LED tehnoloogia esindab viimaseid arenguid valgustite süsteemides. Kuidas see lamp töötab ja milline on ühe LED lambi ehitus. Vaatamegi seda natuke lähemalt.
Sõna LED tuleb inglise keelsest terminist “light emitting diode“. Eesti keeles nimetame seda valgusdioodiks. Tegemist on valgust eritava pooljuhiga, mis hakkab päripinge korral kindla lainepikkusega valgust kiirgama. Lainepikkus sõltub dioodi kestast ja koostiselementidest. See võib olla silmale nähtav valgus või nähtamatu infrapunane ja ultravioletne valgus.
LED valgusdioodi ehitus
Sisuliselt on LEDidel ehk valgusdioodidel küllaltki lihtne ehitus. Need koosnevad järgmistest elementidest:
- Plastikust kest, mis kaitseb kõiki elemente ja jaotab valguse ühtlaselt laiali
- LED kiip, mis on tehtud pooljuhtmaterjalidest
- Katood (-)
- Anood (+)
Valgusdioodi kiirgus kujutab endast elektroluminestsentsi, mis tekib elektriliselt ergastatud elektronide ja aukude rekombinatsioonil. Keda elektronide ja aukude teema rohkem huvitab, saab uurida pooljuhtide kohta Energia õpikust.
LED driver
Valgusdioodid on disainitud töötama väikestel pingetel (tavaliselt 12-24V) ja alalisvoolu pealt. Seevastu on enamikes tavatarbijate kasutuskohtades kasutusel 230V vahelduvvool. LED driver on seade, mis muudab kõrgemal pingel vahelduvvoolu madalamal pingel alalisvooluks. Lihtsustatult on tegemist voolumuunduriga.
LED driver kaitseb ka valgusdioodi pinge ja voolu kõikumiste eest. Muutus pinges võib kutsuda esile muutuse voolus, mida LEDile edastatakse. Valgusdioodi valguskiirgus on omakorda proportsioonis saadava vooluga. LEDid on ette nähtud töötama kindlas voolu vahemikus (mida mõõdetakse amprites). Seega mõjub liiga suur vool dioodile halvasti ja mõjutab selle valguse kiirgumist või kiirendab vananemist.
LED driver võib olla väline või sisse ehitatud. Enamik meist, kes on kokku puutunud LED ribade ja süvistatavate valgustitega teavad, et driver on enamasti eraldi element, mis ühendatakse vooluvõrku ja mille külge käivad valgusti kaablid. Väliste driveritega seadmed on lihtsamini hooldatavad, suuremaid süsteeme on kergem paigaldada ja seadmed on ka soodsamad.
Valgusdioodidega lampidel (maakeeli pirnidel) on driver sisse ehitatud. LED lambi ehituses võeti üle vanad standardid, et üleminek vanadelt hõõgpirnidelt uute moodsate LED lampide peale oleks võimalikult valutu.
Jahutuspind ehk radiaator
Valgusdioodid on väga tundlikud üleliigsele kuumusele ja vananevad kuumenedes oluliselt kiiremini. Selleks, et LED lambi sisse ehitatud elektroonika (driver) soojenedes dioode ei kahjustaks, juhitakse soojust lambi pinnalt minema jahutusplaadi või radiaatoriga. Mida võimsam LED seda suuremad voolud on kasutuses ja seda suurem soojus eraldub. Seetõttu ongi väga võimsad LED lambid suurte radiaatoritega. Ülalolev lamp on näiteks 30W võimsusega ja seetõttu ka väga massiivse jahutuspinnaga.
Väiksemad LED lambid saavad hakkama pinnalt jahutamisega. Odavamatel lampidel on nn “krae”, mille sisse on peidetud kogu elektroonika ja see krae töötab ka jahutina. Oluline on meeles pidada, et enamikel “kraega” lampidel on klaasi ja krae vaheline liitekoht niiskuse eest kaitsmata seetõttu pole need mõeldud kasutamiseks märgades keskkondades või õues lageda taeva all (ka mitte lambikettides). Niiskuskindlatel lampidel see “krae” puudub ja sageli on parema jahutuse saavutamiseks lambi kest valmistatud klaasist.
Niiskuskindlaid lampe on üldiselt kallim toota ja see mõjutab nende hinda. Kui sinu valitud LED lambi kasutuskoht nõuab niiskuskindlat (vähemalt IP44) lampi, siis vali ilma kraeta lamp. Samuti on kallimatel kraega lampidel elemendid omavahel kokku liimitud ja hermeetiliselt kaitstud. Sellisel juhul võib neid niiskes kasutada ja nende karbil peaks olema ka vastav märge.
LEDi klaas ehk hajuti
Kui LED lambil poleks klaasi ehk hajutit, mis dioodide kontsentreeritud valgust hajutaks, ei oleks need lambid sugugi nii levinud. Klaasi abil saab terava valguse palju pehmemaks muuta ja seeläbi laiendada oluliselt LED lampide kasutusvõimalusi. Kõik me oleme näinud tänapäevaseid tööstusprožektoreid, kus keskel on üks ainuke võimas LED. Sealt eralduv valgus on terav ja silmale küllalt ebamugav.
LED lambi hajutid on enamasti valmistatud kas plastikust või klaasist. Vastavalt pinnatöötlusele saab luua väga erinevaid klaaside tüüpe ja maailmas tuleb variatsioone aina juurde. Toon siin välja mõned levinumad hajutite (klaaside) tüübid:
Klaar (ingl. k: clear) – täiesti läbipaistev klaas. Klassikaline hõõglambi klaas oli samuti klaar. Lihtsa valgusdioodiga lampidel pole klaar klaas väga levinud. Küll aga on hakatud tootma üha põnevamaid hõõgniidi imitatsiooniga LED lampe (filament LED), mis saavad oma erilise kirkuse ja sära just läbipaistva klaasi abil.
Toonitud (ingl. k: tinted) – läbipaistev klaas, millele on lisatud õrn toon. Sageli kuldne või punakas. Selline lamp koos filament LEDiga mõjub antiiksena ja kasutataksegi sageli vanades hoonetes, mõisates, lossides või dekoratiivelemendina.
Hajutatud (ingl. k: frosted) – hajutatud klaasile on kantud värv õrna kihina. See muudab terava LED dioodi valguse pehmemaks ja hajutab valgust. Ruum tundub selles valguses mahedam ja pole nii esile tungiv kui klaari klaasiga lampide valguses. Kasulik kasutada ka kohtades, kuhu on vaja ühtlast valgust. Frosted lambid on populaarsed ka lambikettides.
Matt (ingl. k: matte) – täielikult läbipaistmatu klaas. Sellise klaasiga lamp annab väga ühtlast valgust ja kogu valgusdioodi eredus on varjatud. Enamasti on ka kõik värvilised LED lambid mati klaasiga. Samuti on mati klaasiga meile tuntud säästulambid ja päevavalguslambid.
Peegel (ingl. k: mirror) – sellel lambil on pool klaasi kaetud läbipaistmatu värvikihiga (sageli kuldne või hõbedane) ja sisemisel küljel on peegelpind. Dioodide valgus peegeldatakse tagasi lambi sisemusse ja läbi klaasi alumise osa seinale või lakke. Sel viisil ei tekita lamp otsest eredat valgust vaid maheda valguse hajumise ruumis. Peegelklaasiga LED on ilus dekoratiivelement ja sellel no mitmeid spetsiifilisi kasutusvaldkondi.
Lambipesa ja sokkel
LED lampidest ei oleks mingit kasu, kui me neid kuhugi ühendada ei saaks. Ühendamiseks on terve müriaad erinevaid pesasid ja klemme, mille abil lampe elektrivõrku ühendatakse. Ma ei hakka siinkohal rääkima vähemlevinud pesadest või autodes kasutatavatest standarditest. Eestis on kõige levinumad LED lampide lambipesad järgmised:
E27 – Kõige populaarsem lambipesa. Selle pesa diameeter on 27mm. “E” tähendab Edisoni, kes selle kruvitava sokli leiutas.
Ka meie lambikettides on kasutusel E27 lambipesa.
E14 – See 14mm diameetriga lambipesa on loodud kasutamiseks väiksemates lühtrites ja valgustites. Oma saleda disainiga on E14 sokliga lambid sageli kasutusel erinevates disainvalgustites.
GU10 – Samuti Ameerikast levinud lambipesa kasutati ajalooliselt halogeenlampide disainis. “10” tähendab siin 10mm vahet kahe klemmi vahel. Olemas on ka GZ10 pesa, mis näeb väga sarnane välja, kuid on kandilise põhjakujuga. Meeles tasub pidada, et GZ10 ei sobi GU10 pessa kuid vastupidi saab lampe kasutada.
GU5,3 – kahe metallist jalaga sokkel on ette nähtud 12V süsteemidele. Ka sellel pesal on mitmeid variatsioone, millest levinum on GU4. GU5,3 klaasosa laius on standardina diameetriga 50mm (on olemas ka eridisaine näiteks süvistatavate lampidena).
Ja saigi LED lambi ehitusele ring peale. Loodan, et sellest artiklist on sulle kasu kui pead endale järgmist LED lampi valima hakkama.
Nagu ikka on kõik küsimused oodatud!