SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  12
Télécharger pour lire hors ligne
LED
Amíg eljutottunk a LED-ig: A világítás fejlődése
A szénszálas izzólámpától a LEDszálas lámpáig.
A világítás képes története (2011)
Az elektromos fényelőállítás története
A LED-ről
Kicsit másképp
Nemcsak szakembereknek
Forrás: http://u-led.hu/cikk/a-led-technologia-tortenete ; http://hu.wikipedia.org/wiki/Vil%C3%A1g%C3%ADt%C3%B3_di%C3%B3da
A LED, angolul Light Emitting Diode, azaz fényt emittáló dióda, vagy világító dióda.
A LED egy kristályos szerkezetű anyag, amit elektronikai alkatrészként alkalmaznak. A LED tulajdonképpen
egy szilárdtest eszköz, félvezető (lásd még MKZS Fényforrások csoportosítása oldalt), azaz egyenáram
hatására az egyik irányban vezet, tehát a viszonylag kis belső ellenállásának megfelelő fogyasztó, majdnem
rövidzár.
Fordított polaritású bekötés esetén (csak „5 mm-es” LED technológiánál megengedett) szigetel a LED, azaz
tulajdonképpen szakadásnak tekinthető áramkörileg.
1. / 12
A LED rövid története
Rubin Braunstein (RCA) 1955-ben a gallium-arzenid anyagú dióda tulajdonságainak vizsgálata
közben, mellékesen felfedezte ennek és egyéb félvezető ötvözeteknek az infravörös emisszióját.
James Biard és Gary Pittman (Texas Instruments) 1961-
ben rájöttek, hogy a gallium-arzenid dióda elektromos
áram hatására elektromágneses sugárzást bocsát ki. Ez a
sugárzás a nem látható infravörös tartományba esett.
Nem sokkal később szabadalmaztatták a LED diódát.
Az első látható, azaz fénytartományban sugárzó LED-et ifj. Nick Holonyak
(General Electric Company) fejlesztette ki 1962-ben.
A LED technológia akkor lépett óriásit előre, amikor megjelentek a GaP (Gallium-Arzén-Foszfor) alapú,
nagyobb hatásfokú diódák az 1960-as évek közepén.
1972-ben nagy áttörést jelentett a kék fényt kibocsátó LED felfedezése, amelynek első
verziója Jacques Pankove Herbert, Edward Miller és Paul Maruska az RCA
Laboratories szakembereinek neveihez fűződik. Az n típusú GaN
félvezetőhöz magnézium adalékolt p típusú GaN oldalt növesztettek.
Az 1990-es években megjelentek az InGaAIP félvezető réteget tartalmazó LED-ek, amelyek
a narancs-vörös, vörös, sárga és zöld színű, majd később a kék színű LED-ek
megjelenéséhez vezettek.
1993-94-ben a kék fénnyel világító LED nagy fényerő növekedést ért el Nakamura
Shuji, Amano Hiroshi és Akasaki Isamu, a Nichia Corporation alkalmazottainak
köszönhetően.
Forrás: http://www.cree.com/News-and-Events/Cree-News/Press-Releases/2014/March/~/link.aspx?
_id=2F008013AEF14FAAA42C2A9686F5F865&_z=z
2013.02.13. Labor körülmények között a Cree LED gyártó elérte a 276 lm/W
hatásfokot egy 4 401K színhőmérsékletű LED chip-pel 350 mA árammal,
szobahőmérsékleten.
Forrás: ww.cree.com/News-and-Events/Cree-News/Press-Releases/2014/March/300LPW-LED-barrier
2014.03.26. Labor körülmények között a Cree LED gyártó elérte a 303 lm/W hatásfokot
egy 5 150K színhőmérsékletű LED chip-pel 350 mA árammal, szobahőmérsékleten.
Forrás: http://www.origo.hu/tudomany/20141007-nyertek-a-led-lampa-feltalaloi-fizikai-nobel-dij-2014.html
2014-ben három japán kutató, Nakamura Shuji, Amano Hiroshi és Akasaki Isamu nyerte a fizikai Nobel-díjat
a "hatékony kék fényt kibocsájtó diódák feltalálásáért, amely lehetővé tette a fényes, fehér fényforrások
létrehozását".
A technológia nem csak tudományosan, de környezetvédelmi szempontból is jelentős: a kék LED-ek
fényesek, keveset fogyasztanak, minden lényeges szempontból maguk mögé utasítják a hagyományos izzókat
és a fénycsöveket.
Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Vil%C3%A1g%C3%ADt%C3%B3_di%C3%B3da
A LED által kibocsátott fény színe a félvezető anyag összetételétől,
ötvözőitől (a „szennyezőktől”) függ. A LED inkoherens (azaz a lézer
fénnyel ellentétben fázison kívüli fény, ami azt jelenti, hogy a
fényhullámok nincsenek szinkronizálva), keskeny spektrumú fényt
bocsát ki. A fény spektruma az infravöröstől az ultraibolyáig terjedhet.
1994-ben a kék fényt kibocsátó LED feltalálói, alapjaiban alakították át
a világítási technológiát.
2. / 12
Működés
Lumileds video angolul
https://www.youtube.com/watch?v=5GQq8W5xu3c
Wikipedia alapján
Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Vil%C3%A1g%C3%ADt%C3%B3_di%C3%B3da ; http://www.google.hu/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CB8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.uni-
obuda.hu%2Fusers%2Fmolnarka%2FEloadasok%2FFenyforrasok%2FLED1.ppt&ei=e7q8VJf5Nsfjas_4gbgD&usg=AFQjCNEmCPMfJh-dcpOuTgZ8CRIMzbxWgg&bvm=bv.83829542,d.d2s&cad=rja
A fény úgy keletkezik, hogy a diódára kapcsolt elektromos egyenáram a dióda anyagában levő atomok
elektronjait gerjeszti, amitől azok nagyobb energiaszintű elektronpályára
ugranak, majd miközben visszatérnek eredeti energiaszintjükre, fotonokat
bocsátanak ki (a fotodiódákban alkalmazott fényelektromos jelenség
fordítottja). Nyitóirányú áram esetén a PN átmeneten a negatív elektronok az N
rétegből a P-be, a pozitív lyukak a P rétegből az N-be diffundálnak. A diffúziós
kisebbségi és többségi töltéshordozók között rekombinációs folyamat indul
meg, melynek során a felszabaduló energia fotonok (ha látható tartományba
esik, akkor fény) formájában kisugárzódik. Nagyobb feszültség hatására
nagyobb a kisugárzott fotonok mennyisége, egészen egy bizonyos nyitóirányú áramértékig, ahonnan már nem
számottevő a változás.
A sugárzás csak úgy jöhet létre, ha az elektronok átkerülnek a nagy energiájú vezetési sávból a kisebb
energiájú vegyértéksávba. Az elektronnak a vezetési sáv állapota nem stabil,
hanem egy kis idő elteltével visszaugrik az eredeti elektronpályájára. A
többletenergia, amivel előzőleg képes volt feljebb lépni, sugárzás formájában
hagyja el az atomot. Ez a sugárzás a hullámhossztól függő fény formájában
jelentkezik (lásd a táblázatot alább). A rekombinációknak körülbelül az 1%-a
jár foton kibocsátással, míg a többi hőtermeléssel.
Régen a legnagyobb hatásfokkal az infravörös LED rendelkezett (1-5%), a
többinél ez 0,05% alatt volt, ám a mai LED-ek már valahol 80%-os hatásfokkal üzemelnek és ez tovább
növekszik (http://phys.org/news/2012-03-efficiency.html).
A LED-ek előnye, hogy a fény előállításához alacsony áramerősséget és feszültséget igényelnek, kicsi a
fogyasztásuk, nagy a kapcsolási sebességük, kis helyen elférnek, ütésállók
és nagy az élettartamuk. Az 5 mm-es LED-ek melegedése kismértékű.
A LED-ek tokozása rendkívül sokféle, ugyanakkor a hetvenes évekre már
kialakult az 5 mm átmérőjű hengeres műanyag kivitel, ami általánosnak
tekinthető.
3. / 12
LED készítéséhez alkalmazott összetevők
Anyag Szín Hullámhossz
Gallium-arzenid (GaAs) infravörös 940 nm
Gallium-alumínium-arzenid
(AlGaAs)
vörös és
infravörös
890 nm
Gallium-arzenid-foszfid
(GaAsP)
vörös,
narancs és
sárga
630 nm
Gallium-foszfid (GaP) zöld 555 nm
Gallium-nitrid (GaN) zöld 525 nm
Cink-szelenid (ZnSe) kék ~500 nm
Szilícium-karbid (SiC) kék 480 nm
Indium-gallium-nitrid
(InGaN)
kék 450 nm
Gyémánt (C) ultraibolya 400 nm
A LED alkalmazása a világításban
Az első világító diódák viszonylag kicsi (20-60 mW) elektromos teljesítményük mellett igen
alacsony fényerősséget (néhány 10-100 mCd) biztosítottak. Ráadásul a monokromatikus
(egyszínű) fény nem alkalmas megvilágítási célokra. Amint a félvezető-technika fejlődésével a
diódák fényerőssége és fényhasznosítása nőtt, valamint alacsonyabb hullámhosszak váltak
elérhetővé, úgy nyílt esély a LED-ek világításban való használatára.
1994-ben Japánban bemutatták az első, nagy fényerejű kék színnel világító InGaN (indium-gallium-nitrid)
diódát. Ezzel lehetővé vált három monokromatikus fényforrás (vörös/sárga, zöld, illetve
kék) segítségével fehér fényt előállítani. A gyakorlatban azonban mégsem ezt a
megoldást használják. A három különböző LED nyitófeszültsége különbözik, valamint
eltérő technológiával készült félvezetőket kell egy egységbe tokozni. Ezért ezt az eljárást
(RGB LED-ek) csak olyan helyen alkalmazzák, ahol jelentősége van a színek arányának
és azok változtatásának (például nagyméretű kivetítőkben, TV-kben, effekt világításra).
A világításra használt fehér színű világító diódák félvezetője leggyakrabban szintén InGaN, mely kék fényt
vagy közeli UV sugárzást bocsát ki. A félvezetőt azonban különböző fluoreszkáló anyagokkal vonják be, mely
a kék fény és az UV sugárzás hatására zöldes-sárga fénnyel világít. Így összetett fénnyel világító eszközt
kapunk, melynek színét az emberi szem fehérnek érzékeli.
5 mm-es LED esetén az aprócska dióda körül egy kis parabolatükör van, ami egy irányba tereli a
fénysugarakat. A diódát és a tükröt a LED gyártása során átlátszó műanyaggal burkolják be,
hogy jobban ellenálljon a mechanikai behatásoknak. A kész LED-ekből azután lámpatestet
állítanak össze.
Világító eszközként való hasznosításuk során tartsuk szem előtt, hogy bár a LED-ek,
hasonlóképpen az izzólámpákhoz, pontszerű fényforrások, technológiájukból következően
mégsem gömb formájú a sugárzási karakterisztikájuk. A leggyakoribb kivitelnél optikai úton
irányítják a fényt, de az elemi, egyedül álló LED-eknek legfeljebb 120 fok a sugárzási szöge.
Ebből következik, hogy azonos teljesítményű spot izzólámpa és LED spotlámpa fénye között
számottevő eltérés van. Ennek oka, hogy a spot izzólámpa a központi fénykúpon kívülre is sugároz
fényt, míg az optikai úton létrehozott LED a fénykúpon kívülre nem világít!
A LED-es világítóeszközök kivitelüket tekintve lehetnek a hagyományos izzókkal kompatibilisek (u.n.
retrofit), azaz ugyanúgy foglalatba helyezhetők, 12 vagy 230 V-osak és lehetnek speciális kivitelű, szigorúan
csak a saját tápegységükkel működtethető megoldásúak.
4. / 12
A LED és az izzólámpa alapvetően különböző elektromos alkatrész, ezért a „LED-izzó” kifejezés nem helyes.
• A LED fénykibocsátó dióda, csak egyenáramú áramgenerátorról üzemeltethető és
párhuzamosan nem kapcsolható. Váltóáramú feszültséggenerátoros áramforrás
(világítási hálózat) és a LED közé egyenirányítót és áramkorlátozót tartalmazó áramkört
kell kapcsolni. Szokásos megoldás még, hogy 5 mm-es LED technológia esetén a LED-
del egy másik diódát, vagy LED-et kötnek parallel. Így az egyik félhullám alatt világít,
a másik félhullám a másik diódán keresztül folyik. Ezt az emberi szem nem tudja
követni, de van, aki periférikus érzékeléssel zavaró vibrálást láthat.
• Az izzólámpa, fényt is kibocsátó hősugárzó ellenállás, így egyen- vagy váltóáramú
feszültséggenerátorról is üzemeltethető és párhuzamosan is kapcsolható. Névleges
feszültségű elemre (pl. 4,5 V DC) és világítási hálózatra (230 V 50 Hz) egyaránt
közvetlenül ráköthető.
Nagyteljesítményű fehér LED-ek
A kereskedelmi forgalomban kapható egyedi diódák teljesítménye ma már eléri a 100 wattos
nagyságrendet, fényhasznosításuk pedig meghaladja a 100 lm/W értéket, megfelelő
áramgenerátoros táplálás esetén. Ez az egyik legkedvezőbb érték a világítástechnikában.
Élettani hatása
A kék, fényporral fehér fényt előállító LED-es lámpák összetett fehér fénye valójában nagyrészt kék színű,
ami a szem retinájában lévő melanopszinok működésére hat, amik a melatonin nevű hormon termelését
befolyásolják, a hormon pedig az alvás és ébrenlét szabályozását végzi.
Speciális alkalmazások esetén hasznos lehet, hogy ilyen LED-es fényforrásokkal befolyásolni lehet az ember
biológiai óráját, az úgynevezett cirkadián ritmust, emiatt megváltozik az anyagcsere, a testtömegindex, az
oxigénfelvétel és a hormontermelés.
Kültéri világításnál ez hátrányt jelent, mert megzavarja a természet egyensúlyát (pl. a növények és állatok napi
ritmusát).
5. / 12
Elmélet - szempontok
Nem minden LED ami fénylik
Vass László írása alapján (2010 második félév)
Forrás: http://www.vilagitas.org/stuff/evkonyv/2010-2011/LED/Vass%20Laszlo%20-%20Nem%20minden%20LED%20ami%20fenylik.pdf
Javasoljuk még hozzá Molnár Károly Zsolt előadását (a szövegben hivatkozunk rá, az előadás anyagának első
részében olvasható alapfogalmak száma alapján, pl.: MKZS 3).
http://www.uni-obuda.hu/users/molnarka/Konferencia_eloadasok/Hogyan_mivel_vilagitsunk_gazdasagosan.pdf
Dicsérni jöttem a LED-et, nem temetni. De dicsérni valós adatok alapján fogom, nem hiedelmek, legendák és
kereskedelmi érdekek szerint.
Először is néhány fogalmat tisztáznunk kell. A laikusok csak így igazodhatnak el, de a műszakiaknak sem árt
átismételni a ritkán használt fogalmakat, mértékegységeket.
Fényforrásainkat kétféle célból használjuk: jelzés céljára és megvilágítás céljára.
Jelzésre jó példa a közlekedési lámpa, vagy a gépkocsi irányjelzője. Használatakor belenézünk, a fényforrást
közvetlenül látjuk. Az érzékelt inger fénytechnikai megfelelője a fénysűrűség (MKZS 3), mértékegysége a
kandela/m2. Ez a fényforrás, vagy egy megvilágított felület 1 m2-éről merőleges irányban kisugárzott
fényerősséget (MKZS 3) jelenti. A gyakorlatban műszerrel mérhető megvilágítás (MKZS 3) értéket szoktuk
megadni luxban. A megvilágítás mérő a szem nappali érzékenysége szerint mér (MKZS 6). Aki további
részleteket akar tudni, a bőséges irodalomban utánanézhet. Talán fontos még, hogy a káprázás elkerülése és a
láthatóság érdekében viszonylag szűk sávban határozzák meg a kívánt fényerősséget. Például a vasúti átjárók
fénysorompóiban 100-200 kandela között kell legyen a fényerősség. Ezenkívül jelzés céljára legtöbbször
színes, lehetőleg tiszta egyszínű (monokromatikus) színeket használunk.
A másik használati módban azokat a tárgyakat, felületeket nézzük (út, terem belseje, könyv, munkadarab,
stb.), amiket a fényforrásunk megvilágít. Itt kimondottan korlátozzuk, hogy magára a fényforrásra
pillanthassunk, mert erős káprázást okozna. Még a ma már lebecsült izzólámpa világító felületére sem
célszerű közvetlenül ránézni. A megvilágításra használt fényforrás összes fényét próbáljuk több-kevesebb
sikerrel felhasználni megvilágításra, ezért itt a fényforrás összes kisugárzott fény energiája a lényeges
paraméter, ezt fényáramnak (MKZS 6) nevezzük, s ennek mértékegysége a lumen.
További részleteket szintén a szakirodalomban célszerű keresni. A szokásos fényforrások lumen értékei igen
nagy tartományt fognak át: a zseblámpa izzó 1-2 lumenjétől mondjuk a 2 000 W-os fémhalogénlámpák
200’000 lumenes nagyságrendjéig.
Fontos kiemelni, hogy megvilágításra elsősorban fehér fényt használunk. Ez alól a díszvilágításban találunk
kivételt, valamint a közvilágításban is alig használt igen jó hatásfokú ún. kisnyomású nátriumlámpa is kivétel.
A kisnyomású nátriumlámpa megjelenésekor közelítőleg kétszer jobb hatásfokú volt minden más
fényforrásnál, ezért elfogadták kompromisszumként a gyakorlatilag nulla színvisszaadást. Csak
ismétlésképpen: minél több szín van a fényforrás által kibocsátott fény spektrumában, annál jobb lesz a színek
felismerése. A legjobb (minden szempontból) a természetes fény.
Még két fogalommal kell megismerkednünk, aztán ígérem, a LED-del fogunk
foglalkozni.
Amikor egy fekete testet melegítve a színét nagyjából olyannak látjuk, mint a
vizsgált fény színét, akkor ezt a hőmérsékletet nevezzük a vizsgált fény korrelált
színhőmérsékletének (Tc: CCT) (MKZS 7).
Mértékegysége: K (Kelvin).
A napfény színhőmérséklete a föld felszínéről nézve kb. 4’500 K, az égbolté
több, mint 6’000 K, egy 50 W-os halogénizzóé kb. 3’000 K.
Utolsó, de talán legfontosabb mennyiség a fényhasznosítás (MKZS 2), mértékegysége a lumen/watt,
tulajdonképpen magáért beszél: 1 watt elektromos teljesítményből mennyi lumen fényáramot állít elő a
fényforrás. Minél nagyobb ez a lumen/watt érték, annál jobb a fényforrás hatásfoka, azaz annál kisebb a
fogyasztása.
6. / 12
A költségek címszó előtt mutatunk fényhasznosítás értékeket. A szokásos tápegységek, a foglalatok, burák,
lámpatestek 15-30 %-t ronthatnak, azaz csökkenthetik azokat az értékeket.
Ezért fontos a lámpatestek és nem a fényforrások fényáramát összehasonlítani. Ennél is korrektebb, adott
elrendezés, megvilágítási értékeit (lux) összehasonlítani a teljes megvilágított felületen. Erre alább mutatunk
is példát egy termék katalóguslapján.
Ezzel eljutottunk a LED-ekhez.
A LED egy kristály, amiben az elektromos áram hatására fény keletkezik, de nem a melegedés, izzás
hatására. A LED nem izzó! Sőt, a LED működését a meleg gátolja, hatásfokát rontja és az élettartamát
erősen csökkenti, még a benne elkerülhetetlenül keletkező saját melege is. Erre a hőmérséklet
függésre mutatunk alább példát egy termék katalóguslapján. A LED-es világítás kulcskérdése a
melegedés. Ha a LED-es fényforrást bezárjuk, például szűk álmennyezetbe, még a jó hatásfoka
mellett is túlmelegszik, mert nem tudja leadni a hőt, a fénye lecsökken, akár 30 % -ot is,
élettartama akár tizede is lehet a vártnak (plusz MKZS Mi a helyzet a LED-ekkel?).
Eljutottunk a hamis hirdetések sarkalatos pontjaihoz. Különösen a kisméretű, 5 mm-es LED-ekből készült
izzópótlókról készült reklámok az igazán megtévesztők. Számtalanszor látok olyat, hogy ”95% energia
megtakarítás!”. Ha nem kapcsoljuk be, akkor viszont 100% az energia megtakarítás.
Szinte azt sugallja, hogy visszafelé forgatja a fogyasztásmérőt (népiesen villanyórát)! Aztán a 100’000 óra
élettartam! Ez is csak akkor igaz, ha be sem kapcsoljuk. A valóság ehhez képest kiábrándító. Ha rosszul
telepítik, például álmennyezetbe, ahol túlmelegszik, egy – másfél év alatt elhalványul a fénye, akár a tizedére
is csökkenhet.
Nézzünk egy példát: talán a leggyakoribb alkalmazás, amikor egy 35 Wattos halogén izzó
(fényárama kb. 750 lumen) helyett egy kisméretű LED-ekből készült kb. 3 Wattos LED-es lámpát
szerelnek. A LED-es lámpa azért legfeljebb 3 Wattos, mert abba a térfogatba még a 3 Watt is sok
egy kicsit, az élettartam várhatóan nem éri el a 30’000 órát, ami igen messze van a 100’000
órától. Ennek a fényforrásnak a fényárama 100-200 lumen, ez aztán jócskán elmarad a halogén
izzóétól. Igaz, hogy keveset fogyaszt, de a fényárama is jóval kevesebb.
A retrofit (hagyományos foglalatban működő fényforrás helyére fejlesztett) LED fényforrások
esetében a műszaki érvek szinte mindenben lesújtóak – voltak.
Manapság a nagy gyártók, kiváló minőségű termékekkel szolgálnak. Igaz ez már a később leírt és
Power LED és nem az 5 mm-es LED technológia terméke.
A LED korlátai
Forrás: http://www.percept.hu/hu/cikkek/A_led_korlatai_VTT_2_Vass_Laszlo_2010.html
1. -Elérkeztünk a LED egyik legfontosabb korlátjához, a már említett kristály hőmérsékletéhez.
Csak akkor tudjuk kihasználni a LED-es fényforrások tetemes előnyeit, ha jól ismerjük és már a tervezésnél
figyelembe vesszük a korlátait. Minden fényforrásunkra hat a környezeti hőmérséklet, az izzóra a legkevésbé.
A LED-re viszont, félvezető lévén, igen erősen. A gyártók megadják a kristályra megengedett legmagasabb
hőmérsékletet, amelynek szokásos értéke a kisteljesítményű LED-eknél általában 85 ºC, a
világítástechnikában használt nagyteljesítményű (power) LED-eknél 120 - 150 ºC közt lehet. Minden esetben
a gyártó adatai irányadók! A kristályhőmérséklet és az élettartam közti összefüggés
részleteinek a bőséges szakirodalomban és a jobb gyártók honlapján lehet utánanézni.
Érdemes!
Rengeteg tévhitet, hamis információt lehet így kiszűrni.
A legtöbb, főleg kisteljesítményű LED-nél csak derültséget válthat ki a 100’000 órás
élettartam dicsekvés, hiszen még megfelelően kézben tartott hűtés mellett is nagyon jó ha
eléri a 40’000 órás élettartamot, a fényáram csökkenéséről nem is beszélve. A hőmérséklet
tehát igen fontos a tervezés és az üzemeltetés szempontjából. Később is, minden megfontolásunkban
előbukkan. Jó tanács a barkácsolóknak: 1 W LED teljesítményhez legalább 0,5 dm2 alumínium lemezt
alkalmazzunk, függőlegesen.
7. / 12
2. -Második fontos korlát, illetve szempont a tápellátás. A LED elektromos szempontból dióda, amelynek
nyitófeszültsége 2,7-3 V, munkaponti feszültsége 3-3,6 V, fehér LED esetén. A szokásos diódákhoz képest
még annyi megkötés van, hogy a teljesítmény LED-ekre zárófeszültség nem megengedett. Tehát szó sem
lehet váltófeszültségű táplálásról! A dióda áramát külső eszközzel korlátozni kell. Egyszerű esetben ellenállás
is megteszi a hatásfok csökkenés és fokozottabb melegedés árán. Viszont induktív előtét a zárófeszültség és a
váltófeszültségű táplálás tiltása miatt nem használható és még az antiparallel
kötött LED-ek esetén sem javaslom a rossz kihasználtság okán. Legjobb a LED-
ek meghajtására tervezett áramgenerátoros üzemű tápegység, amelyekből
folyamatosan bővül a választék. Szokásos áramértékek a 350 mA és annak
többszörösei, de előfordul 500 mA is.
3. -Harmadik korlátunk az ár, ami most még igen erős korlát. A LED jóval drágább minden hagyományos
fényforrásnál! Fényforrás szinten különösen. Ha az üzemeltetési költségeket is figyelembe vesszük,
változatosabb a helyzet. Az árak összevetéséhez az egyik fontos paraméter a fényhasznosítás.
A fényhasznosítás szokásos értékei (plusz MKZS Fényforrások jellemzői):
Hagyományos izzólámpa 10 – 15 lumen/watt
Halogén izzó 20 – 25 lumen/watt
Kompakt fénycső 50 – 65 lumen/watt
Fénycső 60 – 80 lumen/watt
Fémhalogén lámpa 70 – 80 lumen/watt
Nátriumlámpa 100 – 120 lumen/watt
LED lámpa (kicsi) 30 – 60 lumen/watt
LED lámpa (nagyteljesítményű) 60 – 140 lumen/watt
Költségek
Vass László írása alapján
Forrás: http://www.vilagitas.org/stuff/evkonyv/2010-2011/LED/Vass%20Laszlo%20-%20Nem%20minden%20LED%20ami%20fenylik.pdf
Számoljuk ki a költségeket. Egyik szempont az, hogy mibe kerül 1 lumen fényáram előállításának
„beruházása”. Egy 4’000 órás élettartamú halogén izzó ára kb. 300 Ft, tehát 300 Ft/750 lumen = 0,4 Ft/lumen.
Egy izzópótló LED-es lámpa kb. 1’000 Ft, tehát 1’000 Ft / 150 lumen = 6,66 Ft/lumen.
Több mint tizenhatszoros ár. Mindezek mellett nincs elég fény, tehát öt-hat izzópótlót kellene használni.
Az élettartama és a fogyasztása valóban kedvezőbb az izzóénál, de aki már kipróbálta, hamarosan rájön, hogy
végül is elegendő fényt akart kapni és pont ez nem teljesül.
Mindezek alapján kimondhatjuk, hogy az 5 mm-s LED-ekből (ezt hívom „kicsi”-nek) készült izzópótlók nem
jók, a hangzatos reklámok ellenére sem. A kisméretű LED-ek jelzőfénynek valók, nem pedig megvilágításra.
Eddig tartott az elmarasztaló vélemény.
Más a helyzet a nagyteljesítményű LED-ekkel (power LED). Ezeket kifejezetten világításra gyártották.
Alapegysége a kb. 1 wattos, nagyjából 10 mm átmérőjű lapos korongocska, amelyeket különböző méretű zárt
házba szerelnek. Nem bontható ! Nem is kell bontani, mert ha a tervező jól tervezte, a felhasználó pedig nem
gátolja meg a hűtő levegő áramlását, élettartama meghaladhatja az 50’000 órát.
A mai modern és neves gyártók által gyártott LED-ek 50—60 fokkal magasabb hőmérsékletet viselnek el.
Kellő hűtés mellett 100’000 óránál is tovább üzemelnek.
A fényforrások fénye a használat során csökken. Amikor eléri az eredeti fényáramának a 70 %-át, ez az
élettartam (B70) vége, amit fényhalálnak hívunk. Az élettartamot órában mérjük.
1 év 8 760 órából áll, a 100’000 óra 11,4 évet jelent folyamatos üzemelés esetén.
Természetes fénytől elzárt területen több mint tíz évig, szokásos helyeken több mint húsz évig áll
rendelkezésünkre egy jó minőségű, ipari kivitelű, zárt világító készülék.
Alább néhány példát mutatunk.
8. / 12
Hátrányaik
Kiskereskedelemben, háztartási kivitelben csak lassan jelennek meg.
Csak a neves gyártók termékei érik el ezt a színvonalat.
A jó minőségű ipari LED-es fényforrások az elmúlt évek eredménye.
Emiatt áruk még magas, általában kétszer-ötször annyiba kerülnek, mint a hagyományos, hasonló fényáramú
lámpák.
Nagyobb körültekintést igényelnek a felhasználótól.
Előnyeik
Mostoha környezetnek, például rázkódásnak, vagy nagy hidegnek jól ellenállnak. Jó tervezés és hozzáértő
felhasználó esetén kicsi a karbantartási igény. Már most a legjobb hatásfokú fényforrások közé tartoznak.
Jó a LED, ha jól és hozzáértően alkalmazzák.
Várható kilátások
A közeljövőben további erős fejlődés várható. A kicsi LED-ekből készült „izzópótlók” felhasználása nem lesz
jelentős. A további hatásfok javulás és árcsökkenés eredményeképpen az ipari világításban, a gépkocsikban és
a reklámvilágításban a nagyteljesítményű LED-ek igen gyors elterjedése várható, (kettő - öt év). Amikor
ennek köszönhetően az ár elegendően lecsökken, akkor várható a háztartásokban a gyors terjedés.
Lumen a Watt helyett
Forrás: http://www.vilagitas.org/stuff/evkonyv/2010-2011/Egyeb/Lumen%20a%20Watt%20helyett.pdf
A gyártókat kötelezik a fényáram, azaz lumen érték megadására. Érdemes erre figyelni, amikor fényforrást
szeretnénk cserélni.
Lámpatest esetén a lámpatest hatásfokát is figyelembe kell venni. LED-es lámpatest esetén, amennyiben nem
fényforrás cseréről van szó, már figyelembe veszi a gyártó a hatásfokot és úgy adja meg a fényáramot.
Elérhető hatásfok
Forrás: http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/papers/lumens-per-watt.pdf ;
http://en.wikipedia.org/wiki/Luminous_efficacy ; http://arxiv.org/pdf/1309.7039.pdf
A fényforrások teljesítmény felvételét, azaz fogyasztását Watt-ban (W)
mérjük. A kibocsátott fényáramot pedig lumenben (lm). A kettő hányadosa a
hatásfok.
Fényforrással elméletileg elérhető hatásfok a nappali szem érzékenység
szempontjából: 683 lm/W.
A gyakorlatban alkalmazott fehér színű LED fényforrással, megfelelő
színvisszaadás érték esetén elérhető hatásfok: 250–350 lm/W.
9. / 12
Konkrét példa Vyrtych Boxer LED világítótest katalóguslapján
A hőelvezetés fontosságára mutatjuk az élettartam függést. Alatta pedig a fényáram csökkenés látható az
élettartam függvényében.
A fenti példa is mutatja, hogy megfelelő LED világítótest kiválasztásával és gondos tervezéssel kiváló,
hosszútávon gazdaságosan üzemeltethető világítást kaphatunk!
10. / 12
Ne kápráztassuk egymást!
A LED-re történő átállásnak csak előnyei vannak?
Amiről kevesen beszélnek, a fényszennyezés:
LED előtt, LED után: fényszennyezés felmérések
Az éjszakai fényterhelés és az egészség
Részlet a cikkből:
Levonható a következtetés, hogy az éjjeli megvilágítás – a kültéren használatos világítótestek, - kivéve a
kisnyomású nátriumlámpákat -, mindig tartalmaz inkább több, mint kevesebb kék komponenst (különösen
igaz ez az újonnan divatos LED-es világításra!), és ez blokkolhatja a MLT (melatonin) termelést. Szükséges
tehát a felesleges reklámvilágítások, továbbá a nem megfelelő közvilágítás szabályozása is.
A fényszennyezés (ppt)
Érdekességek
A jövő a jelenben?
Mi az az OLED?
http://hu.wikipedia.org/wiki/Oled
OLED, a jövő technológiája?
Intelligens autófényszóró:
http://hidlightreviews.com/making-headlights-even-intelligent/
Példa intelligens autó fényszóróra:
http://www.youtube.com/watch?v=-dvPZ3H1Vm4
A lézer dióda
A Lézer dióda működése leegyszerűsítve, abban tér el a LED-től, hogy egyrészt csak a LED-eknél alkalmazott
anyagok egy része használható, másrészt a kiürített sáv P és N oldalán tükör van, ami visszaveri a fény
fotonjait. Így, amint rekombinálódik egy pozitív lyuk és egy negatív elektron, azaz foton keletkezik, az, oda
vissza verődve, újabb és újabb fotonok keletkezését segíti, amik azonos fázisú, polarizáltságú és irányú, így
azonos hullámhosszúságú (színű) fotonok lesznek.
Bár egy időben sok foton keletkezhet, a visszaverődésekben csak egyfajta foton erősödik és ez lavinahatást
hoz létre.
A lézer tehát koherens (azonos fázisú) fény. A dióda egyik oldalán található egy kilépő nyílás, amin keresztül
a felerősödött fotonok egy lencsével fókuszálva kilépnek.
Részletes leírás: http://www.sasovits.hu/cnc/irodalom/lezer1.pdf
Szemléltető videó angolul: https://www.youtube.com/watch?v=ULVeOSrwfcs
OLED hátsó lámpa és Lézer autófényszóró:
https://www.youtube.com/watch?v=UQASXI7apwM&x-yt-ts=1422579428&x-yt-cl=85114404
Intelligens autó fényszóró rendszer (városban, kanyarban, autópályán, ködben, kereszteződésben):
http://techcenter.mercedes-benz.com/en/led_intelligent_light_system/detail.html#detail-section
Hátsó lámpa fényáram vezérlése:
https://www.youtube.com/watch?x-yt-cl=85114404&v=QRklTTbP0yo&x-yt-ts=1422579428#t=12
Intelligens világítás autóban, kiegészítő UV LED alkalmazásával
http://www.youtube.com/watch?v=0UaTYX-ygG8
11. / 12
A LED-eket is túlragyoghatja az új fényforrás (2014. 10. 17.)
12. / 12

Contenu connexe

Tendances

UFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force Base
UFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force BaseUFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force Base
UFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force BaseDe Widiani
 
2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜
2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜
2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜阿Samn的物理課本
 
El camp gravitatori
El camp gravitatoriEl camp gravitatori
El camp gravitatoriimiquel2
 
Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)
Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)
Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)Glòria García García
 
Successful paraphrasing1
Successful paraphrasing1Successful paraphrasing1
Successful paraphrasing1ElizabethSiler
 
Dinàmica: 1r de batxillerat
Dinàmica: 1r de batxilleratDinàmica: 1r de batxillerat
Dinàmica: 1r de batxilleratLurdes Morral
 
PW初始结构设计和像差优化.ppt
PW初始结构设计和像差优化.pptPW初始结构设计和像差优化.ppt
PW初始结构设计和像差优化.pptssuser6a1dbf
 
Teoria enllaç 1r Batxillerat
Teoria enllaç 1r BatxilleratTeoria enllaç 1r Batxillerat
Teoria enllaç 1r Batxilleratjvsirerol
 
APUNTS ÒPTICA
APUNTS ÒPTICAAPUNTS ÒPTICA
APUNTS ÒPTICAdcp7777
 
Recull exercicis ca
Recull exercicis caRecull exercicis ca
Recull exercicis camjtecno
 
òPtica geomètrica
òPtica geomètricaòPtica geomètrica
òPtica geomètricajvsirerol
 
Tema 4. Conservació de la quantitat de moviment
Tema 4. Conservació de la quantitat de movimentTema 4. Conservació de la quantitat de moviment
Tema 4. Conservació de la quantitat de movimentArnau
 
Fis 1 bat_u6_presentacions
Fis 1 bat_u6_presentacionsFis 1 bat_u6_presentacions
Fis 1 bat_u6_presentacionsmosansar
 
6下單元一簡單機械
6下單元一簡單機械6下單元一簡單機械
6下單元一簡單機械whatupscience
 

Tendances (20)

UFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force Base
UFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force BaseUFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force Base
UFO Crash Secrets at Wright Patterson Air Force Base
 
lípids
lípidslípids
lípids
 
2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜
2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜
2015 高一基礎物理-8-2-原子光譜
 
L´origen del coneixement
L´origen del coneixementL´origen del coneixement
L´origen del coneixement
 
El camp gravitatori
El camp gravitatoriEl camp gravitatori
El camp gravitatori
 
Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)
Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)
Maquines Simples I Mecanismes (Mecanica)
 
Successful paraphrasing1
Successful paraphrasing1Successful paraphrasing1
Successful paraphrasing1
 
Dinàmica: 1r de batxillerat
Dinàmica: 1r de batxilleratDinàmica: 1r de batxillerat
Dinàmica: 1r de batxillerat
 
PW初始结构设计和像差优化.ppt
PW初始结构设计和像差优化.pptPW初始结构设计和像差优化.ppt
PW初始结构设计和像差优化.ppt
 
Teoria enllaç 1r Batxillerat
Teoria enllaç 1r BatxilleratTeoria enllaç 1r Batxillerat
Teoria enllaç 1r Batxillerat
 
APUNTS ÒPTICA
APUNTS ÒPTICAAPUNTS ÒPTICA
APUNTS ÒPTICA
 
Recull exercicis ca
Recull exercicis caRecull exercicis ca
Recull exercicis ca
 
Magnetisme
MagnetismeMagnetisme
Magnetisme
 
Models atòmics
Models atòmicsModels atòmics
Models atòmics
 
òPtica geomètrica
òPtica geomètricaòPtica geomètrica
òPtica geomètrica
 
Tema 4. Conservació de la quantitat de moviment
Tema 4. Conservació de la quantitat de movimentTema 4. Conservació de la quantitat de moviment
Tema 4. Conservació de la quantitat de moviment
 
Camp magnètic
Camp magnèticCamp magnètic
Camp magnètic
 
Fis 1 bat_u6_presentacions
Fis 1 bat_u6_presentacionsFis 1 bat_u6_presentacions
Fis 1 bat_u6_presentacions
 
Forces i equilibri
Forces i equilibriForces i equilibri
Forces i equilibri
 
6下單元一簡單機械
6下單元一簡單機械6下單元一簡單機械
6下單元一簡單機械
 

En vedette

Bab 5 proses kolonoalisme barat di indonesia
Bab 5 proses kolonoalisme barat di indonesiaBab 5 proses kolonoalisme barat di indonesia
Bab 5 proses kolonoalisme barat di indonesiaRiinii Riinii
 
b.indonesia (k.13 tugas)
b.indonesia (k.13 tugas)b.indonesia (k.13 tugas)
b.indonesia (k.13 tugas)Riinii Riinii
 
American_Preparedness_Project_May12
American_Preparedness_Project_May12American_Preparedness_Project_May12
American_Preparedness_Project_May12Cynthia D Herrera
 
Kolonialisme inggris
Kolonialisme inggrisKolonialisme inggris
Kolonialisme inggrisRiinii Riinii
 
TRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMY
TRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMYTRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMY
TRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMYMartina Vazzoler
 
Kolonialisme hindia belanda
Kolonialisme hindia belandaKolonialisme hindia belanda
Kolonialisme hindia belandaRiinii Riinii
 
Kelompok 3 bahasa indonesia
Kelompok 3 bahasa indonesiaKelompok 3 bahasa indonesia
Kelompok 3 bahasa indonesiaRiinii Riinii
 
bitbite etai granit
 bitbite etai granit  bitbite etai granit
bitbite etai granit Rika Shoham
 
Візуалізація даних
Візуалізація данихВізуалізація даних
Візуалізація данихOksana Marets
 

En vedette (17)

Bab 5 proses kolonoalisme barat di indonesia
Bab 5 proses kolonoalisme barat di indonesiaBab 5 proses kolonoalisme barat di indonesia
Bab 5 proses kolonoalisme barat di indonesia
 
Emil Racovita
Emil RacovitaEmil Racovita
Emil Racovita
 
b.indonesia (k.13 tugas)
b.indonesia (k.13 tugas)b.indonesia (k.13 tugas)
b.indonesia (k.13 tugas)
 
American_Preparedness_Project_May12
American_Preparedness_Project_May12American_Preparedness_Project_May12
American_Preparedness_Project_May12
 
Kolonialisme inggris
Kolonialisme inggrisKolonialisme inggris
Kolonialisme inggris
 
Smita_CV
Smita_CVSmita_CV
Smita_CV
 
Yossi
YossiYossi
Yossi
 
TRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMY
TRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMYTRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMY
TRA VECCHI DRIVER E I NUOVI PARADIGMI DI CONSUMO DELLA SHARING ECONOMY
 
Zvika markfeld
Zvika markfeldZvika markfeld
Zvika markfeld
 
MensWearhouse_3728
MensWearhouse_3728MensWearhouse_3728
MensWearhouse_3728
 
Kolonialisme hindia belanda
Kolonialisme hindia belandaKolonialisme hindia belanda
Kolonialisme hindia belanda
 
Ergonomi
ErgonomiErgonomi
Ergonomi
 
Resume Janet Anastasi
Resume Janet AnastasiResume Janet Anastasi
Resume Janet Anastasi
 
Kolonialisme barat
Kolonialisme baratKolonialisme barat
Kolonialisme barat
 
Kelompok 3 bahasa indonesia
Kelompok 3 bahasa indonesiaKelompok 3 bahasa indonesia
Kelompok 3 bahasa indonesia
 
bitbite etai granit
 bitbite etai granit  bitbite etai granit
bitbite etai granit
 
Візуалізація даних
Візуалізація данихВізуалізація даних
Візуалізація даних
 

Led történet

  • 1. LED Amíg eljutottunk a LED-ig: A világítás fejlődése A szénszálas izzólámpától a LEDszálas lámpáig. A világítás képes története (2011) Az elektromos fényelőállítás története A LED-ről Kicsit másképp Nemcsak szakembereknek Forrás: http://u-led.hu/cikk/a-led-technologia-tortenete ; http://hu.wikipedia.org/wiki/Vil%C3%A1g%C3%ADt%C3%B3_di%C3%B3da A LED, angolul Light Emitting Diode, azaz fényt emittáló dióda, vagy világító dióda. A LED egy kristályos szerkezetű anyag, amit elektronikai alkatrészként alkalmaznak. A LED tulajdonképpen egy szilárdtest eszköz, félvezető (lásd még MKZS Fényforrások csoportosítása oldalt), azaz egyenáram hatására az egyik irányban vezet, tehát a viszonylag kis belső ellenállásának megfelelő fogyasztó, majdnem rövidzár. Fordított polaritású bekötés esetén (csak „5 mm-es” LED technológiánál megengedett) szigetel a LED, azaz tulajdonképpen szakadásnak tekinthető áramkörileg. 1. / 12
  • 2. A LED rövid története Rubin Braunstein (RCA) 1955-ben a gallium-arzenid anyagú dióda tulajdonságainak vizsgálata közben, mellékesen felfedezte ennek és egyéb félvezető ötvözeteknek az infravörös emisszióját. James Biard és Gary Pittman (Texas Instruments) 1961- ben rájöttek, hogy a gallium-arzenid dióda elektromos áram hatására elektromágneses sugárzást bocsát ki. Ez a sugárzás a nem látható infravörös tartományba esett. Nem sokkal később szabadalmaztatták a LED diódát. Az első látható, azaz fénytartományban sugárzó LED-et ifj. Nick Holonyak (General Electric Company) fejlesztette ki 1962-ben. A LED technológia akkor lépett óriásit előre, amikor megjelentek a GaP (Gallium-Arzén-Foszfor) alapú, nagyobb hatásfokú diódák az 1960-as évek közepén. 1972-ben nagy áttörést jelentett a kék fényt kibocsátó LED felfedezése, amelynek első verziója Jacques Pankove Herbert, Edward Miller és Paul Maruska az RCA Laboratories szakembereinek neveihez fűződik. Az n típusú GaN félvezetőhöz magnézium adalékolt p típusú GaN oldalt növesztettek. Az 1990-es években megjelentek az InGaAIP félvezető réteget tartalmazó LED-ek, amelyek a narancs-vörös, vörös, sárga és zöld színű, majd később a kék színű LED-ek megjelenéséhez vezettek. 1993-94-ben a kék fénnyel világító LED nagy fényerő növekedést ért el Nakamura Shuji, Amano Hiroshi és Akasaki Isamu, a Nichia Corporation alkalmazottainak köszönhetően. Forrás: http://www.cree.com/News-and-Events/Cree-News/Press-Releases/2014/March/~/link.aspx? _id=2F008013AEF14FAAA42C2A9686F5F865&_z=z 2013.02.13. Labor körülmények között a Cree LED gyártó elérte a 276 lm/W hatásfokot egy 4 401K színhőmérsékletű LED chip-pel 350 mA árammal, szobahőmérsékleten. Forrás: ww.cree.com/News-and-Events/Cree-News/Press-Releases/2014/March/300LPW-LED-barrier 2014.03.26. Labor körülmények között a Cree LED gyártó elérte a 303 lm/W hatásfokot egy 5 150K színhőmérsékletű LED chip-pel 350 mA árammal, szobahőmérsékleten. Forrás: http://www.origo.hu/tudomany/20141007-nyertek-a-led-lampa-feltalaloi-fizikai-nobel-dij-2014.html 2014-ben három japán kutató, Nakamura Shuji, Amano Hiroshi és Akasaki Isamu nyerte a fizikai Nobel-díjat a "hatékony kék fényt kibocsájtó diódák feltalálásáért, amely lehetővé tette a fényes, fehér fényforrások létrehozását". A technológia nem csak tudományosan, de környezetvédelmi szempontból is jelentős: a kék LED-ek fényesek, keveset fogyasztanak, minden lényeges szempontból maguk mögé utasítják a hagyományos izzókat és a fénycsöveket. Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Vil%C3%A1g%C3%ADt%C3%B3_di%C3%B3da A LED által kibocsátott fény színe a félvezető anyag összetételétől, ötvözőitől (a „szennyezőktől”) függ. A LED inkoherens (azaz a lézer fénnyel ellentétben fázison kívüli fény, ami azt jelenti, hogy a fényhullámok nincsenek szinkronizálva), keskeny spektrumú fényt bocsát ki. A fény spektruma az infravöröstől az ultraibolyáig terjedhet. 1994-ben a kék fényt kibocsátó LED feltalálói, alapjaiban alakították át a világítási technológiát. 2. / 12
  • 3. Működés Lumileds video angolul https://www.youtube.com/watch?v=5GQq8W5xu3c Wikipedia alapján Forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/Vil%C3%A1g%C3%ADt%C3%B3_di%C3%B3da ; http://www.google.hu/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CB8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.uni- obuda.hu%2Fusers%2Fmolnarka%2FEloadasok%2FFenyforrasok%2FLED1.ppt&ei=e7q8VJf5Nsfjas_4gbgD&usg=AFQjCNEmCPMfJh-dcpOuTgZ8CRIMzbxWgg&bvm=bv.83829542,d.d2s&cad=rja A fény úgy keletkezik, hogy a diódára kapcsolt elektromos egyenáram a dióda anyagában levő atomok elektronjait gerjeszti, amitől azok nagyobb energiaszintű elektronpályára ugranak, majd miközben visszatérnek eredeti energiaszintjükre, fotonokat bocsátanak ki (a fotodiódákban alkalmazott fényelektromos jelenség fordítottja). Nyitóirányú áram esetén a PN átmeneten a negatív elektronok az N rétegből a P-be, a pozitív lyukak a P rétegből az N-be diffundálnak. A diffúziós kisebbségi és többségi töltéshordozók között rekombinációs folyamat indul meg, melynek során a felszabaduló energia fotonok (ha látható tartományba esik, akkor fény) formájában kisugárzódik. Nagyobb feszültség hatására nagyobb a kisugárzott fotonok mennyisége, egészen egy bizonyos nyitóirányú áramértékig, ahonnan már nem számottevő a változás. A sugárzás csak úgy jöhet létre, ha az elektronok átkerülnek a nagy energiájú vezetési sávból a kisebb energiájú vegyértéksávba. Az elektronnak a vezetési sáv állapota nem stabil, hanem egy kis idő elteltével visszaugrik az eredeti elektronpályájára. A többletenergia, amivel előzőleg képes volt feljebb lépni, sugárzás formájában hagyja el az atomot. Ez a sugárzás a hullámhossztól függő fény formájában jelentkezik (lásd a táblázatot alább). A rekombinációknak körülbelül az 1%-a jár foton kibocsátással, míg a többi hőtermeléssel. Régen a legnagyobb hatásfokkal az infravörös LED rendelkezett (1-5%), a többinél ez 0,05% alatt volt, ám a mai LED-ek már valahol 80%-os hatásfokkal üzemelnek és ez tovább növekszik (http://phys.org/news/2012-03-efficiency.html). A LED-ek előnye, hogy a fény előállításához alacsony áramerősséget és feszültséget igényelnek, kicsi a fogyasztásuk, nagy a kapcsolási sebességük, kis helyen elférnek, ütésállók és nagy az élettartamuk. Az 5 mm-es LED-ek melegedése kismértékű. A LED-ek tokozása rendkívül sokféle, ugyanakkor a hetvenes évekre már kialakult az 5 mm átmérőjű hengeres műanyag kivitel, ami általánosnak tekinthető. 3. / 12
  • 4. LED készítéséhez alkalmazott összetevők Anyag Szín Hullámhossz Gallium-arzenid (GaAs) infravörös 940 nm Gallium-alumínium-arzenid (AlGaAs) vörös és infravörös 890 nm Gallium-arzenid-foszfid (GaAsP) vörös, narancs és sárga 630 nm Gallium-foszfid (GaP) zöld 555 nm Gallium-nitrid (GaN) zöld 525 nm Cink-szelenid (ZnSe) kék ~500 nm Szilícium-karbid (SiC) kék 480 nm Indium-gallium-nitrid (InGaN) kék 450 nm Gyémánt (C) ultraibolya 400 nm A LED alkalmazása a világításban Az első világító diódák viszonylag kicsi (20-60 mW) elektromos teljesítményük mellett igen alacsony fényerősséget (néhány 10-100 mCd) biztosítottak. Ráadásul a monokromatikus (egyszínű) fény nem alkalmas megvilágítási célokra. Amint a félvezető-technika fejlődésével a diódák fényerőssége és fényhasznosítása nőtt, valamint alacsonyabb hullámhosszak váltak elérhetővé, úgy nyílt esély a LED-ek világításban való használatára. 1994-ben Japánban bemutatták az első, nagy fényerejű kék színnel világító InGaN (indium-gallium-nitrid) diódát. Ezzel lehetővé vált három monokromatikus fényforrás (vörös/sárga, zöld, illetve kék) segítségével fehér fényt előállítani. A gyakorlatban azonban mégsem ezt a megoldást használják. A három különböző LED nyitófeszültsége különbözik, valamint eltérő technológiával készült félvezetőket kell egy egységbe tokozni. Ezért ezt az eljárást (RGB LED-ek) csak olyan helyen alkalmazzák, ahol jelentősége van a színek arányának és azok változtatásának (például nagyméretű kivetítőkben, TV-kben, effekt világításra). A világításra használt fehér színű világító diódák félvezetője leggyakrabban szintén InGaN, mely kék fényt vagy közeli UV sugárzást bocsát ki. A félvezetőt azonban különböző fluoreszkáló anyagokkal vonják be, mely a kék fény és az UV sugárzás hatására zöldes-sárga fénnyel világít. Így összetett fénnyel világító eszközt kapunk, melynek színét az emberi szem fehérnek érzékeli. 5 mm-es LED esetén az aprócska dióda körül egy kis parabolatükör van, ami egy irányba tereli a fénysugarakat. A diódát és a tükröt a LED gyártása során átlátszó műanyaggal burkolják be, hogy jobban ellenálljon a mechanikai behatásoknak. A kész LED-ekből azután lámpatestet állítanak össze. Világító eszközként való hasznosításuk során tartsuk szem előtt, hogy bár a LED-ek, hasonlóképpen az izzólámpákhoz, pontszerű fényforrások, technológiájukból következően mégsem gömb formájú a sugárzási karakterisztikájuk. A leggyakoribb kivitelnél optikai úton irányítják a fényt, de az elemi, egyedül álló LED-eknek legfeljebb 120 fok a sugárzási szöge. Ebből következik, hogy azonos teljesítményű spot izzólámpa és LED spotlámpa fénye között számottevő eltérés van. Ennek oka, hogy a spot izzólámpa a központi fénykúpon kívülre is sugároz fényt, míg az optikai úton létrehozott LED a fénykúpon kívülre nem világít! A LED-es világítóeszközök kivitelüket tekintve lehetnek a hagyományos izzókkal kompatibilisek (u.n. retrofit), azaz ugyanúgy foglalatba helyezhetők, 12 vagy 230 V-osak és lehetnek speciális kivitelű, szigorúan csak a saját tápegységükkel működtethető megoldásúak. 4. / 12
  • 5. A LED és az izzólámpa alapvetően különböző elektromos alkatrész, ezért a „LED-izzó” kifejezés nem helyes. • A LED fénykibocsátó dióda, csak egyenáramú áramgenerátorról üzemeltethető és párhuzamosan nem kapcsolható. Váltóáramú feszültséggenerátoros áramforrás (világítási hálózat) és a LED közé egyenirányítót és áramkorlátozót tartalmazó áramkört kell kapcsolni. Szokásos megoldás még, hogy 5 mm-es LED technológia esetén a LED- del egy másik diódát, vagy LED-et kötnek parallel. Így az egyik félhullám alatt világít, a másik félhullám a másik diódán keresztül folyik. Ezt az emberi szem nem tudja követni, de van, aki periférikus érzékeléssel zavaró vibrálást láthat. • Az izzólámpa, fényt is kibocsátó hősugárzó ellenállás, így egyen- vagy váltóáramú feszültséggenerátorról is üzemeltethető és párhuzamosan is kapcsolható. Névleges feszültségű elemre (pl. 4,5 V DC) és világítási hálózatra (230 V 50 Hz) egyaránt közvetlenül ráköthető. Nagyteljesítményű fehér LED-ek A kereskedelmi forgalomban kapható egyedi diódák teljesítménye ma már eléri a 100 wattos nagyságrendet, fényhasznosításuk pedig meghaladja a 100 lm/W értéket, megfelelő áramgenerátoros táplálás esetén. Ez az egyik legkedvezőbb érték a világítástechnikában. Élettani hatása A kék, fényporral fehér fényt előállító LED-es lámpák összetett fehér fénye valójában nagyrészt kék színű, ami a szem retinájában lévő melanopszinok működésére hat, amik a melatonin nevű hormon termelését befolyásolják, a hormon pedig az alvás és ébrenlét szabályozását végzi. Speciális alkalmazások esetén hasznos lehet, hogy ilyen LED-es fényforrásokkal befolyásolni lehet az ember biológiai óráját, az úgynevezett cirkadián ritmust, emiatt megváltozik az anyagcsere, a testtömegindex, az oxigénfelvétel és a hormontermelés. Kültéri világításnál ez hátrányt jelent, mert megzavarja a természet egyensúlyát (pl. a növények és állatok napi ritmusát). 5. / 12
  • 6. Elmélet - szempontok Nem minden LED ami fénylik Vass László írása alapján (2010 második félév) Forrás: http://www.vilagitas.org/stuff/evkonyv/2010-2011/LED/Vass%20Laszlo%20-%20Nem%20minden%20LED%20ami%20fenylik.pdf Javasoljuk még hozzá Molnár Károly Zsolt előadását (a szövegben hivatkozunk rá, az előadás anyagának első részében olvasható alapfogalmak száma alapján, pl.: MKZS 3). http://www.uni-obuda.hu/users/molnarka/Konferencia_eloadasok/Hogyan_mivel_vilagitsunk_gazdasagosan.pdf Dicsérni jöttem a LED-et, nem temetni. De dicsérni valós adatok alapján fogom, nem hiedelmek, legendák és kereskedelmi érdekek szerint. Először is néhány fogalmat tisztáznunk kell. A laikusok csak így igazodhatnak el, de a műszakiaknak sem árt átismételni a ritkán használt fogalmakat, mértékegységeket. Fényforrásainkat kétféle célból használjuk: jelzés céljára és megvilágítás céljára. Jelzésre jó példa a közlekedési lámpa, vagy a gépkocsi irányjelzője. Használatakor belenézünk, a fényforrást közvetlenül látjuk. Az érzékelt inger fénytechnikai megfelelője a fénysűrűség (MKZS 3), mértékegysége a kandela/m2. Ez a fényforrás, vagy egy megvilágított felület 1 m2-éről merőleges irányban kisugárzott fényerősséget (MKZS 3) jelenti. A gyakorlatban műszerrel mérhető megvilágítás (MKZS 3) értéket szoktuk megadni luxban. A megvilágítás mérő a szem nappali érzékenysége szerint mér (MKZS 6). Aki további részleteket akar tudni, a bőséges irodalomban utánanézhet. Talán fontos még, hogy a káprázás elkerülése és a láthatóság érdekében viszonylag szűk sávban határozzák meg a kívánt fényerősséget. Például a vasúti átjárók fénysorompóiban 100-200 kandela között kell legyen a fényerősség. Ezenkívül jelzés céljára legtöbbször színes, lehetőleg tiszta egyszínű (monokromatikus) színeket használunk. A másik használati módban azokat a tárgyakat, felületeket nézzük (út, terem belseje, könyv, munkadarab, stb.), amiket a fényforrásunk megvilágít. Itt kimondottan korlátozzuk, hogy magára a fényforrásra pillanthassunk, mert erős káprázást okozna. Még a ma már lebecsült izzólámpa világító felületére sem célszerű közvetlenül ránézni. A megvilágításra használt fényforrás összes fényét próbáljuk több-kevesebb sikerrel felhasználni megvilágításra, ezért itt a fényforrás összes kisugárzott fény energiája a lényeges paraméter, ezt fényáramnak (MKZS 6) nevezzük, s ennek mértékegysége a lumen. További részleteket szintén a szakirodalomban célszerű keresni. A szokásos fényforrások lumen értékei igen nagy tartományt fognak át: a zseblámpa izzó 1-2 lumenjétől mondjuk a 2 000 W-os fémhalogénlámpák 200’000 lumenes nagyságrendjéig. Fontos kiemelni, hogy megvilágításra elsősorban fehér fényt használunk. Ez alól a díszvilágításban találunk kivételt, valamint a közvilágításban is alig használt igen jó hatásfokú ún. kisnyomású nátriumlámpa is kivétel. A kisnyomású nátriumlámpa megjelenésekor közelítőleg kétszer jobb hatásfokú volt minden más fényforrásnál, ezért elfogadták kompromisszumként a gyakorlatilag nulla színvisszaadást. Csak ismétlésképpen: minél több szín van a fényforrás által kibocsátott fény spektrumában, annál jobb lesz a színek felismerése. A legjobb (minden szempontból) a természetes fény. Még két fogalommal kell megismerkednünk, aztán ígérem, a LED-del fogunk foglalkozni. Amikor egy fekete testet melegítve a színét nagyjából olyannak látjuk, mint a vizsgált fény színét, akkor ezt a hőmérsékletet nevezzük a vizsgált fény korrelált színhőmérsékletének (Tc: CCT) (MKZS 7). Mértékegysége: K (Kelvin). A napfény színhőmérséklete a föld felszínéről nézve kb. 4’500 K, az égbolté több, mint 6’000 K, egy 50 W-os halogénizzóé kb. 3’000 K. Utolsó, de talán legfontosabb mennyiség a fényhasznosítás (MKZS 2), mértékegysége a lumen/watt, tulajdonképpen magáért beszél: 1 watt elektromos teljesítményből mennyi lumen fényáramot állít elő a fényforrás. Minél nagyobb ez a lumen/watt érték, annál jobb a fényforrás hatásfoka, azaz annál kisebb a fogyasztása. 6. / 12
  • 7. A költségek címszó előtt mutatunk fényhasznosítás értékeket. A szokásos tápegységek, a foglalatok, burák, lámpatestek 15-30 %-t ronthatnak, azaz csökkenthetik azokat az értékeket. Ezért fontos a lámpatestek és nem a fényforrások fényáramát összehasonlítani. Ennél is korrektebb, adott elrendezés, megvilágítási értékeit (lux) összehasonlítani a teljes megvilágított felületen. Erre alább mutatunk is példát egy termék katalóguslapján. Ezzel eljutottunk a LED-ekhez. A LED egy kristály, amiben az elektromos áram hatására fény keletkezik, de nem a melegedés, izzás hatására. A LED nem izzó! Sőt, a LED működését a meleg gátolja, hatásfokát rontja és az élettartamát erősen csökkenti, még a benne elkerülhetetlenül keletkező saját melege is. Erre a hőmérséklet függésre mutatunk alább példát egy termék katalóguslapján. A LED-es világítás kulcskérdése a melegedés. Ha a LED-es fényforrást bezárjuk, például szűk álmennyezetbe, még a jó hatásfoka mellett is túlmelegszik, mert nem tudja leadni a hőt, a fénye lecsökken, akár 30 % -ot is, élettartama akár tizede is lehet a vártnak (plusz MKZS Mi a helyzet a LED-ekkel?). Eljutottunk a hamis hirdetések sarkalatos pontjaihoz. Különösen a kisméretű, 5 mm-es LED-ekből készült izzópótlókról készült reklámok az igazán megtévesztők. Számtalanszor látok olyat, hogy ”95% energia megtakarítás!”. Ha nem kapcsoljuk be, akkor viszont 100% az energia megtakarítás. Szinte azt sugallja, hogy visszafelé forgatja a fogyasztásmérőt (népiesen villanyórát)! Aztán a 100’000 óra élettartam! Ez is csak akkor igaz, ha be sem kapcsoljuk. A valóság ehhez képest kiábrándító. Ha rosszul telepítik, például álmennyezetbe, ahol túlmelegszik, egy – másfél év alatt elhalványul a fénye, akár a tizedére is csökkenhet. Nézzünk egy példát: talán a leggyakoribb alkalmazás, amikor egy 35 Wattos halogén izzó (fényárama kb. 750 lumen) helyett egy kisméretű LED-ekből készült kb. 3 Wattos LED-es lámpát szerelnek. A LED-es lámpa azért legfeljebb 3 Wattos, mert abba a térfogatba még a 3 Watt is sok egy kicsit, az élettartam várhatóan nem éri el a 30’000 órát, ami igen messze van a 100’000 órától. Ennek a fényforrásnak a fényárama 100-200 lumen, ez aztán jócskán elmarad a halogén izzóétól. Igaz, hogy keveset fogyaszt, de a fényárama is jóval kevesebb. A retrofit (hagyományos foglalatban működő fényforrás helyére fejlesztett) LED fényforrások esetében a műszaki érvek szinte mindenben lesújtóak – voltak. Manapság a nagy gyártók, kiváló minőségű termékekkel szolgálnak. Igaz ez már a később leírt és Power LED és nem az 5 mm-es LED technológia terméke. A LED korlátai Forrás: http://www.percept.hu/hu/cikkek/A_led_korlatai_VTT_2_Vass_Laszlo_2010.html 1. -Elérkeztünk a LED egyik legfontosabb korlátjához, a már említett kristály hőmérsékletéhez. Csak akkor tudjuk kihasználni a LED-es fényforrások tetemes előnyeit, ha jól ismerjük és már a tervezésnél figyelembe vesszük a korlátait. Minden fényforrásunkra hat a környezeti hőmérséklet, az izzóra a legkevésbé. A LED-re viszont, félvezető lévén, igen erősen. A gyártók megadják a kristályra megengedett legmagasabb hőmérsékletet, amelynek szokásos értéke a kisteljesítményű LED-eknél általában 85 ºC, a világítástechnikában használt nagyteljesítményű (power) LED-eknél 120 - 150 ºC közt lehet. Minden esetben a gyártó adatai irányadók! A kristályhőmérséklet és az élettartam közti összefüggés részleteinek a bőséges szakirodalomban és a jobb gyártók honlapján lehet utánanézni. Érdemes! Rengeteg tévhitet, hamis információt lehet így kiszűrni. A legtöbb, főleg kisteljesítményű LED-nél csak derültséget válthat ki a 100’000 órás élettartam dicsekvés, hiszen még megfelelően kézben tartott hűtés mellett is nagyon jó ha eléri a 40’000 órás élettartamot, a fényáram csökkenéséről nem is beszélve. A hőmérséklet tehát igen fontos a tervezés és az üzemeltetés szempontjából. Később is, minden megfontolásunkban előbukkan. Jó tanács a barkácsolóknak: 1 W LED teljesítményhez legalább 0,5 dm2 alumínium lemezt alkalmazzunk, függőlegesen. 7. / 12
  • 8. 2. -Második fontos korlát, illetve szempont a tápellátás. A LED elektromos szempontból dióda, amelynek nyitófeszültsége 2,7-3 V, munkaponti feszültsége 3-3,6 V, fehér LED esetén. A szokásos diódákhoz képest még annyi megkötés van, hogy a teljesítmény LED-ekre zárófeszültség nem megengedett. Tehát szó sem lehet váltófeszültségű táplálásról! A dióda áramát külső eszközzel korlátozni kell. Egyszerű esetben ellenállás is megteszi a hatásfok csökkenés és fokozottabb melegedés árán. Viszont induktív előtét a zárófeszültség és a váltófeszültségű táplálás tiltása miatt nem használható és még az antiparallel kötött LED-ek esetén sem javaslom a rossz kihasználtság okán. Legjobb a LED- ek meghajtására tervezett áramgenerátoros üzemű tápegység, amelyekből folyamatosan bővül a választék. Szokásos áramértékek a 350 mA és annak többszörösei, de előfordul 500 mA is. 3. -Harmadik korlátunk az ár, ami most még igen erős korlát. A LED jóval drágább minden hagyományos fényforrásnál! Fényforrás szinten különösen. Ha az üzemeltetési költségeket is figyelembe vesszük, változatosabb a helyzet. Az árak összevetéséhez az egyik fontos paraméter a fényhasznosítás. A fényhasznosítás szokásos értékei (plusz MKZS Fényforrások jellemzői): Hagyományos izzólámpa 10 – 15 lumen/watt Halogén izzó 20 – 25 lumen/watt Kompakt fénycső 50 – 65 lumen/watt Fénycső 60 – 80 lumen/watt Fémhalogén lámpa 70 – 80 lumen/watt Nátriumlámpa 100 – 120 lumen/watt LED lámpa (kicsi) 30 – 60 lumen/watt LED lámpa (nagyteljesítményű) 60 – 140 lumen/watt Költségek Vass László írása alapján Forrás: http://www.vilagitas.org/stuff/evkonyv/2010-2011/LED/Vass%20Laszlo%20-%20Nem%20minden%20LED%20ami%20fenylik.pdf Számoljuk ki a költségeket. Egyik szempont az, hogy mibe kerül 1 lumen fényáram előállításának „beruházása”. Egy 4’000 órás élettartamú halogén izzó ára kb. 300 Ft, tehát 300 Ft/750 lumen = 0,4 Ft/lumen. Egy izzópótló LED-es lámpa kb. 1’000 Ft, tehát 1’000 Ft / 150 lumen = 6,66 Ft/lumen. Több mint tizenhatszoros ár. Mindezek mellett nincs elég fény, tehát öt-hat izzópótlót kellene használni. Az élettartama és a fogyasztása valóban kedvezőbb az izzóénál, de aki már kipróbálta, hamarosan rájön, hogy végül is elegendő fényt akart kapni és pont ez nem teljesül. Mindezek alapján kimondhatjuk, hogy az 5 mm-s LED-ekből (ezt hívom „kicsi”-nek) készült izzópótlók nem jók, a hangzatos reklámok ellenére sem. A kisméretű LED-ek jelzőfénynek valók, nem pedig megvilágításra. Eddig tartott az elmarasztaló vélemény. Más a helyzet a nagyteljesítményű LED-ekkel (power LED). Ezeket kifejezetten világításra gyártották. Alapegysége a kb. 1 wattos, nagyjából 10 mm átmérőjű lapos korongocska, amelyeket különböző méretű zárt házba szerelnek. Nem bontható ! Nem is kell bontani, mert ha a tervező jól tervezte, a felhasználó pedig nem gátolja meg a hűtő levegő áramlását, élettartama meghaladhatja az 50’000 órát. A mai modern és neves gyártók által gyártott LED-ek 50—60 fokkal magasabb hőmérsékletet viselnek el. Kellő hűtés mellett 100’000 óránál is tovább üzemelnek. A fényforrások fénye a használat során csökken. Amikor eléri az eredeti fényáramának a 70 %-át, ez az élettartam (B70) vége, amit fényhalálnak hívunk. Az élettartamot órában mérjük. 1 év 8 760 órából áll, a 100’000 óra 11,4 évet jelent folyamatos üzemelés esetén. Természetes fénytől elzárt területen több mint tíz évig, szokásos helyeken több mint húsz évig áll rendelkezésünkre egy jó minőségű, ipari kivitelű, zárt világító készülék. Alább néhány példát mutatunk. 8. / 12
  • 9. Hátrányaik Kiskereskedelemben, háztartási kivitelben csak lassan jelennek meg. Csak a neves gyártók termékei érik el ezt a színvonalat. A jó minőségű ipari LED-es fényforrások az elmúlt évek eredménye. Emiatt áruk még magas, általában kétszer-ötször annyiba kerülnek, mint a hagyományos, hasonló fényáramú lámpák. Nagyobb körültekintést igényelnek a felhasználótól. Előnyeik Mostoha környezetnek, például rázkódásnak, vagy nagy hidegnek jól ellenállnak. Jó tervezés és hozzáértő felhasználó esetén kicsi a karbantartási igény. Már most a legjobb hatásfokú fényforrások közé tartoznak. Jó a LED, ha jól és hozzáértően alkalmazzák. Várható kilátások A közeljövőben további erős fejlődés várható. A kicsi LED-ekből készült „izzópótlók” felhasználása nem lesz jelentős. A további hatásfok javulás és árcsökkenés eredményeképpen az ipari világításban, a gépkocsikban és a reklámvilágításban a nagyteljesítményű LED-ek igen gyors elterjedése várható, (kettő - öt év). Amikor ennek köszönhetően az ár elegendően lecsökken, akkor várható a háztartásokban a gyors terjedés. Lumen a Watt helyett Forrás: http://www.vilagitas.org/stuff/evkonyv/2010-2011/Egyeb/Lumen%20a%20Watt%20helyett.pdf A gyártókat kötelezik a fényáram, azaz lumen érték megadására. Érdemes erre figyelni, amikor fényforrást szeretnénk cserélni. Lámpatest esetén a lámpatest hatásfokát is figyelembe kell venni. LED-es lámpatest esetén, amennyiben nem fényforrás cseréről van szó, már figyelembe veszi a gyártó a hatásfokot és úgy adja meg a fényáramot. Elérhető hatásfok Forrás: http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/papers/lumens-per-watt.pdf ; http://en.wikipedia.org/wiki/Luminous_efficacy ; http://arxiv.org/pdf/1309.7039.pdf A fényforrások teljesítmény felvételét, azaz fogyasztását Watt-ban (W) mérjük. A kibocsátott fényáramot pedig lumenben (lm). A kettő hányadosa a hatásfok. Fényforrással elméletileg elérhető hatásfok a nappali szem érzékenység szempontjából: 683 lm/W. A gyakorlatban alkalmazott fehér színű LED fényforrással, megfelelő színvisszaadás érték esetén elérhető hatásfok: 250–350 lm/W. 9. / 12
  • 10. Konkrét példa Vyrtych Boxer LED világítótest katalóguslapján A hőelvezetés fontosságára mutatjuk az élettartam függést. Alatta pedig a fényáram csökkenés látható az élettartam függvényében. A fenti példa is mutatja, hogy megfelelő LED világítótest kiválasztásával és gondos tervezéssel kiváló, hosszútávon gazdaságosan üzemeltethető világítást kaphatunk! 10. / 12
  • 11. Ne kápráztassuk egymást! A LED-re történő átállásnak csak előnyei vannak? Amiről kevesen beszélnek, a fényszennyezés: LED előtt, LED után: fényszennyezés felmérések Az éjszakai fényterhelés és az egészség Részlet a cikkből: Levonható a következtetés, hogy az éjjeli megvilágítás – a kültéren használatos világítótestek, - kivéve a kisnyomású nátriumlámpákat -, mindig tartalmaz inkább több, mint kevesebb kék komponenst (különösen igaz ez az újonnan divatos LED-es világításra!), és ez blokkolhatja a MLT (melatonin) termelést. Szükséges tehát a felesleges reklámvilágítások, továbbá a nem megfelelő közvilágítás szabályozása is. A fényszennyezés (ppt) Érdekességek A jövő a jelenben? Mi az az OLED? http://hu.wikipedia.org/wiki/Oled OLED, a jövő technológiája? Intelligens autófényszóró: http://hidlightreviews.com/making-headlights-even-intelligent/ Példa intelligens autó fényszóróra: http://www.youtube.com/watch?v=-dvPZ3H1Vm4 A lézer dióda A Lézer dióda működése leegyszerűsítve, abban tér el a LED-től, hogy egyrészt csak a LED-eknél alkalmazott anyagok egy része használható, másrészt a kiürített sáv P és N oldalán tükör van, ami visszaveri a fény fotonjait. Így, amint rekombinálódik egy pozitív lyuk és egy negatív elektron, azaz foton keletkezik, az, oda vissza verődve, újabb és újabb fotonok keletkezését segíti, amik azonos fázisú, polarizáltságú és irányú, így azonos hullámhosszúságú (színű) fotonok lesznek. Bár egy időben sok foton keletkezhet, a visszaverődésekben csak egyfajta foton erősödik és ez lavinahatást hoz létre. A lézer tehát koherens (azonos fázisú) fény. A dióda egyik oldalán található egy kilépő nyílás, amin keresztül a felerősödött fotonok egy lencsével fókuszálva kilépnek. Részletes leírás: http://www.sasovits.hu/cnc/irodalom/lezer1.pdf Szemléltető videó angolul: https://www.youtube.com/watch?v=ULVeOSrwfcs OLED hátsó lámpa és Lézer autófényszóró: https://www.youtube.com/watch?v=UQASXI7apwM&x-yt-ts=1422579428&x-yt-cl=85114404 Intelligens autó fényszóró rendszer (városban, kanyarban, autópályán, ködben, kereszteződésben): http://techcenter.mercedes-benz.com/en/led_intelligent_light_system/detail.html#detail-section Hátsó lámpa fényáram vezérlése: https://www.youtube.com/watch?x-yt-cl=85114404&v=QRklTTbP0yo&x-yt-ts=1422579428#t=12 Intelligens világítás autóban, kiegészítő UV LED alkalmazásával http://www.youtube.com/watch?v=0UaTYX-ygG8 11. / 12
  • 12. A LED-eket is túlragyoghatja az új fényforrás (2014. 10. 17.) 12. / 12