BasicLite

LED คืออะไร ????
ผู้เขียน: อาเขต  บุญทาราม  http://www.basiclite.co.th (http://www.basiclite.co.th)

LED LED LED LED ...

เราๆ ต้องอาจต้องส่งสัยว่าแอลอีดีคืออะไร เราจะรู้จักเจ้าแอลอีดีไปทำไม ลองอ่านบทความสักนิดแล้วคุณจะรักแอลอีดี+++

(http://www.gpsy.com/ev/images/WhiteLED-Cree.gif)  

LED ย่อมาจากภาษาอังกฤษคำว่า Light Emitting Diode หรือถ้าแบบไทยๆ คืออุปกรณ์สิ่งประดิษฐ์ชนิดหนึ่ง ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสงสว่างได้

LED ถ้าคุยกันในภาษาอิเล็กทรอนิกส์ เราเรียกว่าไดโอดเปล่งแสง ขนาด 1 รอยต่อPN เมื่อเราให้ไฟบวกด้าน P และไฟลบด้าน N อิเล็กตรอนและโฮลจะไหลมารวมกัน อิเล็กตรอนจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ในรูปแบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  ถ้าการปลดปล่อยพลังงานนี้ อยู่ในช่วงคลื่นที่เราสามารถมองเห็นได้ เราก็สามารถมองเห็นแสงที่ออกมาจากตัวไดโอดชนิดนี้ได้

สารกึ่งตัวนำที่ใช้เป็นส่วนผสมหลัก จะเป็นสารผลึกแกเลียม(Ga) โดยที่สีต่างๆ เช่นสีแดง ,สีเขียว ,สีส้ม จะเกิดขึ้นจากสารที่ใส่เจือปนเข้าไปบนผลึกแกเลียม

(http://www.dotlight.de/images/product_images/info_images/llb52050_ultrahelle_blaue_led_5mm_5000mcd_20_0.jpg)  (http://www.ace4parts.com/images/products/green_medium.jpg)  (http://www.topromonow.com/images/red_5mm.jpg)

     LED ในอดีตส่วนใหญ่จะถูกนำมาใช้งานเป็นส่วนแสดงผลการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่นการแสดงการเปิดปิดของอุปกรณ์ไฟฟ้า สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะ ตัวหลอด LED เองเมื่อทำให้เกิดแสงขึ้นจะกินกระแสน้อยมากประมาณ 1-20mA มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ทนทานต่อสภาวะอากาศ การสั่นสะเทือน และมีหลากหลายสีใช้เลือกใช้
     LED ได้ถูกพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ทั้งในด้านสีของแสงที่เปล่งออกมา ไม่ว่าจะเป็นสีแดง ,สีเขียว ,สีส้ม หรือที่ผลิตได้ท้ายสุด และทำให้วงการแอลอีดีพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วคือสีน้ำเงิน ซึ่งการเกิดขึ้นของแอลอีดีสีน้ำเงินนี้ ทำให้ครบแม่สี 3 สี คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน และเกิดเป็นจุดเริ่มต้นของจอแอลอีดี และแอลอีดีในงานไฟประดับต่างๆ

ความยาวคลื่นของแอลอีดีสีต่างๆ

(http://www.jackscreative.com/_stealthdev/site/images/stealth-grow-LED-full-spectum-graph.jpg)

200-280nm    UVC ultraviolet range, which is highly toxic and extremely harmful to plants.
280-315nm      Includes harmful UVB ultraviolet light, which causes plant colors to fade.
315-380nm    Range of UVA ultraviolet light that is neither harmful nor beneficial to plant growth.
380-400nm    Start of visible light spectrum.  Process of chlorophyll absorption begins.  UV protected plastics ideally block
                                out any light below this range.
400-520nm    This range includes violet, blue, and green bands.  Peak absorption by chlorophyll occurs, and a strong
                                 influence on photosynthesis (promotes vegetative growth.)
520-610nm    This range includes the green, yellow, and orange bands and has less absorption by pigments.
610-720nm       This is the red band.  Large amounts of absorption by chlorophyll occur, and most significant influence on
                                photosynthesis (promotes budding and flowering.)
720-1000nm    There is little absorption by chlorophyll here.  Flowering and germination is influenced.  At the high end of the
                                band is infrared, which is heat.
1000+            Totally infrared range.  All energy absorbed at this point is converted to heat.

ที่มา:Stealth Grow LED

จากรูป เราสามารถแบ่งแอลอีดีได้ 2 ส่วน คือส่วนที่เป็นแหล่งกำหนดแสงที่มองไม่เห็น และเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มองเห็นได้

     เรามาดูแอลอีดีที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มองไม่เห็น จะพบว่าเป็นแอลอีดีที่กำเนิดแสงใต้แดง หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าแสงอินฟาเรด เราสามารถพบเห็นแอลอีดีประเภทนี้ได้ทั่วๆไปจากรีโมทเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดต่างๆ ส่วนแอลอีดีที่ให้แหล่งกำเนิดแสงที่มองเห็น จะให้แสง สีต่างๆกัน ซึ่งความแตกต่างนี้จะขึ้นอยู่กับสารเจือปนที่ใส่ลงไปในผลึก Ga จากการที่เรามองเห็นแสงจากแอลอีดี สีต่างๆกัน เช่นสีแดง ส้ม เหลือง ฯลฯ ก็เพราะว่าเกิดความแตกต่างกันของความยาวคลื่นแสง เช่นแสงสีแดงความยาวคลื่นประมาณ 0.7um แสงสีน้ำเงินประมาณ 0.48um


การใช้งานแอลอีดี

(http://www.oemproduction.com/products/lcdimage/small_viaduct_led.jpg)  (http://www.oemproduction.com/products/lcdimage/small_fountain_led.jpg)  (http://flashlightnews.org/images2/EdisonOpto_100W_Edistar.jpg)  (http://www.ledsupply.com/images/miami-lakes-jewelers.jpg)

     จากที่ผมได้กล่าวมาแล้วข้างต้น เป็นเพียงแอลอีดีและการพัฒนาการในอดีต ในปัจจุบันนี้ แอลอีดีได้มีการพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วมาก และบริษัทชั้นนำต่างๆ ได้หันมาคิดค้นและวิจัยในเรื่องแอลอีดี เหตุผลส่วนหนึ่งอาจเพราะว่า การพัฒนาความสว่างของแอลอีดีสามารถพัฒนาได้สว่างขึ้นอย่างรวดเร็ว  เมื่อเทียบกับค่าลูเมนต่อวัตต์ของแอลอีดีกับค่าลูเมนต่อวัตต์ของหลอดไฟชนิดอื่นๆ แอลอีดีมีแนวโน้มดีกว่ามากๆ ซึ่งตอนนี้ได้มีการพัฒนาความสว่างของแอลอีดีขึ้นไปมากกว่า 200lm/W แล้ว ซึ่งเมื่อเราเทียบหลอดใส้ทั่วๆไปหรือหลอดฟลูออเรสเซ็นต์นั้นค่า lm/W อยู่ที่ประมาณ 30-80lm/W เท่านั้น

    
     เมื่อเรามองถึงอายุการใช้งานของแอลอีดีอยู่ประมาณ 50,000-100,000 ชั่วโมง (ขึ้นอยู่กับคุณภาพของแอลอีดีและวงจรขับ) ซึ่งก็มีอายุการใช้งานที่ยามนานกว่าหลอดที่ให้แสงสว่างชนิดอื่นๆมาก

     เมื่อเรามองในเรื่องคุณภาพของแสง ตัวหลอดแอลอีดีสามารถปลดปล่อยคลื่นแสงออกมาอยู่ในช่วงความยาวคลื่นที่กำหนดเท่านั้น เช่นสีน้ำเงินก็จะให้ความยาวคลื่นที่ 0.48um แต่เมื่อเรามองหลอดชนิดอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นหลอดไส้ หลอดฟลูออเรสเซ็นต์ หลอด Metal Halide หรือหลอดอื่นๆ ที่มีการปล่อยประจุไฟฟ้าออกมา หลอดจำพวกนี้ส่วนใหญ่นอกจากที่ให้แสงสว่างแล้ว ยังมีการปล่อยพลังงานอื่นๆออกมาด้วย เช่น รังสีอินฟาเรต รังสีอัลตราไวโอเรต ซึ่งรังสีต่างๆนี้ ส่งผลต่อวัตตถุที่มีความไวต่อรังสี เช่น ภาพเขียนหรือแม้กะทั่งผิวหนังของเราเอง

     ที่ผมกล่าวมานี้ ผมมองแต่ด้านดีของแอลอีดีเท่านั้น แต่ในความเป็นจริงแล้วแอลอีดีก็มีข้อเสียมากมายเช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น ราคาแอลอีดีในปัจจุบันมีราคาที่สูงมากเมื่อเทียบกับหลอดที่ให้แสงสว่างชนิดอื่นๆ ราคาหลอดแอลอีดีขนาด 1 W จะตกประมาณ 150-300 บาท ซึ่งยังไม่รวมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ขับกระแส แต่เรามองตัวหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ขนาด 40 W ราคาประมาณ 80-120 บาท ซึ่งปัจจัยในด้านราคานี้ ทำให้แอลอีดีไม่สามารถใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ได้ แต่นี่ก็ไม่ใช่ทางตันของตัวแอลอีดี เพราะถ้าใช้กับไฟทางหรือจุดที่เล็กๆ ที่ไม่ต้องการความสว่างสูง แอลอีดีก็สามารถใช้ทดแทนได้ และก็ยังมีข้อเสียอีกหลายๆข้อซึ่งผมจะไม่ขอกล่าวในบทความนี้
    
     ในปัจจุบันแอลอีดีมีให้เราเลือกใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ มีขนาดการขับกระแสตั้งแต่ 1mA-มากกว่า 1A การแบ่งแอลอีดีสามารถแบ่งได้ 2 แบบตามลักษณะ packet

     1.แบบ Lamp Type เป็นแอลอีดีชนิดที่ขายกันทั่วไป มีขายื่นออกมาจากตัวอีพล็อกซี่ 2 ขาหรือมากว่า ถ้าตามภาษาช่างเราจะเรียกแอลอีดีชนิดนี้ว่า แอลอีดีแบบทลูโฮล แอลอีดีแบบ Lamp Type นี้จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 mm. ขึ้นไป
     การขับกระแสของหลอดแอลอีดีชนิด Lamp Type ตัวผู้ผลิตจะออกแบบให้ขับกระแสได้ไม่เกิน 150mA เหตุผลที่เป็นเช่นนี้ เพราะแอลอีดีจะถูกเคลือบด้วยอีพล็อกซี่ ทั้งหมด เส้นทางการระบายความร้อนออกจากตัวแอลอีดีจึงน้อย แต่แอลอีดีชนิดนี้สามารถนำไปใช้ทั้งภายในและภายนอก ซึ่งจะทนทานต่อสภาวะอากาศต่างๆได้มาก

(http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:5eEoslYIGHyCJM:http://www.hero-ledstore.com/images/categories/Super-Bright-LEDs-Super-Flux-LED-5mm-Round.jpg)  (http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:Z-peC6s-BY6WUM:http://www.ace4parts.com/images/products/green_medium.jpg)  (http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:dLGNe3xx4uFmWM:http://rocky.digikey.com/weblib/Stanley/Web%2520Photo/AAPY1204W-TR.JPG)  (http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:zcBAPGRa3ME0ZM:http://www.gpsy.com/ev/images/WhiteLED-5mm.jpg) (http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:teWzAr3fJtyc5M:http://www.image.micros.com.pl/_icon_auto/rys.olhp5w.jpg)

     2.แบบ Surface Mount Type มีลักษณะ packet เป็นตัวบางๆ เวลาประกอบต้องใช้เครื่องมีชนิดพิเศษในการประกอบ  แอลอีดีSMTนี้ มีขนาดการขับกระแสตั้งแต่ 20 mA – มากกว่า 1A แอลอีดีแบบ SMT ถ้าสามารถขับกระแสตั้งแต่ 300mA ขึ้นไปเราจะเรียกว่า power LED และจะบอกหน่วยเป็นวัตต์ การใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ภายในเพราะสารเคลือบหน้าหลอดแอลอีดีส่วนใหญ่เป็นซิลิโคน ซึ่งละอองน้ำสามารถซึมผ่านเข้าสู่ภายในได้ และละอองน้ำหรือความชื้นยังสามารถซึมผ่านส่วนต่างของตัวแอลอีดีได้ แต่ก็ยังมี power led บางยี่ห้อที่สามารถออกแบบให้ใช้ภายนอกได้ ซึ่งวัสดุที่ใช้เคลือบหลอดก็จะเป็นชนิดพิเศษ

(http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:fxYpwymD9syImM:http://www.sun-volt.com/blog/wp-content/uploads/2008/12/high_power_led.jpg)  (http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:uJdtS34WASCr6M:http://img1.tradeget.com/shierly008%255CA9G2DJDP130w_leds.jpg)  (http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:BD9rJM516FtINM:http://flashlightnews.org/images3/Cree_XLampXR-Eglow.jpg)  (http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:L0JOrBJ6j5_9CM:http://sustainabledesignupdate.com/wp-content/uploads/2009/12/cree-led-400x400.jpg) (http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:_tPu-UhP9eesgM:http://www.ledwaves.com/images/D/XLampMCE-pic.jpg)

การนำแอลอีดีไปใช้งานในรูปแบบต่างๆ

     เนื่องจากแอลอีดีมีอายุการใช้งานที่มากกว่า 50,000 ชั่วโมงขึ้นไป ถ้าเราใช้งาน 10 ชั่วโมงขึ้นไป ก็จะสามารถใช้ได้มากว่า 10 ปีขึ้นไป (โดยทุกอย่างต้องถูกควบคุมตามข้อมูลของผู้ผลิต) แต่ในความเป็นจริง เราไม่ได้ใช้งานแอลอีดีตามข้อมูลที่ผู้ผลิตให้ไว้ทุกอย่าง อันเนื่องมาจาก สภาพภูมิอากาศ ความชื้น อุณหภูมิ วงจรขับกระแส ดังนั้นการใช้งานจริงของแอลอีดีที่มาจากโรงงานที่ดี ควรทนทานอย่างน้อย 3 ปีขึ้นไป

     การใช้งานแอลอีดีสามารถแบ่งการใช้งานได้ 2 รูปแบบใหญ่ๆ คือ 1 การใช้งานในด้านการตกแต่ง การใช้แอลอีดีจะเป็นลักษณะตกแต่งเปลี่ยนบรรยกาศ ความบันเทิงต่างๆ การใช้งานแอลอีดีในลักษณะนี้ ส่วนใหญ่จะใช้แอลอีดีสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน มาเป็นส่วนประกอบ ซึ่งเราสามารถนำสีทั้ง 3 นี้มาเป็นส่วนประกอบในการผสมสีต่างๆได้
     รูปแบบที่ 2 การใช้งานแสงสว่างทั่วไป การใช้งานส่วนใหญ่จะเน้นในแนวที่ใช้แทนหลอดไฟเดิมๆส่วนใหญ่จะใช้เป็นแอลอีดีสีขาว สีวอร์ม การใช้แอลอีดีในแบบนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในจุดที่ติดตั้งยาก หรือต้องการความประหยัด

     สรุปการใช้งานแอลอีดีนั้นใช้งานได้ไม่ยาก แต่เราต้องมีความรู้เบื้องต้นพอสมควร เช่น สีของหลอดว่าอยู่ในโทนที่เราต้องการหรือไม่ คุณภาพของหลอดแอลอีดี(แหล่งที่มา) และกำลังไฟที่ใช้ของแอลอีดี เพียงเท่านี้เราก็สามารถใช้งานแอลอีดีได้แล้วครับ
    
     รอพบกับการใช้งานแอลอีดีในตอนหน้่านะครับ ^.^