المصابيح (الثنائيات الباعثة للضوء) ، والمعروفة أيضًا بالاسم الإنجليزي الأكثر شيوعًا LED (اختصار للديود الباعث للضوء) ، هم الأبطال الحقيقيون المجهولون في عالم الإلكترونيات. يؤدون عشرات الوظائف المختلفة ويستخدمون الآن في كل جهاز إلكتروني تقريبًا. لذلك ، على سبيل المثال ، يعرضون الرموز على اللوحات المضيئة ، أو ينقلون المعلومات من جهاز التحكم عن بعد إلى مستقبل الإشارة ، أو يضيئون المنازل ، أو يطلعونك على الحالة الحالية للجهاز. مجتمعة ، يمكن أن تشكل المصابيح الخضراء والحمراء والزرقاء صورة على شاشة تلفزيون ضخمة أو التحكم في حركة المرور في إشارة المرور.
يضيء ، لكنه لا يسخن
من حيث المبدأ ، تعد مصابيح LED مجرد مصابيح كهربائية مصغرة تتناسب تمامًا مع أي دائرة كهربائية. لكن في الوقت نفسه ، ليس لديهم خيوط متوهجة ، وهو أمر إلزامي للمصابيح التقليدية ، ونتيجة لذلك لا يتم تسخينها كثيرًا. الضوء المنبعث من مصابيح LED هو فقط بسبب حركة الإلكترونات في أشباه الموصلات ، لذلك لديهم نفس العمر الافتراضي للترانزستور التقليدي.
عند مقارنة الموارد الصحيةمصابيح LED ووهجة ، ثم LED لديها آلاف الساعات أكثر. لقد حلت مصابيح LED الصغيرة محل الأنابيب التي تضيء شاشات LCD عالية الدقة ، مما يجعلها أرق بكثير.
من أين أتى هذا الضوء الغريب؟
بدون الخوض في غابة العمليات الفيزيائية ، دعنا نرى ما الذي يجعل توهج LED.
الضوء هو شكل من أشكال الطاقة المنبعثة من الذرة ، ويتكون من العديد من الحزم الصغيرة من الجسيمات ذات الطاقة والزخم تسمى الفوتونات. يتم إنتاجها عندما تتحرك الإلكترونات من مدار بعيد إلى مدار أقرب. كلما زادت المسافة التي يقطعها الإلكترون ، زادت طاقة الفوتون المنبعث منه ، والذي يتميز بتردد أعلى. هذا التردد مسؤول على وجه التحديد عن الطول الموجي للضوء ، والذي يحدد لون الإشعاع. على سبيل المثال ، يتم ترتيب الذرات في الصمام الثنائي السليكوني القياسي بطريقة تسقط الإلكترون على مسافة قصيرة نسبيًا. نتيجة لذلك ، يكون تردد الفوتونات منخفضًا جدًا لدرجة أنه غير مرئي للعين البشرية - إنه موجود في جزء الأشعة تحت الحمراء من طيف الضوء. بالطبع ، هذا ليس بالضرورة أمرًا سيئًا: مصابيح LED التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء مثالية لأجهزة التحكم عن بُعد على وجه الخصوص.
تفتح مصابيح LED ذات الإضاءة الحمراء قسمًا من إشعاع الضوء المرئي للإنسان ، وهي قادرة بالفعل ، على سبيل المثال ، على إبراز الأرقام في الساعات الإلكترونية. اعتمادًا على المواد المستخدمة في مصابيح LED ، يمكن تهيئتها لتتوهج في الأشعة تحت الحمراء ،الأشعة فوق البنفسجية وجميع ألوان الطيف المرئية بينهم.
اثنان من الصدر متطابقان من الوجه
بعد فترة وجيزة من تطوير LED الأحمر ، ظهرت مصابيح LED بألوان أخرى. على الفور تقريبًا بدأوا في الاندماج ووضعهم في غلاف واحد. LED ثنائي اللون عبارة عن جهاز به سلكان ، حيث يتم تثبيت صمامين ثنائيين موجهين بشكل معاكس لإشعاع لوني مختلف بشكل متوازٍ في مبيت واحد. في هذه الحالة ، سيعتمد اللون على قطبية الجهد المزود للجهاز.
تُستخدم مصابيح LED باللون الأحمر والأخضر على نطاق واسع كمؤشر على استعداد الجهاز للتشغيل (أحمر تشغيل - إيقاف تشغيل ، أخضر - تشغيل).
لا يوجد كمال في العالم ، أو اثنين من عيوب مصدر الضوء المثالي
من الواضح أن تقنية LED لا تزال غير كاملة. عيب واحد هو تعرضهم لدرجات حرارة عالية. يؤدي التدفق الزائد للتيار وما يترتب على ذلك من ارتفاع درجة حرارة دائرة LED إلى احتراق دائم ، وغالبًا ما يشار إليه باسم انصهار LED. بالإضافة إلى ذلك ، كانت مصابيح LED القائمة على مواد أشباه الموصلات المتقدمة ، حتى وقت قريب ، باهظة الثمن بحيث لا يمكن استخدامها كإضاءة طبيعية. ولكن منذ عام 2000 ، مع إطلاق الإنتاج الضخم ، انخفض سعر مصابيح LED عدة مرات وأصبح متناسبًا مع تكلفة المصابيح التقليدية ، ونظراً للعمر الطويل والضوء الساطع والملاءمة البيئية والكفاءة المذهلة للطاقة ، فإن استخدام أصبحت مصابيح LED خيار إضاءة أكثر اقتصادا لـفي المنزل.
الفانوس الأحمر العظيم والرهيب
دعنا نتناول المزيد من التفاصيل حول مكان استخدام مؤشر LED الأحمر. يمكن اعتباره بحق "الأخ الأكبر" في عائلة LED ، فقط لأنه كان أول LED يعمل في طيف الإشعاع المرئي. بطبيعة الحال ، بدأوا في استخدامه للاحتياجات العملية في وقت أبكر من الآخرين ، وقبل كل شيء ، لجذب الانتباه في حالة حدوث عطل في المعدات. توافق ، عندما بدلاً من قرقرة المحرك بشكل موحد ، يومض مؤشر LED أحمر بشكل متناغم ، مما يبرز رمزًا أو آخر على لوحة سيارتك المفضلة أو الغسالة المحبوبة ، ثم على الأقل هذا يسبب شعوراً بالقلق الخفيف. نعم ، يُستخدم هذا النوع من المؤشرات في أغلب الأحيان للتحذير من مثل هذه الحالات الطارئة.
سر الأحمر
اللون الأحمر له أطول طول موجي وهو الأقل عرضة للتشتت ، على التوالي ، يمكن رؤيته من أبعد مسافة. لذلك ، ليس من المستغرب استخدام مصباح LED أحمر وامض على نطاق واسع لأضواء الطوارئ والإنذار. علاوة على ذلك ، فإن مستوى استهلاك الكهرباء لمصابيح LED من هذا اللون هو الأصغر بين جميع مصابيح LED الأخرى في الطيف المرئي ، مما يضمن أقصى وقت تشغيل لجهاز الإضاءة المستخدم.
تُستخدم مصابيح LED الحمراء عادةً عندما تكون هناك حاجة إلى إضاءة عالية الكثافة ، مع عدم إزعاج الآخرين. على سبيل المثال ، يفضلون في المسرح والسينما ولقراءة الخرائط الفلكية. الضوء الأحمر ليس كذلكيجهد العينين ، مما يساهم في توسيع حدقة العين بشكل أفضل ، ويسمح لك برؤية الأشياء العاكسة بشكل مثالي.
ووجدت تقنيات LED تطبيقًا جيدًا للبستانيين. يحفز الضوء الأزرق النمو الأولي للنبات ، بينما يحسن استخدام المصابيح الحمراء من الإزهار وتكوين الفاكهة. هنا ، مصابيح LED لا تقبل المنافسة ، لأنها تصدر كمية هائلة من الضوء ، فهي لا ترتفع درجة حرارتها ولا تجفف الهواء ، على عكس الأنواع الأخرى من المصابيح التي يمكن أن تضر بالمحاصيل المستقبلية.
كلما ازدادت"رائعة"
استبدال المصابيح المتوهجة القديمة بمصابيح LED هو مجرد غيض من فيض ، قصة LED بدأت للتو. بفضل التطورات الجديدة ، تصل حلول LED إلى آفاق جديدة لم تكن في متناولهم من قبل. الاتجاه الأكثر ترجيحًا للتطوير هو الثنائيات العضوية الباعثة للضوء ، أو OLEDs.
المواد العضوية المستخدمة في صنع أشباه الموصلات هذه قابلة للطرق ، مما يسمح ببناء مصادر الضوء المرنة وحتى شاشات العرض اليوم. يبدو أن تقنية OLED ستمهد الطريق للجيل القادم من أجهزة التلفاز والهواتف الذكية. بعد كل شيء ، من المريح حقًا إزالة التلفزيون من الحائط ، ولفه في أنبوب واصطحابه معك ، على سبيل المثال ، إلى المنزل الريفي.
من الصعب تحديد المكان الذي ستذهب إليه تقنية LED في المستقبل ، ولكن هناك شيء واحد واضح - لن تكون هناك عودة إلى مصباح Edison.
