ไฟ LED สีขาวสว่างเป็นพิเศษ เอาต์พุตไฟ LED สีขาว มุมลำแสง และกำลังไฟ LED

ต้นไม้ในบ้านไม่ได้มีแสงสว่างเพียงพอที่บ้านเสมอไป หากไม่มีสิ่งนี้การพัฒนาจะช้าหรือไม่ถูกต้อง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ คุณสามารถติดตั้ง LED สำหรับพืชได้ เป็นหลอดไฟที่สามารถให้สเปกตรัมสีที่ต้องการได้ ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแสงสว่างในเรือนกระจก เรือนกระจก สวนในร่ม และพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ ทดแทนแสงแดดได้ดี ไม่ต้องใช้งบมาก และมีอายุการใช้งานยาวนาน

การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อมีแสงสว่างเพียงพอ ปัจจัยต่อไปนี้ยังส่งผลต่อความถูกต้องอีกด้วย: อุณหภูมิโดยรอบ ความชื้น สเปกตรัมแสง ความยาวกลางวันและกลางคืน ความเพียงพอของคาร์บอน

การกำหนดความเพียงพอของแสง

หากคุณตัดสินใจที่จะติดตั้งโคมไฟสำหรับต้นไม้คุณต้องทำอย่างถูกต้องที่สุด ในการทำเช่นนี้คุณต้องตัดสินใจว่าพืชชนิดใดขาดรังสีและชนิดใดที่จะไม่จำเป็น หากคุณกำลังออกแบบระบบแสงสว่างในเรือนกระจก คุณจะต้องจัดเตรียมโซนที่มีสเปกตรัมต่างกัน ถัดไปคุณต้องกำหนดจำนวนไฟ LED ด้วยตนเอง ผู้เชี่ยวชาญทำเช่นนี้ด้วยอุปกรณ์พิเศษ - ลักซ์มิเตอร์ คุณสามารถคำนวณได้ด้วยตัวเอง แต่คุณจะต้องขุดเล็กน้อยและออกแบบแบบจำลองที่ต้องการ

หากโครงการนี้กำลังดำเนินการสำหรับเรือนกระจก ก็จะมีกฎสากลข้อหนึ่งสำหรับแหล่งกำเนิดแสงทุกประเภท เมื่อความสูงของระบบกันสะเทือนเพิ่มขึ้น ความส่องสว่างจะลดลง

ไฟ LED

สเปกตรัมของการแผ่รังสีสีมีความสำคัญอย่างยิ่ง ทางออกที่ดีที่สุดคือไฟ LED สีแดงและสีน้ำเงินสำหรับพืชในอัตราส่วนสองต่อหนึ่ง อุปกรณ์จะมีกี่วัตต์ก็ไม่สำคัญ

แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาใช้วัตต์เดียว หากคุณต้องการติดตั้งไดโอดด้วยตัวเองควรซื้อเทปสำเร็จรูปจะดีกว่า คุณสามารถยึดให้แน่นด้วยกาว กระดุม หรือสกรู ทุกอย่างขึ้นอยู่กับรูที่จัดไว้ให้ มีผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจำนวนมากควรเลือกผู้ขายที่มีชื่อเสียงมากกว่าผู้ขายที่ไม่มีหน้าตาซึ่งไม่สามารถรับประกันผลิตภัณฑ์ของเขาได้

ความยาวคลื่นแสง

สเปกตรัมของแสงแดดธรรมชาติมีทั้งสีน้ำเงินและสีแดง พวกมันทำให้พืชมีการพัฒนาเป็นมวล เติบโตและออกผล เมื่อฉายรังสีด้วยสเปกตรัมสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่น 450 นาโนเมตรเท่านั้น ตัวแทนของพืชจะแคระแกรน พืชชนิดนี้ไม่สามารถอวดมวลสีเขียวขนาดใหญ่ได้ มันก็จะเกิดผลไม่ดีเช่นกัน เมื่อดูดซับช่วงสีแดงที่ความยาวคลื่น 620 นาโนเมตร จะทำให้รากงอกงามและออกผล

ข้อดีของไฟ LED

เมื่อต้นไม้ได้รับแสงสว่าง มันจะไปตลอดทาง ตั้งแต่งอกจนถึงผล ในเวลาเดียวกันในช่วงเวลานี้เฉพาะการออกดอกจะเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์เรืองแสงทำงาน ไฟ LED สำหรับต้นไม้ไม่ร้อน จึงไม่จำเป็นต้องระบายอากาศในห้องบ่อยๆ นอกจากนี้ยังไม่มีความเป็นไปได้ที่ตัวแทนพืชจะร้อนเกินไป

โคมไฟดังกล่าวไม่สามารถทดแทนได้สำหรับการปลูกต้นกล้า ทิศทางของสเปกตรัมการแผ่รังสีช่วยให้หน่อมีความแข็งแกร่งขึ้นในเวลาอันสั้น การใช้พลังงานต่ำก็เป็นประโยชน์เช่นกัน LED เป็นอันดับสองรองจาก แต่เป็น LED ที่ประหยัดกว่าสิบเท่าสำหรับโรงงานที่มีอายุการใช้งานยาวนานถึง 10 ปี - ตั้งแต่ 3 ถึง 5 ปี เมื่อติดตั้งหลอดไฟแล้วคุณจะไม่ต้องกังวลกับการเปลี่ยนหลอดไฟเป็นเวลานาน โคมไฟดังกล่าวไม่มีสารที่เป็นอันตราย อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ การใช้ในโรงเรือนเป็นที่นิยมมาก ตลาดในปัจจุบันนำเสนอโคมไฟแบบต่างๆ จำนวนมาก: สามารถแขวน ติดตั้งบนผนังหรือเพดานได้

ข้อเสีย

เพื่อเพิ่มความเข้มของรังสี LED จะถูกประกอบเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ นี่เป็นข้อเสียสำหรับห้องขนาดเล็กเท่านั้น ในโรงเรือนขนาดใหญ่สิ่งนี้ไม่สำคัญ ข้อเสียถือได้ว่ามีราคาสูงเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดอะนาล็อก - หลอดฟลูออเรสเซนต์ ความแตกต่างสามารถเข้าถึงแปดเท่า แต่ไดโอดจะจ่ายเองหลังจากใช้งานมาหลายปี พวกเขาสามารถประหยัดพลังงานได้อย่างมาก การเรืองแสงจะลดลงหลังจากหมดระยะเวลาการรับประกัน ด้วยพื้นที่เรือนกระจกขนาดใหญ่ จึงจำเป็นต้องมีจุดส่องสว่างมากกว่าเมื่อเทียบกับหลอดไฟประเภทอื่นๆ

หม้อน้ำสำหรับโคมไฟ

จำเป็นต้องถอดความร้อนออกจากอุปกรณ์ จะดีกว่าถ้าใช้หม้อน้ำที่ทำจากอลูมิเนียมโปรไฟล์หรือเหล็กแผ่น การใช้โปรไฟล์สำเร็จรูปรูปตัวยูจะต้องใช้แรงงานน้อยลง การคำนวณพื้นที่หม้อน้ำเป็นเรื่องง่าย ต้องมีอย่างน้อย 20 ซม. 2 ต่อ 1 วัตต์ หลังจากเลือกวัสดุทั้งหมดแล้ว คุณสามารถประกอบทุกอย่างเป็นห่วงโซ่เดียวได้ เป็นการดีกว่าที่จะสลับไฟ LED เพื่อการเจริญเติบโตของพืชตามสี สิ่งนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงแสงสว่างที่สม่ำเสมอ

ไฟโตแอลอีดี

การพัฒนาล่าสุด เช่น ไฟโต-แอลอีดี สามารถแทนที่อะนาล็อกทั่วไปที่เรืองแสงเป็นสีเดียวได้ อุปกรณ์ใหม่นี้รวมสเปกตรัมที่จำเป็นสำหรับพืชไว้ในชิปตัวเดียว จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตทุกขั้นตอน ไฟโตแลมป์ที่ง่ายที่สุดมักประกอบด้วยบล็อกที่มีไฟ LED และพัดลม ส่วนหลังสามารถปรับความสูงได้

หลอดฟลูออเรสเซนต์

หลอดฟลูออเรสเซนต์ได้รับความนิยมสูงสุดในสวนครัวเรือนและสวนผักมานานแล้ว แต่โคมไฟสำหรับพืชดังกล่าวไม่เหมาะกับสเปกตรัมสี พวกเขากำลังถูกแทนที่ด้วยไฟโต LED หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบพิเศษมากขึ้นเรื่อยๆ

โซเดียม

แสงที่มีความอิ่มตัวสูงเท่ากับแสงจากอุปกรณ์โซเดียมไม่เหมาะสำหรับการวางในอพาร์ตเมนต์ แนะนำให้ใช้ในโรงเรือนขนาดใหญ่ สวน และโรงเรือนที่มีการส่องสว่างของพืช ข้อเสียของหลอดไฟดังกล่าวคือประสิทธิภาพต่ำ โดยแปลงพลังงานสองในสามให้เป็นความร้อน และมีเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ใช้สำหรับการแผ่รังสีแสง นอกจากนี้สเปกตรัมสีแดงของหลอดไฟดังกล่าวยังมีความเข้มมากกว่าสเปกตรัมสีน้ำเงิน

เราสร้างอุปกรณ์ด้วยตัวเอง

วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำโคมไฟสำหรับต้นไม้คือการใช้แถบที่มีไฟ LED ติดอยู่ เราต้องการมันในสเปกตรัมสีแดงและสีน้ำเงิน พวกเขาจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ หลังสามารถซื้อได้ในที่เดียวกับเทป - ที่ร้านฮาร์ดแวร์ คุณต้องมีตัวยึด - แผงขนาดของพื้นที่ส่องสว่าง

การผลิตควรเริ่มต้นด้วยการทำความสะอาดแผง จากนั้นคุณสามารถติดเทปไดโอดได้ ในการดำเนินการนี้ ให้นำฟิล์มป้องกันออกแล้วติดด้านเหนียวเข้ากับแผง หากคุณต้องตัดเทป คุณสามารถต่อชิ้นส่วนต่างๆ เข้าด้วยกันได้โดยใช้หัวแร้ง

ไฟ LED สำหรับพืชไม่ต้องการการระบายอากาศเพิ่มเติม แต่หากห้องนั้นมีการระบายอากาศไม่ดีแนะนำให้ติดตั้งเทปบนโครงโลหะ (เช่นทำจากอลูมิเนียม) โหมดแสงสว่างสำหรับดอกไม้ในห้องอาจเป็นดังนี้:

• สำหรับผู้ที่เติบโตห่างจากหน้าต่างในที่ร่ม 1,000-3,000 ลักซ์ก็เพียงพอแล้ว
• สำหรับพืชที่ต้องการแสงแบบกระจายค่าจะสูงถึง 4,000 ลักซ์
• ตัวแทนของพืชที่ต้องการแสงสว่างโดยตรง - สูงถึง 6,000 ลักซ์
• สำหรับเขตร้อนและผลไม้ - สูงถึง 12,000 ลักซ์

หากคุณต้องการเห็นพืชในร่มในรูปแบบที่ดีต่อสุขภาพและสวยงาม คุณต้องตอบสนองความต้องการแสงสว่างอย่างระมัดระวัง ดังนั้นเราจึงได้ค้นพบข้อดีและข้อเสียของพืชตลอดจนสเปกตรัมของรังสีแล้ว

นิเวศวิทยาของการบริโภค วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี: ต้องใช้แสงสว่างแบบใดเพื่อให้ได้พืชที่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ มีขนาดใหญ่ มีกลิ่นหอม และอร่อย โดยใช้พลังงานปานกลาง

ความเข้มของการสังเคราะห์ด้วยแสงภายใต้แสงสีแดงจะสูงสุด แต่ภายใต้แสงสีแดงเพียงอย่างเดียว พืชจะตายหรือการพัฒนาของพวกมันหยุดชะงัก ตัวอย่างเช่น นักวิจัยชาวเกาหลีได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อส่องสว่างด้วยสีแดงบริสุทธิ์ มวลของผักกาดหอมที่โตแล้วจะมีมากกว่าเมื่อส่องสว่างด้วยสีแดงและสีน้ำเงินผสมกัน แต่ใบมีคลอโรฟิลล์ โพลีฟีนอล และสารต้านอนุมูลอิสระน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ และคณะชีววิทยาของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกได้กำหนดว่าในใบของผักกาดขาวปลีภายใต้แสงสีแดงและสีน้ำเงินแถบแคบ (เมื่อเทียบกับการส่องสว่างด้วยหลอดโซเดียม) การสังเคราะห์น้ำตาลจะลดลง ยับยั้งการเจริญเติบโตและการออกดอกไม่ เกิดขึ้น.

ข้าว. 1ลีอันนา การ์ฟิลด์ Tech Insider - ฟาร์มการบิน

ต้องใช้แสงสว่างแบบใดเพื่อให้ได้พืชที่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ ขนาดใหญ่ มีกลิ่นหอมและรสชาติดี โดยใช้พลังงานปานกลาง?

จะประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดไฟได้อย่างไร?

ตัวชี้วัดพื้นฐานสำหรับการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของไฟโตไลท์:

• โฟตอนฟลักซ์สังเคราะห์แสง (พีพีเอฟ) มีหน่วยเป็นไมโครโมลต่อจูล กล่าวคือ ในจำนวนควอนตัมแสงในช่วง 400–700 นาโนเมตร ที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟที่ใช้ไฟฟ้า 1 J
• ให้ผลผลิตโฟตอนฟลักซ์ (วายพีเอฟ) ในไมโครโมลที่มีประสิทธิภาพต่อจูลเช่นในจำนวนควอนตัมต่อไฟฟ้า 1 J โดยคำนึงถึงตัวคูณ - เส้นโค้ง แมคครี.

พีพีเอฟจะสูงกว่าเล็กน้อยเสมอ วายพีเอฟ(โค้ง แมคครีปรับมาตรฐานเป็นหนึ่งและอยู่ในช่วงส่วนใหญ่น้อยกว่าหนึ่ง) ดังนั้นการวัดแรกจึงเป็นประโยชน์สำหรับผู้ขายหลอดไฟ ตัวชี้วัดที่สองนั้นให้ผลกำไรมากกว่าสำหรับผู้ซื้อเนื่องจากมีการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างเพียงพอมากกว่า

ประสิทธิภาพของ DNAT

สถานประกอบการทางการเกษตรขนาดใหญ่ที่มีประสบการณ์และการนับเงินยังคงใช้หลอดโซเดียม ใช่ พวกเขาเต็มใจตกลงที่จะแขวนไฟ LED ที่จัดไว้ให้ไว้เหนือเตียงทดลอง แต่พวกเขาไม่ตกลงที่จะจ่ายเงินให้

จากรูป 2 แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของหลอดโซเดียมขึ้นอยู่กับกำลังไฟเป็นอย่างมาก และสูงสุดถึง 600 วัตต์ ลักษณะคุณค่าในแง่ดี วายพีเอฟสำหรับหลอดโซเดียม 600–1,000 W คือ 1.5 eff ไมโครโมล/เจ หลอดโซเดียม 70–150 วัตต์มีประสิทธิภาพน้อยกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง

ข้าว. 2.สเปกตรัมทั่วไปของหลอดโซเดียมสำหรับพืช (ซ้าย). ประสิทธิภาพเป็นลูเมนต่อวัตต์และไมโครโมลที่มีประสิทธิภาพของแบรนด์ไฟเรือนกระจกโซเดียมเชิงพาณิชย์ คาวิต้า, อี-ปาปิยอง, "กาลาด" และ "สะท้อน" (ด้านขวา)

หลอดไฟ LED ใด ๆ ที่มีประสิทธิภาพ 1.5 eff µmol/W และราคาที่สมเหตุสมผล ถือได้ว่าทดแทนหลอดโซเดียมได้อย่างคุ้มค่า

ประสิทธิภาพที่น่าสงสัยของไฟโตไลท์สีแดง-น้ำเงิน

ในบทความนี้ เราไม่นำเสนอสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของคลอโรฟิลล์ เนื่องจากการอ้างถึงสเปกตรัมเหล่านี้ในการอภิปรายเกี่ยวกับการใช้ฟลักซ์แสงของพืชที่มีชีวิตนั้นไม่ถูกต้อง คลอโรฟิลล์ คำเชิญโดดเดี่ยวและบริสุทธิ์ จะดูดซับเฉพาะแสงสีแดงและสีน้ำเงินจริงๆ เท่านั้น ในเซลล์ที่มีชีวิต เม็ดสีจะดูดซับแสงในช่วง 400–700 นาโนเมตรและถ่ายโอนพลังงานไปยังคลอโรฟิลล์ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแสงในแผ่นถูกกำหนดโดยเส้นโค้ง " แมคครี 1972"(รูปที่ 3)

ข้าว. 3. วี(แลมบ์ดา) - เส้นโค้งการมองเห็นของมนุษย์ อาร์คิวอี- ประสิทธิภาพควอนตัมสัมพัทธ์สำหรับโรงงาน ( แมคครี 1972); σ รและ σ ศ- เส้นโค้งการดูดกลืนแสงสีแดงและแสงสีแดงไกลโดยไฟโตโครม บี(แล) - ประสิทธิภาพการถ่ายภาพของแสงสีน้ำเงิน

หมายเหตุ: ประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงสีแดงจะสูงกว่าประสิทธิภาพขั้นต่ำในช่วงสีเขียวหนึ่งเท่าครึ่ง และถ้าคุณเฉลี่ยประสิทธิภาพในช่วงความถี่ที่ค่อนข้างกว้าง ความแตกต่างก็จะยิ่งสังเกตเห็นได้น้อยลงไปอีก ในทางปฏิบัติ การกระจายพลังงานบางส่วนจากช่วงสีแดงไปยังช่วงสีเขียวในบางครั้ง ในทางกลับกัน จะช่วยเพิ่มการทำงานของพลังงานของแสง แสงสีเขียวผ่านความหนาของใบไปยังชั้นล่างพื้นที่ใบที่มีประสิทธิภาพของพืชจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและผลผลิตของผักกาดหอมจะเพิ่มขึ้น

งานนี้ได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ด้านพลังงานของโรงไฟส่องสว่างที่มีหลอดไฟ LED สีขาวทั่วไป

รูปร่างลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมของ LED สีขาวถูกกำหนดโดย:

• ความสมดุลของคลื่นสั้นและคลื่นยาวสัมพันธ์กับอุณหภูมิสี (รูปที่ 4 ซ้าย)
• ระดับการครอบครองสเปกตรัมซึ่งสัมพันธ์กับการเรนเดอร์สี (รูปที่ 4 ขวา)

ข้าว. 4.สเปกตรัมของไฟ LED สีขาวที่มีการเรนเดอร์สีเดียวกัน แต่มี CCT อุณหภูมิสีต่างกัน (ซ้าย)และด้วยอุณหภูมิสีเดียวกันและการเรนเดอร์สีที่ต่างกัน ร(ด้านขวา)

ความแตกต่างในสเปกตรัมของไดโอดสีขาวที่มีการเรนเดอร์สีเดียวกันและอุณหภูมิสีเดียวกันนั้นละเอียดมาก ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถประเมินพารามิเตอร์ที่ขึ้นกับสเปกตรัมได้ด้วยอุณหภูมิสี การแสดงสี และประสิทธิภาพการส่องสว่างเท่านั้น ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่เขียนไว้บนฉลากของหลอดไฟแสงสีขาวทั่วไป

ผลการวิเคราะห์สเปกตรัมของ LED สีขาวแบบอนุกรมมีดังต่อไปนี้:

1. ในสเปกตรัมของไฟ LED สีขาวทั้งหมด แม้จะมีอุณหภูมิสีต่ำและการแสดงสีสูงสุด เช่น หลอดโซเดียม แต่ก็มีสีแดงไกลน้อยมาก (รูปที่ 5)

ข้าว. 5.สเปกตรัม LED สีขาว ( นำ 4000เค ร= 90) และแสงโซเดียม ( HPS) เมื่อเปรียบเทียบกับฟังก์ชันสเปกตรัมของความไวของพืชต่อสีน้ำเงิน ( บี), สีแดง ( อ) และไฟแดงไกล ( A_fr)

ภายใต้สภาพธรรมชาติพืชที่ถูกบังด้วยร่มเงาของใบไม้ต่างดาวจะได้รับสีแดงที่อยู่ห่างไกลมากกว่าสีแดงใกล้ซึ่งในพืชที่ชอบแสงจะทำให้เกิด "กลุ่มอาการการหลีกเลี่ยงร่มเงา" - พืชเหยียดขึ้น ตัวอย่างเช่น มะเขือเทศในระยะการเจริญเติบโต (ไม่ใช่ต้นกล้า!) จำเป็นต้องมีสีแดงมากในการยืด เพิ่มการเติบโต และพื้นที่ครอบครองทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นการเก็บเกี่ยวในอนาคต

ดังนั้น ภายใต้ไฟ LED สีขาวและภายใต้แสงโซเดียม ต้นไม้จะรู้สึกเหมือนอยู่ภายใต้แสงอาทิตย์ที่เปิดโล่งและไม่ยืดตัวขึ้นไป

2. จำเป็นต้องใช้แสงสีน้ำเงินสำหรับปฏิกิริยา "การติดตามดวงอาทิตย์" (รูปที่ 6)

ตัวอย่างการใช้สูตรนี้:

A. ให้เราประมาณค่าพื้นฐานของพารามิเตอร์ของแสงสีขาวว่าควรให้แสงสว่างเท่าใดเพื่อให้ได้รับ เช่น 300 eff สำหรับการแสดงสีและอุณหภูมิสีที่กำหนด ไมโครโมล/วินาที/m2:

จะเห็นได้ว่าการใช้แสงวอร์มไวท์ที่มีการเรนเดอร์สีสูงทำให้ใช้ระดับความสว่างที่ลดลงเล็กน้อย แต่หากเราคำนึงว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างของไฟ LED แสงโทนอุ่นที่มีการเรนเดอร์สีสูงนั้นค่อนข้างต่ำ จะเห็นได้ชัดว่าการเลือกอุณหภูมิสีและการเรนเดอร์สีจะไม่ชนะหรือแพ้อย่างมีนัยสำคัญ คุณสามารถปรับสัดส่วนของไฟโตแอกทีฟสีน้ำเงินหรือสีแดงได้เท่านั้น

B. มาประเมินการใช้งานไฟ LED เอนกประสงค์ทั่วไปสำหรับการปลูกไมโครกรีนกันดีกว่า

ให้หลอดไฟขนาด 0.6 × 0.6 ม. กินไฟ 35 W และมีอุณหภูมิสี 4000 ถึงการแสดงสี รา= 80 และประสิทธิภาพการส่องสว่าง 120 ลูเมน/วัตต์ จากนั้นประสิทธิภาพก็จะเป็น วายพีเอฟ= (120/100)⋅(1.15 + (35⋅80 − 2360)/4000) เอฟเฟค µmol/J = 1.5 เอฟเอฟ ไมโครโมล/เจ ซึ่งเมื่อคูณด้วยปริมาณที่ใช้ไป 35 W จะเท่ากับ 52.5 eff ไมโครโมล/วินาที

หากโคมไฟดังกล่าวถูกลดระดับลงต่ำเพียงพอเหนือเตียงไมโครกรีนโดยมีพื้นที่ 0.6 × 0.6 ม. = 0.36 ม. 2 และด้วยเหตุนี้จึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียแสงที่ด้านข้าง ความหนาแน่นของแสงจะเท่ากับ 52.5 eff µmol/s / 0.36m 2 = 145 เอฟเอฟ ไมโครโมล/วินาที/m2 ซึ่งเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของค่าที่แนะนำโดยทั่วไป ดังนั้นพลังของหลอดไฟจึงต้องเพิ่มเป็นสองเท่าด้วย

การเปรียบเทียบโดยตรงของพารามิเตอร์ไฟโตโพรามิเตอร์ของหลอดไฟประเภทต่างๆ

มาเปรียบเทียบพารามิเตอร์ไฟโตลูมิแนร์ของหลอดไฟ LED บนเพดานในสำนักงานทั่วไปที่ผลิตในปี 2016 กับไฟโตลูมิแนร์แบบพิเศษ (รูปที่ 7)

ข้าว. 7.พารามิเตอร์เปรียบเทียบของหลอดโซเดียม 600W ทั่วไปสำหรับโรงเรือน ไฟโตไลท์ LED เฉพาะทาง และหลอดไฟสำหรับให้แสงสว่างภายในอาคารทั่วไป

จะเห็นได้ว่าหลอดไฟส่องสว่างทั่วไปทั่วไปที่มีตัวกระจายแสงถูกถอดออกเมื่อโรงงานให้แสงสว่างไม่ด้อยกว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดโซเดียมชนิดพิเศษ เป็นที่ชัดเจนว่าไฟโตไฟโตไฟสีแดง - น้ำเงิน (ไม่ได้ตั้งใจตั้งชื่อผู้ผลิต) นั้นถูกสร้างขึ้นในระดับเทคโนโลยีที่ต่ำกว่าเนื่องจากประสิทธิภาพทั้งหมด (อัตราส่วนของกำลังของฟลักซ์ส่องสว่างเป็นวัตต์ต่อพลังงานที่ใช้ไป เครือข่าย) ด้อยกว่าประสิทธิภาพของโคมไฟสำนักงาน แต่ถ้าประสิทธิภาพของหลอดไฟสีแดง น้ำเงิน และขาวเท่ากัน พารามิเตอร์ไฟโตโพรามิเตอร์ก็จะใกล้เคียงกันเช่นกัน!

จากสเปกตรัมยังเห็นได้ชัดเจนว่าไฟโต-โคมสีแดง-น้ำเงินไม่ใช่แถบแคบ โคกสีแดงนั้นกว้างและมีสีแดงไกลเรดมากกว่าไฟ LED สีขาวและหลอดโซเดียมมาก ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้โคมแดง อาจแนะนำให้ใช้โคมไฟเพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับตัวเลือกอื่นๆ

การประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบแสงสว่างโดยรวม:

การตอบสนองต่อแสงของพืช: ความเข้มข้นของการแลกเปลี่ยนก๊าซ การใช้สารอาหารจากสารละลายและกระบวนการสังเคราะห์จะถูกกำหนดในห้องปฏิบัติการ การตอบสนองไม่เพียงแสดงลักษณะการสังเคราะห์ด้วยแสงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการเจริญเติบโต การออกดอก และการสังเคราะห์สารที่จำเป็นสำหรับรสชาติและกลิ่นด้วย

ในรูป รูปที่ 14 แสดงการตอบสนองของพืชต่อการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของแสง ความเข้มข้นของการบริโภคโซเดียมและฟอสฟอรัสจากสารละลายธาตุอาหารวัดโดยมิ้นต์ สตรอเบอร์รี่ และผักกาดหอม จุดพีคในกราฟดังกล่าวเป็นสัญญาณว่าปฏิกิริยาเคมีบางอย่างกำลังถูกกระตุ้น กราฟแสดงให้เห็นว่าการแยกบางช่วงจากสเปกตรัมทั้งหมดเพื่อการประหยัดจะเหมือนกับการถอดคีย์เปียโนบางส่วนออกและเล่นทำนองในส่วนที่เหลือ

ข้าว. 14.บทบาทการกระตุ้นของแสงต่อการบริโภคไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในมิ้นต์ สตรอเบอร์รี่ และผักกาดหอม

หลักการของปัจจัยจำกัดสามารถขยายไปยังส่วนประกอบสเปกตรัมแต่ละชิ้นได้ - เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สมบูรณ์ ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม จำเป็นต้องใช้สเปกตรัมทั้งหมด การลบบางช่วงออกจากสเปกตรัมเต็มไม่ได้ทำให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ "ถัง Liebig" อาจใช้งานได้ - และผลลัพธ์จะเป็นลบ
ตัวอย่างแสดงให้เห็นว่าไฟ LED สีขาวธรรมดาและ "ไฟโตไลท์สีแดง-น้ำเงิน" แบบพิเศษมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานเท่ากันโดยประมาณเมื่อให้แสงสว่างแก่พืช แต่สีขาวบรอดแบนด์นั้นตอบสนองความต้องการของพืชได้อย่างทั่วถึงซึ่งไม่เพียงแสดงออกมาในการกระตุ้นการสังเคราะห์ด้วยแสงเท่านั้น

การลบสีเขียวออกจากสเปกตรัมต่อเนื่องเพื่อให้แสงเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีม่วงเป็นวิธีการทางการตลาดสำหรับผู้ซื้อที่ต้องการ "โซลูชันพิเศษ" แต่ไม่ใช่ลูกค้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสม

ปรับแสงสีขาว

ไฟ LED สีขาวสำหรับใช้งานทั่วไปทั่วไปส่วนใหญ่มีการแสดงสีที่ไม่ดี รา= 80 ซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากการไม่มีสีแดง (รูปที่ 4)

การขาดสีแดงในสเปกตรัมสามารถชดเชยได้โดยการเพิ่มไฟ LED สีแดงลงในหลอดไฟ โซลูชันนี้ได้รับการส่งเสริม เช่น โดยบริษัท ครี. ตรรกะของ "ถัง Liebig" แสดงให้เห็นว่าสารเติมแต่งดังกล่าวจะไม่เป็นอันตรายหากเป็นสารเติมแต่งอย่างแท้จริงและไม่ใช่การกระจายพลังงานจากช่วงอื่นเพื่อสนับสนุนสีแดง

งานที่น่าสนใจและสำคัญได้ดำเนินการในปี 2556-2559 โดยสถาบันปัญหาชีวการแพทย์ของ Russian Academy of Sciences: พวกเขาศึกษาว่าการเพิ่มไฟ LED สีขาว 4,000 ดวงเข้ากับแสงส่งผลต่อการพัฒนากะหล่ำปลีจีนอย่างไร ถึง / รา= ไฟ LED สีแดงแถบแคบแสง 70 ดวง 660 นาโนเมตร

และเราพบสิ่งต่อไปนี้:

• ภายใต้ไฟ LED กะหล่ำปลีจะเติบโตได้ใกล้เคียงกับแสงโซเดียม แต่มีคลอโรฟิลล์มากกว่า (ใบมีสีเขียวกว่า)
• น้ำหนักแห้งของพืชผลเกือบจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณแสงทั้งหมดเป็นโมลที่พืชได้รับ แสงมากขึ้น - กะหล่ำปลีมากขึ้น
• ความเข้มข้นของวิตามินซีในกะหล่ำปลีจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตามความสว่างที่เพิ่มขึ้น แต่จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเพิ่มแสงสีแดงเป็นแสงสีขาว
• การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในสัดส่วนขององค์ประกอบสีแดงในสเปกตรัมทำให้ความเข้มข้นของไนเตรตในชีวมวลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จำเป็นต้องปรับสารละลายธาตุอาหารให้เหมาะสมและแนะนำส่วนหนึ่งของไนโตรเจนในรูปแอมโมเนียมเพื่อไม่ให้เกินความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตสำหรับไนเตรต แต่ในแสงสีขาวบริสุทธิ์ สามารถทำงานได้เฉพาะกับรูปแบบไนเตรตเท่านั้น
• ในเวลาเดียวกัน การเพิ่มสัดส่วนของสีแดงในฟลักซ์แสงทั้งหมดแทบไม่มีผลกระทบต่อน้ำหนักของพืชผล นั่นคือการเติมเต็มส่วนประกอบสเปกตรัมที่ขาดหายไปไม่ส่งผลกระทบต่อปริมาณของพืชผล แต่ส่งผลต่อคุณภาพด้วย
• ประสิทธิภาพโมลต่อวัตต์ที่สูงกว่าของ LED สีแดงหมายความว่าการเพิ่มสีแดงเป็นสีขาวก็มีประสิทธิภาพที่กระฉับกระเฉงเช่นกัน

ดังนั้นแนะนำให้เติมสีแดงเป็นสีขาวในกรณีของผักกาดขาวปลีโดยเฉพาะ และค่อนข้างเป็นไปได้ในกรณีทั่วไป แน่นอนด้วยการควบคุมทางชีวเคมีและการเลือกปุ๋ยที่ถูกต้องสำหรับพืชผลเฉพาะ

ตัวเลือกเพื่อเพิ่มสีสันให้กับสเปกตรัมด้วยแสงสีแดง

โรงงานไม่ทราบว่าควอนตัมจากสเปกตรัมแสงสีขาวมาจากไหน และควอนตัม "สีแดง" มาจากไหน ไม่จำเป็นต้องสร้างสเปกตรัมพิเศษใน LED ตัวเดียว และไม่จำเป็นต้องส่องแสงสีแดงและสีขาวจากไฟโต-แลมป์พิเศษเพียงอันเดียว ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้แสงสีขาวสำหรับใช้งานทั่วไปและส่องสว่างต้นไม้เพิ่มเติมด้วยหลอดไฟสีแดงแยกต่างหาก และเมื่อมีคนอยู่ใกล้โรงงาน ก็สามารถปิดไฟสีแดงได้โดยใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว เพื่อทำให้ต้นไม้ดูเขียวและสวยงาม

แต่วิธีแก้ปัญหาที่ตรงกันข้ามก็เป็นธรรมเช่นกัน - โดยการเลือกองค์ประกอบของฟอสเฟอร์ ขยายสเปกตรัมของ LED สีขาวไปสู่คลื่นยาว ปรับสมดุลเพื่อให้แสงยังคงเป็นสีขาว และคุณจะได้แสงสีขาวที่มีการเรนเดอร์สีสูงเป็นพิเศษ เหมาะสำหรับทั้งพืชและมนุษย์

เป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งในการเพิ่มสัดส่วนของสีแดง โดยเพิ่มดัชนีการแสดงสีโดยรวม ในกรณีของการทำฟาร์มในเมือง - การเคลื่อนไหวทางสังคมในการปลูกพืชที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ในเมือง มักจะรวมพื้นที่อยู่อาศัยเข้าด้วยกัน และด้วยเหตุนี้สภาพแวดล้อมที่สว่างไสวของ มนุษย์และพืช

คำถามเปิด

สามารถระบุบทบาทของอัตราส่วนของแสงสีแดงไกลและใกล้ได้ และแนะนำให้ใช้ "กลุ่มอาการการหลีกเลี่ยงร่มเงา" สำหรับพืชผลต่างๆ เราสามารถโต้แย้งได้ว่าพื้นที่ใดในระหว่างการวิเคราะห์ที่แนะนำให้แบ่งระดับความยาวคลื่น

สามารถพูดคุยได้ว่าพืชต้องการความยาวคลื่นสั้นกว่า 400 นาโนเมตรหรือยาวกว่า 700 นาโนเมตรสำหรับการกระตุ้นหรือการทำงานตามกฎระเบียบ ตัวอย่างเช่น มีรายงานส่วนตัวว่ารังสีอัลตราไวโอเลตส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพผู้บริโภคของพืช เหนือสิ่งอื่นใดผักกาดหอมพันธุ์ใบแดงนั้นปลูกโดยไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตและพวกมันก็จะเติบโตเป็นสีเขียว แต่ก่อนที่จะขายพวกมันจะถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลตพวกมันจะเปลี่ยนเป็นสีแดงและถูกส่งไปยังเคาน์เตอร์ และตัวชี้วัดใหม่ถูกต้องหรือไม่? พีบาร์ (รังสีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพของพืช) ตามที่อธิบายไว้ในมาตรฐาน ANSI/อาซาเบะ S640, ปริมาณและหน่วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับพืช (สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงกำหนดโดยคำนึงถึงช่วง 280–800 นาโนเมตร

บทสรุป

ร้านค้าในเครือเลือกพันธุ์ที่มีความเสถียรมากกว่าจากนั้นผู้ซื้อจะโหวตด้วยรูเบิลเพื่อให้ได้ผลไม้ที่สว่างกว่า และแทบไม่มีใครเลือกรสชาติและกลิ่น แต่ทันทีที่เราร่ำรวยขึ้นและเริ่มมีความต้องการมากขึ้น วิทยาศาสตร์จะจัดหาพันธุ์และสูตรที่จำเป็นสำหรับสารละลายธาตุอาหารทันที

และเพื่อให้พืชสังเคราะห์ทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับรสชาติและกลิ่นได้นั้น จะต้องมีแสงที่มีสเปกตรัมที่มีความยาวคลื่นทั้งหมดที่พืชจะทำปฏิกิริยา กล่าวคือ ในกรณีทั่วไป สเปกตรัมต่อเนื่อง บางทีวิธีแก้ปัญหาพื้นฐานอาจเป็นแสงสีขาวที่มีการเรนเดอร์สีสูง

วรรณกรรม
1. ลูกชาย K-H โอ้ M-M รูปร่างใบ การเจริญเติบโต และสารประกอบฟีนอลต้านอนุมูลอิสระของผักกาดหอม 2 พันธุ์ที่ปลูกภายใต้ไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงินและสีแดงผสมกัน // ศาสตร์พืชสวน – 2013. – เล่ม. 48. – หน้า 988-95.
2. Ptushenko V.V., Avercheva O.V., Bassarskaya E.M., Berkovich Yu A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Zhigalova T.V., 2015. สาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับการเจริญเติบโตของกะหล่ำปลีจีนลดลงภายใต้แสงสีแดงและสีน้ำเงินแถบแคบรวมเมื่อเปรียบเทียบกับการส่องสว่างโดย หลอดโซเดียมความดันสูง พืชสวนศาสตร์ https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, สภาพแวดล้อมแสงคุณภาพสูงสำหรับมนุษย์และพืช https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu & H. Liu, 2014, การเจริญเติบโต, ลักษณะการสังเคราะห์แสง, ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระและผลผลิตชีวมวลและคุณภาพของข้าวสาลี (Triticum aestivum L.) ที่สัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีการรวมสเปกตรัมที่แตกต่างกัน
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. และคณะ ผลของไดโอดเปล่งแสงสีแดง น้ำเงิน และขาวต่อการเจริญเติบโต การพัฒนา และคุณภาพที่กินได้ของผักกาดหอมที่ปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์ (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae – 2013 – V. 150. – หน้า 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M., และคณะ ผลของการให้แสงสว่างเสริมด้วยไดโอดเปล่งแสง (LED) ต่อผลผลิตมะเขือเทศและคุณภาพของต้นมะเขือเทศแบบโครงเดี่ยวที่ปลูกที่ความหนาแน่นในการปลูกสูง // สภาพแวดล้อม ควบคุม. ไบโอล – 2555. เล่ม. 50. – หน้า 63–74.
7. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., O.S. ยาโคฟเลวา, A.I. ซนาเมนสกี้, I.G. ทาราคานอฟ, S.G. Radchenko, S.N. ลาพัช. เหตุผลของรูปแบบการให้แสงสว่างของพืชที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเรือนกระจกอวกาศ Vitacycle-T เวชศาสตร์การบินและอวกาศและสิ่งแวดล้อม 2559 ต.50. ลำดับที่ 4.
8. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Yakovleva O.S., Znamensky A.I., Tarakanov I.G., Radchenko S.G., Lapach S.N., Trofimov Yu.V., Tsvirko V.I. การเพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟ LED ของเรือนกระจกวิตามิน เวชศาสตร์การบินและอวกาศและสิ่งแวดล้อม 2559 ต.50. ลำดับที่ 3.
9. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Smolyanina S.O., Pomelova M.A., Erokhin A.N., Yakovleva O.S., Tarakanov I.G. อิทธิพลของพารามิเตอร์ระบบการปกครองแบบแสงต่อการสะสมของไนเตรตในชีวมวลเหนือพื้นดินของผักกาดขาวปลี (Brassica chinensis L.) เมื่อปลูกด้วยเครื่องฉายรังสี LED เคมีเกษตร. 2558. ฉบับที่ 11.

หากคุณมีคำถามใด ๆ ในหัวข้อนี้ โปรดถามผู้เชี่ยวชาญและผู้อ่านโครงการของเรา

ตอนนี้อาจมีเพียงคนหูหนวกเท่านั้นที่ไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับหลอดไฟ LED และไฟ LED ที่สว่างเป็นพิเศษ ในบรรดานักวิทยุสมัครเล่น LED ที่สว่างเป็นพิเศษเป็นเป้าหมายของการศึกษาอย่างใกล้ชิดและเป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์นวัตกรรมที่ทำเองที่บ้านมานานแล้ว ใช่ ไม่น่าแปลกใจเลยที่ LED ที่สว่างเป็นพิเศษมีความน่าสนใจเป็นหลักในด้านประสิทธิภาพและลักษณะการส่งแสงที่ดี LED มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีและไม่กลัวการสั่นสะเทือนและการสั่น ไม่น่าแปลกใจเลยที่ LED กำลังสูงถูกนำมาใช้มากขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์

คุณภาพเชิงบวกที่สำคัญอีกประการหนึ่งของ LED ก็คือพวกมันเริ่มเปล่งแสงทันทีหลังจากจ่ายไฟ ตัวอย่างเช่นหลอดฟลูออเรสเซนต์ด้อยกว่า LED ในเรื่องนี้ สำหรับการใช้งานหลอดฟลูออเรสเซนต์ในระยะยาว แนะนำให้สตาร์ทแบบร้อน เมื่อเส้นใยถูกทำให้ร้อนก่อน หลอดไฟจะเปิดขึ้นหลังจากผ่านไปไม่กี่วินาที

ในช่วงต้นยุค 90 Nichia ได้เปิดตัว LED สีน้ำเงินและสีขาวตัวแรกของโลก นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา การแข่งขันทางเทคโนโลยีได้เริ่มขึ้นในการผลิต LED ที่ให้ความสว่างเป็นพิเศษและกำลังสูง

LED เพียงอย่างเดียวไม่สามารถปล่อยแสงสีขาวได้ เนื่องจากแสงสีขาวเป็นผลรวมของสีทั้งหมด ไดโอดเปล่งแสง ปล่อยแสงในลักษณะที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ความยาวคลื่น. สีของรังสี LED ขึ้นอยู่กับความกว้างของช่องว่างพลังงานของการเปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นจุดที่อิเล็กตรอนและรูรวมตัวกันอีกครั้ง

ความกว้างของช่องว่างพลังงานจะขึ้นอยู่กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เพื่อให้ได้แสงสีขาวมาสู่คริสตัล ไฟ LED สีฟ้าชั้นของฟอสเฟอร์ถูกนำไปใช้ ซึ่งเมื่อสัมผัสกับรังสีสีน้ำเงิน จะปล่อยแสงสีเหลืองและสีแดง ผลการผสมสีน้ำเงิน เหลือง และแดง ทำให้เกิดแสงสีขาว

นี่เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแสงสีขาวโดยใช้ไดโอดเปล่งแสง

แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายสำหรับไฟ LED สีขาวสว่างเป็นพิเศษจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2,8 ก่อน 3,9 โวลต์ ลักษณะเฉพาะของ LED สามารถพบได้ในคำอธิบาย (เอกสารข้อมูล)

ไฟ LED สีขาวสว่างเป็นพิเศษที่ทรงพลังถึงแม้จะมีจำหน่าย แต่ก็ยังมีราคาแพงเมื่อเทียบกับไฟ LED แสดงสถานะสีแดงและสีเขียว ดังนั้น จึงควรระมัดระวังเมื่อใช้ในการติดตั้งระบบไฟส่องสว่าง แหล่งจ่ายไฟ LED คุณภาพสูง.

แม้ว่าทรัพยากรของ LED จะค่อนข้างยาว แต่ก็มีการเปล่งแสงก็ตาม เซมิคอนดักเตอร์มาก ไวต่อกระแสเกิน. อันเป็นผลมาจากการโอเวอร์โหลด LED อาจยังคงทำงานอยู่ แต่กำลังส่องสว่างจะน้อยลงอย่างมาก ในบางกรณี LED ที่ทำงานบางส่วนอาจทำให้ LED อื่นๆ ที่เชื่อมต่ออยู่เสียหายได้

เพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดของ LED และผลที่ตามมาคือความล้มเหลว ไดรเวอร์พลังงานบนไมโครวงจรพิเศษ ตัวขับเคลื่อนกำลังนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่มีความเสถียร หากต้องการปรับความสว่างของ LED ขอแนะนำให้ใช้การมอดูเลตแบบพัลส์

เป็นไปได้ว่าในไม่ช้า ผู้ผลิตไฟ LED กำลังสูงจะรวมชิปโคลงปัจจุบันเข้ากับการออกแบบไฟ LED กำลังสูงโดยตรง ซึ่งคล้ายกับไฟ LED กระพริบ ( ไฟ LED กระพริบ ) ซึ่งมีชิปกำเนิดพัลส์ในตัว

LED สามารถทำงานได้นานหลายทศวรรษ โดยมีเงื่อนไขว่าคริสตัลเปล่งแสงไม่ร้อนมากเนื่องจากการไหลของกระแส ในไฟ LED กำลังสูงสมัยใหม่ กระแสไฟจ่ายสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 1,000 มิลลิแอมป์(1 แอมแปร์!) ที่แรงดันไฟฟ้าที่ 2,5 ก่อน 3,6 – 4 โวลต์ ตัวอย่างเช่น ไฟ LED กำลังสูงมีพารามิเตอร์เหล่านี้ ลูมิเลดส์ . เพื่อขจัดความร้อนส่วนเกินใน LED ดังกล่าว จะใช้หม้อน้ำอลูมิเนียมซึ่งบูรณาการเชิงโครงสร้างกับคริสตัล LED ผู้ผลิตไฟ LED สีขาวกำลังสูงแนะนำให้ติดตั้งบนหม้อน้ำเพิ่มเติม ข้อสรุปนั้นชัดเจน - หากคุณต้องการการใช้งาน LED ในระยะยาว ให้แน่ใจว่ามีการระบายความร้อนที่ดี

เมื่อติดตั้ง LED กำลังสูง คุณต้องจำไว้ว่าฐานนำความร้อนของ LED ไม่เป็นกลางทางไฟฟ้า. ในเรื่องนี้จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีฉนวนไฟฟ้าของฐาน LED เมื่อติดตั้งบนหม้อน้ำทั่วไป

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าทั่วไปสำหรับ LED ที่มีความสว่างเป็นพิเศษคือ 3,6 โวลต์ ดังนั้น LED ดังกล่าวจึงสามารถใช้กับไฟฉาย LED ร่วมกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ในรูปแบบได้อย่างง่ายดาย เอเอ. ในการจ่ายไฟให้ LED คุณจะต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ 3 ก้อนแบบอนุกรมโดยมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 1,2 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะเป็นสิ่งที่จำเป็น 3,6 โวลต์ ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า

ราคา LED กำลังสูงยังคงสูงอยู่เนื่องจากความซับซ้อนในการผลิต LED กำลังสูง ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเทคโนโลยีสมัยใหม่ซึ่งผลิตคริสตัล LED กำลังสูงโดยใช้เทคโนโลยี epitaxis อยู่ที่ 1.5 - 2 ล้านดอลลาร์!

ตามโครงสร้างแล้ว LED ที่ทรงพลังเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างซับซ้อน

รูปนี้แสดงอุปกรณ์ของ Luxeon III LED ที่สว่างเป็นพิเศษจาก Lumileds พร้อมกำลัง 5 วัตต์ .

ดังจะเห็นได้จากรูป LED สว่างเป็นพิเศษที่ทันสมัยเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้ขั้นตอนทางเทคโนโลยีมากมายในการผลิต

ปัจจุบันผู้ผลิต LED กำลังสูงกำลังลองใช้เทคโนโลยีการผลิต LED ต่างๆ วัสดุต่างๆและส่วนประกอบ ทั้งหมดนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดต้นทุนของ LED และรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ

ควรสังเกตว่า LED ที่ทรงพลังผลิตขึ้นโดยมีการละเมิด กระบวนการทางเทคโนโลยีและการใช้วัสดุคุณภาพต่ำหลังจากใช้งานไประยะหนึ่งจะสูญเสียแสงที่คำนวณได้ ตามกฎแล้วไฟ LED ดังกล่าวมีราคาถูกกว่าระบบอะนาล็อก LED ราคาถูกเป็นครั้งแรก 4000 ชั่วโมงการทำงานจะสูญเสียความสว่างไป 35% . นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าวัสดุอีพอกซีของหลอดไฟ LED เปลี่ยนเป็นสีเหลือง และความเปล่งรังสีของชิป LED สีน้ำเงินและชั้นฟอสเฟอร์ที่ใช้กับมันลดลง ไฟ LED คุณภาพสูงสำหรับ 50 000 ชั่วโมงการทำงานความสว่างจะลดลงไม่เกิน 20% .

วงดนตรีที่มีค่าสูงสุดในพื้นที่สีเหลือง (ดีไซน์ที่พบบ่อยที่สุด) การเปล่งแสงของ LED และสารเรืองแสงเมื่อผสมกันจะทำให้เกิดแสงสีขาวในเฉดสีต่างๆ

YouTube สารานุกรม

1 / 5

út ไฟ LED สีขาวสั้น

LED LED สีขาวเทียบกับ LED สีแดงสีน้ำเงินสีขาว Grow Test - ไฟ Amazon (บทนำ)

, ไฟฉาย LED สีขาวนวล Vs สีขาวกลาง (รุ่น Thrunite TN12)

LED LED สีขาวเทียบกับ LED สีแดง / สีน้ำเงิน Grow light Grow Test - ตอนที่ 1 (ทางการศึกษา) 2016

út LED สีขาวเทียบกับ LED สีแดงสีน้ำเงินสีขาว Grow Test พร้อม Time Lapse - Lettuce Ep.1

คำบรรยาย

ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์

ตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์สีแดงตัวแรกสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมได้รับโดย N. Kholonyak ในปี 1962 ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ไฟ LED สีเหลืองและสีเขียวปรากฏขึ้น การปล่อยแสงของสิ่งเหล่านี้ ณ เวลานั้นยังคงไม่มีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ต่างๆ ก็มีความสว่างถึงหนึ่งลูเมนภายในปี 1990 ในปี 1993 Shuji Nakamura วิศวกรของ Nichia (ญี่ปุ่น) ได้สร้าง LED สีน้ำเงินความสว่างสูงตัวแรก เกือบจะในทันที อุปกรณ์ LED RGB ปรากฏขึ้น ตั้งแต่สีน้ำเงิน สีแดง และ สีเขียวทำให้ได้สีอะไรก็ได้รวมทั้งสีขาวด้วย ไฟ LED ฟอสเฟอร์สีขาวปรากฏตัวครั้งแรกในปี 1996 ต่อมา เทคโนโลยีก็พัฒนาอย่างรวดเร็ว และในปี 2005 ประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สูงถึง 100 ลูเมน/วัตต์ หรือมากกว่านั้น ไฟ LED ปรากฏขึ้นพร้อมกับเฉดสีเรืองแสงที่แตกต่างกัน คุณภาพของแสงทำให้สามารถแข่งขันกับหลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมอยู่แล้วได้ การใช้อุปกรณ์ให้แสงสว่าง LED ในชีวิตประจำวันทั้งภายในและภายนอกได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว

ไฟ LED RGB

แสงสีขาวสามารถสร้างขึ้นได้โดยการผสมการปล่อยแสงจาก LED ที่มีสีต่างกัน การออกแบบไตรรงค์ที่พบบ่อยที่สุดนั้นสร้างจากแหล่งสีแดง (R) สีเขียว (G) และสีน้ำเงิน (B) แม้ว่าจะพบรูปแบบสีแบบไบโครมาติก เตตรารมาติก และแบบมัลติโครมาติกมากกว่าก็ตาม LED หลากสีต่างจากตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ RGB อื่นๆ (โคมไฟ หลอดไฟ คลัสเตอร์) มีตัวเครื่องที่สมบูรณ์เพียงตัวเดียว ซึ่งส่วนใหญ่มักจะคล้ายกับ LED สีเดียว ชิป LED ตั้งอยู่ติดกันและใช้เลนส์และตัวสะท้อนแสงร่วมกัน เนื่องจากชิปเซมิคอนดักเตอร์มีขนาดจำกัดและมีรูปแบบการแผ่รังสีของตัวเอง ไฟ LED ดังกล่าวจึงมักมีลักษณะสีเชิงมุมที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ เพื่อให้ได้อัตราส่วนสีที่ถูกต้อง มักจะไม่เพียงพอที่จะตั้งค่ากระแสการออกแบบ เนื่องจากไม่ทราบเอาต์พุตแสงของชิปแต่ละตัวล่วงหน้าและอาจมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงาน เพื่อกำหนดเฉดสีที่ต้องการ บางครั้งหลอดไฟ RGB จะติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมพิเศษ

สเปกตรัมของ LED RGB ถูกกำหนดโดยสเปกตรัมของตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นส่วนประกอบ และมีรูปร่างเส้นที่เด่นชัด สเปกตรัมนี้แตกต่างจากสเปกตรัมของดวงอาทิตย์อย่างมาก ดังนั้นดัชนีการเรนเดอร์สีของ LED RGB จึงต่ำ ไฟ LED RGB ช่วยให้คุณควบคุมสีของแสงเรืองแสงได้อย่างง่ายดายและกว้างขวางโดยการเปลี่ยนกระแสของไฟ LED แต่ละอันที่รวมอยู่ใน "ไตรแอด" โดยปรับโทนสีของแสงสีขาวที่ปล่อยออกมาโดยตรงระหว่างการทำงาน - เพื่อให้ได้สีที่แยกจากกัน

ไฟ LED หลากสีขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการส่องสว่างและสีกับอุณหภูมิ เนื่องจากคุณลักษณะที่แตกต่างกันของชิปเปล่งแสงที่ประกอบเป็นอุปกรณ์ ซึ่งส่งผลให้สีของแสงเรืองแสงเปลี่ยนไปเล็กน้อยระหว่างการทำงาน อายุการใช้งานของ LED หลากสีนั้นพิจารณาจากความทนทานของชิปเซมิคอนดักเตอร์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ และส่วนใหญ่มักจะเกินอายุการใช้งานของ LED ฟอสเฟอร์

ไฟ LED หลากสีใช้สำหรับไฟตกแต่งและสถาปัตยกรรมเป็นหลักในป้ายอิเล็กทรอนิกส์และหน้าจอวิดีโอ

ไฟ LED ฟอสเฟอร์

การรวมตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์และตัวแปลงฟอสเฟอร์สีน้ำเงิน (บ่อยกว่า) สีม่วงหรืออัลตราไวโอเลต (ไม่ได้ใช้ในการผลิตจำนวนมาก) ช่วยให้คุณสร้างแหล่งกำเนิดแสงราคาไม่แพงพร้อมคุณสมบัติที่ดี การออกแบบที่พบบ่อยที่สุดของ LED ดังกล่าวประกอบด้วยชิปเซมิคอนดักเตอร์แกลเลียมไนไตรด์สีน้ำเงินที่ดัดแปลงด้วยอินเดียม (InGaN) และฟอสเฟอร์ที่มีการปล่อยซ้ำสูงสุดในพื้นที่สีเหลือง - อิตเทรียม-อะลูมิเนียมโกเมนที่เจือด้วยไตรวาเลนท์ซีเรียม (YAG) พลังงานส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีเริ่มต้นของชิปออกจากตัว LED โดยกระจายไปในชั้นฟอสเฟอร์ ส่วนอีกส่วนหนึ่งถูกดูดซับโดยฟอสเฟอร์และปล่อยออกมาอีกครั้งในบริเวณที่มีค่าพลังงานต่ำกว่า สเปกตรัมการปล่อยซ้ำครอบคลุมพื้นที่กว้างตั้งแต่สีแดงไปจนถึงสีเขียว แต่สเปกตรัมผลลัพธ์ของ LED ดังกล่าวมีการลดลงอย่างเห็นได้ชัดในพื้นที่สีเขียว น้ำเงิน และเขียว

ไฟ LED ที่มีอุณหภูมิสีต่างกัน (“อุ่น” และ “เย็น”) จะถูกผลิตขึ้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของฟอสเฟอร์ การรวมฟอสเฟอร์ประเภทต่างๆ เข้าด้วยกัน ทำให้ดัชนีการแสดงสี (CRI หรือ R a) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในปี 2017 มีแผง LED สำหรับการถ่ายภาพและถ่ายทำภาพยนตร์อยู่แล้ว ซึ่งการแสดงสีเป็นสิ่งสำคัญ แต่อุปกรณ์ดังกล่าวมีราคาแพง และมีผู้ผลิตอยู่ไม่มากนัก

วิธีหนึ่งในการเพิ่มความสว่างของไฟ LED ฟอสเฟอร์ในขณะที่รักษาหรือลดต้นทุนคือการเพิ่มกระแสผ่านชิปเซมิคอนดักเตอร์โดยไม่เพิ่มขนาด - เพิ่มความหนาแน่นกระแส วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับความต้องการคุณภาพของชิปและคุณภาพของตัวระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้นพร้อมกัน เมื่อความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น สนามไฟฟ้าในปริมาตรของบริเวณแอคทีฟจะลดแสงที่ส่งออกไป เมื่อถึงขีดจำกัดกระแส เนื่องจากส่วนของชิป LED ที่มีความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่างกันและความกว้างของช่องว่างของแถบความถี่ต่างกันนำกระแสต่างกัน ความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุดของส่วนชิปจึงเกิดขึ้น ซึ่งส่งผลต่อเอาต์พุตแสงและความทนทานของ LED โดยรวม เพื่อเพิ่มกำลังเอาต์พุตในขณะที่รักษาคุณภาพของคุณลักษณะสเปกตรัมและสภาวะความร้อน LED จึงถูกผลิตขึ้นโดยมีกลุ่มชิป LED ในตัวเครื่องเดียว

หนึ่งในหัวข้อที่มีการกล่าวถึงมากที่สุดในสาขาเทคโนโลยี Polychrome LED คือความน่าเชื่อถือและความทนทาน ต่างจากแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ตรงที่ LED จะเปลี่ยนกำลังแสง (ประสิทธิภาพ) รูปแบบการแผ่รังสี และโทนสีเมื่อเวลาผ่านไป แต่แทบไม่เคยล้มเหลวโดยสิ้นเชิง ดังนั้นการประมาณระยะเวลา การใช้ประโยชน์ยกตัวอย่างเช่น สำหรับการส่องสว่าง ระดับของประสิทธิภาพการส่องสว่างลดลงถึง 70% ของค่าเดิม (L70) นั่นคือ LED ที่ความสว่างลดลง 30% ระหว่างการทำงานถือว่าไม่เป็นระเบียบ สำหรับไฟ LED ที่ใช้ในไฟตกแต่ง จะใช้ระดับการหรี่แสง 50% (L50) เป็นค่าประมาณอายุการใช้งาน

อายุการใช้งานของฟอสเฟอร์ LED ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายตัว นอกเหนือจากคุณภาพการผลิตของชุดประกอบ LED แล้ว (วิธีการติดชิปเข้ากับที่ยึดคริสตัล วิธีการติดตัวนำกระแสไฟ คุณภาพและคุณสมบัติการป้องกันของวัสดุปิดผนึก) อายุการใช้งานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ ลักษณะของชิปเปล่งแสงและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสารเรืองแสงตลอดระยะเวลาการทำงาน (การย่อยสลาย) นอกจากนี้ จากการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่า ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่ออายุการใช้งานของ LED คืออุณหภูมิ

ผลของอุณหภูมิต่ออายุการใช้งานของ LED

ในระหว่างการทำงาน ชิปเซมิคอนดักเตอร์จะปล่อยพลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งออกมาในรูปของการแผ่รังสีและส่วนหนึ่งในรูปของความร้อน ยิ่งไปกว่านั้น ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของการแปลงดังกล่าว ปริมาณความร้อนจะอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งสำหรับตัวปล่อยที่มีประสิทธิภาพสูงสุดหรือมากกว่านั้น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์มีค่าการนำความร้อนต่ำ นอกจากนี้ วัสดุและการออกแบบเคสยังมีค่าการนำความร้อนที่ไม่เหมาะ ซึ่งนำไปสู่การให้ความร้อนของชิปที่อุณหภูมิสูง (สำหรับโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์) ไฟ LED สมัยใหม่ทำงานที่อุณหภูมิชิปในช่วง 70-80 องศา และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอีกเมื่อใช้แกลเลียมไนไตรด์เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ อุณหภูมิสูงทำให้จำนวนข้อบกพร่องในชั้นที่ใช้งานเพิ่มขึ้น นำไปสู่การแพร่กระจายที่เพิ่มขึ้น และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงของวัสดุพิมพ์ ทั้งหมดนี้นำไปสู่การเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของการรวมตัวกันอีกครั้งโดยไม่ใช้รังสีและการดูดกลืนโฟตอนโดยวัสดุชิป การเพิ่มพลังงานและความทนทานทำได้โดยการปรับปรุงทั้งโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ (ลดความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่) และโดยการพัฒนาการออกแบบชุดประกอบ LED และปรับปรุงคุณภาพการระบายความร้อนของพื้นที่ทำงานของชิป กำลังดำเนินการวิจัยกับวัสดุหรือสารตั้งต้นอื่นๆ ของเซมิคอนดักเตอร์

สารเรืองแสงยังไวต่ออุณหภูมิสูงอีกด้วย เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิเป็นเวลานาน ศูนย์การเปล่งแสงซ้ำจะถูกยับยั้ง และค่าสัมประสิทธิ์การแปลงตลอดจนลักษณะสเปกตรัมของฟอสเฟอร์จะลดลง ในการออกแบบ LED แบบโพลีโครมในยุคแรกๆ และสมัยใหม่บางรุ่น สารเรืองแสงจะถูกนำไปใช้กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์โดยตรง และผลกระทบด้านความร้อนจะถูกขยายให้สูงสุด นอกเหนือจากมาตรการลดอุณหภูมิของชิปเปล่งแสงแล้ว ผู้ผลิตยังใช้วิธีการต่างๆ เพื่อลดอิทธิพลของอุณหภูมิชิปที่มีต่อฟอสเฟอร์ เทคโนโลยีฟอสเฟอร์แบบแยกเดี่ยวและการออกแบบหลอดไฟ LED ซึ่งฟอสเฟอร์ถูกแยกออกจากตัวปล่อยทางกายภาพ สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดแสงได้

ตัวเรือน LED ทำจากพลาสติกซิลิโคนใสหรืออีพอกซีเรซิน อาจเกิดการเสื่อมสภาพภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ และเริ่มสลัวและเป็นสีเหลืองเมื่อเวลาผ่านไป โดยจะดูดซับพลังงานบางส่วนที่ปล่อยออกมาจาก LED พื้นผิวสะท้อนแสงจะเสื่อมสภาพลงเมื่อถูกความร้อน - มีปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่น ๆ ของร่างกายและไวต่อการกัดกร่อน ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้รวมกันนำไปสู่ความจริงที่ว่าความสว่างและคุณภาพของแสงที่ปล่อยออกมาจะค่อยๆลดลง อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้สามารถชะลอความเร็วลงได้สำเร็จโดยรับประกันการกำจัดความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ

การออกแบบ LED ฟอสเฟอร์

ฟอสเฟอร์ LED ที่ทันสมัยเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งรวมเอาโซลูชันทางเทคนิคดั้งเดิมและไม่เหมือนใครมากมาย LED มีองค์ประกอบหลักหลายประการ ซึ่งแต่ละองค์ประกอบทำหน้าที่สำคัญ ซึ่งมักมีมากกว่าหนึ่งฟังก์ชัน:

องค์ประกอบการออกแบบ LED ทั้งหมดเผชิญกับความเครียดจากความร้อน และจะต้องเลือกโดยคำนึงถึงระดับของการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และเงื่อนไขที่สำคัญสำหรับการออกแบบที่ดีคือความสามารถในการผลิตและต้นทุนต่ำในการประกอบอุปกรณ์ LED และติดตั้งในหลอดไฟ

ความสว่างและคุณภาพของแสง

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดไม่ใช่แม้แต่ความสว่างของ LED แต่ประสิทธิภาพการส่องสว่างนั่นคือเอาต์พุตแสงจากพลังงานไฟฟ้าแต่ละวัตต์ที่ LED ใช้ ประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สมัยใหม่สูงถึง 190 ลูเมน/วัตต์ ขีดจำกัดทางทฤษฎีของเทคโนโลยีนี้ประมาณไว้ที่มากกว่า 300 ลูเมน/วัตต์ เมื่อประเมินจำเป็นต้องคำนึงว่าประสิทธิภาพของหลอดไฟที่ใช้ LED นั้นต่ำกว่าอย่างมากเนื่องจากประสิทธิภาพของแหล่งพลังงานคุณสมบัติทางแสงของตัวกระจายแสงตัวสะท้อนแสงและองค์ประกอบการออกแบบอื่น ๆ นอกจากนี้ผู้ผลิตมักระบุประสิทธิภาพเริ่มต้นของตัวส่งสัญญาณที่อุณหภูมิปกติในขณะที่อุณหภูมิของชิประหว่างการทำงานจะสูงกว่ามาก สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าประสิทธิภาพที่แท้จริงของตัวส่งสัญญาณลดลง 5-7% และประสิทธิภาพของหลอดไฟมักจะต่ำเป็นสองเท่า

พารามิเตอร์ที่สองที่สำคัญไม่แพ้กันคือคุณภาพของแสงที่ผลิตโดย LED มีพารามิเตอร์สามตัวในการประเมินคุณภาพของการแสดงสี:

ไฟ LED ฟอสเฟอร์ที่ใช้ตัวปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต

นอกเหนือจากการผสมผสานที่แพร่หลายอยู่แล้วของ LED สีน้ำเงินและ YAG แล้ว การออกแบบที่ใช้ไฟ LED อัลตราไวโอเลตก็กำลังได้รับการพัฒนาอีกด้วย วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถเปล่งแสงในบริเวณใกล้กับรังสีอัลตราไวโอเลตจะถูกเคลือบด้วยฟอสเฟอร์หลายชั้นที่มียูโรเพียมและซิงค์ซัลไฟด์กระตุ้นโดยทองแดงและอลูมิเนียม ส่วนผสมของฟอสเฟอร์นี้ให้การปล่อยก๊าซสูงสุดอีกครั้งในบริเวณสีเขียว น้ำเงิน และแดงของสเปกตรัม แสงสีขาวที่ได้จะมีลักษณะคุณภาพที่ดีมาก แต่ประสิทธิภาพของการแปลงดังกล่าวยังต่ำอยู่ มีสาเหตุสามประการสำหรับสิ่งนี้ [ ]: ประการแรกเกิดจากความจริงที่ว่าความแตกต่างระหว่างพลังงานของเหตุการณ์และควอนตัมที่ปล่อยออกมานั้นสูญเสียไปในระหว่างการเรืองแสง (กลายเป็นความร้อน) และในกรณีของการกระตุ้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตจะยิ่งใหญ่กว่ามาก เหตุผลที่สองคือส่วนหนึ่งของรังสี UV ที่ฟอสเฟอร์ไม่ถูกดูดซับนั้นไม่ได้มีส่วนร่วมในการสร้างฟลักซ์การส่องสว่าง ซึ่งแตกต่างจาก LED ที่ใช้ตัวปล่อยสีน้ำเงิน และการเพิ่มความหนาของสารเคลือบฟอสเฟอร์จะทำให้ การดูดซับแสงเรืองแสงในนั้น และในที่สุดประสิทธิภาพของ LED อัลตราไวโอเลตก็ต่ำกว่าสีน้ำเงินอย่างมาก

ข้อดีและข้อเสียของไฟ LED ฟอสเฟอร์

เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายสูงของแหล่งกำเนิดแสง LED เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไฟแบบเดิม มีเหตุผลที่น่าสนใจในการใช้อุปกรณ์ดังกล่าว:

แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน:

ไฟ LED ส่องสว่างยังมีคุณลักษณะที่มีอยู่ในตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมด โดยคำนึงถึงการใช้งานที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด เช่น ทิศทางของการแผ่รังสี LED ส่องสว่างในทิศทางเดียวเท่านั้นโดยไม่ต้องใช้ตัวสะท้อนแสงและตัวกระจายแสงเพิ่มเติม โคมไฟ LED เหมาะที่สุดสำหรับการให้แสงสว่างในท้องถิ่นและแบบกำหนดทิศทาง

อนาคตสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยี LED สีขาว

เทคโนโลยีในการผลิตไฟ LED สีขาวที่เหมาะกับการใช้งานด้านแสงสว่างยังอยู่ระหว่างการพัฒนา การวิจัยในพื้นที่นี้ได้รับการกระตุ้นโดยความสนใจของสาธารณชนที่เพิ่มขึ้น โอกาสในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญคือการดึงดูดการลงทุนในการวิจัยกระบวนการ การพัฒนาเทคโนโลยี และการค้นหาวัสดุใหม่ๆ ตัดสินโดยสิ่งพิมพ์ของผู้ผลิต LED และวัสดุที่เกี่ยวข้อง ผู้เชี่ยวชาญในสาขาเซมิคอนดักเตอร์และวิศวกรรมแสงสว่าง มีความเป็นไปได้ที่จะร่างเส้นทางการพัฒนาในด้านนี้:

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

1. ,หน้า. 19-20.
2. ไฟ LED MC-E จาก Cree ประกอบด้วยตัวส่งสัญญาณสีแดง เขียว น้ำเงิน และสีขาวสืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555.
3. LED VLMx51 จาก Vishay ประกอบด้วยตัวปล่อยสีแดง สีส้ม เหลือง และสีขาว(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
4. ไฟ LED หลากสี XB-D และ XM-L จาก Cree(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
5. LEDs XP-C จาก Cree ซึ่งมีตัวปล่อยสีเดียวหกตัว(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
6. นิกิโฟรอฟ เอส.“ S-class” ของเทคโนโลยีการให้แสงสว่างเซมิคอนดักเตอร์ // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร - 2552. - ลำดับที่ 6. - หน้า 88-91.
7. ทรูสัน พี. ฮาลวาร์ดสัน อี.ข้อดีของไฟ LED RGB สำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร - 2550. - ครั้งที่ 2.
8. ,หน้า. 404.
9. นิกิโฟรอฟ เอส.อุณหภูมิในชีวิตและการทำงานของ LED // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร - 2548. - ลำดับที่ 9.
10. ไฟ LED สำหรับแสงสว่างภายในและสถาปัตยกรรม(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
11. เซียงหลิงอ้น.โซลูชั่น LED สำหรับระบบไฟส่องสว่างสถาปัตยกรรม // เทคโนโลยีไฟส่องสว่างเซมิคอนดักเตอร์: นิตยสาร - 2553. - ลำดับที่ 5. - หน้า 18-20.
12. ไฟ LED RGB สำหรับใช้ในกระดานคะแนนอิเล็กทรอนิกส์(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
13. สูง CRI LED แสงสว่าง  | ยูจิ LED (ไม่ได้กำหนด) . yujintl.com สืบค้นเมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2559.
14. เตอร์กิน เอ.แกลเลียมไนไตรด์เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีแนวโน้มในออปโตอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: วารสาร - 2554. - ลำดับที่ 5.
15. LED ที่มีค่า CRI สูง(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
16. เทคโนโลยี Cree EasyWhite (ภาษาอังกฤษ) . นิตยสารไฟ LED สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
17. นิกิฟอรอฟ เอส., อาร์คิปอฟ เอ.คุณสมบัติของการกำหนดผลผลิตควอนตัมของ LED ตาม AlGaInN และ AlGaInP ที่ความหนาแน่นกระแสต่างกันผ่านคริสตัลเปล่งแสง // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: วารสาร - 2551. - อันดับ 1.
18. นิกิโฟรอฟ เอส.ตอนนี้สามารถเห็นอิเล็กตรอนได้แล้ว: ไฟ LED ทำให้กระแสไฟฟ้ามองเห็นได้ชัดเจน // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร - 2549. - ลำดับที่ 3.
19. LED ที่มีการจัดเรียงเมทริกซ์ของชิปเซมิคอนดักเตอร์จำนวนมาก(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
20. อายุการใช้งานของไฟ LED สีขาว(ภาษาอังกฤษ) . เรา. กรมพลังงาน. สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
21. ประเภทของข้อบกพร่องของ LED และวิธีการวิเคราะห์(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
22. ,หน้า. 61, 77-79.
23. ไฟ LED จาก SemiLED(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
24. โปรแกรมการวิจัย GaN-on-Si Silicon LED (ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555.
25. เทคโนโลยีสารเรืองแสงที่แยกได้ของ Cree(ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555
26. เตอร์กิน เอ.ไฟ LED ของเซมิคอนดักเตอร์: ประวัติศาสตร์ ข้อเท็จจริง โอกาส // วิศวกรรมแสงสว่างของเซมิคอนดักเตอร์: นิตยสาร - 2554. - ลำดับที่ 5. - หน้า 28-33.
27. Ivanov A.V., Fedorov A.V., Semenov S.M.หลอดประหยัดไฟที่ใช้ไฟ LED ความสว่างสูง // การจัดหาพลังงานและการประหยัดพลังงาน - แง่มุมระดับภูมิภาค: การประชุม XII All-Russian: เนื้อหาของรายงาน - Tomsk: กราฟิกเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 2554. - หน้า 74-77
28. ,หน้า. 424.
29. ตัวสะท้อนแสงสำหรับ LED ที่ใช้คริสตัลโฟโตนิก(ภาษาอังกฤษ) . นำมืออาชีพ สืบค้นเมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2556 สืบค้นเมื่อ 13 มีนาคม 2556
30. เอ็กซ์แลมป์ XP-G3(ภาษาอังกฤษ) . www.cree.com. สืบค้นเมื่อวันที่ 31 พฤษภาคม 2017.
31. ไฟ LED สีขาว พร้อม แสงสูง เอาต์พุต สำหรับความต้องการแสง (ภาษาอังกฤษ) . Phys.Org™ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 22 พฤศจิกายน 2555

เวลาที่ LED ถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้สำหรับการเปิดอุปกรณ์เท่านั้นนั้นหายไปนานแล้ว อุปกรณ์ LED สมัยใหม่สามารถเปลี่ยนหลอดไส้ในครัวเรือน อุตสาหกรรม และ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกด้วยคุณสมบัติต่างๆ ของ LED โดยรู้ว่าคุณสามารถเลือกอะนาล็อก LED ที่เหมาะสมได้ การใช้ไฟ LED เมื่อพิจารณาจากพารามิเตอร์พื้นฐานแล้ว ทำให้เกิดความเป็นไปได้มากมายในด้านแสงสว่าง

ไดโอดเปล่งแสง (แสดงเป็น LED, LED, LED ในภาษาอังกฤษ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์เทียม เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะเกิดปรากฏการณ์การปล่อยโฟตอนขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเรืองแสง แสงนี้มีช่วงสเปกตรัมที่แคบมากและสีของมันขึ้นอยู่กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

LED ที่มีการปล่อยสีแดงและสีเหลืองทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อนินทรีย์ที่ใช้แกลเลียมอาร์เซไนด์ ส่วนสีเขียวและสีน้ำเงินทำจากวัสดุอินเดียมแกลเลียมไนไตรด์ เพื่อเพิ่มความสว่างของฟลักซ์ส่องสว่าง มีการใช้สารเติมแต่งต่างๆ หรือใช้วิธีหลายชั้น เมื่อวางชั้นของอะลูมิเนียมไนไตรด์บริสุทธิ์ไว้ระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ ผลจากการก่อตัวของการเปลี่ยนผ่านของหลุมอิเล็กตรอน (p-n) หลายชั้นในผลึกเดียว ความสว่างของการเรืองแสงจึงเพิ่มขึ้น

ไฟ LED มีสองประเภท: สำหรับบ่งชี้และไฟส่องสว่าง อดีตใช้เพื่อระบุการรวมอุปกรณ์ต่าง ๆ ไว้ในเครือข่ายและยังเป็นแหล่งกำเนิดไฟตกแต่งอีกด้วย เป็นไดโอดสีที่วางอยู่ในกล่องโปร่งแสง แต่ละอันมีสี่ขั้ว อุปกรณ์ที่ปล่อยแสงอินฟราเรดใช้ในอุปกรณ์สำหรับการควบคุมระยะไกลของอุปกรณ์ (รีโมทคอนโทรล)

ในพื้นที่ส่องสว่างจะใช้ไฟ LED ที่ปล่อยแสงสีขาว ไฟ LED แบ่งตามสีเป็นสีขาวนวล สีขาวนวล และสีขาวนวล มีการจำแนกประเภทของไฟ LED ที่ใช้ให้แสงสว่างตามวิธีการติดตั้ง การกำหนด LED SMD หมายความว่าอุปกรณ์ประกอบด้วยซับสเตรตอะลูมิเนียมหรือทองแดงที่ใช้วางคริสตัลไดโอด วัสดุพิมพ์นั้นอยู่ในตัวเครื่องซึ่งมีหน้าสัมผัสเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสของ LED

LED อีกประเภทหนึ่งถูกกำหนดให้เป็น OCB ในอุปกรณ์ดังกล่าว คริสตัลจำนวนมากที่เคลือบด้วยสารเรืองแสงจะวางอยู่บนบอร์ดเดียว ด้วยการออกแบบนี้ทำให้ได้ความสว่างสูง เทคโนโลยีนี้ใช้ในการผลิตที่มีฟลักซ์ส่องสว่างขนาดใหญ่ในพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็ก ในทางกลับกัน การผลิตหลอดไฟ LED สามารถเข้าถึงได้ง่ายและราคาไม่แพงที่สุด

บันทึก! เมื่อเปรียบเทียบหลอดไฟที่ใช้ไฟ LED SMD และ COB สังเกตได้ว่าหลอดแรกสามารถซ่อมแซมได้โดยการเปลี่ยน LED ที่ล้มเหลว หากหลอดไฟ LED ซังไม่ทำงาน คุณจะต้องเปลี่ยนทั้งบอร์ดด้วยไดโอด

ลักษณะไฟ LED

เมื่อเลือกหลอดไฟ LED ที่เหมาะสมสำหรับการให้แสงสว่าง คุณควรคำนึงถึงพารามิเตอร์ของไฟ LED ด้วย ซึ่งรวมถึงแรงดันไฟฟ้า พลังงาน กระแสไฟฟ้าที่ใช้งาน ประสิทธิภาพ (เอาต์พุตการส่องสว่าง) อุณหภูมิเรืองแสง (สี) มุมการแผ่รังสี ขนาด ระยะเวลาการสลายตัว เมื่อทราบพารามิเตอร์พื้นฐานแล้ว จะสามารถเลือกอุปกรณ์เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การส่องสว่างโดยเฉพาะได้อย่างง่ายดาย

ปริมาณการใช้กระแสไฟ LED

ตามกฎแล้วกระแสไฟ 0.02A มีไว้สำหรับ LED ทั่วไป อย่างไรก็ตาม มีไฟ LED ที่ได้รับการจัดอันดับที่ 0.08A ไฟ LED เหล่านี้มีอุปกรณ์ที่ทรงพลังกว่าซึ่งการออกแบบประกอบด้วยคริสตัลสี่คริสตัล ตั้งอยู่ในอาคารเดียว เนื่องจากแต่ละคริสตัลใช้ไฟ 0.02A ดังนั้นอุปกรณ์ทั้งหมดหนึ่งเครื่องจึงจะใช้ไฟ 0.08A

ความเสถียรของอุปกรณ์ LED ขึ้นอยู่กับค่าปัจจุบัน กระแสไฟที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจะช่วยลดความเข้มของรังสี (การเสื่อมสภาพ) ของคริสตัล และเพิ่มอุณหภูมิสี สิ่งนี้ทำให้ไฟ LED เปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและไม่ทำงานก่อนเวลาอันควรในที่สุด และหากกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก LED จะดับทันที

เพื่อจำกัดการใช้กระแสไฟ การออกแบบของหลอดไฟ LED และโคมไฟจึงรวมตัวปรับกระแสไฟสำหรับ LED (ไดรเวอร์) โดยจะแปลงกระแสให้เป็นค่าที่ LED ต้องการ ในกรณีที่คุณต้องเชื่อมต่อ LED แยกต่างหากเข้ากับเครือข่าย คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส ความต้านทานของตัวต้านทานสำหรับ LED คำนวณโดยคำนึงถึงคุณลักษณะเฉพาะของมัน

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! ในการเลือกตัวต้านทานที่เหมาะสม คุณสามารถใช้เครื่องคำนวณตัวต้านทาน LED ที่มีอยู่บนอินเทอร์เน็ต

แรงดันไฟฟ้า LED

จะหาแรงดันไฟฟ้าของ LED ได้อย่างไร? ความจริงก็คือ LED ไม่มีพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าดังกล่าว แต่จะใช้คุณลักษณะการลดแรงดันไฟฟ้าของ LED แทน ซึ่งหมายถึงจำนวนแรงดันไฟฟ้าที่ LED ส่งออกเมื่อกระแสไฟที่กำหนดไหลผ่าน ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุบนบรรจุภัณฑ์สะท้อนถึงแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อม เมื่อรู้ค่านี้แล้ว คุณสามารถกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่เหลืออยู่บนคริสตัลได้ เป็นค่านี้ที่นำมาพิจารณาในการคำนวณ

เนื่องจากการใช้เซมิคอนดักเตอร์ต่างๆสำหรับ LED แรงดันไฟฟ้าสำหรับแต่ละตัวอาจแตกต่างกัน จะทราบได้อย่างไรว่า LED มีกี่โวลต์? คุณสามารถกำหนดได้ตามสีของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น สำหรับคริสตัลสีน้ำเงิน เขียว และสีขาว แรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 3V สำหรับคริสตัลสีเหลืองและสีแดง จะมีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 1.8 ถึง 2.4V

เมื่อใช้การเชื่อมต่อแบบขนานของ LED ที่มีพิกัดเท่ากันกับค่าแรงดันไฟฟ้า 2V คุณอาจพบสิ่งต่อไปนี้: เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ ไดโอดเปล่งแสงบางตัวจะล้มเหลว (ไหม้) ในขณะที่บางตัวจะเรืองแสงสีจาง ๆ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเนื่องจากเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นถึง 0.1V กระแสที่ไหลผ่าน LED จะเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องแน่ใจว่ากระแสไฟตรงกับระดับ LED

กำลังส่องสว่าง มุมลำแสง และกำลังไฟ LED

ฟลักซ์การส่องสว่างของไดโอดถูกเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงอื่นโดยคำนึงถึงความแรงของรังสีที่ปล่อยออกมา อุปกรณ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 มม. ให้ความสว่างตั้งแต่ 1 ถึง 5 ลูเมน ในขณะที่ฟลักซ์ส่องสว่างของหลอดไส้ 100W อยู่ที่ 1,000 ลูเมน แต่เมื่อเปรียบเทียบต้องคำนึงว่าหลอดไฟธรรมดามีการกระจายแสง ในขณะที่ LED มีไฟบอกทิศทาง ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงมุมการกระจายตัวของ LED ด้วย

มุมกระเจิงของไฟ LED ต่างๆ อาจมีตั้งแต่ 20 ถึง 120 องศา เมื่อส่องสว่าง ไฟ LED จะสร้างแสงที่สว่างขึ้นที่ตรงกลางและลดความสว่างไปทางขอบของมุมการกระจายตัว ดังนั้นไฟ LED จึงส่องสว่างในพื้นที่เฉพาะได้ดีขึ้นในขณะที่ใช้พลังงานน้อยลง อย่างไรก็ตาม หากจำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่ส่องสว่าง การออกแบบโคมไฟจะใช้เลนส์แยก

จะตรวจสอบพลังของ LED ได้อย่างไร? ในการกำหนดกำลังไฟของหลอดไฟ LED ที่จำเป็นในการเปลี่ยนหลอดไส้ จำเป็นต้องใช้ค่าสัมประสิทธิ์ 8 ดังนั้น คุณจึงสามารถเปลี่ยนหลอดไฟ 100W ทั่วไปด้วยอุปกรณ์ LED ที่มีกำลังไฟอย่างน้อย 12.5W (100W/8 ). เพื่อความสะดวกคุณสามารถใช้ข้อมูลจากตารางการติดต่อระหว่างกำลังของหลอดไส้และแหล่งกำเนิดแสง LED:

กำลังไฟหลอดไส้, W	กำลังไฟที่สอดคล้องกันของหลอดไฟ LED, W
100	12-12,5
75	10
60	7,5-8
40	5
25	3

เมื่อใช้ LED ในการส่องสว่าง ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพมีความสำคัญมาก ซึ่งจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของฟลักซ์ส่องสว่าง (lm) ต่อกำลัง (W) เมื่อเปรียบเทียบพารามิเตอร์เหล่านี้สำหรับแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ เราพบว่าประสิทธิภาพของหลอดไส้อยู่ที่ 10-12 ลูเมน/วัตต์ หลอดฟลูออเรสเซนต์อยู่ที่ 35-40 ลูเมน/วัตต์ และหลอดไฟ LED อยู่ที่ 130-140 ลูเมน/วัตต์

อุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิดแสง LED

พารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างหนึ่งของแหล่งกำเนิดแสง LED คืออุณหภูมิการเรืองแสง หน่วยวัดสำหรับปริมาณนี้คือองศาเคลวิน (K) ควรสังเกตว่าแหล่งกำเนิดแสงทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามประเภทตามอุณหภูมิเรืองแสง โดยที่แสงวอร์มไวท์มีอุณหภูมิสีน้อยกว่า 3300 K สีขาวเดย์ไลท์ - จาก 3300 ถึง 5300 K และสีขาวนวลมากกว่า 5300 K

บันทึก! การรับรู้รังสี LED ที่สะดวกสบายด้วยสายตามนุษย์โดยตรงนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิดแสง LED

โดยทั่วไปอุณหภูมิสีจะระบุไว้บนฉลากของหลอดไฟ LED ถูกกำหนดด้วยตัวเลขสี่หลักและตัวอักษร K การเลือกหลอดไฟ LED ที่มีอุณหภูมิสีที่แน่นอนขึ้นอยู่กับลักษณะของการใช้แสงโดยตรง ตารางด้านล่างแสดงตัวเลือกสำหรับการใช้แหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีอุณหภูมิการเรืองแสงที่แตกต่างกัน:

สีแอลอีดี		อุณหภูมิสีเค	กรณีการใช้งานระบบแสงสว่าง
สีขาว	อบอุ่น	2700-3500	แสงสว่างสำหรับบ้านและสำนักงานเป็นอะนาล็อกที่เหมาะสมที่สุดของหลอดไส้
	เป็นกลาง (กลางวัน)	3500-5300	การแสดงสีที่ยอดเยี่ยมของหลอดไฟดังกล่าวช่วยให้สามารถใช้เป็นแสงสว่างในสถานที่ทำงานในการผลิตได้
	เย็น	มากกว่า 5300	ส่วนใหญ่ใช้สำหรับไฟถนนและยังใช้กับโคมไฟมือถืออีกด้วย
สีแดง		1800	เป็นแหล่งของการตกแต่งและไฟโตไลท์
สีเขียว		-
สีเหลือง		3300	การออกแบบแสงสว่างภายใน
สีฟ้า		7500	การส่องสว่างของพื้นผิวภายใน, ไฟโตไลท์ติ้ง

ธรรมชาติของสีเป็นคลื่นทำให้อุณหภูมิสีของ LED สามารถแสดงโดยใช้ความยาวคลื่นได้ การทำเครื่องหมายของอุปกรณ์ LED บางชนิดสะท้อนถึงอุณหภูมิสีอย่างแม่นยำในรูปแบบของช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ความยาวคลื่นถูกกำหนดเป็น แล และวัดเป็นนาโนเมตร (นาโนเมตร)

ขนาดมาตรฐานของ LED SMD และคุณลักษณะ

เมื่อพิจารณาถึงขนาดของไฟ LED SMD อุปกรณ์จะแบ่งออกเป็นกลุ่มที่มีลักษณะแตกต่างกัน LED ยอดนิยมที่มีขนาดมาตรฐานคือ 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 และ 5630 ลักษณะของ LED SMD จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับขนาด ดังนั้น, ประเภทต่างๆไฟ LED SMD แตกต่างกันไปตามความสว่าง อุณหภูมิสี และกำลังไฟ ในเครื่องหมาย LED ตัวเลขสองตัวแรกระบุความยาวและความกว้างของอุปกรณ์

พารามิเตอร์พื้นฐานของไฟ LED SMD 2835

ลักษณะสำคัญของไฟ LED SMD 2835 ได้แก่ พื้นที่การแผ่รังสีที่เพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ SMD 3528 ซึ่งมีพื้นผิวการทำงานทรงกลม พื้นที่การแผ่รังสีของ SMD 2835 มีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งให้แสงสว่างมากกว่าโดยมีความสูงขององค์ประกอบน้อยกว่า (ประมาณ 0.8 มม.) ฟลักซ์ส่องสว่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ 50 ล.

ตัวเรือน LED SMD 2835 ทำจากโพลีเมอร์ทนความร้อนและสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 240°C ควรสังเกตว่าการเสื่อมสลายของรังสีในองค์ประกอบเหล่านี้น้อยกว่า 5% ตลอดการทำงาน 3,000 ชั่วโมง นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังมีความต้านทานความร้อนค่อนข้างต่ำของจุดเชื่อมต่อคริสตัล-ซับสเตรต (4 C/W) กระแสไฟทำงานสูงสุดคือ 0.18A อุณหภูมิคริสตัลคือ 130°C

ขึ้นอยู่กับสีของแสงเรืองแสง ได้แก่ สีขาวนวลที่มีอุณหภูมิเรืองแสง 4000 K สีขาวในเวลากลางวัน - 4800 K สีขาวบริสุทธิ์ - ตั้งแต่ 5,000 ถึง 5800 K และสีขาวนวลที่มีอุณหภูมิสี 6,500-7500 K ถือว่าคุ้มค่า โดยสังเกตว่าฟลักซ์การส่องสว่างสูงสุดนั้นสำหรับอุปกรณ์ที่มีแสงสีขาวนวล ค่าต่ำสุดคือสำหรับไฟ LED สีขาวนวล การออกแบบตัวเครื่องมีแผ่นสัมผัสที่ขยายใหญ่ขึ้นซึ่งช่วยกระจายความร้อนได้ดีขึ้น

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! LED SMD 2835 สามารถใช้กับการติดตั้งทุกประเภท

ลักษณะของไฟ LED SMD 5050

การออกแบบตัวเครื่อง SMD 5050 ประกอบด้วย LED สามดวงที่เป็นประเภทเดียวกัน แหล่งกำเนิดแสง LED สีฟ้า สีแดง และสีเขียวมี ข้อมูลจำเพาะคล้ายกับคริสตัล SMD 3528 กระแสไฟในการทำงานของ LED ทั้งสามดวงคือ 0.02A ดังนั้นกระแสรวมของอุปกรณ์ทั้งหมดคือ 0.06A เพื่อให้แน่ใจว่า LED จะไม่ทำงานล้มเหลว ขอแนะนำไม่ให้เกินค่านี้

อุปกรณ์ LED SMD 5050 มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 3-3.3V และเอาต์พุตแสง (ฟลักซ์เมน) 18-21 ล. กำลังของ LED หนึ่งตัวคือผลรวมของค่าพลังงานสามค่าของแต่ละคริสตัล (0.7 W) และมีค่าเท่ากับ 0.21 W สีของแสงที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์อาจเป็นสีขาวได้ทุกเฉดสี เขียว น้ำเงิน เหลือง และหลากสี

การจัดเรียงไฟ LED ที่มีสีต่างกันอย่างใกล้ชิดในแพ็คเกจ SMD 5050 เดียวทำให้สามารถใช้ไฟ LED หลายสีพร้อมการควบคุมแต่ละสีแยกกันได้ ในการควบคุมโคมไฟโดยใช้ไฟ LED SMD 5050 จะใช้ตัวควบคุมเพื่อให้สามารถเปลี่ยนสีของแสงจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้อย่างราบรื่นหลังจากระยะเวลาที่กำหนด โดยปกติแล้วอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีโหมดควบคุมหลายโหมดและสามารถปรับความสว่างของไฟ LED ได้

ลักษณะทั่วไปของ LED SMD 5730

LED SMD 5730 เป็นตัวแทนที่ทันสมัยของอุปกรณ์ LED ซึ่งมีตัวเรือนซึ่งมีขนาดทางเรขาคณิต 5.7x3 มม. เป็นไฟ LED ที่สว่างเป็นพิเศษซึ่งมีคุณลักษณะที่มีเสถียรภาพและมีคุณภาพแตกต่างจากพารามิเตอร์ของรุ่นก่อน ผลิตโดยใช้วัสดุใหม่ LED เหล่านี้โดดเด่นด้วยกำลังที่เพิ่มขึ้นและฟลักซ์การส่องสว่างที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ยังสามารถทำงานได้ในสภาวะที่มีความชื้นสูง ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและการสั่นสะเทือน และมีอายุการใช้งานยาวนาน

อุปกรณ์มีสองประเภท: SMD 5730-0.5 กำลังไฟ 0.5 W และ SMD 5730-1 กำลังไฟ 1 W คุณสมบัติที่โดดเด่นอุปกรณ์คือความเป็นไปได้ในการทำงานกับกระแสพัลส์ กระแสไฟที่กำหนดของ SMD 5730-0.5 คือ 0.15A ในระหว่างการทำงานของพัลส์อุปกรณ์สามารถทนกระแสได้สูงสุด 0.18A LED ชนิดนี้ให้ฟลักซ์การส่องสว่างสูงถึง 45 ลูเมน

ไฟ LED SMD 5730-1 ทำงาน กระแสตรง 0.35A ในโหมดพัลส์ - สูงถึง 0.8A ประสิทธิภาพแสงของอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสูงถึง 110 ลูเมน ด้วยโพลีเมอร์ทนความร้อน ตัวเครื่องจึงสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 250°C มุมการกระจายของ SMD 5730 ทั้งสองประเภทคือ 120 องศา ระดับการสลายตัวของฟลักซ์ส่องสว่างน้อยกว่า 1% เมื่อใช้งานเป็นเวลา 3000 ชั่วโมง

ข้อมูลจำเพาะของ Cree LED

บริษัท Cree (สหรัฐอเมริกา) มีส่วนร่วมในการพัฒนาและการผลิต LED ที่มีความสว่างเป็นพิเศษและทรงพลังที่สุด หนึ่งในกลุ่ม Cree LED แสดงโดยอุปกรณ์ซีรีส์ Xlamp ซึ่งแบ่งออกเป็นชิปตัวเดียวและหลายชิป คุณสมบัติอย่างหนึ่งของแหล่งผลึกเดี่ยวคือการกระจายรังสีไปตามขอบของอุปกรณ์ นวัตกรรมนี้ทำให้สามารถผลิตโคมไฟที่มีมุมการส่องสว่างขนาดใหญ่โดยใช้คริสตัลจำนวนน้อยที่สุดได้

ในแหล่งกำเนิดแสง LED ซีรีส์ XQ-E ความเข้มสูง มุมลำแสงจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 100 ถึง 145 องศา ด้วยขนาดทางเรขาคณิตขนาดเล็ก 1.6x1.6 มม. กำลังไฟ LED ที่ให้ความสว่างเป็นพิเศษคือ 3 โวลต์และฟลักซ์การส่องสว่างคือ 330 ลูเมน นี่เป็นหนึ่งในการพัฒนาใหม่ล่าสุดจาก Cree LED ทั้งหมด ซึ่งการออกแบบได้รับการพัฒนาโดยใช้คริสตัลเดี่ยว มีการเรนเดอร์สีคุณภาพสูงภายใน CRE 70-90

บทความที่เกี่ยวข้อง:

วิธีทำหรือซ่อมแซมพวงมาลัย LED ด้วยตัวเอง ราคาและลักษณะสำคัญของรุ่นยอดนิยม

Cree ได้เปิดตัวอุปกรณ์ LED แบบมัลติชิปหลายเวอร์ชันที่มีประเภทพลังงานล่าสุดตั้งแต่ 6 ถึง 72 โวลต์ Multichip LEDs แบ่งออกเป็นสามกลุ่ม ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่มีไฟฟ้าแรงสูง กำลังไฟสูงสุด 4W และสูงกว่า 4W แหล่งกำเนิดพลังงานสูงสุด 4W ประกอบด้วยคริสตัล 6 ตัวในตัวเรือนประเภท MX และ ML มุมกระจายคือ 120 องศา คุณสามารถซื้อ Cree LED ประเภทนี้โดยมีสีขาวอบอุ่นและเย็น

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! แม้จะมีความน่าเชื่อถือและคุณภาพของแสงสูง แต่คุณสามารถซื้อ LED ที่ทรงพลังของซีรีส์ MX และ ML ได้ในราคาที่ค่อนข้างต่ำ

กลุ่มที่มีกำลังไฟเกิน 4 วัตต์ประกอบด้วย LED ที่ทำจากคริสตัลหลายตัว อุปกรณ์ที่ใหญ่ที่สุดในกลุ่มคืออุปกรณ์ 25W ที่แสดงโดยซีรีส์ MT-G ผลิตภัณฑ์ใหม่ของบริษัทคือ LED รุ่น XHP อุปกรณ์ LED ขนาดใหญ่ตัวหนึ่งมีตัวเครื่องขนาด 7x7 มม. กำลังไฟ 12W และกำลังส่องสว่าง 1710 ลูเมน LED แรงดันสูงผสมผสานขนาดที่เล็กเข้ากับกำลังส่องสว่างสูง

แผนภาพการเชื่อมต่อ LED

มีกฎบางประการสำหรับการเชื่อมต่อ LED โดยคำนึงถึงว่ากระแสที่ไหลผ่านอุปกรณ์เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวเท่านั้นสำหรับการทำงานในระยะยาวและมีเสถียรภาพของอุปกรณ์ LED สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงไม่เพียง แต่แรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน แต่ยังรวมถึงค่ากระแสที่เหมาะสมที่สุดด้วย

แผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับ LED ถึงเครือข่าย 220V

มีวงจรสองประเภทสำหรับเชื่อมต่อ LED กับ 220V ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานที่ใช้ ในกรณีหนึ่งจะใช้กับกระแสไฟที่ จำกัด ในวินาที - กระแสพิเศษที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ ตัวเลือกแรกคำนึงถึงการใช้แหล่งพิเศษที่มีความแรงในปัจจุบัน วงจรนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน และจำนวน LED ที่เชื่อมต่ออยู่จะถูกจำกัดด้วยกำลังขับ

ในการกำหนด LED ในแผนภาพ จะใช้รูปสัญลักษณ์สองประเภท เหนือภาพแผนผังแต่ละภาพจะมีลูกศรเล็กๆ ขนานกัน 2 อันชี้ขึ้นด้านบน พวกเขาเป็นสัญลักษณ์ของแสงที่สดใสของอุปกรณ์ LED ก่อนที่จะเชื่อมต่อ LED เข้ากับไฟ 220V โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ คุณต้องรวมตัวต้านทานไว้ในวงจรด้วย หากไม่ตรงตามเงื่อนไขนี้จะนำไปสู่ความจริงที่ว่าอายุการใช้งานของ LED จะลดลงอย่างมากหรืออาจล้มเหลวก็ได้

หากคุณใช้แหล่งจ่ายไฟเมื่อเชื่อมต่อเฉพาะแรงดันไฟฟ้าในวงจรเท่านั้นที่จะเสถียร เมื่อพิจารณาถึงความต้านทานภายในที่ไม่มีนัยสำคัญของอุปกรณ์ LED การเปิดเครื่องโดยไม่มีตัวจำกัดกระแสไฟฟ้าจะทำให้อุปกรณ์ไหม้ นั่นคือสาเหตุว่าทำไมจึงมีการนำตัวต้านทานที่สอดคล้องกันเข้าไปในวงจรสวิตชิ่ง LED ควรสังเกตว่าตัวต้านทานมีค่าต่างกันจึงต้องคำนวณอย่างถูกต้อง

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! ด้านลบของวงจรในการเชื่อมต่อ LED เข้ากับเครือข่าย 220 โวลต์โดยใช้ตัวต้านทานคือการกระจายพลังงานสูงเมื่อจำเป็นต้องเชื่อมต่อโหลดที่มีการสิ้นเปลืองกระแสไฟเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ตัวต้านทานจะถูกแทนที่ด้วยตัวเก็บประจุดับ

วิธีการคำนวณความต้านทานของ LED

เมื่อคำนวณความต้านทานของ LED จะมีการชี้นำโดยสูตร:

U = IxR,

โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้า I คือกระแส R คือความต้านทาน (กฎของโอห์ม) สมมติว่าคุณต้องเชื่อมต่อ LED ด้วยพารามิเตอร์ต่อไปนี้: 3V - แรงดันไฟฟ้าและ 0.02A - กระแส เพื่อที่ว่าเมื่อเชื่อมต่อ LED กับแหล่งจ่ายไฟ 5 โวลต์บนแหล่งจ่ายไฟคุณจะต้องถอด 2V ส่วนเกินออก (5-3 = 2V) ในการทำเช่นนี้คุณต้องรวมตัวต้านทานที่มีความต้านทานไว้ในวงจรซึ่งคำนวณโดยใช้กฎของโอห์ม:

R = คุณ/ฉัน.

ดังนั้นอัตราส่วนของ 2V ต่อ 0.02A จะเป็น 100 โอห์มนั่นคือ นี่คือตัวต้านทานที่ต้องการจริงๆ

มันมักจะเกิดขึ้นว่าเมื่อพิจารณาจากพารามิเตอร์ของ LED ความต้านทานของตัวต้านทานจะมีค่าที่ไม่ได้มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ ไม่พบตัวจำกัดกระแสดังกล่าว ณ จุดขาย เช่น 128 หรือ 112.8 โอห์ม จากนั้นคุณควรใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานเป็นค่าที่ใกล้เคียงที่สุดเมื่อเทียบกับค่าที่คำนวณได้ ในกรณีนี้ LED จะไม่ทำงานเต็มประสิทธิภาพ แต่เพียง 90-97% เท่านั้น แต่จะมองไม่เห็นด้วยตาและจะส่งผลดีต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์

มีตัวเลือกมากมายสำหรับเครื่องคำนวณการคำนวณ LED บนอินเทอร์เน็ต พวกเขาคำนึงถึงพารามิเตอร์หลัก: แรงดันตก, กระแสไฟที่กำหนด, แรงดันเอาต์พุต, จำนวนอุปกรณ์ในวงจร ด้วยการระบุพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ LED และแหล่งกระแสในช่องแบบฟอร์มคุณสามารถค้นหาคุณสมบัติที่สอดคล้องกันของตัวต้านทานได้ ในการกำหนดความต้านทานของตัวจำกัดกระแสไฟฟ้าที่ใช้รหัสสี ยังมีการคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED แบบออนไลน์อีกด้วย

แผนผังสำหรับการเชื่อมต่อ LED แบบขนานและแบบอนุกรม

เมื่อประกอบโครงสร้างจากอุปกรณ์ LED หลายตัว จะใช้วงจรสำหรับเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220 โวลต์ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน ในเวลาเดียวกันสำหรับการเชื่อมต่อที่ถูกต้องควรคำนึงถึงว่าเมื่อเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงของแต่ละอุปกรณ์ ในขณะที่เมื่อ LED เชื่อมต่อแบบขนาน ความแรงของกระแสจะเพิ่มขึ้น

หากวงจรใช้อุปกรณ์ LED ที่มีพารามิเตอร์ต่างกัน เพื่อการทำงานที่เสถียร จำเป็นต้องคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED แต่ละตัวแยกกัน ควรสังเกตว่าไม่มีไฟ LED สองดวงที่เหมือนกันทุกประการ แม้แต่อุปกรณ์รุ่นเดียวกันก็ยังมีพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าเมื่อมีการเชื่อมต่อจำนวนมากในวงจรอนุกรมหรือขนานด้วยตัวต้านทานตัวเดียว พวกมันสามารถลดลงและล้มเหลวได้อย่างรวดเร็ว

บันทึก! เมื่อใช้ตัวต้านทานตัวเดียวในวงจรแบบขนานหรือแบบอนุกรม คุณสามารถเชื่อมต่อได้เฉพาะอุปกรณ์ LED ที่มีลักษณะเหมือนกันเท่านั้น

ความคลาดเคลื่อนของพารามิเตอร์เมื่อเชื่อมต่อ LED หลายตัวแบบขนานเช่น 4-5 ชิ้นจะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์ แต่ถ้าคุณเชื่อมต่อ LED จำนวนมากเข้ากับวงจรดังกล่าว มันจะเป็นการตัดสินใจที่ไม่ดี แม้ว่าแหล่งกำเนิดแสง LED จะมีลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อย แต่ก็จะทำให้อุปกรณ์บางชนิดปล่อยแสงที่สว่างและไหม้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่อุปกรณ์อื่นๆ จะส่องแสงสลัว ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อแบบขนานจึงควรใช้ตัวต้านทานแยกกันสำหรับแต่ละอุปกรณ์เสมอ

สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมมีการสิ้นเปลืองที่ประหยัดเนื่องจากวงจรทั้งหมดใช้กระแสไฟเท่ากับปริมาณการใช้ LED หนึ่งตัว ในวงจรขนาน ปริมาณการใช้คือผลรวมของการใช้แหล่ง LED ทั้งหมดที่รวมอยู่ในวงจร

วิธีเชื่อมต่อไฟ LED เข้ากับไฟ 12 โวลต์

ในการออกแบบอุปกรณ์บางชนิด ตัวต้านทานจะถูกจัดเตรียมไว้ในขั้นตอนการผลิต ซึ่งทำให้สามารถเชื่อมต่อ LED กับไฟ 12 โวลต์หรือ 5 โวลต์ได้ อย่างไรก็ตามไม่พบอุปกรณ์ดังกล่าววางขายเสมอไป ดังนั้นในวงจรสำหรับเชื่อมต่อ LED กับ 12 โวลต์จึงมีการจำกัดกระแสไว้ ขั้นตอนแรกคือการค้นหาคุณลักษณะของ LED ที่เชื่อมต่ออยู่

พารามิเตอร์เช่นแรงดันตกไปข้างหน้าสำหรับอุปกรณ์ LED ทั่วไปคือประมาณ 2V กระแสไฟที่กำหนดของ LED เหล่านี้สอดคล้องกับ 0.02A หากคุณต้องการเชื่อมต่อ LED ดังกล่าวกับ 12V จะต้องดับไฟ "พิเศษ" 10V (12 ลบ 2) ด้วยตัวต้านทานจำกัด การใช้กฎของโอห์มทำให้คุณสามารถคำนวณความต้านทานได้ เราได้ 10/0.02 = 500 (โอห์ม) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีตัวต้านทานที่มีค่าระบุ 510 โอห์มซึ่งใกล้เคียงที่สุดในช่วงของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ E24

เพื่อให้วงจรดังกล่าวทำงานได้อย่างเสถียรจำเป็นต้องคำนวณกำลังของลิมิตเตอร์ด้วย การใช้สูตรตามกำลังไฟฟ้าเท่ากับผลคูณของแรงดันและกระแสเราคำนวณค่าของมัน เราคูณแรงดันไฟฟ้า 10V ด้วยกระแส 0.02A และรับ 0.2W ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีตัวต้านทาน ซึ่งมีกำลังไฟมาตรฐานอยู่ที่ 0.25W

หากจำเป็นต้องรวมอุปกรณ์ LED สองตัวไว้ในวงจรก็ควรคำนึงว่าแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมอุปกรณ์เหล่านั้นจะเป็น 4V อยู่แล้ว ดังนั้นตัวต้านทานจะต้องดับไม่ใช่ 10V แต่เป็น 8V ดังนั้นการคำนวณความต้านทานและกำลังของตัวต้านทานเพิ่มเติมจึงขึ้นอยู่กับค่านี้ สามารถระบุตำแหน่งของตัวต้านทานในวงจรได้ทุกที่: ที่ด้านแอโนด, ด้านแคโทด, ระหว่าง LED

วิธีทดสอบ LED ด้วยมัลติมิเตอร์

วิธีหนึ่งในการตรวจสอบสภาพการทำงานของ LED คือการทดสอบด้วยมัลติมิเตอร์ อุปกรณ์นี้สามารถวินิจฉัย LED ได้ทุกรูปแบบ ก่อนที่จะตรวจสอบ LED ด้วยเครื่องทดสอบ สวิตช์อุปกรณ์จะถูกตั้งค่าในโหมด "การทดสอบ" และมีการใช้โพรบกับขั้วต่อ เมื่อโพรบสีแดงเชื่อมต่อกับขั้วบวกและโพรบสีดำเชื่อมต่อกับแคโทด คริสตัลควรปล่อยแสง หากขั้วกลับด้าน จอแสดงผลของอุปกรณ์ควรแสดงเป็น “1”

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! ก่อนที่จะทดสอบการทำงานของ LED ขอแนะนำให้หรี่แสงหลัก เนื่องจากในระหว่างการทดสอบกระแสไฟฟ้าจะต่ำมากและ LED จะปล่อยแสงออกมาอ่อนมากจนอาจมองไม่เห็นในแสงปกติ

การทดสอบอุปกรณ์ LED สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้โพรบ ในการดำเนินการนี้ ให้สอดขั้วบวกเข้าไปในรูที่มุมล่างของอุปกรณ์เข้าไปในรูที่มีสัญลักษณ์ "E" และใส่แคโทดเข้าไปในรูที่มีสัญลักษณ์ "C" หาก LED อยู่ในสภาพการทำงานก็ควรจะสว่างขึ้น วิธีการทดสอบนี้เหมาะสำหรับ LED ที่มีหน้าสัมผัสยาวเพียงพอซึ่งบัดกรีเรียบร้อยแล้ว ตำแหน่งของสวิตช์ไม่สำคัญกับวิธีการตรวจสอบนี้

จะตรวจสอบ LED ด้วยมัลติมิเตอร์โดยไม่ต้องทำการบัดกรีได้อย่างไร? ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องบัดกรีคลิปหนีบกระดาษธรรมดาเข้ากับหัววัดทดสอบ ปะเก็น textolite ซึ่งอยู่ระหว่างสายไฟแล้วพันด้วยเทปไฟฟ้าเหมาะสำหรับเป็นฉนวน เอาต์พุตเป็นอะแดปเตอร์ชนิดหนึ่งสำหรับเชื่อมต่อโพรบ คลิปสปริงได้ดีและยึดเข้ากับขั้วต่ออย่างแน่นหนา ในรูปแบบนี้ คุณสามารถเชื่อมต่อโพรบกับ LED ได้โดยไม่ต้องถอดออกจากวงจร

คุณสามารถทำอะไรจากไฟ LED ด้วยมือของคุณเอง?

นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนฝึกประกอบการออกแบบต่างๆ จาก LED ด้วยมือของตนเอง ผลิตภัณฑ์ที่ประกอบเองไม่ได้ด้อยคุณภาพและบางครั้งก็เหนือกว่าผลิตภัณฑ์ที่ผลิตด้วยซ้ำ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นอุปกรณ์สีและอุปกรณ์ดนตรี การออกแบบไฟ LED แบบกระพริบ ไฟวิ่ง LED แบบทำเอง และอื่นๆ อีกมากมาย

ชุดประกอบโคลงปัจจุบัน DIY สำหรับ LED

เพื่อป้องกันไม่ให้อายุการใช้งานของ LED หมดก่อนกำหนด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจึงต้องมีค่าคงที่ เป็นที่ทราบกันว่าไฟ LED สีแดง เหลือง และเขียวสามารถรองรับโหลดกระแสที่เพิ่มขึ้นได้ แม้ว่าแหล่งกำเนิดไฟ LED สีน้ำเงิน-เขียวและสีขาว แม้จะโอเวอร์โหลดเล็กน้อย แต่ก็เผาไหม้หมดภายใน 2 ชั่วโมง ดังนั้นเพื่อให้ LED ทำงานได้ตามปกติ จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟ

หากคุณประกอบวงจร LED ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน คุณสามารถจัดให้มีการแผ่รังสีที่เหมือนกันได้หากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมีความแรงเท่ากัน นอกจากนี้ พัลส์กระแสย้อนกลับอาจส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดแสง LED เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จำเป็นต้องรวมตัวป้องกันกระแสไฟสำหรับ LED ไว้ในวงจร

ลักษณะเชิงคุณภาพของหลอดไฟ LED ขึ้นอยู่กับไดรเวอร์ที่ใช้ - อุปกรณ์ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นกระแสที่เสถียรด้วยค่าเฉพาะ นักวิทยุสมัครเล่นหลายคนประกอบวงจรจ่ายไฟ LED 220V ด้วยมือของตัวเองโดยใช้วงจรไมโคร LM317 องค์ประกอบดังกล่าว วงจรอิเล็กทรอนิกส์มีต้นทุนต่ำและสร้างโคลงได้ง่าย

เมื่อใช้ตัวปรับกระแสไฟบน LM317 สำหรับ LED กระแสจะถูกปรับภายใน 1A วงจรเรียงกระแสที่ใช้ LM317L จะรักษากระแสให้คงที่เป็น 0.1A วงจรอุปกรณ์ใช้ตัวต้านทานเพียงตัวเดียว มีการคำนวณโดยใช้ เครื่องคิดเลขออนไลน์ความต้านทานสำหรับ LED อุปกรณ์ที่มีอยู่เหมาะสำหรับการจ่ายไฟ: จ่ายไฟจากเครื่องพิมพ์ แล็ปท็อป หรืออื่น ๆ เครื่องใช้ไฟฟ้า. การประกอบวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยตัวเองนั้นไม่ได้ผลกำไรเนื่องจากง่ายต่อการซื้อแบบสำเร็จรูป

DIY LED DRL

การใช้ไฟวิ่งกลางวัน (DRL) บนรถยนต์ช่วยเพิ่มทัศนวิสัยของรถในช่วงเวลากลางวันของผู้ใช้ถนนรายอื่นได้อย่างมาก ผู้ชื่นชอบรถจำนวนมากฝึกประกอบ DRL ด้วยตนเองโดยใช้ไฟ LED หนึ่งในตัวเลือกคืออุปกรณ์ DRL ที่มีไฟ LED 5-7 ดวงซึ่งมีกำลัง 1W และ 3W สำหรับแต่ละบล็อก หากคุณใช้แหล่งกำเนิดแสง LED ที่ทรงพลังน้อยกว่า ฟลักซ์การส่องสว่างจะไม่เป็นไปตามมาตรฐานสำหรับไฟดังกล่าว

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! เมื่อสร้าง DRL ด้วยมือของคุณเอง ให้คำนึงถึงข้อกำหนดของ GOST: ฟลักซ์ส่องสว่าง 400-800 cd มุมการส่องสว่างในระนาบแนวนอน - 55 องศา ในระนาบแนวตั้ง - 25 องศา พื้นที่ - 40 ซม. ²

สำหรับฐานคุณสามารถใช้บอร์ดที่ทำจากโปรไฟล์อลูมิเนียมพร้อมแผ่นรองสำหรับติดตั้ง LED ไฟ LED ยึดติดกับบอร์ดโดยใช้กาวนำความร้อน ออพติกถูกเลือกตามประเภทของแหล่งกำเนิดแสง LED ในกรณีนี้ เลนส์ที่มีมุมการส่องสว่าง 35 องศาจะเหมาะสม มีการติดตั้งเลนส์บน LED แต่ละตัวแยกกัน สายไฟจะถูกส่งไปในทิศทางที่สะดวก

ถัดไป ตัวเรือนถูกสร้างขึ้นสำหรับ DRL ซึ่งทำหน้าที่เป็นหม้อน้ำด้วย คุณสามารถใช้โปรไฟล์รูปตัวยูได้ โมดูล LED ที่เสร็จแล้วจะถูกวางไว้ภายในโปรไฟล์โดยยึดด้วยสกรู พื้นที่ว่างทั้งหมดสามารถเติมด้วยน้ำยาซีลซิลิโคนโปร่งใส เหลือเพียงเลนส์บนพื้นผิว สารเคลือบนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวกั้นความชื้น

การเชื่อมต่อ DRL เข้ากับแหล่งจ่ายไฟจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานภาคบังคับ ซึ่งมีการคำนวณและทดสอบความต้านทานไว้ล่วงหน้า วิธีการเชื่อมต่ออาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรุ่นรถยนต์ แผนภาพการเชื่อมต่อสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ต

วิธีทำให้ไฟ LED กระพริบ

ไฟ LED กระพริบที่ได้รับความนิยมมากที่สุดซึ่งสามารถซื้อสำเร็จรูปได้คืออุปกรณ์ที่ควบคุมโดยระดับศักยภาพ การกะพริบของคริสตัลเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแหล่งจ่ายไฟที่ขั้วของอุปกรณ์ ดังนั้นอุปกรณ์ LED สีแดงเขียวสองสีจึงปล่อยแสงขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสที่ไหลผ่าน เอฟเฟกต์การกะพริบใน LED RGB ทำได้โดยการเชื่อมต่อพินควบคุมสามพินแยกกันเข้ากับระบบควบคุมเฉพาะ

แต่คุณสามารถทำให้ไฟ LED สีเดียวธรรมดากะพริบได้ โดยมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นต่ำในคลังแสงของคุณ ก่อนที่คุณจะสร้างไฟ LED กะพริบ คุณต้องเลือกวงจรการทำงานที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ คุณสามารถใช้วงจร LED กระพริบซึ่งจะจ่ายไฟจากแหล่ง 12V

วงจรประกอบด้วยทรานซิสเตอร์กำลังต่ำ Q1 (ซิลิคอนความถี่สูง KTZ 315 หรืออะนาล็อกที่เหมาะสม), ตัวต้านทาน R1 820-1,000 โอห์ม, ตัวเก็บประจุ 16 โวลต์ C1 ที่มีความจุ 470 μF และแหล่งกำเนิดแสง LED เมื่อเปิดวงจรตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จที่ 9-10V หลังจากนั้นทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นสักครู่แล้วถ่ายโอนพลังงานที่สะสมไปยัง LED ซึ่งเริ่มกะพริบ วงจรนี้สามารถใช้งานได้เมื่อจ่ายไฟจากแหล่งจ่าย 12V เท่านั้น

คุณสามารถประกอบวงจรขั้นสูงที่ทำงานในลักษณะเดียวกันกับเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ของทรานซิสเตอร์ได้ วงจรประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ KTZ 102 (2 ชิ้น) ตัวต้านทาน R1 และ R4 300 โอห์มแต่ละตัวเพื่อจำกัดกระแส ตัวต้านทาน R2 และ R3 27000 โอห์มแต่ละตัวเพื่อตั้งค่ากระแสพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ ตัวเก็บประจุแบบโพลาร์ 16 โวลต์ (2 ชิ้น . ด้วยความจุ 10 uF) และแหล่งกำเนิดแสง LED สองดวง วงจรนี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า DC 5V

วงจรทำงานตามหลักการ "คู่ดาร์ลิงตัน": ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกชาร์จและคายประจุสลับกัน ซึ่งทำให้ทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งเปิด เมื่อทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งจ่ายพลังงานให้กับ C1 ไฟ LED หนึ่งตัวจะสว่างขึ้น จากนั้น C2 จะถูกชาร์จอย่างราบรื่น และกระแสพื้นฐานของ VT1 ลดลง ซึ่งนำไปสู่การปิด VT1 และการเปิด VT2 และไฟ LED อีกดวงจะสว่างขึ้น

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์! หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 5V คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานที่มีค่าอื่นเพื่อป้องกันความล้มเหลวของ LED

DIY ประกอบเพลงสี LED

หากต้องการใช้วงจรดนตรีสีที่ค่อนข้างซับซ้อนบน LED ด้วยมือของคุณเอง คุณต้องเข้าใจวิธีการทำงานของวงจรดนตรีสีที่ง่ายที่สุดก่อน ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว ตัวต้านทาน และอุปกรณ์ LED วงจรดังกล่าวสามารถขับเคลื่อนจากแหล่งจ่ายไฟตั้งแต่ 6 ถึง 12V การทำงานของวงจรเกิดขึ้นเนื่องจากการขยายแบบคาสเคดด้วยหม้อน้ำทั่วไป (ตัวปล่อย)

ฐาน VT1 รับสัญญาณที่มีแอมพลิจูดและความถี่ที่แตกต่างกัน เมื่อสัญญาณผันผวนเกินเกณฑ์ที่กำหนด ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นและไฟ LED จะสว่างขึ้น ข้อเสียของโครงการนี้คือการขึ้นอยู่กับระดับของสัญญาณเสียงที่กระพริบ ดังนั้นเอฟเฟกต์ของดนตรีสีจะปรากฏที่ระดับเสียงในระดับหนึ่งเท่านั้น ถ้าจะเพิ่มเสียง. ไฟ LED จะเปิดตลอดเวลา และเมื่อลดลงก็จะกระพริบเล็กน้อย

เพื่อให้ได้เอฟเฟกต์เต็มรูปแบบ พวกเขาใช้วงจรดนตรีสีโดยใช้ไฟ LED โดยแบ่งช่วงเสียงออกเป็นสามส่วน วงจรที่มีตัวแปลงเสียงสามช่องสัญญาณนั้นใช้พลังงานจากแหล่งจ่าย 9V คุณสามารถค้นหาโครงร่างดนตรีสีจำนวนมากได้บนอินเทอร์เน็ตที่ฟอรัมวิทยุสมัครเล่นต่างๆ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นโครงร่างดนตรีสีโดยใช้แถบสีเดียว แถบ LED RGB รวมถึงโครงร่างสำหรับการเปิดและปิด LED ได้อย่างราบรื่น คุณยังสามารถค้นหาไดอะแกรมของการเรียกใช้ไฟ LED ออนไลน์ได้

การออกแบบตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า LED DIY

วงจรตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าประกอบด้วยตัวต้านทาน R1 (ความต้านทานตัวแปร 10 kOhm), ตัวต้านทาน R1, R2 (1 kOhm), ทรานซิสเตอร์สองตัว VT1 KT315B, VT2 KT361B, ไฟ LED สามดวง - HL1, HL2 (สีแดง), HLЗ (สีเขียว) X1, X2 – แหล่งจ่ายไฟ 6 โวลต์ ในวงจรนี้แนะนำให้ใช้อุปกรณ์ LED ที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5V

อัลกอริธึมแบบโฮมเมด ตัวบ่งชี้ที่นำแรงดันไฟฟ้ามีดังนี้: เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า ไฟ LED ส่วนกลางจะเป็นสีเขียว ในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าตก ไฟ LED สีแดงที่อยู่ด้านซ้ายจะเปิดขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทำให้ไฟ LED สีแดงทางด้านขวาสว่างขึ้น เมื่อตัวต้านทานอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง ทรานซิสเตอร์ทั้งหมดจะอยู่ในตำแหน่งปิด และแรงดันไฟฟ้าจะไหลไปที่ LED สีเขียวตรงกลางเท่านั้น

ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นเมื่อเลื่อนแถบเลื่อนตัวต้านทานขึ้น ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับ HL3 จะหยุดลง และจ่ายให้กับ HL1 เมื่อแถบเลื่อนเลื่อนลง (แรงดันไฟฟ้าลดลง) ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิดและ VT2 จะเปิดขึ้นซึ่งจะจ่ายไฟให้กับ LED HL2 ด้วยการหน่วงเวลาเล็กน้อย LED HL1 จะดับลง HL3 จะกะพริบหนึ่งครั้ง และ HL2 จะสว่างขึ้น

วงจรดังกล่าวสามารถประกอบได้โดยใช้ส่วนประกอบวิทยุจากอุปกรณ์ที่ล้าสมัย บางคนประกอบไว้บนกระดานข้อความ โดยสังเกตอัตราส่วน 1:1 พร้อมขนาดของชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อให้องค์ประกอบทั้งหมดพอดีกับกระดาน

ศักยภาพที่ไร้ขีดจำกัดของไฟ LED ทำให้สามารถออกแบบอุปกรณ์ให้แสงสว่างต่างๆ จาก LED ที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยมและมีต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำได้อย่างอิสระ