نتایج تحقیقات دانشمندان نشان مـی دهد که حدود ۷۰ درصد از کـل اطلاعاتیکه مغـز انسان دریافت می کـند از طریق حس بینایی است. از این رو کیفــیت اطلاعات دریافتی تـوسط مغـز انسان به کیفیت نور محیط و قدرت بینایی فرد بستگی دارد . دارد . نور خورشید بهترین نور برای بینایی انسـان است و تـمام تلاش بشر در راستای یافـتن منبع نوری با کیفیت نور خورشید است. از اولیــن منبع نـوری ساخته دست بشر که همان مشعل می بــاشد ( آتش روشن کردن) تا آخرین تکنولوژی ، همواره رسیدن به درجـه رنـگ نـور خورشید و کیفیت آن یک هدف متعالی بوده است. روشنایی محیط انسان تاثیر گذاری فراوانی بر روحیه او نیز دارد و می تواند ایجاد کسالت و یا شادابی کند. تمامی این عوامل باعث شده است تا دانشمندان زیادی بدنبال روش های موثر و در عین حال بهینه ( از لحاظ مصرف انرژی ) درسیستم های روشنایی باشنـد. . یکی از آخرین تکـنولوژی های موجـود که سهم بزرگی در سیستم هـای روشنـایی مـدرن بـرای خــود ایجاد کرده است ، تکنولـوژی لامپ هـای LED است.در لامـپ های بر پایه تکنولوژی LED از دیود های نـور افشــان یا همانLED استفاده می شود. LEDها از سال ۱۹۶۲ میلادی در مـدارات الکترونیکی کاربرد عملی پیدا کردند. پس از ارائه شدن رنگ های متنوع از این نوع دیودها و افزایش بازده روشنایی آنها ، رفته رفته جایگاه مهمی در سیستم های روشنایی برای خود ایجاد کردند. در ســالهای اخیر بدنبال ساخته شـدن LED هایی به رنگ سفید ( سفیـد گـرم ، سفـید یخی ، سفید طبیعی ) تحـولی بــزرگ در عـرصـه سـیستـم های روشنایی پدید آمد. . به طور کلی منابع نوری هر چه کوچکتر ،کاراتر و با طول عمر بالاتر باشند، بـهترنـد. LED ها تنهـا منـابع نوری هستند کـه این ویژگی ها را دارند.در بخش های بعدی با مشخصات لامپ های ساخته شده بـا استفاده از تکنولوژی LED خواهیم پرداخت. همچنین خواهیم گـفت که چگونه لامپ های LED در مقایسـه با لامپ های معـمول و متـداول برتر و ممتازتر هستند . . نکته مهم و قابل توجه دیگر،پیشرفت تکنولوژی LED به طور مداوم می باشد که همین مسئله باعث افزایش بازده نوری LED ها درسال های متمادی شده است. این پیشرفت ها همچنان ادامه دارد و طبق پیش بینی کارشناسان،در دهه های آینده نیز لامپ های LED حرف اول را خواهند گفت
ویژگی ها و مزایای لامپ های LED
1- طول عمر بالا
طول عمر LED ها به طور متوسط ۳۰ هزار ساعت تخمین زده می شود و در بهترین حالت به ۵۰ هزارساعت نیز می رسد. که در مقایسه با سایر منابع نوری بسیار بیشتر است. با توجه به این طول عمر ، اگر هر لامپ LED به مدت ۸ ساعت در یک شبانه روز روشن بماند. . طول عمر لامپ LED برابر ۱۰ سال می شود . البته طول عمر لامپ LED به پارامتر های دیگر نیز وابسته است. که می تواند در طول عمر لامپ هــای LED تاثیـر گــذار باشند . تجـربیات نشـان می دهــد که درایـور ( منـبع تغذیه لامپ ) و خـود LED مهم تر از ســایر عــوامل هستند.
۲- دوست دار محیط زیست
ترکیبات هالیدی ، جیوه ، سرب و مواد سمی دیگر در ساختار LED ها به کار نمی روند. همچنین این نوع لامپ ها امواج مادون قرمزو فرا بنفش نیز تولید نمی کنند. . تاثیر امواج فرابنفش در ابتلا به سرطان پوست امری اثبات شده است. علاوه بر این ، لامپ های LED گاز دی اکسید کربن نیز تولید نمی کنند که یکی از عوامل مهم گرم شدن زمین است . در کشور های پیشرفته به هنگام شکسته شدن لامپ های فلئورسنت و کم مصرف ، محل شکسته شدن لامپ و محل اطراف آن به مدت ۱۵ دقیقه تخلیه می شود.تا ضایعات این نوع لامپ ها جمع آوری گردد. به دلیل اینکه این نوع لامپ ها دارای جیوه هستند ، در صورت استنشاق بخار آن توسط افراد ایجاد مشکلات جدی تنفسی ،سردرد ،سرگیجه و همچنین عدم تعادل می کند. از بیان مسئله فوق می توان نتیجه گرفت که لامپ های LED به دلیل نداشتن گازهای سمی ، امواج فرابنفش و مـادون قـرمز و تـولید نکردن گاز دی اکسید کربن ، تطابق قابل توجـه ای با محیط زیست دارند.
۳- تنوع رنگ
LEDها دارای تنوع رنگ بسیاری هستند. که استفاده از آنها را در اهداف زیبا سازی و نورپردازی ممکن می سازد. از قابلیت های جالب LED ها که با آن می تــوان طرح های بسیـار را به اجرا در آورد ایـن است که می توانند با ولتاژ های گوناگون ، رنگ های متنوعی ایــجاد کـنند.
۴- تولید حرارت
تولید حرارت در این نوع لامپ ها بسیار کمتر از انــواع دیـگر منابع روشنایی نظیر لامپ های رشته ای است.به عـنوان مـثال جدول زبر را داریم:
نوع لامپ | بهره نوری |
لامپ رشته ای ۱۰۰ وات | ۱۳٫۶ لومن بر وات |
لامپ فلئورسنت معمولی ۳۶ وات | ۷۹ لومن بر وات |
لامپ بخار جیوه ۴۰۰ وات | ۵۵ لومن بر وات |
لامپ بخار سدیم ۲۵۰ وات | ۱۰۸ لومن بر وات |
لامپ کم مصرف | ۵۰ لومن بر وات |
لامپ LED | 120 لومن بر وات |
تعریف بهره نوری :
این عدد که در واقع نسبت شار نوری خارج شده از لامپ به توان مصرفی آن است. نشان دهنده کارایی و بهره وری لامپ است . هر چه این عدد بالاتر باشد به این معنی است که لامپ با مصرف انرژی کمتر،شار نوری بیشتری تولید می کند. به عبارت دیگر هر چه بهره نوری یک لامپ بیشتر باشد ،آن لامپ از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. و مقدار بیشتری از انرژی دریافتی را به انرژی نورانی تبدیل می کند و مقدار کمتری حرارت تــولیـد می کنــد. . واحـد بهـره نوری همانـطـور که در جـدول بـالا مورد استفـاده قـرار گرفته و قابـل مشاهده است لــومـن بــر وات می باشد.
۵- مقاوم بودن در برابر ضربه
به علت وجود یک پوشش محافظ بروی LED ها ، در مقابل ضربه مقاومت خوبی دارند. بر عکس منابع نوری دیگر که بسیار شکننده هستند.
۶- زمان روشن و خاموش شدن
زمان روشن وخاموش شدن این نوع لامپ ها بسیار کوتاه است و می توان با سرعت بسیار بالا آنها را خاموش و روشن کرد ، بدون آنکه در طول عمرآنها تاثیر گذار باشد. . اما در انواع دیگر لامپ ها اینگونه نیست و با خاموش و روشن شدن مداوم ، عمر آنها کم می شود. به طور مثال لامپهای کم مصرف متداول (CFL) در اثر خاموش و روشن شدن زیاد ،عمر کوتاه تری خواهد داشت. ( از ۸۰۰۰ ساعت به حدود ۱۰۰۰ ساعت ) همچنین لامپ های کم مصرف و فلئورسنت بعد از گذشت چند دقیقه به نور ماکزیمم خود می رسند. که این تاخیر برای لامپ های LED وجود ندارد.
۷- قابلیت دیمر کردن
در لامپ های LED این امکان وجود دارد که بتوان نور آنها را بوسیله دیمر مخصوص از صفر تا ۱۰۰ درصد تغییر داد. این امکان در لامپ های کم مصرف بسیـار مشکل بوجـود می آیــد و باعـث کاهش عـمـر آنها می گردد. امـا این امـکان در لامـپ های LED هیـچ تاثیری بــر عـمر لامـپ ندارد.
۸- قابلیت کنترل میزان درخشندگی
در منابع نوری مختلف (به جز لامپ ( LED به علت یکپارچه بودن منبع نوری (لامپ) ، قابلیت تغییر زاویه تابش و کنترل میزان درخشندگی وجود ندارد. .اما امروزه با پیشرفت هایی که در زمینه LED ها به وجود آمده است،لامپ های LED روز به روز کوچکتر می شوند.که این امکان را فراهم می سازد تا بوسیله پخش کردن توان تابشی از ایجاد خیرگی در لامپ LED جلوگیری کرد. .بدین صورت که به جای بهره گیری از یک لامپ با بهره نوری زیاد ، از چند LED کوچکتر با همان بهره نوری ولی به حالتی غیر متمرکز استفاده نمود. بدین روش علاوه بر جلوگیری از خیرگی (خیرگی یکی از عوارض طراحی غیر صحیح روشنایی است که موجب کاهش قدرت دید ، احساس خستگی چشم و کسالت می شود.), توانایی طراحی بهینه نیز افزایش می یابد. به بیان ساده تر به جای استفاده از یک لامپ ۵۰ وات معمولی، می توان از ۵۰ لامپ یک وات LED بهره برد.
۹- کنترل جهت نور
LEDها امروزه با زاویه های نوری متفاوت ساخته می شوند که باعث بی نیازی آنها از لنز می شود. بر خلاف منابع نوری دیگر که کنترل زاویه تابش در آنها مشکل است. لنزهای متنوعی ، از زاویه ۱۵ درجه تا ۱۲۰ درجه برای LED ها ساخته شده اند که کنترل جهت نور را بسیارآســان می کنند . هـمین عامـل مهـم و کلـیدی ، لامپ های LED را به انتــخاب اول طـراحان زیبـــایی برای استفــاده تبـدیل کـرده اسـت.
۱۰- درصد نزدیکی به نور طبیعی
معیار سنجش این ویژگی ، پارامتری به نام ( Color Rendering Index – CRI) است که نشان دهنده نزدیکی نور لامپ به نور طبیعی خورشید است. . همچنین در برخی از مراجع به آن شاخص نمود رنگ نیز گفته می شود. بر این اساس ، هرچه CRI برای یک لامپ به مقدار ۱۰۰نزدیکتر باشد، نور لامپ طبیعی تر است. . بدین ترتیب رنگ ها را آنگونه که هستند، مشاهده خواهیم کرد. عدد ۱۰۰ بالاترین مقدار است که متعلق به نور خورشید است. در مورد لامپ های LED عدد CRI در بازه ۷۰ تا ۹۰ قرار می گیرد که مربوط به مراجع مختلف است. .همچنین برای لامپ های کم مصرف عدد CRI مقدار ۶۰ را به خود اختصاص داده است. که در مقایسه با LED میزان کمتری است.
۱۱- قابلیت تعمیر
نکته قابل توجه آن است که حتی در بدترین شرایط پیش آمده نیز به راحتی می توان با پرداخت یک چهارم کل مبلغ لامپ ،آن را کاملا تعمیر کرد.
معایب لامپ های LED
1- قیمت بالا
لامپ های LED در حال حاضر از سایر منابع روشنایی گران قیمت تر هستند. که این مورد یکی از عوامل مهم عدم پذیرش لامپ های LEDتوسط مصرف کننده است. . اما ذکر چند نکته ضروری به نظر می رسد. تکنولوژی LED نیز مانند هر تکنولوژی جدید و بدیع دیگری در ابتدای پیدایش، گران است. . این امر به مرور زمان حل خواهد شد. اما نکته دیگر طول عمر چندین ساله این نوع لامپ ها است. که در صورت طراحی و ساخت خوب می توانند پاسخگوی نیاز های روشنایی محیط اطراف مصرف کننده باشند. همین مسئله در کنار مصرف بسیار پایین انرژی الکتریکی در این لامپ ها ، توجیه کننده قیمت نسبتا گران آنها است. . در اصل باید گفت که دیگر لامپ های مدرن لوازم مصرفی خانه نیستند. بلکه جزئی از لوازم خانـگی و اداری هستند. مانند یخچال ، بخاری ، کولر و …….. زیرا دیگر عمر آنها با این لوازم بــرابــری می کند. البته باید همواره توجه داشت که اجناس با کیفیت بالاتر دارای قیمت گران تری نیز هستند. که متاسفانه ورود اجناس بی کیفیت چینی در این عرصه نیز بی اعتمادی را در مصرف کننده ایجاد کرده است. بنابراین باید با فرهنگ سازی صحیح در راستای رفع این باور غلط قدم برداشت
۲- وابستگی به درجه حرارت
یکی از عوامل مهم در کاهش طول عمر لامپ های LED طراحی غلط در امر خنک سازی است. به گونه ای که با افزایش دمای LED عمر آن نیز به همان نسبت کاهش می یابد. امروزه با پیشرفت روش های تولید هیت سینک (Heat Sink) و فرآیند خنک سازی می توان با طراحی صحیح و هوشمندانه این عیب را برطرف نمود و در می توان لامـپ هایی با طـول عـمر بیشتر و کارایی بهتر تسبت به سایر لامپ ها داشت
