LEDit (light-emitting diodes), jotka tunnetaan myös tutummalla englanninkielisellä nimellä LED (lyhenne sanoista light-emitting diode), ovat todellisia laulamattomia sankareita elektroniikkamaailmassa. Ne suorittavat kymmeniä erilaisia toimintoja, ja niitä käytetään nykyään lähes kaikissa elektronisissa laitteissa. Siten ne näyttävät esimerkiksi symboleja valaistuissa paneeleissa, välittävät tietoa kaukosäätimestä signaalivastaanottimeen, valaisevat taloja tai kertovat laitteen nykyisestä tilasta. Yhdessä kerätyt vihreät, punaiset ja siniset LEDit voivat muodostaa kuvan v altavalle televisioruudulle tai ohjata liikennettä liikennevaloissa.
Paistaa, mutta ei lämmitä
Periaatteessa LEDit ovat vain pienoislamppuja, jotka sopivat täydellisesti mihin tahansa sähkövirtapiiriin. Mutta samaan aikaan niissä ei ole hehkulankaa, joka on pakollinen tavanomaisille lampuille, minkä seurauksena ne eivät kuumene paljon. LEDien lähettämä valo johtuu vain elektronien liikkeestä puolijohteessa, joten niillä on sama käyttöikä kuin tavanomaisilla transistoreilla.
Kun verrataan terveysresurssejaLED- ja hehkulamput, sitten LEDillä on tuhansia tunteja enemmän. Pienet LEDit ovat korvanneet teräväpiirto-LCD-näyttöjä valaisevat putket, mikä tekee niistä paljon ohuempia.
Mistä tämä outo valo tuli?
Syömättä fyysisten prosessien viidakkoon, katsotaanpa, mikä saa LEDin hehkumaan.
Valo on atomin vapauttama energiamuoto, joka koostuu monista pienistä energia- ja liikemääräisistä hiukkaspaketeista, joita kutsutaan fotoneiksi. Ne syntyvät, kun elektronit siirtyvät kaukaiselta kiertorad alta lähemmälle. Mitä suuremman matkan elektroni kulkee, sitä suurempi on sen lähettämän fotonin energia, jolle on ominaista korkeampi taajuus. Tämä taajuus on juuri vastuussa valon aallonpituudesta, joka määrittää säteilyn värin. Esimerkiksi tavallisen piidiodin atomit on järjestetty siten, että elektroni kohtaa suhteellisen lyhyen matkan. Tämän seurauksena fotonien taajuus on niin alhainen, että se on näkymätön ihmissilmälle - se on valospektrin infrapunaosassa. Tämä ei tietenkään ole välttämättä huono asia: infrapuna-LEDit ovat ihanteellisia erityisesti kaukosäätimille.
Punaiset LEDit avaavat osan valosäteilystä, joka näkyy ihmisille ja pystyvät jo esimerkiksi korostamaan numeroita elektronisissa kelloissa. LED-valoissa käytetyistä materiaaleista riippuen ne voidaan konfiguroida hohtamaan infrapunassa,ultravioletti ja kaikki niiden välissä näkyvän spektrin värit.
Kaksi rinnasta, identtiset kasvoista
Pian punaisen LEDin kehittämisen jälkeen ilmestyi muita värejä olevia LEDejä. Melkein välittömästi niitä alettiin yhdistää ja sijoittaa ne yhteen kuoreen. Kaksivärinen LED on kahdella johdolla varustettu laite, jossa samaan koteloon on asennettu rinnakkain kaksi vastakkain suunnattua eriväristä säteilyä olevaa diodia. Tässä tapauksessa väri riippuu laitteeseen syötetyn jännitteen napaisuudesta.
Punavihreitä LED-valoja käytetään laaj alti laitteen toimintavalmiuden osoittimina (punainen päällä - pois, vihreä - päällä).
Maailmassa ei ole täydellisyyttä, tai pari puutetta ihanteellisessa valonlähteessä
Ilmeisesti LED-tekniikka on edelleen epätäydellinen. Yksi haittapuoli on niiden herkkyys korkeille lämpötiloille. Liian suuri virtaus ja siitä johtuva LED-piirin ylikuumeneminen aiheuttavat pysyvän sisäänpalamisen, jota usein kutsutaan LEDin sulamiseksi. Lisäksi edistyneisiin puolijohdemateriaaleihin perustuvat LEDit olivat viime aikoihin asti liian kalliita käytettäväksi luonnonvalaistuksena. Mutta 2000-luvulta lähtien, massatuotannon käynnistämisen jälkeen, LEDien hinta on laskenut useita kertoja ja on tullut suhteellisesti perinteisten lamppujen kustannuksiin, ja pitkä käyttöikä, kirkas valo, ympäristöystävällisyys ja hämmästyttävä energiatehokkuus huomioon ottaen Ledeistä on tullut edullisempi valaistusvaihtoehtokotona.
Suuri ja kauhea punainen lyhty
Pysytään tarkemmin missä punaista LEDiä käytetään. Sitä voidaan perustellusti pitää LED-perheen "isoveljenä", jo pelkästään siksi, että se oli ensimmäinen näkyvän säteilyn spektrissä toimiva LED. Luonnollisesti he alkoivat käyttää sitä käytännön tarpeisiin aikaisemmin kuin muut ja ennen kaikkea huomion herättämiseksi laitteiden toimintahäiriöiden sattuessa. Hyväksy, kun moottorin tasaisen jyrinän sijaan punainen LED vilkkuu rytmisesti korostaen yhtä tai toista kuvaketta suosikkiautosi tai rakkaan pesukoneen paneelissa, niin tämä ainakin aiheuttaa lievän ahdistuksen tunteen. Kyllä, tämän tyyppistä ilmaisinta käytetään useimmiten varoittamiseen tällaisista hätätilanteista.
Punaisen mysteeri
Punaisella värillä on pisin aallonpituus ja se on vähiten herkkä siroamiselle, vastaavasti, se näkyy kauimpana etäisyydeltä. Siksi ei ole yllättävää, että vilkkuvaa punaista LED-valoa käytetään laaj alti hätä- ja hälytysvaloissa. Lisäksi tämän väristen LEDien sähkönkulutus on pienin kaikista muista näkyvän spektrin LEDeistä, mikä varmistaa käytetyn valaisimen maksimikäyttöajan.
Punaisia LED-valoja käytetään yleensä silloin, kun tarvitaan voimakasta valoa, mutta ne eivät häiritse muita ihmisiä. Niitä käytetään esimerkiksi teatterissa, elokuvissa ja tähtitieteellisten karttojen lukemiseen. Punainen valo ei olerasittaa silmiä, mikä edistää pupillien parempaa laajenemista ja antaa sinun nähdä täydellisesti heijastavat esineet.
Ja LED-teknologiat ovat löytäneet sopivan sovelluksen puutarhureille. Sininen valo stimuloi kasvin alkukasvua, kun taas punaisten LEDien käyttö parantaa kukintaa ja hedelmällisyyttä. Tässä LEDit ovat kilpailun ulkopuolella, koska ne lähettävät v altavan määrän valoa, eivätkä ne ylikuumene eivätkä kuivata ilmaa, toisin kuin muuntyyppiset lamput, jotka voivat vahingoittaa tulevia satoja.
Mitä kauempana, sitä "ihanampaa"
Vanhojen hehkulamppujen vaihtaminen LEDeihin on vain jäävuoren huippu, LED-tarina on vasta alussa. Uuden kehityksen ansiosta LED-ratkaisut saavuttavat uusia horisontteja, joihin heillä ei aiemmin ollut pääsyä. Todennäköisin kehityssuunta on orgaaniset valodiodit eli OLEDit.
Näiden puolijohteiden valmistukseen käytetyt orgaaniset materiaalit ovat muokattavia, mikä mahdollistaa joustavien valonlähteiden ja jopa näyttöjen rakentamisen nykyään. Näyttää siltä, että OLED-tekniikka tasoittaa tietä seuraavan sukupolven televisioille ja älypuhelimille. Onhan se todella kätevää irrottaa televisio seinästä, rullata se putkeen ja ottaa mukaan vaikkapa maalaistaloon.
On vaikea sanoa, mihin LED-tekniikka menee tulevaisuudessa, mutta yksi asia on selvä - Edison-lamppuun ei ole enää paluuta.
