An Saidheans air cùl Solais Sreang LED: Ciamar a tha iad ag obair?

’S e mìorbhail de theicneòlas solais an latha an-diugh a th’ ann an solais sreang LED, ag atharrachadh àiteachan leis an àilleachd shoilleir agus an èifeachdas lùtha. Ge bith an ann airson tachartas fèille, feasgar socair, no dìreach solas mun cuairt nad dhachaigh a tha e, tha na solais bheaga seo a’ tàladh air leth. Ach an robh thu a-riamh air faighneachd dè a tha gan dèanamh cho sònraichte? Dè an saidheans air cùl nan soillseachaidhean tarraingeach seo? Feuchaidh sinn ri sgrùdadh nas doimhne a dhèanamh air mar a tha solais sreang LED ag obair gus na dìomhaireachdan a tha gan dèanamh cho èifeachdach agus cho tarraingeach fhoillseachadh.

Dè a th' ann an LED?

Aig cridhe sholais sreang LED tha an LED, no Light Emitting Diode. Eu-coltach ri bolgain gealbhruthach traidiseanta, chan eil LEDan an urra ri filament gus solas a thoirt gu buil. An àite sin, bidh iad ag obair stèidhichte air feartan leth-chonnsachaidh. Nuair a thèid sruth dealain tron ​​stuth leth-chonnsachaidh, bidh e a’ leigeil a-mach fotonan - pacaidean beaga bìodach de sholas - a’ cruthachadh soillseachadh faicsinneach.

Mar as trice, bidh an leth-chonnsair a thathar a’ cleachdadh ann an LEDs air a dhèanamh à stuthan mar gallium arsenide agus gallium phosphide. Tha structar an leth-chonnsair deatamach airson a ghnìomhachd. Tha e air a dhealbhadh le snaim pn, far a bheil an taobh “p” làn de luchd-giùlain cosgais adhartach (tuill) agus an taobh “n” làn de luchd-giùlain cosgais àicheil (electronan). Nuair a bhios sruth dealain a’ sruthadh tron ​​snaim seo, bidh dealanan a’ gluasad bhon taobh “n” chun an taobh “p”, ag ath-chothlamadh le tuill agus a’ leigeil ma sgaoil lùth ann an cruth solais.

Is e aon de na prìomh bhuannachdan a tha aig solais LED an èifeachdas. Bidh bolgain gealbhruthach traidiseanta a’ caitheamh tòrr lùtha mar theas, ach tha solais LED sgileil ann a bhith ag atharrachadh ceudad nas àirde de lùth dealain gu dìreach gu solas. Tha seo a’ leantainn gu caitheamh cumhachd nas ìsle airson an aon ìre de shoilleireachd agus tha e na fheart deatamach ann a bhith a’ dèanamh solais sreang LED mar roghainn as fheàrr leotha.

Is e feart eile a tha cudromach mu sholais LED an ùine-beatha. Ged nach mair bolgain gealbhruthach ach beagan mhìltean uairean a thìde, faodaidh solais LED obrachadh airson deichean de mhìltean uairean a thìde fo chumhachan as fheàrr. Tha an seasmhachd seo, còmhla ri an neart agus an èifeachdas lùtha, a’ dèanamh solais sreang LED nan tasgadh sàr-mhath airson an cleachdadh geàrr-ùine agus fad-ùine.

Ciamar a bhios solais sreang LED ag obair?

Gus tuigse fhaighinn air mar a tha solais sreang LED ag obair, tha e riatanach sùil a thoirt air na prìomh phàirtean agus obrachadh an t-siostaim gu lèir. Mar as trice bidh sreath de LEDan beaga ceangailte ann an sreath no cuairtean co-shìnte air uèir shùbailte ann an solas sreang LED.

Tha pàirt chudromach aig rèiteachadh an uèirleadh ann am mar a bhios na solais ag obair. Ann an rèiteachadh sreath, bidh an sruth a’ sruthadh tro gach LED ann an sreath. Tha seo a’ ciallachadh ma dh’fhailicheas aon LED, gum faod e buaidh a thoirt air an t-sreang gu lèir, ag adhbhrachadh gum bi LEDs eile a’ dol a-mach. Ach, air sgàth adhartasan ann an teicneòlas LED, tha mòran de sholais sreang LED an latha an-diugh a’ toirt a-steach inneal shunt a leigeas leis an t-sruth an LED a dh’fhailich a sheachnadh, a’ dèanamh cinnteach gu bheil na LEDs a tha air fhàgail a’ leantainn air ag obair.

Ann an rèiteachadh co-shìnte, tha gach LED ceangailte gu neo-eisimeileach ris an stòr cumhachd. Tha seo a’ ciallachadh ma dh’fhailicheas air aon LED, gun lean na feadhainn eile ag obair gun bhriseadh sam bith. Ged a dh’ fhaodadh cuairtean co-shìnte a bhith nas iom-fhillte agus nas daoire a chur an gnìomh, tha iad a’ tabhann barrachd earbsachd agus gu tric is fheàrr leotha solais sreang LED de chàileachd nas àirde.

Faodaidh an stòr cumhachd airson solais sreang LED atharrachadh. Tha cuid de shreangan air an dealbhadh gus am plugadh a-steach do sholais balla gu dìreach, agus cuid eile air an obrachadh le bataraidh airson an giùlain. Tha am bholtachd a dh’ fheumar gus LEDs obrachadh an ìre mhath ìosal, mar as trice eadar 2 agus 3 bholt gach LED. Airson sreangan a phlugaicheas a-steach do sholais dealain àbhaisteach taighe, mar as trice bithear a’ cleachdadh claochladair no ceartaiche gus am bholtachd a lùghdachadh bho 120 bholt AC chun bholtachd DC iomchaidh a dh’ fheumas na LEDs.

Bidh feartan a bharrachd gu tric aig solais sreang LED an latha an-diugh leithid comasan lasachaidh, modhan atharrachadh dath, agus obrachadh smachd iomallach. Tha na gnìomhan sin comasach le bhith a’ toirt a-steach meanbh-riaghladairean agus co-phàirtean dealanach eile a-steach do na solais sreang, a’ leigeil le luchd-cleachdaidh an solas a ghnàthachadh gus freagairt air diofar shuidheachaidhean agus roghainnean.

Na h-adhartasan ann an teicneòlas LED

Tha an teicneòlas air cùl LEDs air atharrachadh gu mòr bhon a chaidh an stèidheachadh. Bha LEDs tràtha cuingealaichte ri solais dearga ìosal-dian, ach an-diugh, tha iad a’ tighinn ann an iomadh dath agus dian, a’ toirt barrachd roghainnean do luchd-cleachdaidh. Tha an leudachadh seo ann an speactram nan dathan mar thoradh air adhartasan anns na stuthan a thathas a’ cleachdadh airson an leth-chonnsair a chruthachadh agus leasachadh theicneòlasan còmhdach fosfair.

Tha a’ mhòr-chuid de sholais LED geala air an cruthachadh le bhith a’ cleachdadh LEDan gorma le sreath de chòmhdach fosfair. Bidh an solas gorm a bhios an LED a’ leigeil a-mach a’ brosnachadh an fhosfair, a bhios an uair sin a’ leigeil a-mach solas buidhe. Bidh measgachadh de sholas gorm is buidhe a’ toirt a-mach solas geal. Tha an dòigh seo èifeachdach agus ioma-chruthach, a’ leigeil le LEDan geal blàth, geal fionnar, agus solas an latha a thoirt gu buil le bhith ag atharrachadh co-dhèanamh an fhosfair.

Tha èifeachdas nas àirde na raon eile far a bheil teicneòlas LED air leuman is crìochan adhartach a dhèanamh. Tha innleachdan leithid cleachdadh sincichean teas nas èifeachdaiche agus leasachadh stuthan leth-chonnsachaidh nas èifeachdaiche air crìochan èifeachdas lùtha ann an LEDs a phutadh. Tha LEDs àrd-èifeachdais comasach air barrachd lùth dealain a thionndadh gu solas le nas lugha de theas air a chall, ag eadar-theangachadh gu cosgaisean lùtha nas ìsle agus lorg carboin nas lugha.

’S e adhartas cudromach eile a th’ ann an amalachadh teicneòlais snasail le solais sreang LED. Faodar smachd a chumail air LEDan snasail tro aplacaidean fòn cliste, a’ tabhann fheartan leithid clàradh, gleusadh dathan, agus amalachadh le eag-shiostaman dachaigh snasail. Chan e a-mhàin gu bheil seo a’ toirt goireasachd ach cuideachd a’ cur sreath de ghnìomhachd ris a dh’ fhaodadh eòlas an neach-cleachdaidh a leasachadh.

A bharrachd air sin, tha gealladh ann gum bi barrachd adhartasan ann an rannsachadh is leasachadh ann an raon LEDan Organach (OLEDan) agus LEDan Dot Cuantum (QD-LEDan). Tha OLEDan sùbailte agus faodaidh iad solas nas nàdarra a thoirt gu buil, agus tha QD-LEDan a’ tabhann soillseachadh nas soilleire agus nas dathte, a’ leudachadh comasan nan tagraidhean a tha aig teicneòlas LED ann an dòighean ùra is inntinneach.

Buaidh Àrainneachdail agus Seasmhachd

Is e aon de na prìomh phuingean reic a tha aig solais sreang LED an ìre nas lugha de bhuaidh air an àrainneachd an taca ri roghainnean solais traidiseanta. Chan e a-mhàin gu bheil LEDs ag ithe nas lugha de chumhachd, ach tha iad cuideachd nas seasmhaiche agus tha beatha nas fhaide aca, agus mar thoradh air sin chan eil uiread de sholais ùra gan cur nan àite agus tha nas lugha de sgudal ann. Tha seo a’ cur ri sgaoilidhean gualain nas ìsle co-cheangailte ri cinneasachadh agus faighinn cuidhteas.

Tha saothrachadh LED air fàs nas càirdeile don àrainneachd thar nam bliadhnaichean cuideachd. Tha cleachdadh stuthan neo-phuinnseanta agus lùghdachadh ann an ceimigean cunnartach leithid mearcair, a lorgar gu cumanta ann an solais fhlùraiseach, nan ceumannan mòra a dh’ionnsaigh cleachdaidhean cinneasachaidh nas seasmhaiche. A bharrachd air an sin, tha mòran de luchd-saothrachaidh LED a-nis a’ gabhail ri dòighean agus stuthan nas uaine, a’ lughdachadh lorg-coise àrainneachdail nan solais sin tuilleadh.

Tha ath-chuairteachadh phàirtean LED cuideachd a’ cur ris a’ phròifil seasmhachd aca. Faodar mòran phàirtean de sholas LED, leithid na taighean meatailt agus cuid de sheòrsan leth-chonnsachaidh, ath-chuairteachadh agus ath-chleachdadh, a’ lughdachadh sgudail. Tha prògraman airson solais LED ath-chuairteachadh a’ sìor fhàs nas fharsainge, a’ leigeil le luchd-cleachdaidh LEDs sean no lochtach a thoirt air falbh gu ciallach.

Bidh solais sreang LED cuideachd a’ toirt taic do sheasmhachd tro cho èifeachdach sa tha iad a thaobh lùtha. Tha an lùghdachadh ann an caitheamh lùtha ag eadar-theangachadh gu dìreach gu nas lugha de chonnadh fosail ga losgadh gus dealan a ghineadh. Chan e a-mhàin gu bheil seo a’ lughdachadh sgaoilidhean gasa taigh-glainne ach cuideachd a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh an cuideam air a’ ghriod cumhachd, gu sònraichte aig amannan cleachdaidh as àirde. Mar eisimpleir, rè seusan nan saor-làithean nuair a tha milleanan de dhachaighean agus àiteachan poblach air an sgeadachadh le solais, faodaidh na sàbhalaidhean lùtha a thig bho bhith a’ cleachdadh LEDs a bhith mòr.

A bharrachd air sin, tha fad-beatha fhada LEDs a’ ciallachadh nas lugha de dh’atharrachaidhean agus nas lugha de shaothrachadh tric, a lughdaicheas a’ bhuaidh àrainneachdail tuilleadh. Thathas a’ meas gum faod LED mairsinn 25 uair nas fhaide na bulb gealbhruthach agus 10 uair nas fhaide na lampa fluorescent teann (CFL). Bidh an fad-beatha seo a’ sàbhaladh ghoireasan, a’ lughdachadh sgudail, agus a’ brosnachadh dòigh-obrach nas seasmhaiche a thaobh solais.

Tagraidhean agus Comas san Àm ri Teachd airson Solais Sreang LED

Tha iomadachd sholais sreang LED gan dèanamh freagarrach airson raon farsaing de thagraidhean. Bho sgeadachaidhean saor-làithean agus tachartasan sònraichte gu solais ailtireil is cruth-tìre, tha LEDs a’ tabhann sùbailteachd agus cruthachalachd gun choimeas. Tha am meud beag agus an comas solas soilleir, beòthail a sgaoileadh a’ dèanamh solais sreang LED foirfe airson suidheachadh sam bith far a bheil bòidhchead agus èifeachdas lùtha a dhìth.

Is e aon de na margaidhean a tha a’ sìor fhàs airson solais sreang LED ann an raon teicneòlas dachaigh spaideil. Le bhith a’ toirt a-steach feartan snasail, faodaidh luchd-cleachdaidh smachd a chumail air na solais sreang aca tro òrdughan gutha, aplacaidean, no eadhon siostaman fèin-ghluasaid. Leigidh seo le sgeamaichean solais pearsanaichte a dh’ fhaodas atharrachadh a rèir an t-seusain, àm an latha, no eadhon faireachdainn na h-tachartais. Mar eisimpleir, bidh an comas solais sreang LED a shioncronachadh le ceòl a’ cruthachadh eòlasan inntinneach airson pàrtaidhean agus cruinneachaidhean.

Tha cleachdadh eile a tha a’ tighinn am bàrr ann an àiteachas, gu sònraichte ann an cruth sholais fàis LED. Bithear a’ cleachdadh nan solais seo gus cur ri solas nàdarra na grèine ann an taighean-glainne agus ann an suidheachaidhean tuathanachais a-staigh, a’ toirt seachad na tonnan solais riatanach a tha a dhìth airson foto-co-chur. Tha èifeachdas agus comasan gnàthachaidh LEDs gan dèanamh gu math freagarrach airson an adhbhair seo, agus mar thoradh air sin bidh fàs planntrais fallain agus toradh leasaichte.

A’ coimhead ris an àm ri teachd, is urrainn dhuinn a bhith an dùil ri barrachd ùr-ghnàthachaidhean ann an teicneòlas LED. Tha rannsachadh a’ dol air adhart gus seasmhachd agus èifeachdas LEDs a leasachadh, a bharrachd air smachdan agus feartan nas adhartaiche a leasachadh. Le àrdachadh Eadar-lìon nan Rudan (IoT), tha coltas ann gum bi solais sreang LED eadhon nas eadar-cheangailte, a’ tabhann dhòighean ùra air eadar-obrachadh leis na h-àrainneachdan solais againn agus an gnàthachadh.

A bharrachd air sin, dh’ fhaodadh adhartasan ann an saidheans stuthan agus innleadaireachd leantainn gu leasachadh sholais LED le èifeachdas lùtha eadhon nas àirde, fad-beatha nas fhaide, agus tagraidhean ùra nach eil sinn air smaoineachadh orra fhathast. Tha teicneòlasan a tha a’ tighinn am bàrr leithid meanbh-LEDs agus adhartasan ann an dealbhadh leth-chonnsachaidh a’ gealltainn fuasglaidhean solais eadhon nas dlùithe agus nas èifeachdaiche, a’ rèiteachadh na slighe airson innleachdan san àm ri teachd.

Mar cho-dhùnadh, tha solais sreang LED a’ riochdachadh ceum mòr air adhart ann an teicneòlas solais. Le bhith a’ tuigsinn an saidheans air a chùlaibh, is urrainn dhuinn na buannachdan aca a thuigsinn nas fheàrr a thaobh èifeachdais, fad-beatha agus ioma-chruthachd. Tha na h-adhartasan leantainneach ann an teicneòlas LED a’ dèanamh cinnteach gum fuirich na solais seo aig fìor thoiseach fhuasglaidhean solais airson bhliadhnaichean ri teachd. Co-dhiù a tha iad a’ neartachadh sgeadachadh dachaigh, a’ cruthachadh àile airson tachartasan, no eadhon a’ cuideachadh le cinneasachadh àiteachais, tha solais sreang LED a’ deàrrsadh gu soilleir mar fhianais air innleachdas agus seasmhachd daonna.