Led Lamba

**Prof. Dr. Sinsi** · 12-20-2012

LED lamba
Teknoloji önizlemesi - Ev tipi LED lambalar - Lamba boyutları ve tabanları - LED ampulü hakkında - Özel kullanımları

LED lamba

Çeşitli LED aydınlatma lambaları ticari olarak 2010'dan itibaren kullanılıyor ev ampullerine vidalanarak yerleştirilir Yayvan abajur (solda), okuma aydınlatması (ortada), ev lambaları (orta sağ ve altta) and düşük güçlü aydınlatma (sağda) kullanımları

Işık yayan diyot lambası, ışık kaynağı olarak Işık yayan diyotlar (LED'ler) kullanan katı hal lambasıdır "LED lambası" genellikle Organik ışık yayan diyotlar (OLED) veya polimer ışık yayan diyotlar (PLED) teknolojileri gibi, geleneksel yarı iletken ışık yayan diyotları ifade ederken OLED ve PLED teknolojileri henüz ticari olarak kullanılamaz

Özel ışık yayan diyotların ışık parlaklığı akkor ve yoğun floresan lambalarla karşılaştırıldığında, çoklu diyotlar daha çok birlikte kullanılır LED lambalar birbiri ile değiştirilebilir veya diğer türlerle uyarlanabilir Diyotlar doğru akım (DA) elektrik gücü kullanır Bu yüzden LED lambalar, standart AA gerilimi elde etmek için iç devrelere de eklenebilirler

Teknoloji önizlemesi

Asma tavanda LED lambalar

Genel amaçlı aydınlatma beyaz ışık gerektirir LED'ler, çok güçlü renkli ışık üretirken, çok küçük dalgaboyu genişliğinde ışık yayar Renk, LED yapmak için yarı iletken maddenin enerjisinin band genişliğinin karakteristiğidir LED'lerden beyaz ışık elde etmek için, ya kırmızı, yeşil ve mavi LED'ler kullanmalı ya da ışığın birazını diğer renklere dönüştürmek için fosfor kullanılmalıdır

İlk yöntem (RGB-LED), herbiri birbirine oldukça yakın farklı dalgaboyuna sahip, çoklu LED çipleri kullanılarak açık beyaz ışık spektrumları üretilir Bu yöntemin avantajı, herhangi bir kişinin herbir LED'in şiddetini ayarlayabilmesidir Büyük dezavantaj ise yüksek üretim maliyetidir Bundan dolayı ticari başarısı düşüktür
İkinci yöntem fosfor dönüştüren LED'ler (pcLEDs), fosfor kombinasyonunda, genellikle mavi veya morötesi gibi tekbir kısadalga boylu LED kullanır Bu, mavi ışığın bir kısmını emer ve beyaza yakın ışık yayar Mekanizma floresan lambanın beyaz ışık üretimine benzerdir Büyük avantajı, düşük üretim maliyeti ve yüksek CRI (Renk oluşturma dizini)dir Dezavantajı ise ışık karakterinin dinamik değişiminin kolay olması ve fosfor dönüşümünde aygıtın etkinliğinin azalmasıdır Düşük maliyet ve uygun başarımı, bugün genel aydınlatmada genişçe kullanılan teknoloji olmasını sağlıyor
Kullanımı

LED lambalar, hem genel aydınlatma hem de özel amaçlı aydınlatmalarda kullanılır Renkli ışık gerektiğinde de, hiçbir süzgeçlemeye gerek kalmadan LED'ler çoklu renk üretebilirler Bu, ışığın tüm renklerini üreten beyaz ışık kaynağındaki enerji verimliliği arttırır ve bir süzgeç ile görülür enerjinin bir kısmını süzer
Floresan lamba ile karşılaştırıldığında, LED lambaların daha avantajlı olduğu görülür Çünkü yoğun floresan lambalar gibi civa içermezler, durağan hale dönebilirler ve açılıp kapanma esnasındaki titreşim etkisi göstermezler

LED lambalarda kırılacak cam tüp yoktur ve iç parçaları serttir, darbelere ve titreşimlere karşı dayanıklıdır Uygun elektronik tasarım sürücüsüne sahip LED lamba, büyük ölçüde ayarlanabilir ve herhangi akıma gerek kalmadan işlevini sürdürebilir
Ev tipi LED lambalar

E27 Edison burgusuna sahip, birbirleriyle değiştirilebilir akkor lambalar

Lamba boyutları ve tabanları

LED lambalar birbirleriyle değiştirilebilecek şekilde akkor olarak ve standa LED lambalar düşük gerilimde (normal olarak 12 V'luk halojen benzeri) değişik türlerde düzenli AA (örn 120 veya 240 VAC) aydınlatmaya uyacak şekilde yapılır Bu lambalarda normalde AC gücü doğrultmak ve gerilimi iç LED elemanlarının kullanabileceği seviyeye dönüştürmek için devre bulunur
LED ampulü

2010 itibariyle birçok LED lambalar sıradan evlerde yoğun floresan lambalar yerine kullanılmaya başlandı

Düşük güçteki lambalar 5 ile 40 Watt arasındadır

Örneğin 100 Wattlık bir akkor lambanın verdiği ışığa denk parlaklık 13 Wattlık bir LED lamba verebilir

Standart akkor lambalar yaklaşık 14 lumen/W'lık verimliliğe sahiptir

Avrupa Birliği standartlarına göre, 60W'lık volfram lambanın verimliliği en az 806 lumen olması isteniyor

Çoğu LED lambalar ayarlanabilir olarak üretilmiyor Fakat yine de bazı modeller ayarlanabilir olarak tasarlanıyor ve genellikle doğrudan yanarlar Lambaların her birinin maliyeti 4$ ile 20$ (2010) arasındadır ve gün geçtikçe maliyetleri azalıyor Yine de bu lambalar yoğun floresan lambalardan daha verimlidirler[3] Ayrıca 30 bin saatten fazla ömürleri vardır (bu ömür maruz kaldığı sıcaklığa, bağlıdır ve maruz kaldığı sıcaklık azaltılabilirse, ömürleri önemli derecede arttırılabilir)

Özel kullanımları

Soldaki LED flaş lambası, sağdaki volfram eşdeğeriyle ampulu değiştiriliyor

Beyaz LED lambaları dükkânlarda kullanıma sunulmuştur Düşük güçte yüksek verimliliğe sahiptirler El fenerlerinde, güneş güçlü bahçelerde, yollarda, bisiklet aydınlatmalarda kullanılıyorlar Renkli LED lambalar trafik lambalarında kullanılıyor
Son zamanlarda LED lambalar bahçe işlerinde ve çevre düzenlemelerinde yaygın olarak kullanılmaya başlandı LED lambalardan yayılan ışığın dalga boyu özellikle bitkilerin klorofil emisyonunu tam karşılayacak düzeydedir Bitkiye ışık verildiğinde bitkide gelişme etkin bir şekilde artıyor Görünen ışığın Kırmızı ve Mavi dalga boyları fotosentez için kullanılıyor
Ticari kullanım öncüsü

İlk kurulan LED ofis aydınlatması 2009'da Manapakkam'da, Chennai Hindistan IT şirketi iGate tarafından kuruldu[4] Kurulum için 3700000 Hint Rupisi (80000 ABD$) harcadılar Fakat masrafın 5 yıl içinde geri kazanılacağı zannediliyor

2010'da, Sırbistan, Belgrad'daki Kral Aleksandra Bulevar'ın yeniden inşasında caddelerde LED aydınlatma kullanıldı
Diğer aydınlatma teknolojileri ile karşılaştırılması

Akkor lambalar (Işık ampulu) içinde çok ince biçimde tasarlanmış filaman adı verilen, genelde volfram metalinden yapılmış, iki ince destek çubuğu ile tutulmakta olan bir tel bulunur Bu telden geçen elektrik akımı bu teli aşırı derecede ısıtır (yaklaşık 3000 °C) ve sonuç olarak tel ışık yaymaya başlar 100 W'lık ışık ampulü yaklaşık 1700 lumen ve 17 lumens/W üretir Akkor lambalar nispeten üretim açısından daha ekonomiktir Tipik bir akkor lambanın ömrü yaklaşık 1000 saattir[6] Ayarlanabilirler Mevcut çoğu aydınlatma lambaları boyut ve şekli olarak bu geleneksel ampule göre tasarlanır

Elektronik ayarlı floresan tüpler genellikle ortalama 50 ile 67 lumens/W üretir Çoğu yoğun floresanlar 13 W veya daha büyüktür ve elektronik ayarıyla (ballast) yaklaşık 60 lumens/W'tır

Floresan lambalar (ışık ampuller) elektriğin civa buharından geçmesiyle çalışır ve morötesi ışık üretir Ardından morötesi ışık lambanın içindeki forfor boya tarafından emilir ve sonuçta parlama gerçekleşir Floresan lamba tarafından üretilen ısı akkor benzerine göre daha azdır Fakat morötesi ışık üretmek ve onu görülür ışığa döndürmek için harcanan enerji yine de kayıp olur Lineer floresan lambalar, akkor lambalara göre beş veya 6 kat daha pahalıdır, fakat 10000 ile 20000 saat arası ömürleri vardır Çoğu floresan lambalar ayarlanamazlar

Araştırma ve geliştirme

ABD Enerji Departmanı

2008'in Mayısında ABD Enerji Departmanı (DOE), Parlak Geleceğin Aydınlık Prizi yarışını başlattı

Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü

Haziran 2008'de Birleşik Devletlerdeki Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), katı hal aydınlatma ile ilgili ilk iki standartı duyurdu Bu standartlar LED lambaların renklerinin niteliklerini açıklıyor
Güney Amerika Aydınlatma Mühendislik Kurmu (IESNA), katı hal aydınlatma ürünleri ve bu ürünlerin ışık akıları, enerji verimliliği (lümen bölü watt) ve renkserlik ile ilgili katı hal aydınlatma denemelerini içeren standard LM-79 adında bir belge yayımladı
Kalan sorunlar

Beyaz LED üretim işlemi karmaşıktır ve gelişim için sayısız görüş vardır Birim ürünlerin üretim maliyeti hala geleneksel ışık kaynaklarına göre yüksektir

En görünür sorun, düşük kaliteli LED'lerin renk oluşturma dizini (CRI)dir CRI, renkleri oluşturarak ışık kaynağının kalitesini ölçer 100, en büyük değerdir LED'lerin CRI'si 75'in altındadır Bu yüzden iç aydınlatmalarda tavsiye edilmiyorlar[7] Daha iyi CRI LED'ler daha pahalıdır ve araştırma ve geliştirme için maliyetlerinin düşürülmesi gerekir

Farklı bakış açılarındaki CCT (renk ilişkisi sıcaklığı: color correlated temperature), beyaz LED'lerin kullanımını engelleyen diğer bir etkendir

CCT değişimlerinin 500 K'ye çıktığını gösterdi

Bu da insanın net olarak hissedebileceği bir değerdir

Normal CCT değerleri 50 ile 100 K arasındadır

LED'ler ayrıca sınırlı sıcaklık toleransına sahiptirler ve sıcaklığın artmasıyla verimleri düşer
Katı hal aydınlatma ürünlerinin uzun ömrü, çoğu yaygın akkor lambaların ömrünü 50 kat geçti

Kullanımları

Otomotiv aydınlatma
Bisiklet aydınlatma
Reklam panosu gösterimleri
Ev aydınlatma
Acil aydınlatma
El feneri
Yapı projektörleri
Demiryolu sinyali
Işıklandırma
Trafik ışığı
Tren ışıkları

12-20-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Led Lamba LED lamba Teknoloji önizlemesi - Ev tipi LED lambalar - Lamba boyutları ve tabanları - LED ampulü hakkında - Özel kullanımları LED lamba Çeşitli LED aydınlatma lambaları ticari olarak 2010'dan itibaren kullanılıyor ev ampullerine vidalanarak yerleştirilir Yayvan abajur (solda), okuma aydınlatması (ortada), ev lambaları (orta sağ ve altta) and düşük güçlü aydınlatma (sağda) kullanımları Işık yayan diyot lambası, ışık kaynağı olarak Işık yayan diyotlar (LED'ler) kullanan katı hal lambasıdır "LED lambası" genellikle Organik ışık yayan diyotlar (OLED) veya polimer ışık yayan diyotlar (PLED) teknolojileri gibi, geleneksel yarı iletken ışık yayan diyotları ifade ederken OLED ve PLED teknolojileri henüz ticari olarak kullanılamaz Özel ışık yayan diyotların ışık parlaklığı akkor ve yoğun floresan lambalarla karşılaştırıldığında, çoklu diyotlar daha çok birlikte kullanılır LED lambalar birbiri ile değiştirilebilir veya diğer türlerle uyarlanabilir Diyotlar doğru akım (DA) elektrik gücü kullanır Bu yüzden LED lambalar, standart AA gerilimi elde etmek için iç devrelere de eklenebilirler Teknoloji önizlemesi Asma tavanda LED lambalar Genel amaçlı aydınlatma beyaz ışık gerektirir LED'ler, çok güçlü renkli ışık üretirken, çok küçük dalgaboyu genişliğinde ışık yayar Renk, LED yapmak için yarı iletken maddenin enerjisinin band genişliğinin karakteristiğidir LED'lerden beyaz ışık elde etmek için, ya kırmızı, yeşil ve mavi LED'ler kullanmalı ya da ışığın birazını diğer renklere dönüştürmek için fosfor kullanılmalıdır İlk yöntem (RGB-LED), herbiri birbirine oldukça yakın farklı dalgaboyuna sahip, çoklu LED çipleri kullanılarak açık beyaz ışık spektrumları üretilir Bu yöntemin avantajı, herhangi bir kişinin herbir LED'in şiddetini ayarlayabilmesidir Büyük dezavantaj ise yüksek üretim maliyetidir Bundan dolayı ticari başarısı düşüktür İkinci yöntem fosfor dönüştüren LED'ler (pcLEDs), fosfor kombinasyonunda, genellikle mavi veya morötesi gibi tekbir kısadalga boylu LED kullanır Bu, mavi ışığın bir kısmını emer ve beyaza yakın ışık yayar Mekanizma floresan lambanın beyaz ışık üretimine benzerdir Büyük avantajı, düşük üretim maliyeti ve yüksek CRI (Renk oluşturma dizini)dir Dezavantajı ise ışık karakterinin dinamik değişiminin kolay olması ve fosfor dönüşümünde aygıtın etkinliğinin azalmasıdır Düşük maliyet ve uygun başarımı, bugün genel aydınlatmada genişçe kullanılan teknoloji olmasını sağlıyor Kullanımı LED lambalar, hem genel aydınlatma hem de özel amaçlı aydınlatmalarda kullanılır Renkli ışık gerektiğinde de, hiçbir süzgeçlemeye gerek kalmadan LED'ler çoklu renk üretebilirler Bu, ışığın tüm renklerini üreten beyaz ışık kaynağındaki enerji verimliliği arttırır ve bir süzgeç ile görülür enerjinin bir kısmını süzer Floresan lamba ile karşılaştırıldığında, LED lambaların daha avantajlı olduğu görülür Çünkü yoğun floresan lambalar gibi civa içermezler, durağan hale dönebilirler ve açılıp kapanma esnasındaki titreşim etkisi göstermezler LED lambalarda kırılacak cam tüp yoktur ve iç parçaları serttir, darbelere ve titreşimlere karşı dayanıklıdır Uygun elektronik tasarım sürücüsüne sahip LED lamba, büyük ölçüde ayarlanabilir ve herhangi akıma gerek kalmadan işlevini sürdürebilir Ev tipi LED lambalar E27 Edison burgusuna sahip, birbirleriyle değiştirilebilir akkor lambalar Lamba boyutları ve tabanları LED lambalar birbirleriyle değiştirilebilecek şekilde akkor olarak ve standa LED lambalar düşük gerilimde (normal olarak 12 V'luk halojen benzeri) değişik türlerde düzenli AA (örn 120 veya 240 VAC) aydınlatmaya uyacak şekilde yapılır Bu lambalarda normalde AC gücü doğrultmak ve gerilimi iç LED elemanlarının kullanabileceği seviyeye dönüştürmek için devre bulunur LED ampulü 2010 itibariyle birçok LED lambalar sıradan evlerde yoğun floresan lambalar yerine kullanılmaya başlandı Düşük güçteki lambalar 5 ile 40 Watt arasındadır Örneğin 100 Wattlık bir akkor lambanın verdiği ışığa denk parlaklık 13 Wattlık bir LED lamba verebilir Standart akkor lambalar yaklaşık 14 lumen/W'lık verimliliğe sahiptir Avrupa Birliği standartlarına göre, 60W'lık volfram lambanın verimliliği en az 806 lumen olması isteniyor Çoğu LED lambalar ayarlanabilir olarak üretilmiyor Fakat yine de bazı modeller ayarlanabilir olarak tasarlanıyor ve genellikle doğrudan yanarlar Lambaların her birinin maliyeti 4$ ile 20$ (2010) arasındadır ve gün geçtikçe maliyetleri azalıyor Yine de bu lambalar yoğun floresan lambalardan daha verimlidirler[3] Ayrıca 30 bin saatten fazla ömürleri vardır (bu ömür maruz kaldığı sıcaklığa, bağlıdır ve maruz kaldığı sıcaklık azaltılabilirse, ömürleri önemli derecede arttırılabilir) Özel kullanımları Soldaki LED flaş lambası, sağdaki volfram eşdeğeriyle ampulu değiştiriliyor Beyaz LED lambaları dükkânlarda kullanıma sunulmuştur Düşük güçte yüksek verimliliğe sahiptirler El fenerlerinde, güneş güçlü bahçelerde, yollarda, bisiklet aydınlatmalarda kullanılıyorlar Renkli LED lambalar trafik lambalarında kullanılıyor Son zamanlarda LED lambalar bahçe işlerinde ve çevre düzenlemelerinde yaygın olarak kullanılmaya başlandı LED lambalardan yayılan ışığın dalga boyu özellikle bitkilerin klorofil emisyonunu tam karşılayacak düzeydedir Bitkiye ışık verildiğinde bitkide gelişme etkin bir şekilde artıyor Görünen ışığın Kırmızı ve Mavi dalga boyları fotosentez için kullanılıyor Ticari kullanım öncüsü İlk kurulan LED ofis aydınlatması 2009'da Manapakkam'da, Chennai Hindistan IT şirketi iGate tarafından kuruldu[4] Kurulum için 3700000 Hint Rupisi (80000 ABD$) harcadılar Fakat masrafın 5 yıl içinde geri kazanılacağı zannediliyor 2010'da, Sırbistan, Belgrad'daki Kral Aleksandra Bulevar'ın yeniden inşasında caddelerde LED aydınlatma kullanıldı Diğer aydınlatma teknolojileri ile karşılaştırılması Akkor lambalar (Işık ampulu) içinde çok ince biçimde tasarlanmış filaman adı verilen, genelde volfram metalinden yapılmış, iki ince destek çubuğu ile tutulmakta olan bir tel bulunur Bu telden geçen elektrik akımı bu teli aşırı derecede ısıtır (yaklaşık 3000 °C) ve sonuç olarak tel ışık yaymaya başlar 100 W'lık ışık ampulü yaklaşık 1700 lumen ve 17 lumens/W üretir Akkor lambalar nispeten üretim açısından daha ekonomiktir Tipik bir akkor lambanın ömrü yaklaşık 1000 saattir[6] Ayarlanabilirler Mevcut çoğu aydınlatma lambaları boyut ve şekli olarak bu geleneksel ampule göre tasarlanır Elektronik ayarlı floresan tüpler genellikle ortalama 50 ile 67 lumens/W üretir Çoğu yoğun floresanlar 13 W veya daha büyüktür ve elektronik ayarıyla (ballast) yaklaşık 60 lumens/W'tır Floresan lambalar (ışık ampuller) elektriğin civa buharından geçmesiyle çalışır ve morötesi ışık üretir Ardından morötesi ışık lambanın içindeki forfor boya tarafından emilir ve sonuçta parlama gerçekleşir Floresan lamba tarafından üretilen ısı akkor benzerine göre daha azdır Fakat morötesi ışık üretmek ve onu görülür ışığa döndürmek için harcanan enerji yine de kayıp olur Lineer floresan lambalar, akkor lambalara göre beş veya 6 kat daha pahalıdır, fakat 10000 ile 20000 saat arası ömürleri vardır Çoğu floresan lambalar ayarlanamazlar Araştırma ve geliştirme ABD Enerji Departmanı 2008'in Mayısında ABD Enerji Departmanı (DOE), Parlak Geleceğin Aydınlık Prizi yarışını başlattı Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü Haziran 2008'de Birleşik Devletlerdeki Ulusal Standart ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), katı hal aydınlatma ile ilgili ilk iki standartı duyurdu Bu standartlar LED lambaların renklerinin niteliklerini açıklıyor Güney Amerika Aydınlatma Mühendislik Kurmu (IESNA), katı hal aydınlatma ürünleri ve bu ürünlerin ışık akıları, enerji verimliliği (lümen bölü watt) ve renkserlik ile ilgili katı hal aydınlatma denemelerini içeren standard LM-79 adında bir belge yayımladı Kalan sorunlar Beyaz LED üretim işlemi karmaşıktır ve gelişim için sayısız görüş vardır Birim ürünlerin üretim maliyeti hala geleneksel ışık kaynaklarına göre yüksektir En görünür sorun, düşük kaliteli LED'lerin renk oluşturma dizini (CRI)dir CRI, renkleri oluşturarak ışık kaynağının kalitesini ölçer 100, en büyük değerdir LED'lerin CRI'si 75'in altındadır Bu yüzden iç aydınlatmalarda tavsiye edilmiyorlar[7] Daha iyi CRI LED'ler daha pahalıdır ve araştırma ve geliştirme için maliyetlerinin düşürülmesi gerekir Farklı bakış açılarındaki CCT (renk ilişkisi sıcaklığı: color correlated temperature), beyaz LED'lerin kullanımını engelleyen diğer bir etkendir CCT değişimlerinin 500 K'ye çıktığını gösterdi Bu da insanın net olarak hissedebileceği bir değerdir Normal CCT değerleri 50 ile 100 K arasındadır LED'ler ayrıca sınırlı sıcaklık toleransına sahiptirler ve sıcaklığın artmasıyla verimleri düşer Katı hal aydınlatma ürünlerinin uzun ömrü, çoğu yaygın akkor lambaların ömrünü 50 kat geçti Kullanımları Otomotiv aydınlatma Bisiklet aydınlatma Reklam panosu gösterimleri Ev aydınlatma Acil aydınlatma El feneri Yapı projektörleri Demiryolu sinyali Işıklandırma Trafik ışığı Tren ışıkları