Led Nedir ? Led Çeşitleri ve Özellikleri Nelerdir?


LED, ingilizce’de Light Emitting Diode kelimelerinin kısaltılmış halidir ve “Işık Yayan Diyot” anlamına gelir. LED’ler elektrik enerjisini ışığa dönüştüren yarı iletken diyot temelli bir elektronik devre elemanlarıdır.

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 yayımladı.

LED’lerin ortama yaydığı ışığın frekansı, spektrumun görünür ışık bölgesine denk düşer. Bununla birlikte gözle görülemeyen frekansta ışık yayan kızılötesi (infrared,IR) veya morötesi (ultraviole,UV) LED’ler de vardır.

Başlangıçta yalnızca zayıf kuvvetli 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. 

Özellikleri

  1. LEDler yarı iletken malzemelerdir.
  2. Ana maddeleri silikondur.
  3. Üzerinden akım geçtiğinde foton açığa çıkararak ışık verirler.
  4. Farklı açılarda ışık verecek şekilde üretilmektedirler.
  5. LEDlerin gerilim-akım grafikleri üsteldir. Uygun çalışma noktasındayken LEDin üzerindeki küçük bir gerilim değişimi büyük bir akım değişimine neden olur. Yüksek akım nedeniyle bozulmaması için ledlere seri bir akım sınırlama direnci bağlanır. Böylece hassas olmayan gerilim aralıklarında ledin bozulması engellenir.
  6. LEDler tıpkı bir Zener diyot gibi üzerinde sabit bir gerilim düşürür.

LED’lerin yaydığı ışık, LED çipi içerisindeki yarı iletken katkı maddeleri ile ilgilidir. LED’in hangi renkte ışık yayması isteniyorsa galyum, arsenit, alüminyum, fosfat, indiyum, nitrit gibi kimyasal malzemelerden uygun oranda yarı iletken malzemeye katkı yapılır (GaAIAs, GaAs, GaAsP, GaP, InGaAIP, SiC, GaN). Böylece LED çipinin istenen dalga boyunda ışıma yapması sağlanır. Örneğin kırmızı renk (660nm) için GaAlAs, sarı renk (595nm) için InGaAIP, yeşil renk (565nm) için GaP, mavi renk (430nm) için GaN kullanılır.

LED imal eden firmalar kataloglarında LED’in yaydığı ışığın dalga boyunu vermektedir. LED çipinde kullanılan katkı maddesine bağlı olarak aynı renkli LED’lerin dalga boyu farklı olabilmektedir. Örneğin InGaAlP katkılı LED 640nm dalga boyunda; GaAlAs katkılı LED 660nm dalga boyunda; GaP katkılı LED ise 700nm dalga boyunda kırmızı ışık yayar.

LED lerin çalışma gerilimleri ve çektikleri akımlar renklerine göre farklılıklar gösterir. Yani farklı renklerdeki LED ler için aynı çalışma gerilimi altında farklı ön dirençler gerekir.

Renklere göre çalışma gerilimleri ve çekilen Akım değerleri ise aşağıdaki gibidir.

Kırmızı LED : ~1,8V-15mA
Sarı LED       : ~2V-15mA
Yeşil LED      : ~2,2V-15mA
Mavi LED      : ~3V-30mA
Beyaz LED   : ~3V-30mA

Ledler seri ve paralel olarak bağlanabilirler. Fakat her bağlantı türünde direnç kullanma zorunluluğu vardır (LED dirençlerinin dinamik olması). Bu direnç değerinin hesaplanmasında kullanılacak formül şu şekildedir;

R=U-Uled / Iled

Burada R kullanılacak direncin ohm birimiyle değeridir. U besleme gerilimini, Uled LED in cinsine göre çalışma voltajını, Iled ise LED in üzerinden geçirmek istediğiniz akımı mA olarak gösterir.

Son yıllarda LED lerde mavi ışığın kullanılabilmesi ile RGB aydınlatma mümkün olmuş ve birçok sektörde uygulama alanı bulmuştur. RGB leri ileriki derslerimizde işlicez. LED lerin enerji sarfiyatlarındaki düşüklüğünün başlıca sebebleri arasında omik bir yük olması ve ısı kayıplarının az olması gösterilebilir. Ayrıca ömürleri oldukça uzun olan bu diyotlar diğer ampuller gibi flaman taşımadıklarından dolayı hemen her koşulda sorunsuz kullanılabilirler. Bugün artık aydınlatma değerleriyle ve kullanım alanlarının çok yaygın bir düzeye ulaşması nedeniyle genel aydınlatma için maliyetleri makul bir düzeye inmiş ve endüstriyel sosyal ve ekonomik anlamda hemen hemen her alanda LED tasarımlar yerini almaya başlamıştır.

Neden LED’i Tercih Ederiz?

  • Geleneksel floresan lambasına karşın ortalama 1/6-10 güç tüketimi.
  • 60.000 saat minimum ömrü vardır.
  • Şoka dayanıklıdır.
  • Civa içermez, güvenilirdir.
  • Enerji tasarrufu sağlar ve bakıma ihtiyaç duymaz.
  • Göz alıcıdır ve maksimum emniyet düşünülmüştür.
  • Çok düşük sıcaklık ve düşük ışık kirliliğine sahiptir.
  • Elektromanyetik çatışma yoktur.
  • Hem iç mekanda, hem de dış mekanda suya dayanıklıdır.
  • Tek ve çok renk elde edilebilir.
  • Diyot oldukları için, dijital dünyayla daha kolay uyum sağlarlar.
  • Yüksek yoğunluk, yüksek kontrast, hatta parlaklık verir.
  • Eşsiz ve tutarlı renkler sağlayan tek Işık Rengi ışık kaynağıdır.
  • Düşük Güç Tüketimi ve ısı dağıtma özelliklerine sahiptir.
  • Kapsamlı voltajla çalışır.
  • Çevre dostudur.
  • Hafiftir.
  • LED ampulleri, elektrikli aydınlatma ampullerinden daha dayanıklı, uzun süreli ve enerji verimlidir.
  • LED’ler, filamanları olmadıkları için, sıradan bir elektrik ampulü kırılırken, onlar bu koşullar altında zarar görmezler.
  • Yeşil ve kırmızı gece görüşünü korumak için harikadır, beyaz genel kullanım amaçları için iyi bir çözümdür, mavi genellikle dekoratif amaçlar için kullanılır.
  • Neredeyse LED’i yenilemeye ihtiyaç duymadan portatif uygulamalar için, pillere daha az para harcanır.
  • LED’ler doğal bir ışık yaratır.
  • LED’lerin yumuşak parıltısı kaba gölgeyi, yansımayı ve göz kamaştırıcı parıltıyı azaltır.
  • Bütünüyle şoka ve titreşime dirençli olurlarken, ortada ne paramparça olacak bir cam ne de kırılacak bir filaman vardır.
  • Genel bir kural olarak, LED’ler, patlayıcı sıvıların ve gazların yanında yada başarısız aydınlatmacıların kazalara neden olabilecekleri yerlerde kullanılmak için en iyi çözümdür.
  • LED’ler geleceğin ışığıdır.

LED Çeşitleri

LED’lerin kullanım alanlarına, boyutlarına, kılıflarına ve tabi ki oluşturdukları ışık rengine göre birçok çeşidi bulunmaktadır. Bunlardan en bilineni elektronik devrelerimizde sıkça kullandığımız 5mm LED’lerdir.

Bu tip LED’lerin kırmızı, beyaz, yeşil, mavi ve sarı gibi renk çeşitleri bulunmaktadır. Ayrıca televizyon uzaktan kumandalarında kullanılan çoğu kızılötesi (IR, infrared) LED de bu kategoriye girmektedir.

Infrared (kızılötesi LED) Nedir?

LED’lerin tarihçesi kısmından hatırlayacak olursanız, ilk üretilen LED’ler kızılötesi dalga boyunda ışık yaymaktaydı. Bu dalga boyunu gözümüzle göremeyiz, fakat kızılötesi ışığın oldukça faydalı uygulama alanları bulunmaktadır.

İnsan gözü kızılötesi ışığı algılayamasa da, çoğu kamera sensörü bu ışığı algılayabilmektedir. Bu sebeple kızılötesi LED’ler gece görüş özelliğine sahip kameralarda tercih edilmektedir.

Kızılötesi LED’ler ile karşılaştığımız bir başka elektronik alet ise televizyon uzaktan kumandalarıdır. Kumanda ucunda bulunan kızılötesi LED’in belirli bir sinyal üretecek şekilde yanıp sönmesi (mors kodu gibi düşünebilirsiniz) sayesinde televizyon, klima, müzik seti gibi elektrikli cihazlarımızı kumanda edebilmemiz mümkündür.

RGB LED Nedir?

RGB LED’ler, kırmızı (Red), yeşil (Green) ve mavi (Blue) renklerde ışık yayabilen 3 farklı LED’in tek bir pakette birleştirilmiş halidir. Bu üç rengi farklı oranlarda karıştırarak insan gözünün algılayabildiği tüm renkleri oluşturabilmemiz mümkündür.

3 farklı LED’i ayrı ayrı kontrol ederek istediğiniz rengi RGB LED’ler ile elde edebilirsiniz. Bunun yanı sıra, dijital haberleşme protokolüne sahip RGB LED’ler de bulunmaktadır.

Şerit LED Nedir?

Şerit LED’ler çoğunlukla esnek PCB üzerine SMD tipi LED’ler ile birlikte 12V gerilimde çalışmasına uygun akım limitleyici dirençlere sahiptir. Bu sayede basit bir 12V trafo, araba aküsü, LiPo batarya gibi güç kaynakları ile kolay bir şekilde çalıştırılabilirler.

Şerit LED’ler tek renkli olabileceği gibi, RGB ve adreslenebilir tipte olabilir. Bu tamamen şeritte kullanılan LED tipi ile alakalıdır. Örnek verecek olursak, standart RGB LED’lerden oluşan bir şerit LED’in rengini ayarlayabilmemiz mümkündür, fakat şeridin tamamının rengi aynı olacaktır. Buna karşın WS2812 çipli adreslenebilir LED’lerden oluşmuş bir şerit üzerindeki her bir LED’in rengini ve parlaklığını ayrı ayrı kontrol edebiliriz.

Çoğu şerit LED farklı uzunluklarda kesilebilecek şekilde tasarlanmıştır. Tek yapmamız gereken, şerit üzerinde makas ile işaretli noktadan dikkatlice makas, maket bıçağı ya da yan keski gibi bir kesici alet ile kesmektir.

Power LED Nedir?

Yüksek güce sahip (0.5W ve üstü) LED’lere power LED ismi verilmektedir. Bu tip LED’ler elektronik devrelerdeki güç ve durum göstergesi gibi işlerden çok, aydınlatma amaçlı uygulamalarda tercih edilir. Aydınlatmada kullanıldıkları için ışığı odaklamak çoğu için lense sahiptir. Ayrıca bu tip LED’ler yüksek güç tükettikleri için ısınır, bu sebepten dolayı çoğu power LED kendisine ait bir soğutma çözümüne sahiptir.

SMD LED Nedir?

SMD LED’ler, breadboard ve delikli pertinaks kartlarımızda sıkça kullandığımız 5mm LED’lerden farklı olarak devre kartlarının yüzeyine lehimlenerek kullanılan LED’lerdir. Kullanım amaçlarına ve büyüklüklerine göre çok farklı çeşitte SMD LED mevcuttur.

SMD LED’lerde “çip” olarak tabir edilen aktif ışık saçan bölgeler bulunur. Genellikle piyasadaki şerit LED’lerde tek çipli ve 3 çipli LED’ler tercih edilir.

COB LED Nedir?

Chip-on-Board kelimelerinin baş harflerinden oluşan bu kısaltma, birden çok LED çekirdeğinin tek bir plakada birleştirilmesi ile üretilmiş LED’leri temsil etmektedir.

Ref: electrotech.tv , maker.robotistan.com

Bir önceki yazımız;
Neon Tabela Nasıl Yapılır başlıklı makalemizde istanbul neoncu, neon atölyesi ve neon reklam hakkında bilgiler verilmektedir.

Bir yorum ekleyin

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir