LED-id (light-emitting diodes), tuntud ka tuttavama ingliskeelse nimetuse LED (lühend valgust kiirgavast dioodist), on elektroonikamaailma tõelised laulmata kangelased. Need täidavad kümneid erinevaid funktsioone ja on nüüdseks kasutusel peaaegu kõigis elektroonikaseadmetes. Näiteks kuvavad need sümbolid valgustatud paneelidel, edastavad teavet kaugjuhtimispuldist signaali vastuvõtjasse, valgustavad maju või teavitavad teid seadme hetkeseisust. Rohelised, punased ja sinised LED-id võivad kokku kogutuna moodustada pildi suurel teleriekraanil või juhtida liiklust fooritules.
Särab, aga ei soojenda
Põhimõtteliselt on LED-id lihts alt miniatuursed lambipirnid, mis sobivad ideaalselt igasse elektriahelasse. Kuid samas pole neil tavalampidele kohustuslikku hõõgniiti, mistõttu need ei kuumene eriti. LED-ide kiirgav valgus on tingitud ainult elektronide liikumisest pooljuhis, seega on nende eluiga sama kui tavalistel transistoritel.
Terviseressursside võrdlemiselLED- ja hõõglambid, siis LED-il on tuhandeid tunde rohkem. Väikesed LED-id on asendanud kõrglahutusega LCD-ekraane valgustavad torud, muutes need palju õhemaks.
Kust see kummaline valgus tuli?
Ilma füüsiliste protsesside džunglisse süvenemata, vaatame, mis paneb LED-i helendama.
Valgus on aatomi poolt eraldatav energiavorm, mis koosneb paljudest väikestest osakeste pakettidest, millel on energia ja impulss, mida nimetatakse footoniteks. Need tekivad elektronide liikumisel kaugem alt orbiidilt lähemale. Mida suurem on elektroni läbitav vahemaa, seda suurem on tema poolt kiiratava footoni energia, mida iseloomustab kõrgem sagedus. See sagedus vastutab täpselt valguse lainepikkuse eest, mis määrab kiirguse värvi. Näiteks standardse ränidioodi aatomid on paigutatud nii, et elektron langeb suhteliselt lühikese vahemaa tagant. Seetõttu on footonite sagedus nii madal, et see on inimsilmale nähtamatu – see asub valgusspektri infrapunaosas. Muidugi pole see tingimata halb: infrapuna-LED sobivad ideaalselt kaugjuhtimispuldi jaoks.
Punase valgusega LED-id avavad inimesele nähtava osa valguskiirgusest ja suudavad juba näiteks elektroonilistes kellades numbreid esile tõsta. Olenev alt valgusdioodides kasutatud materjalidest saab neid konfigureerida infrapunakiirguses helendama,ultraviolettkiirgus ja kõik nende vahel oleva spektri värvid.
Kaks rinnast, näost identsed
Varsti pärast punase LED-i väljatöötamist ilmusid teist värvi LED-id. Peaaegu kohe hakati neid kombineerima, asetades need ühte kesta. Kahevärviline LED on kahe juhtmega seade, kus ühte korpusesse on paigaldatud paralleelselt kaks vastandsuunalist erinevat värvi kiirgusega dioodi. Sel juhul sõltub värvus seadmele antud pinge polaarsusest.
Punaseid-rohelisi LED-tulesid kasutatakse laialdaselt seadme töövalmiduse indikaatorina (punane sisse - väljas, roheline - sees).
Maailmas pole täiuslikkust või paar puudust ideaalsel valgusallikal
Ilmselt on LED-tehnoloogia endiselt ebatäiuslik. Üks puudus on nende tundlikkus kõrgete temperatuuride suhtes. Liiga suur vool ja sellest tulenev LED-ahela ülekuumenemine põhjustab püsivat sissepõlemist, mida sageli nimetatakse LED-i sulamiseks. Lisaks olid täiustatud pooljuhtmaterjalidel põhinevad LED-id kuni viimase ajani liiga kallid, et neid loomuliku valgustusena kasutada. Kuid alates 2000. aastatest, masstootmise käivitamisega, on LED-ide hind mitu korda langenud ja muutunud võrdväärseks tavaliste lampide maksumusega ning arvestades pikka eluiga, eredat valgust, keskkonnasõbralikkust ja hämmastavat energiatõhusust, on LED-lampide kasutamine LED-id on muutunud säästlikumaks valgustusvõimalusekskodus.
Suur ja kohutav punane latern
Pealeme üksikasjalikum alt, kus punast LED-i kasutatakse. Seda võib õigustatult pidada LED-perekonna "suureks vennaks", kas või juba seetõttu, et see oli esimene nähtavas kiirgusspektris töötav LED. Loomulikult hakati seda teistest varem praktilistel vajadustel kasutama ja ennekõike tähelepanu tõmbamiseks seadmete rikke korral. Nõus, kui mootori ühtlase mürisemise asemel vilgub rütmiliselt punane LED, mis toob esile ühe või teise ikooni teie lemmikauto või armastatud pesumasina paneelil, siis tekitab see vähem alt kerge ärevustunde. Jah, just selliste hädaolukordade eest hoiatamiseks kasutatakse seda tüüpi indikaatorit kõige sagedamini.
Punase müsteerium
Punane värv on pikima lainepikkusega ja kõige vähem hajumise suhtes vastuvõtlik, see on nähtav kõige kaugem alt. Seetõttu pole üllatav, et häda- ja häiretulede jaoks kasutatakse laialdaselt vilkuvat punast LED-i. Pealegi on seda värvi LED-ide elektritarbimise tase kõigi teiste nähtava spektri LED-ide seas väikseim, mis tagab kasutatava valgustusseadme maksimaalse tööaja.
Punaseid LED-tulesid kasutatakse tavaliselt seal, kus on vaja suure intensiivsusega valgust, kuid see ei häiri teisi inimesi. Näiteks eelistatakse neid teatris, kinos ja astronoomiliste kaartide lugemiseks. Punane tuli ei olepingutab silmi, aidates kaasa pupillide paremale laienemisele ja võimaldab teil suurepäraselt näha peegeldavaid objekte.
Ja LED-tehnoloogiad on leidnud aednikele väärilise rakenduse. Sinine valgus stimuleerib taime esialgset kasvu, punaste LED-ide kasutamine aga parandab õitsemist ja viljade teket. Siin on LED-id konkurentsist väljaspool, kuna kiirgades tohutul hulgal valgust, ei kuumene need üle ega kuivata õhku, erinev alt teist tüüpi lampidest, mis võivad tulevasi põllukultuure kahjustada.
Mida edasi, seda "imelisem"
Vanade hõõglampide asendamine LED-idega on vaid jäämäe tipp, LED-lugu alles algab. Tänu uutele arendustele jõuavad LED-lahendused uutele horisontidele, mis olid neile varem kättesaamatud. Kõige tõenäolisem arendussuund on orgaanilised valgusdioodid ehk OLED-id.
Nende pooljuhtide valmistamiseks kasutatud orgaanilised materjalid on tempermalmist, mis võimaldab tänapäeval ehitada paindlikke valgusallikaid ja isegi kuvareid. Näib, et OLED-tehnoloogia sillutab teed järgmise põlvkonna teleritele ja nutitelefonidele. Lõppude lõpuks on tõesti mugav oma teler seinast eemaldada, torusse rullida ja näiteks maamajja kaasa võtta.
Raske öelda, kuhu LED-tehnoloogia tulevikus läheb, kuid üks on selge – Edisoni lambipirni juurde tagasi ei tule.
