Οι κόκκινες-πράσινες λυχνίες LED χρησιμοποιούνται ευρέως ως ένδειξη της ετοιμότητας της συσκευής για λειτουργία (κόκκινο αναμμένο - απενεργοποιημένο, πράσινο - αναμμένο).
Δεν υπάρχει τελειότητα στον κόσμο, ή μερικές ελλείψεις μιας ιδανικής πηγής φωτός
Προφανώς, η τεχνολογία LED εξακολουθεί να είναι ατελής. Ένα μειονέκτημα είναι η ευαισθησία τους στις υψηλές θερμοκρασίες. Η υπερβολική ροή ρεύματος και η επακόλουθη υπερθέρμανση του κυκλώματος LED προκαλεί μόνιμο κάψιμο, που συχνά αναφέρεται ως τήξη LED. Επιπλέον, τα LED βασισμένα σε προηγμένα υλικά ημιαγωγών ήταν, μέχρι πρόσφατα, πολύ ακριβά για να χρησιμοποιηθούν ως φυσικός φωτισμός. Αλλά από τη δεκαετία του 2000, με την έναρξη της μαζικής παραγωγής, η τιμή των LED έχει μειωθεί πολλές φορές και έχει γίνει ανάλογη με το κόστος των συμβατικών λαμπτήρων, και δεδομένης της μεγάλης διάρκειας ζωής, του λαμπερού φωτός, της φιλικότητας προς το περιβάλλον και της εκπληκτικής ενεργειακής απόδοσης, η χρήση του Τα LED έχουν γίνει μια πιο οικονομική επιλογή φωτισμούστο σπίτι.
Το μεγάλο και τρομερό κόκκινο φανάρι
Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στο πού χρησιμοποιείται το κόκκινο LED. Δικαίως μπορεί να θεωρηθεί ο «μεγάλος αδερφός» στην οικογένεια των LED, έστω και μόνο επειδή ήταν το πρώτο LED που λειτουργούσε στο φάσμα της ορατής ακτινοβολίας. Φυσικά, άρχισαν να το χρησιμοποιούν για πρακτικές ανάγκες νωρίτερα από άλλους και, πρώτα απ 'όλα, να προσελκύουν την προσοχή σε περίπτωση δυσλειτουργίας του εξοπλισμού. Συμφωνώ, όταν αντί για ένα ομοιόμορφο βουητό του κινητήρα, ένα κόκκινο LED αναβοσβήνει ρυθμικά, επισημαίνοντας το ένα ή το άλλο εικονίδιο στον πίνακα του αγαπημένου σας αυτοκινήτου ή του αγαπημένου σας πλυντηρίου, τότε τουλάχιστον αυτό προκαλεί ένα αίσθημα ήπιας ανησυχίας. Ναι, αυτός ο τύπος δείκτη χρησιμοποιείται συχνότερα για προειδοποίηση σχετικά με τέτοιες καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.
The Mystery of Red
Το κόκκινο χρώμα έχει το μεγαλύτερο μήκος κύματος και είναι το λιγότερο επιρρεπές στη σκέδαση, αντίστοιχα, είναι ορατό από την πιο μακρινή απόσταση. Επομένως, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι ένα κόκκινο LED που αναβοσβήνει χρησιμοποιείται ευρέως για φώτα έκτακτης ανάγκης και συναγερμού. Επιπλέον, το επίπεδο κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των LED αυτού του χρώματος είναι το μικρότερο μεταξύ όλων των άλλων LED στο ορατό φάσμα, γεγονός που εξασφαλίζει τον μέγιστο χρόνο λειτουργίας της χρησιμοποιούμενης συσκευής φωτισμού.
Οι κόκκινες λυχνίες LED χρησιμοποιούνται συνήθως όπου υπάρχει ανάγκη για φως υψηλής έντασης, ενώ δεν ενοχλούν άλλους ανθρώπους. Για παράδειγμα, προτιμώνται στο θέατρο, στον κινηματογράφο και στην ανάγνωση αστρονομικών χαρτών. Το κόκκινο φως δεν είναικαταπονεί τα μάτια, συμβάλλοντας στην καλύτερη διαστολή της κόρης και σας επιτρέπει να βλέπετε τέλεια τα αντανακλαστικά αντικείμενα.
Και οι τεχνολογίες LED έχουν βρει αξιόλογη εφαρμογή για τους κηπουρούς. Το μπλε φως διεγείρει την αρχική ανάπτυξη του φυτού, ενώ η χρήση κόκκινων LED βελτιώνει την ανθοφορία και την καρπόδεση. Εδώ, τα LED είναι πέρα από τον ανταγωνισμό, γιατί, εκπέμποντας τεράστια ποσότητα φωτός, δεν υπερθερμαίνονται και δεν στεγνώνουν τον αέρα, σε αντίθεση με άλλους τύπους λαμπτήρων που μπορούν να βλάψουν τις μελλοντικές καλλιέργειες.
Όσο πιο μακριά, τόσο πιο "υπέροχο"
Η αντικατάσταση των παλιών λαμπτήρων πυρακτώσεως με LED είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου, η ιστορία των LED μόλις ξεκινά. Χάρη στις νέες εξελίξεις, οι λύσεις LED φτάνουν σε νέους ορίζοντες που προηγουμένως ήταν απρόσιτοι σε αυτές. Η πιο πιθανή κατεύθυνση ανάπτυξης είναι οι οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός ή OLED.
Τα οργανικά υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αυτών των ημιαγωγών είναι ελατά, επιτρέποντας την κατασκευή εύκαμπτων πηγών φωτός και ακόμη και οθονών σήμερα. Φαίνεται ότι η τεχνολογία OLED θα ανοίξει το δρόμο για την επόμενη γενιά τηλεοράσεων και smartphone. Εξάλλου, είναι πολύ βολικό να αφαιρέσετε την τηλεόρασή σας από τον τοίχο, να την κυλήσετε σε ένα σωλήνα και να την πάρετε μαζί σας, για παράδειγμα, στο εξοχικό.
Είναι δύσκολο να πούμε πού θα πάει η τεχνολογία LED στο μέλλον, αλλά ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο - δεν θα υπάρξει επιστροφή στον λαμπτήρα Edison.
