LED مخفف کلمات  Diode Light Emitted است که معنی دیود ساطع کننده نور را می دهد؛ دیودهای ساطع کننده نور در واقع جزء خانواد ه دیودها هستند که دیودها نیز زیر گروه نیمه هادی ها به شمار می آیند خاصیتی که  LED ها را از سایر نیمه هادی ها متمایز میکند این است که با گذر جریان از آنها مقداری انرژی به صورت نور از آنها ساطع میشود.

کارشناسان معتقدند که گازهای گلخانه ای که مهمترین عامل تولید آنها، لامپ های معمولی یا همان لامپ های رشته ای است باعث بروز این معضل شده است.  به همین دلیل بسیاری از کشورها، برنامه چند ساله ای را برای جایگزینی مدل های دیگر لامپ به جای لامپ های رشته ای تدوین کرد ه اند تا شاید بتوانند در دراز مدت استفاده از لامپهای رشته ای و به تبع آن حرارت زمین را کاهش داده و کره زمین و ساکنانش را نجات دهند.  به همین دلیل استفاده از لامپهای کم مصرف، فلورسنت و … مرسوم شد و برخی کشورها مردم را ملزم به استفاده از این لامپها کردند.

 LEDها تا اواخر دهه گذشته فقط می توانستند سه نور آبی، سبز و قرمز تولید کنند که این موضوع باعث کاربرد محدود آنها بود، اما این اواخر LED  هایی با رنگ آبی وارد بازار شده اند که میتوانند نور سفید با هاله ای از رنگ آبی تولید کنند.

کاربردهای LED

 LED ها که از دهه های گذشته در الکترونیک مورد استفاده قرار می گرفتند عموما برای نمایش خاموش یا روشن بودن نمایشگرها در لوازم مولتی مدیا مورد استفاده قرار گرفتند . اما در حال حاضر به نحوی ساخته میشوند که نور را در جهت خاصی متمرکز می کنند و به صورت چیپ های کوچکی هستند که معمولا داخل یک شیشه گنبدی شکل قرار می گیرند و دارای سایز چوب کبریت هستند و به سختی می شکنند. بزرگترین مشکل لامپ های LED  رنگ آنها بود. اما اکنون به آسانی با تغییر درساختار فیزیکی و مواد تشکیل دهنده LED ، نور در رنگها و شدتهای مختلف و با طول موج مشخص با رنگ کاملا خالص تولید میشود. به عبارتیLED ها فاقد پرتوهای مادون قرمز و فرابنفشی هستند که سایر صنایع روشنایی ایجاد میکنند و به سلامت چشم و محیط آسیب نمی رسانند LED  های سفید قابلیت تولید همه رنگ را داشته و علاوه بر آن از انرژی بسیار کمی در مقایسه با سایر لامپها استفاده میکنند. به همین دلیل روز به روز استفاده از آنها بیشتر شده است. با توجه به مزایای استفاده از لامپ های LED پپش بینی میشود تا کمتر از ۵ سال آینده شاهد تحولات عمده ای در عرصه محصولات روشنایی و حتی تصویری باشیم. مواردی که باعث شده لامپهای LED کم کم خود را وارد بازار کنند

۱-  طول عمر: اولین و مهمترین پارامتر بحث طول عمر لامپهای متال هالاید است.  بهترین و مرغوبترین نوع از این طول عمری بین LED لامپها طول عمری کمتر از ساعت دارند.

۲- زمان پاسخگویی: مورد بعدی بحث زمان پاسخگویی است لامپهای LED به محض رسیدن ولتاژ به آنها روشن میشوند. (کمتر از ۲۰ میکرو ثانیه) ولی لامپهای متال هالاید زمانی بالغ بر ۵ دقیقه لازم دارند تا به حداکثر نور خود برسند. یعنی لامپ های LED  پانزده ملیون بار سریعتر روشن میشوند.لامپهای متال هالاید یک ایراد دیگر نیز دارند و آن این است که اگر شما این لامپها را به مدت بیش از  ۵دقیقه روشن بگذارید این لامپها گرم میشوند. مشکل تنها گرم شدن نیست. اگر بعد از ۵ دقیقه شما این لامپ را خاموش کنید دیگر نمیتوانید فوراً روشنش کنید. چرا که لامپ گرم شده و سنسور داخل لامپ به شما اجازه ی روشن کردن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرد نشده نمیدهد (حدود ۳ دقیقه طول میکشد تا سنسور اجازه ی ورود ولتاژ را بدهد و تازه از اینجا به بعد ۴ تا ۵ دقیقه طول خواهد کشید تا به حداکثر نور خود برسد.)

۳- خاموش و روشن کردن: طول عمرلامپ های LED به هیچ وجه تابعی از تعداد روشن و خاموش شدن نیست میتوان لامپهای LED را ملیونها بار روشن و خاموش کرد در واقع طول عمر LED ها تنها به مدت زمان روشن ماندن بستگی دارد.ولی لامپهای متال هالاید به هیچ وجه اینگونه نیستند و طول عمر آنها با روشن و خاموش شدن کم میشود.

۴- مصرف بالا و هزینه های جانبی: از آنجا که لامپهای متال هالاید نیاز به جریان بالایی دارند (خصوصاً لامپ های ۴۰۰ وات به بالا) اگر سیم کشی جریان بالا، در ساختمان یا محل نصب این لامپها موجود نباشد، باید مجدداً سیم کشی نمود و این یعنی زمان و هزینه ی بیشتر. ولی پروژکتورهای LED به دلیل کم مصرف بودن از همان سیم کشی موجود می تواند استفاده کند.

۵- تغییر رنگ: برای تغییر رنگ در لامپهای متال هالاید معمولاً از فیلترهای رنگی استفاده میکنند.  البته اکثر مواقع برای تولید یک رنگ خاص از یک فیلتر ثابت استفاده می شود و در برخی موارد دیگر از لامپهای متال هالایدی که زاتاً نور خاصی تولید میکنند استفاده میشود.اما اگر نور بخواهد متناوباً تغییر کند به اینصورت عمل میشود که یک محور میچرخد و فیلتر رنگی مناسب را جلوی لامپ قرار میدهد. اینکارمعایب بسیاری را در بر دارد. مثلاً نمیتوان رنگ را به دلخواه تنظیم کرد مگر اینکه کنترلر موجود موقعیتمحور را دقیقاً بتواند تنظیم کند. معمولاً محور با سرعت مشخصی می چرخد و رنگها به ترتیب عوض میشونداین کار در پروژکتورهای وات بالا استفاده ی کمتری دارد و تقریباً استفاده از این روش( استفاده از فیلتر رنگی) برای تغییر رنگ منسوخ شده است در عوض تغییر رنگ درلامپهای LED به راحتی قابل انجام است. و نیاز به هیچ وسیله ی مکانیکی از قبیل فیلتر یا محور دوار ندارد و میتوان رنگ را به دلخواه و به سهولت تغییر داد.

۶- تنظیم شدت نور: امکان تنظیم نور با لامپهای متال هالاید مطلقاً وجود ندارد.یعنی یک پروژکتور ۴۰۰ واتی که لومن نور میدهد نمیتواند مثلاً لومن بدهد. ولی این کار در لامپهای LEDبا استفاده از تکنولوژی PWM یا که کنترل سطح ولتاژ به کمک تغییر پهنای پالس است و در اکثر میکروکنترلرها موجود است به راحتی امکانپذیر است.

۷- تنظیم زاویه تابش: نکته ی بعدی در رابطه با جهت دادن به نور است.نور لامپهای متال هالاید در تمامی جهات منتشرمیشود . این نور به سختی قابل کنترل است و نمیتوان آن را به راحتی متمرکز کرد.  برای مثال اگر بخواهیم یک دیوار را به کمک این پروژکتورها روشن کنیم باید از رفلکتور استفاده کنیم که خواه ناخواه مقدار زیادی نور را از دست میدهیم (بیش از ۵۰ % نور از دست خواهد رفت) ولی لامپهای LED.به دلیل موجود بودن لنزهایی با زوایای دلخواه نوری کاملاً قابل کنترل دارند.اگر بخواهیم به نور عمق بدهیم مثلا دیوار بلندی را روشن کنیم می توانیم از لنزهایNarrow ً استفاده کنیم و بلعکس اگر بخواهیم مساحت زیادی را روشن کنیم از لنزهای Wide استفاده میکنیم.اما این کار با پروژکتورهای متال هالاید به سختی و با اتلاف نور امکان پذیر است

۸- وات واقعی: وات واقعی که لامپهای متال هالاید مصرف میکنند معمولاً ۱۵۰ % مقدار نامی است.در آزمایشی که خودم شخصاً انجام دادم یک لامپ ۴۰۰ واتی متال هالاید ۲٫۷ آمپر مصرف داشت . یعنی لامپی که باید ۴۰۰ وات مصرف داشته باشد زمانی که به حداکثر نوردهی میرسید ۵۹۴ وات مصرف میکرد

۹- جریان راه اندازی: همانطور که در بالا ذکر شد لامپهای متال هالاید ۵ دقیقه زمان نیاز دارند تا به حداکثر نور خود برسند .در این مدت زمان برای یونیزه کردن گاز داخل لامپ نیاز به آمپر بیشتری است . در آزمایشی که انجام دادم در ابتدای روشن شدن لامپ ۴۰۰ وات متال هالاید جریان مصرفی ۵ آمپر بود. این جریان رفته رفته کاهش یافت و پس از ۵ دقیقه به ۲٫۷ آمپر رسید.به عبارت دیگر یک لامپ ۴۰۰ واتی متال هالید در مدت زمان راه اندازی ۱۱۰۰ وات مصرف خواهد داشت.یعنی تقریباً ۳ برابر واتی که باید مصرف کند.این عملکردنیاز به تجهیزاتی ۳ برابر قویتر را ایجاد میکند که متعاقباً هزینه های تابلوبرق وتجهیزات را بسیار زیادخواهد کرد.

۱۰- کاهش نور با گذشت زمان: شدت نور لامپهای متال هالاید با گذشت زمان به شدت کاهش میابد. لامپی که قرار بوده ۳۸۰۰۰ لومن نور بدهد اگر ۲۰۰۰۰ ساعت کار کند و نسوزد نور آن به کمتر از ۲۵۰۰۰ لومن خواهد رسید.یعنی کاهش ۳۵ درصدی نور در طول مدت کارکرد البته باید هزینه های جانبی از قبیل سیم کشی قوی ، تهویه مناسب وتجهیزات قویتر تابلو برق را نیز لحاظ نمود. شاید اگر کسی بخواهد محیطی به اندازه ی ورزشگاه آزادی را روشن کند، بهترین انتخاب همین لامپهای متال هالاید باشد. ولی اگر بخواهیم بقیه موارد را نیز لحاظ کنیم مطمئناً استفاده از لامپهای LED را موجهتر خواهیم دید . همانطور که بسیاری از شرکتها، اماکن ، هتلها ، شهرداری ها و… همه روزه در حال جایگزین کردن لامپهای متال هالاید با پروژکتورها ی LED هستند.

نویسنده : مهران قلعه نوی