LEDs (light-emitting diodes), även kända under det mer välbekanta engelska namnet LED (förkortning för light-emitting diode), är de verkliga obesjungna hjältarna i elektronikens värld. De utför dussintals olika funktioner och används nu i nästan alla elektroniska enheter. Så de visar till exempel symboler på upplysta paneler, överför information från en fjärrkontroll till en signalmottagare, lyser upp hus eller informerar dig om den aktuella statusen för en apparat. Tillsammans kan gröna, röda och blå lysdioder bilda en bild på en enorm TV-skärm eller styra trafiken vid ett trafikljus.
Lyser, men värmer inte
I princip är LED bara miniatyrlampor som passar perfekt i alla elektriska kretsar. Men samtidigt har de inte en glödtråd, vilket är obligatoriskt för konventionella lampor, vilket gör att de inte värms upp mycket. Ljuset som sänds ut av lysdioder beror bara på elektronernas rörelse i halvledaren, så de har samma livslängd som en konventionell transistor.
När man jämför hälsoresursLED och glödlampor, då har LED tusentals timmar till. Små lysdioder har ersatt rören som lyser upp högupplösta LCD-skärmar, vilket gör dem mycket tunnare.
Var kom detta konstiga ljus ifrån?
Utan att fördjupa oss i djungeln av fysiska processer, låt oss se vad som får lysdioden att lysa.
Ljus är en form av energi som avges av en atom, som består av många små paket av partiklar med energi och rörelsemängd som kallas fotoner. De produceras när elektroner rör sig från en avlägsen bana till en närmare. Ju större avstånd som en elektron tillryggalägger, desto större energi har fotonen som emitteras av den, som kännetecknas av en högre frekvens. Denna frekvens är exakt ansvarig för ljusets våglängd, som bestämmer färgen på strålningen. Till exempel är atomerna i en vanlig kiseldiod anordnade på ett sådant sätt att en elektron infaller över ett relativt kort avstånd. Som ett resultat är frekvensen av fotoner så låg att den är osynlig för det mänskliga ögat - den är i den infraröda delen av ljusspektrumet. Naturligtvis är detta inte nödvändigtvis en dålig sak: infraröda lysdioder är idealiska för fjärrkontroller i synnerhet.
Rödupplysta lysdioder öppnar upp en del av ljusstrålning som är synlig för människor och kan redan, till exempel, markera siffror i elektroniska klockor. Beroende på materialen som används i lysdioderna kan de konfigureras att lysa i infrarött,ultraviolett och alla färger i spektrumet synliga mellan dem.
Två från bröstet, identiska från ansiktet
Kort efter utvecklingen av den röda lysdioden dök lysdioder i andra färger upp. Nästan omedelbart började de kombineras och placerade dem i ett enda skal. En tvåfärgad LED är en enhet med två ledningar, där två motsatt riktade dioder av olika färgstrålning är installerade parallellt i ett hus. I det här fallet kommer färgen att bero på polariteten hos spänningen som levereras till enheten.
Röd-gröna lysdioder används ofta som en indikator på enhetens beredskap för drift (röd på - av, grön - på).
Det finns ingen perfektion i världen, eller ett par brister hos en idealisk ljuskälla
Självklart är LED-teknik fortfarande ofullkomlig. En nackdel är deras sårbarhet för höga temperaturer. För mycket strömflöde och den åtföljande överhettning av LED-kretsen orsakar permanent inbränning, ofta kallad LED-smältning. Dessutom var lysdioder baserade på avancerade halvledarmaterial tills nyligen för dyra för att användas som naturlig belysning. Men sedan 2000-talet, med lanseringen av massproduktion, har priset på lysdioder sjunkit flera gånger och har blivit proportionerligt med kostnaderna för konventionella lampor, och med tanke på den långa livslängden, det starka ljuset, miljövänligheten och den fantastiska energieffektiviteten, har användningen av LED har blivit ett mer ekonomiskt belysnings alternativ förhemma.
Den stora och fruktansvärda röda lyktan
Låt oss uppehålla oss mer i detalj vid var den röda lysdioden används. Det kan med rätta betraktas som "storebror" i LED-familjen, om så bara för att det var den första lysdioden som fungerade i det synliga strålningsspektrumet. Naturligtvis började de använda den för praktiska behov tidigare än andra och först och främst för att väcka uppmärksamhet i händelse av fel på utrustningen. Håller med, när istället för ett enhetligt mullrande av motorn blinkar en röd lysdiod rytmiskt och markerar en eller annan ikon på panelen på din favoritbil eller älskade tvättmaskin, orsakar detta åtminstone en känsla av mild ångest. Ja, det är för att varna för sådana nödsituationer som denna typ av indikator används oftast.
The Mystery of Red
Röd färg har den längsta våglängden och är minst mottaglig för spridning, den är synlig på det längsta avståndet. Därför är det inte förvånande att en blinkande röd LED används ofta för nöd- och larmljus. Dessutom är nivån på elförbrukningen för lysdioder av denna färg den lägsta av alla andra lysdioder i det synliga spektrumet, vilket säkerställer maximal drifttid för den använda belysningsenheten.
Röda LED-lampor används vanligtvis där det finns behov av högintensivt ljus, samtidigt som de inte stör andra människor. De är till exempel att föredra på teater, bio och för att läsa astronomiska kartor. Rött ljus är det inteanstränger ögonen, vilket bidrar till en bättre expansion av pupillerna och låter dig se reflekterande föremål perfekt.
Och LED-teknik har hittat en värdig tillämpning för trädgårdsmästare. Blått ljus stimulerar växtens initiala tillväxt, medan användningen av röda lysdioder förbättrar blomningen och fruktsättningen. Här är lysdioder bortom konkurrens, eftersom de avger en enorm mängd ljus, överhettas inte och torkar inte luften, till skillnad från andra typer av lampor som kan skada framtida grödor.
Ju längre, desto mer "underbart"
Att byta ut gamla glödlampor mot lysdioder är bara toppen av ett isberg, LED-historien har bara börjat. Tack vare ny utveckling når LED-lösningar nya horisonter som tidigare var otillgängliga för dem. Den mest troliga utvecklingsriktningen är organiska lysdioder, eller OLED.
De organiska materialen som används för att tillverka dessa halvledare är formbara, vilket gör att flexibla ljuskällor och till och med bildskärmar kan byggas idag. Det verkar som att OLED-teknik kommer att bana väg för nästa generations TV-apparater och smartphones. Det är trots allt väldigt bekvämt att ta bort din TV från väggen, rulla den till ett rör och ta den med dig till exempel till lanthuset.
Det är svårt att säga var LED-tekniken kommer att ta vägen i framtiden, men en sak är klar – det kommer ingen återvändo till Edison-lampan.
