obilir > Konular > Bilim > Fizik > LED Aydınlatma ve Avantajları, Şerit LED ve RGB LED Nedir?

LED Aydınlatma ve Avantajları, Şerit LED ve RGB LED Nedir?

Bu yazıyı yeni dekore edilen ve tamamen LED aydınlatma kullanılan iş yerimden edindiğim tecrübeden sonra yazdığım için LED hakkındaki teorik bilgilerin doğruluğunu test etme imkanı buldum. Yeni elektrik faturam geldi. Tahmin ettiğim değerlere yakın, makul bir tüketim olmuş. Aynı oranda aydınlatmayı diğer aydınlatma türleri ile yapsam sanırım 3-5 kat daha fazla daha fazla öderdim..

LED aydınlatmanın  öncülüğünü yapan bütün bilim insanlarına minnetimizi bildirmeden ve bir teşekkür  etmeden bu yazıya başlamak haksızlık olur.

LED hakkında Wikipedia’dan alınan teknik bilgiyi verdikten sonra benim de yeni deneyim sahibi olduğum LED aydınlatmanın avantajlarına geçebiliriz;

LED (“Light Emitting Diode”, Işık Yayan Diyot), yarı iletken, diyot temelli, ışık yayan bir elektronik devre elemanıdır. 1920’lerde Rusya’da icat edildi ve 1962 yılında Amerika’da pratik olarak uygulanabilen elektronik bir bileşen haline getirildi. Oleg Vladimirovich Losev adlı bir radyo teknisyeni radyo alıcılarında kullanılan diyotların ışık yaydığını fark etti ve 1927 yılında bir Rus gazetesinde LED hakkında buluşlarını yayınladı.

Başlangıçta yalnızca zayıf kırmızı ışık verebiliyorlardı ama çağdaş ledler Görünür ışık, Morötesi, Kızılötesi gibi çeşitli dalga boylarında, yüksek parlaklıkta ışık verebiliyor.

Düşük enerji tüketimi, uzun ömrü, sağlamlığı, küçük boyutu ve hızlı açılıp kapanabilmesi gibi geleneksel ışık kaynaklarına göre bir dizi avantajı vardır. Ancak, nispeten pahalıdır.

LED’in  Özellikleri

LED’ler  yarı iletken malzemelerdir. Ana maddeleri silikondur. Üzerinden akım geçtiğinde foton açığa çıkararak ışık verirler. Farklı açılarda ışık verecek şekilde üretilmektedirler. LED’lerin gerilim-akım grafikleri üstündür. Uygun çalışma noktasındayken LED’in üzerindeki küçük bir gerilim değişimi büyük bir akım değişimine neden olur. Yüksek akım nedeniyle bozulmaması için LED’lere seri bir akım sınırlama direnci bağlanır. Böylece hassas olmayan gerilim aralıklarında LED’in bozulması engellenir. LED’ler tıpkı bir Zener diyot gibi üzerinde sabit bir gerilim düşürür. Kırmızı LED 2,20 Volt, Yeşil LED 3,30 Volt,Mavi ve Beyaz LED 3,40 Volt gerilimle çalışır. ( Wikipedia ‘dan alıntıdır)

Kısaca LED dediğimiz ‘Light Emitting Diode’  çok değil birkaç yıl içinde bütün Dünya’nın kullanacağı bir ışık kaynağı olmaya adaydır. Çünkü şu anda kullanılan diğer ışık kaynaklarından daha fazla avantaj sunmaktadır. Artık terk edilmek üzere olan tungsten flamalı akkor lambalar, cıva buharlı flüoresan lambalar, halojen lambalar, metal halide  lambalar, hatta enerji tasarruflu sarfiyatsız (compact floresant, CFL) lambalar bile LED lambalar ile kıyaslandığında dezavantajları belirgin hale gelmektedir.

Örneğin: LED lambalar flüoresan lambalara gibi açılıp kapanma esnasındaki titreşim etkisi göstermezler. LED lambalarda kırılacak cam tüp yoktur ve iç parçaları serttir, darbelere ve titreşimlere karşı dayanıklıdır. Doğru akımla çalışırlar. 120-240Volt enerjinin uygun bir armatür, adaptör veya trafo ile 12 voltluk doğru akıma dönüştürülmesi gerekir.

Kullanılacak adaptörün WATT cinsinden gücünün LED lambanın çekeceği güce uygun  bir out put’u (çıkışı) olmalıdır. Örneğin  24 WATT gücünde bir LED ampul için asgari 12 volt 2 amper çıkışı olan bir adaptör, armatür veya trafo kullanılmalıdır. LED spot, lamba ve flüoresanlarda  genellikle Power LED’ler kullanılırken LED şeritlerde Middle LED’ler (SMD) kullanılır.

Şerit LED

LED şerit, LED  için gerekli adaptörlerin çıkış gücü de kolayca hesaplanabilir.

Örneğin metresinde 30 veya 60 adet tek veya 3çip kullanılan 5050 SMD  LED şeritlerin bulundurduğu çip sayısına göre ihtiyaç duyulan adaptörün gücü  30 LED için 7.2 w güç/metre, 60 LED için 14.4 W güç/metredir. 1 metrede 30 LED olan şeritler yaklaşık 300 Lumen, 1 metrede 60 LED olan şeritler 600 Lumen  ışık verirler.

Yaklaşık 5 metre şerit LED kullanılacak ise 5×14.4= 72 WATT gücünde bir adaptöre ihtiyaç vardır. Çıkış voltajı 12 volt olacağına göre bu adaptörün çıkış amperi de  72/12= 6 amper  olmalıdır. Renkli  (RGB) LED  şeritlerde de hesaplama aynıdır.

RGB LED

RGB (Red, Green, Blue)  şerit LED’lerde renk ve  animasyonların seçimini  yapabilmek için adaptöre bağlanan bir alıcı (receiver,control unit)) ve bir uzaktan kumandaya ihtiyaç vardır.

Uzaktan kumandalar radyo frekanslı (RF) veya enfrarujlu (IR) olabilir. Uzaktan kumanda ile renklerin parlaklığı (dimmer), renk dönüşümlerinin hızı (speed) ve animasyonların (flash, fade, jump) şekli değiştirilebilir. Belli bir şekle karar verildiğinde hep o şekilde yanar. Açıp, kapamalar veya elektrik kesilmeleri  yapılan ayarları bozmaz.

Şerit LED’ler mimarlara, çevre düzenlemesi veya dekorasyon yapanlara , reklam , yön tabelası yapanlara büyük olanaklar ve yaratıcı insanlar için sınırsız seçenekler sunar.

Bunların dış mekanlarında (outdoor)  kullanılacak olan türlerinin üzeri  esnek silikon tabakası ile kaplanarak su ve nemden etkilenmez hale getirilmiştir. Artık zor aydınlatılan mağara, geçit, şelale altı, su altı, havuz vs gibi sulu veya nemli yerlerin aydınlatılması sorun olmaktan çıkmıştır. Hatta aydınlatmakla da yetinilmeyip  bu işi bir ışık seline veya şölenine bile dönüştürmek mümkündür.

Yapay Işık Üretimi: Temel olarak elektrik enerjisini ışığa çevirmek için 3 yöntem kullanılır. Isıtma yöntemi, düşük ve yüksek basınçlı metal buharlı ortamda deşarj yöntemi ve uyarılma ile ışık verme (luminescence) yöntemleri.

Isıtma Yöntemi: Bir flaman yapısı üzerinden elektrik akımı geçirilerek flamanın ısınması sağlanır ve akkor halegelen flamanın yaydığı görülebilir ışık kullanımımıza sunulur. Örnek, akkor lambalar ve halojen lambalar.

Gaz Deşarjı: Havası boşaltılmış ve metal buharı ilave edilmiş bir tüp içerisinde iki elektrot vasıtasıyla bir gerilim uygulanarak, metal buharı üzerinden geçen akımın meydana getirdiği ark’ın yaydığı görülebilir ışık aydınlatmada kullanılır. Örnek, civa buharlı lambalar, metal halide lambalar, sodyum buharlı lambalar.

Uyarma İle Işıma Yöntemi (Luminescence): Alçak basınçlı cıva buharlı lambalarda elde edilen gözle görülemeyen UV ışık ile bir fosfor tabakası uyarılarak görülebilen ışığa çevrilir. Örnek, flüoresan lambalar, kompakt flüoresan lambalar.

Elektrik enerjisini doğrudan ışığa çeviren bir yöntem olarak katı bir yapı içersinde elektronların uyarımı ile görülebilen ışık elde edilebilinir (electroluminescense). Örnek, LED lambalar.

LED Aydınlatma Avantajları

LED aydınlatma  ürünleri günümüzün en dekoratif, en verimli, en çevreci,  en ekonomik, en  uzun ömürlü ( 10-16 yıl), en az riskli, en dayanaklı ((fiziksel darbeyle kırılmaz, patlamaz, dağılmaz, etrafa sıçramaz)en güvenli, en estetik, en  yenilikçi aydınlatma türüdür.

Floresan  lambalar yanmaya başlarken titreşir ve enerji tasarruflu “Compact  Fluorescent  Lambaların” (CFL) tam aydınlatmaya geçmesi zaman alırken LED lambalar anında parlak ışık verir. Titreme ve gecikme olmaz. LED lambaların diğer bir avantajı da düşük ısı üretimidir. Akkor lambalarda flaman ısısı 2700  C, halojen lambalarda 3100 C, deşarjlı lambalarda tüp ısısı 800, ısı üretimi -1100  C ye ulaşırken LED’lerde yonga ısısı 110 C’yi geçmez. Bu tam anlamıyla bilimsel bir mucizedir.

Kullanılan elektrik enerjisini yaklaşık  %76-90 oranında ışığa çeviren, çok az ısınan ve böylelikle bulunduğu mekanın  sıcaklığını etkilemeyen  özelliğiyle de en rasyonel aydınlatma şeklidir.

İnsanların özellikle mimarların bu aydınlatma şeklini halojen, tungsten, flüoresan lambalara tercih etmesi beklenir. Başlangıçta biraz fazla gibi görünen kurulum masraflarını bir yıl gibi kısa bir sürede enerji sarfiyatında yapılacak tasarrufla kendi kendine ödeyen bir aydınlatma seçeneğidir. Uzun ömürlülük, güvenlik gibi diğer avantajlar da söz konusu edildiğinde tamamen rakipsizdir.

LED lamba, spot, flüoresan ve şerit seçeneklerinin  hepsinin  bir aydınlatma açısı vardır. Bir mekanın LED ile aydınlatılmasına karar verilmişse genellikle 30-60-90-120-180 derecelerde yapılan bu açıların bilinmesinde fayda vardır. Bu açıların varlığı bir dezavantaj değil aksine bir avantajdır. Böylelikle gereksiz aydınlatma yapılmaz. Sadece istenilen alan aydınlatılır. Bu özelliğinden istifade ile kuyumcu vitrini gibi ürüne odaklanmış bölgesel aydınlatmalar yapılabilir.

LED Aydınlatmanın Geleceği

Ticari olarak henüz birkaç yıl önce kullanımına başlanan LED’lerin önünde çok parlak bir gelecek vardır ve küresel ısınmaya da çözüm getiren  bu aydınlatma şekli bütün insanlığı ve Dünya’yı  etkileyecek bir güce sahiptir. Çünkü geleneksel aydınlatma türlerinin hangisiyle kıyaslanırsa kıyaslansın % 30 ile %90 arasında bir tasarruf  bütün yaşamı etkileyecek boyuttadır. Bu aydınlatma biçimine ne kadar erken geçilirse tasarruf  aynı nispette  fazla olur.

Binlerce, on binlerce ev ve işyeri LED aydınlatmayı tercih ettiğinde gerçekleşen enerji  tasarrufu  milyonlarca kilowatt/saattir. Binlerce ton CO2 emisyonu da ayrı bir kazançtır. Ayrıca LED üretimine verilecek destek LED teknolojisinin kısa sürede gelişip, ucuzlamasına da neden olacaktır.

Bu yazıyı yeni dekore edilen ve tamamen LED aydınlatma kullanılan iş yerimden edindiğim tecrübeden sonra yazdığım için LED hakkındaki teorik bilgilerin doğruluğunu test etme imkanı buldum.

Yeni elektrik faturam geldi. Tahmin ettiğim değerlere yakın, makul bir tüketim olmuş. Aynı oranda aydınlatmayı diğer aydınlatma türleri ile yapsam sanırım 3-5 kat daha fazla daha fazla  öderdim. Önümüzdeki yaz aylarında  işyerim fazladan ısınmayacağı için de ayrıca seviniyorum.

Rıfat Kayın

Yazar Hakkında
optiktunali.com.tr web sitesinde optik, göz ve görme konusunda çok değerli bilgiler yer almaktadır.

Bir Yorum

  1. verdiginiz bilgiler için cok tesekkurler…sagolun…

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir