LED IŞIK VE UYGULAMA ALANLARI

Hazırlayan : Alper AksakalEge University Department of Electrical and Electronics

LED NEDİR?

• LED(Light-Emitting-Diode) yarı-iletken, diyot temelli, ışık yayan bir elektronik devre elemanıdır.

• 1920'lerde Rusya'da icat edildi ve 1962 yılında Amerika'da pratik olarak uygulanabilen elektronik bir bileşen haline getirildi.

•  Oleg Vladimirovich Losev adlı bir radyo teknisyeni radyo alıcılarında kullanılan diyotların ışık yaydığını fark etti ve 1927 yılında bir Rus gazetesinde LED hakkında buluşlarını yayımladı.

• Başlangıçta yalnızca zayıf kuvvetli kırmızı ışık verebiliyorlardı ancak  ama çağdaş ledler görünür bölge, mor ötesi ve kızıl ötesi gibi çeşitli dalga boylarında yüksek parlaklıkta ışık verebiliyor.

LED’İ YAKINDAN TANIYALIM

• Düşük enerji tüketimi, uzun ömrü, sağlamlığı, küçük boyutu ve hızlı açılıp kapanabilmesi gibi geleneksel ışık kaynaklarına göre bir dizi avantajı vardır. Ancak, biraz daha pahalıdır.

LED’İN YAPISI-1

• Ledler yarı iletken malzemelerdir.• Ana maddeleri silikondur.• Üzerinden akım geçtiğinde foton açığa çıkararak ışık verirler.• Farklı açılarda ışık verecek şekilde üretilmektedirler.• Ledlerin gerilim-akım grafikleri üsteldir. Uygun çalışma noktasındayken ledin

üzerindeki küçük bir gerilim değişimi büyük bir akım değişimine neden olur. Yüksek akım nedeniyle bozulmaması için ledlere seri bir akım sınırlama direnci bağlanır. Böylece hassas olmayan gerilim aralıklarında ledin bozulması engellenir.

• Ledler tıpkı bir zener diyot gibi üzerinde sabit bir gerilim düşürür.

LED’İN YAPISI-2

• Kırmızı LED 2,20 Volt• Yeşil LED 3,30 Volt• Mavi ve Beyaz LED 3,40 Volt

gerilimle çalışır.

LED’İN KULLANIM ALANLARI

• Ledlerde mavi ışığın kullanılabilmesi ile RGB (Kırmızı Yeşil Mavi) aydınlatma mümkün olmuş ve birçok sektörde uygulama alanı bulmuştur. Özellikle Aydınlatma, sinyalizasyon ve mimari aydınlatma alanlarında diğer ışık kaynaklarının yerini hızla almaya başlamışlardır. Ledlerin enerji sarfiyatlarındaki düşüklüğünün en önemli sebebi kayıplarının az olmasıdır. Ayrıca ömürleri oldukça uzun olan bu diyotlar diğer ampuller gibi flaman taşımadıklarından dolayı hemen her koşulda sorunsuz kullanılabilirler. Bugün ulaşılan aydınlatma değerleri beyaz renk için 140 Lümen/Watt gibi oldukça yüksek bir değerle floresant lambaları geçmiş bulunmaktadır, Bazı prototiplerde 180 lümen/watt oranına ulaşılmıştır. Boğaziçi Köprüsü'nde 2008 yılında yapılan ışıklandırmada da LED teknolojisi kullanılmıştır. LEDler üzerlerine, yaydıkları ışığın frekansı ile aynı veya daha yüksek bir frekansta ışık düşürüldüğünde fotodiyot özelliği gösterirler. Bu özelliklerinden yararlanılarak elektronik cihazlarda tuş olarak da kullanılmaktadırlar.Makineler, TV ve monitörlerde de kullanılmaktadır. Bu slaytta üzerinde duracağımız iki uygulama ise DLP projektör tasarımında LED’in kullanımı ve LED ışık kullanarak enfekiyon kontrol metodlarnın incelenmesi.

YOĞUN LED IŞIK KÜRÜ ÜSTÜNDE ÇEŞİTLİ ENFEKSİYON KONTROL METOTLARININ ETKİSİ

• Bu çalışmada amaç; yoğun bir LED ışık kaynağı kullanarak iki farklı enfeksiyon kontrol metodu olan otoklav ve temiz bir bariyer ile dezenfektan yöntemlerinin kür üstünde karşılaştırılmasıdır. Deneyde her çeşit toplam 5 kür tipi eklendi ve toplam 25 aşama yapıldı. Sonuçlar karşılaştırıldı. LED ışık kaynağının parlaklığı azaldıkça bazal değerlerde düşüş gözlendi. Dezenfektan yönteminde istikrarlılığın yüksek olduğu gözlendi. Sıcaklık sterilizasyonlu otoklav yöntemi sonunda %16.1 oranında değer kaybetti. Dezenfektan grubu %12.4 oranında değer kaybetti. Buna rağmen otoklav yöntemi hala dental kliniklerde yaygın olarak kullanılan bir yöntem.

OTOKLAV YÖNTEMİ

• Bu teknikde otoklav edilen kürler üzerinde gönderiilen yoğun ışık kalibre edildikten sonra çeşitli bilgisayar analizlerinden geçer. Işığın soğrulma oranına göre bazal değerler karşılaştırılır.

-Bazal durum -Otoklavdan sonraki durum

Detaylı bilgi için: http://tr.wikipedia.org/wiki/Otoklav adresini ziyaret ediniz.

DEZENFEKTAN YÖNTEMİ

• Bu yöntemde  amaç korunmaya çalışan ürüne bulaşabilecek patojen mikro organizmaların yok edilmesi işlemidir.

-Bazal durum -Dezenfektandan sonraki durum

Detaylı bilgi için: http://tr.wikipedia.org/wiki/Dezenfeksiyon adresini ziyaret ediniz.

LED IŞIK KAYNAĞI KULLANARAK MİNYATÜR DLP PROJEKTÖR’ÜN OPTİK TASARIMI

• DLP minyatür projektör tasarım özelliğine göre ikiye ayrılabilir. Onlardan birisi: aydınlatma sistemi. Onu kırmızı, yeşil ve mavi LED’ler oluşturmuştur. Her biri ışıkları dikroik filtrede paralelleştirmek için koromatiğe sahip. Üç farklı dalga boylu ışık dikroik filtre yardımıyla birleştirilir. Son kısım mikro-lens düzeni, mercek ve TIR prizma DMD’yi eşit şekilde aydınlatmak için ve aydınlatma sistemini azaltmak için kullanılır. Diğeri görüntüleme sistemidir. cisim ve görüntüleme kalitesi olarak tanımlanabilir. azaltmak için kullanılır. Diğeri görüntüleme sistemidir. DMD’nin standartına gelecek olursak; bakış açısı, efektif odak uzunluğu, lensin görüntüleme, cisim ve görüntüleme kalitesi olarak tanımlanabilir. Optik simülasyon programı kullanarak, Code V ve ZEMAX, lens iyi tasarlanmış bir standarta uyumlu olur.

OPTİK SİSTEM

• Optik sistem tasarım özelliklerine göre iki kısma sınıflandırılabilir. Onlardan birisi aydınlatma sistemi, diğeri ise görüntüleme sistemi. Sistemimiz LED ışık kaynağı, kolimatör lens, diakromatik filtre, mikro-lens düzeni, aynalar, mercekler, TIR prizma, DMD ve projeksiyon lensiyle yapıldı.

AYDINLATMA SİSTEMİ

• LED’lerin özellikleri, kolimatör lensin tasarımı, dikroik filtre ve mikro lens düzeyi TIR prizmayla beraber 60 Hz frekansta 1300 lümende beyaz ışık ve 8000k renk sıcaklığı ve gerekli yansıma açılarını oluşturdu.

GÖRÜNTÜLEME SİSTEMİ

• DMD panel görüntülemede ZEMAX lens ile kullanıldı. Bağıl aydınlanma %78 olarak hesaplandı. Tolerans analizi sonucunda MTF ile kıyaslanınca %35 yukarısı değer gördük.

• -3D Görüntülenmesi

OPTİK SİSTEM ANALİZİ• ASAP yardımıyla 3D görüntüleme yapıldı. ANSI hesaplamarına göre istikrarlılık

sonuçları kırmızı, yeşil ve mavi LED için sırasıyla %88.8, %98.4, %98.3 bulundu. Bu tasarım için ideal ışık verimliliği %44 olarak hesaplandı. Fakat gerçek verimlilik ekranda toplam 200.7 lümen olarak görüldü ve verimlilik %16.3 oldu.

NEDEN LED?

• Aktif bir devre elemanı olan LED, hem uzun kullanım ömrü hem de performansı açısından günümüzde kullanımı yaygınlaşan ürünlerden biri. Bazı yüksek güçlü led prototiplerinde 180 lümen/watt değerleri gözlemlenmiştir. Düşük güç tüketimi nedeniyle diğer aydınlatma ve görüntüleme sistemlerinden açık ara önde olan LED, üretim maliyeti nedeniyle cepleri biraz yakabiliyor. Uzmanlar gelecek 10 ile 15 yıl içerisinde Dünya genelinde %70 oranında LED kullanılacağını söylüyor. Enerji tasarrufu oranı %90 olması nanoteknolojinin günümüzde geldiği noktayı açıkça gösteriyor.