LED’in Sağladığı Faydalar:
Tek renk ışık kaynağı (dar bantlı): Işık istenilen dalga boyunda olduğu için renk filtresi, prizma gibi renk ayrıştırıcılara ihtiyaç yoktur. Örneğin kırmızı trafik lambasında 617 nm dalga boyunda kırmızı LEDlerde üretilen ışığın tamamı kullanılır. Oysa akkor lambalarda üretilen ışığın mavi ve yeşil bileşenleri bastırılarak sadece kırmızı bileşeni kullanılır. 75 W akkor lamba yerine 8-10W LED dizini kullanılarak %80 enerji tasarrufu sağlanır.
Çok küçük ışık kaynağı (birkaç mm 2 ): Küçük ebatlı armatürler geliştirilir, ışık kolayca yönlendirilebilir.
Tasarımcılara geniş ve kolay kullanım imkanları.
Hızlıdır, 200 ns içinde ışık vermeye başlar.
Uzun Ömür: Kullanım kondisyonuna bağlı olarak 100.000 saate kadar.
Yüksek ışık verimliliği (verimlilik giderek artıyor, örneğin laboratuar ortamında kırmızı renkte 108 lümen/Watt ‘ a ulaşılmış durumda).
Düşük ısı üretimi: Akkor lambalarda flaman ısısı 2700 oC, halojen lambalarda 3100oC, deşarjlı lambalarda tüp ısısı 800–1100ºC ye ulaşırken LED’lerde yonga ısısı 110 ºC ‘yi geçmez.
Tanımlanmış ışık açıları.
Görülebilir renk tayfındaki hemen hemen bütün renkler elde edilebilir.
Dimerlenebilir (0 – 100 %).
Şok ve titreşimlere dayanıklı: Cam, flaman gibi kırılgan elemanlar ihtiva etmez.
Beyaz LED için farklı renk sıcaklıkları: 3200, 4700, 5400,6500 Kelvin.
Çevrecidir; yapısında civa gibi ağır metaller ve halojen gazları yoktur.
LEDlerin Elektriksel Özellikleri
Öncelikle LEDler bilinmelidir ki doğru polarmada çalışırlar. Ters polarmada çalışmazlar. Ayrıca eşik gerilimi dediğimiz(kırılma gerilimi) yani LEDin ters yön akımında ki dayanabileceği max. gerilimin üzerine çıkılırsa ters yön akımında LED arızalanır.Normal diyotlar 0,7Volt (silisyum=0,7V-germanyum=0,6V)ile çalışırken LEDler ise en düşük olarak 1,5V ile çalışmaktadırlar.
LED Akımı ve LED Gerilimi
LED’ler hayatımızda ki yerini sağlamlaştırdıkça, LEDler ile ilgili bir çok ürün bir çok proje geliştirilmektedir. Tabii ki LED li sistemlerin en can alıcı hususu da LEDlerin dayanıklılığıdır. Her ne kadar LEDin kalitesi önemli olsa da, çalışma akımı ve voltajı bir o kadar önemlidir.
Yapacağınız her bir proje için mutlaka malzemeler hakkında gerekli bilgiye hakim olmalısınız.Çünkü kullanacağınız malzemenin teorik yapısını bilmezseniz o sistemden randıman alamazsınız.Bizde basit olarak 9V DC ile 1 tane kırmızı LEDi yakmak istedik.Hiçbir malzeme kullanmadan direk 9Vluk pil ile 1 tane LEDi çalıştırdık.İlk başta her şey çok güzel gitmekteydi.Işık maksimum seviyesinde..Fakat aradan 10sn geçmedi ki LED bozulsun.Bu sefer 100K’lık bir direnç bağladık LED ile batarya arasına..Bu sefer de LED hiç yanmadı.Çünkü temel hesaplamaları bilmiyoruz… Şimdi hesap zamanı…
Kullandığımız Kırmızı LED: 1.5-2V(Biz bunu 2V olarak alıyoruz)ve 20mA
Uyguladığımız Gerilim:9V
Şimdi bu değerlere göre bağlayacağımız ön direnci hesaplayalım;
Rön=V-Vled/Iled
Rön = Ön direnç
V = Uygulanan Gerilim
Vled= LED’in çalıştığı gerilim
Iled= LED’in çalıştığı akım
Rön=9V-2V/0.02A ise Rön=7V/0.02A ise Rön=350Ω olarak bulunur.
Örneğin:
Besleme kaynağı 9V ‘luk bir pil ve LED ‘de 2V ve 50mA ‘lik olsun.
R direnci:
Kirşof kanununa göre: 9=I*R+2 ‘dir. I=0.05A olup
R=9-2/0.05 = 7/0.05 = 140 Ohm olarak bulunur.
140 Ohm ‘luk standart direnç olmadığından en yakın standart üst direnci olan 150 Ohm ‘luk direnç kullanılır.
LED Sabit Akım Koruması
Anlattığımız üzere LEDler, gerek tasarımı gerekse kullanım alanları itibarıyla çok geniş kitlelere hitab etmektedir. Dolayısıyla yine LED’li ürünler hazırlanırken bütün kullanım alanları dikkate alınmalıdır. Şöyle izah edelim…
Şimdi projeyi tamamladığımızı düşünelim. Elimizde Swittch Mode kaliteli tam kararlı bir güç kaynağı ile devreyi çalıştırıyoruz ve sorunsuz bir şekilde çalışmaktadır. Her şey çok güzel. Fakat bir sorunumuz var. Eğer bu devre bu şekilde, ayrı kaliteli bir güç kaynağı ile çalışacaksa çok pahalı ve çok zahmetli olur.
Eğer bu güç kaynağı değil de normal bir güç kaynağı kullanırsak bu sefer LEDlerin ömründen çalmış oluruz. Çünkü şebekedeki parazitlerden dolayı gerilim yahut akım toleransında değişiklikler olur.Bunlar LEDlerin sabit ya da sürekli aynı akımda çalışamamasına neden olur.Dolayısıyla anlık değişimlere karşı duyarsız kalan LED için arıza hiç de uzak değildir.
LED’lerin Seri ve Paralel Kullanılması
Birden çok LED kullanılacak ise,elimizde ki voltaj ve akım değerine göre LEDleri seri ya da paralel olarak bağlayabiliriz.Bunlar için KIRSOFun akımlar kanunundan da yararlanmaktayız.
Yasa 1- Seri devrede; akımlar eşit, gerilimler farklıdır.
Yasa 2- Paralel devrede; Akımlar kollara göre farklılık gösterir ve giren akım çıkan akımın toplamına eşittir. Paralel devrede gerilim eşittir.
Bu kanuna göre LEDleri seri bağlarsak akımdan kazanç sağlarız. Fakat gerilim yüksek olması gerekir.Eğer paralel bağlarsak gerilimden kazanç sağlarız. Fakat akımı yüksek tutmak gerekir.
Şimdi 12V DC bir güç kaynağımız ile 12 adet kırmızı LEDi çalıştıralım.
Seri bağlama:
1 LED=2V ise 12LED=24V eder.
Bütün LED’ler seri bağlandığı zaman elimizdeki güç kaynağının voltajı yetersiz kalmaktadır.
Peki 3 LED’i seri bağlayalım.3x2V=6V
Geriye 9 LED daha kaldı.Onları da aynı şekilde 3’er li gruplar halinde seri bağlayalım.Toplamda 4 tane 3erli grup LED bloğumuz oldu. Şimdi her bir grubun artı ve eksi uçlarını diğer grupların artı ve eksi uçları ile birleştirerek seri grupları birbirine paralel bağlayalım.
Şu an ki kazancımızı hesaplayalım:
3 LED = 6 Volt Uyguladığımız gerilim 12 V
Rön=V-Vled/Iled Rön=12-6/0.02=300Ω direnci her bir kola bağlamamız gerekmektedir.
Daha sonra ki kazançlarımız.Her kolda 6 Volt var. Çünkü paralel devrede gerilimler,sabit akımlar farklıdır.
Her bir koldan 0.02A(20mA) akım geçmektedir.
4 kol olduğuna göre 0.08A eder.
Eğer paralel bağlamış olsaydık;
12×0.02=0,24A
0.24–0.08=0.16A kazanç sağlamış olduk.
