LED Nedir?

LED, Light Emitting Diode (Türkçesi ışık yayan diyot) sözcüklerinin baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. İsminden de anlaşılacağı üzere LED, bir diyottur. Bildiğimiz üzere diyot, akımın yalnızca bir yönden geçmesini sağlayan iki bacaklı yarı-iletken bir devre elemanıdır.

LED Nasıl Çalışır?

LED’in de diğer diyotlar gibi yapısında p-tipi ve n-tipi olmak üzere iki farklı çeşit yarı-iletken madde bulunur. P-tipi yarı-iletkende pozitif yük taşıyıcılar, n-tipi yarı-iletkende ise negatif yük taşıyıcılar bulunur. Bu sayede, diyot üzerinden yalnızca anottan katot yönünde elektrik akımı geçişi mümkündür.

LED’de ise yine aynı durum geçerlidir. Standart diyotlardan farklı olmak üzere LED’lerde, p ve n tipi yarı-iletkenlerin birleştiği noktadaki elektron alış-verişi, ışık oluşmasına sebep olur. Bu olaya elektroluminesans adı verilmektedir.

LED Kullanım Alanları

1. Aydınlatma: Ev, sokak, ofis ve araç aydınlatmalarında LED ampuller sıkça kullanılır.
2. Ekran Teknolojisi: Televizyon, monitör ve dijital cihaz ekranlarında LED teknolojisi, parlaklık ve enerji verimliliği sağlar.
3. Dekoratif ve Sahne Işıklandırma: LED’ler renk çeşitliliği ve kontrol edilebilir yapısı nedeniyle dekorasyon ve sahne ışıklandırmalarında tercih edilir.
4. Elektronik Gösterge ve Sinyal Lambaları: Cihazların uyarı ışıkları veya gösterge lambaları genellikle LED’lerden yapılır.
5. Otomotiv Sektörü: Araba farları, fren lambaları, sinyal lambaları gibi araç içi ve dışı aydınlatma sistemlerinde LED kullanılır.

LED’in Tarihçesi

• Ekim 1962’de  Texas Instruments firması SNX-100 isimli ilk ticari LED’i üretmiştir. Üretilen kırmızı LED’ler sinyal ve göstergelerde kullanıldı.
• 1972’de ilk radyal kılıflı LED’ler üretildi.
• 80-90’lı yıllar LED’ler için bir dönüm noktası oldu. Bu dönemde kırmızı LED’in yanı sıra sarı, yeşil, mavi, beyaz LED’lerde üretildi.
• 1994 Trafik lambalarında kullanmaya başlandı.
• 2000’den sonra sarsıntılardan etkilenmediğinden dolayı araçlarda kullanılmaya başlandı.
• 2010’dan itibaren evlerde aydınlatma amacıyla kullanılmaya başlandı.

LED Teknolojisi

LED’ler ilk olarak elektronik cihazların güç ve durum göstergelerinde kullanılabilecek kadar ışık yayabilmekteydi. Günümüzde ise teknolojinin gelişmesi sayesinde iç ve dış mekan aydınlatma çözümleri, otomobil farları, reklam panoları, televizyon ve LCD ekran aydınlatmaları gibi birçok alanda LED’ler kullanılmaktadır. LCD ekranlar yapılarından dolayı kendi ışıklarını oluşturamazlar. Bu sebeple LCD panellerin arkasında bir aydınlatma sistemi bulunur. Panel aydınlatması olarak önceden CCFL isimli soğuk katot aydınlatma kullanılmaktaydı. Fakat bu tip aydınlatma çözümleri, tıpkı floresan ampuller gibi çizgisel yapıda olduklarından, ekranın homojen bir şekilde aydınlatmasını tam olarak sağlayamamaktaydı. Ayrıca bu tip aydınlatmalar LED’lere kıyasla daha çok güç tüketmekteydi.

Bu tip panel aydınlatmalarında ise D-LED (direct LED) ve E-LED (edge, kenar LED) olmak üzere iki farklı çözüm mevcuttur. D-LED’de panelin tamamının altında LED’ler dizilmiş olarak bulunurken, E-LED çözümünde ise CCFL’ye benzer şekilde bir çubuk yalnızca kenarlarından aydınlatılarak ışıklanması sağlanmıştır ve panel bu ışıkla aydınlatılır.

LED Çeşitleri

LED’lerin kullanım alanlarına, boyutlarına, kılıflarına ve tabi ki oluşturdukları ışık rengine göre birçok çeşidi bulunmaktadır. Bunlardan en bilineni elektronik devrelerimizde sıkça kullandığımız 5mm LED’lerdir. Bu tip LED’lerin kırmızı, beyaz, yeşil, mavi ve sarı gibi renk çeşitleri bulunmaktadır. Ayrıca televizyon uzaktan kumandalarında kullanılan çoğu kızılötesi (IR, infrared) LED de bu kategoriye girmektedir.

Infrared (Kızılötesi LED) Nedir?

Işık, esasında bir yerden bir yere yayılan bir radyasyon, enerji. Farklı dalga boyları ile karşımıza çıkan ışığın, 380 nm ile 780 nm arası kısmı ise, görülebilir ışık tayfı (spektrumu) olarak ifade ediliyor. Binlerce yıllık evrim sürecinde gözümüz bu dalga boylarını algılayacak şekilde gelişmiş ve bugün ki şeklini almış.

Görülebilir ışık tayfı içerisinde yer alan ışık farklı dalga boylarına göre renklere ayrılıyor. Bu anlamda 780 nm ve üzeri yakın dalga boylarına “kırmızının ötesi” anlamıda kızıl ötesi ışık denmekte ve özellikle kamera ve kumanda gibi teknolojiler de kullanılmaktadır.

Genellikle tepe noktaları olarak 850 nm ve 940 nm’ni olduğu dalga boylarının kullanıldığı bu uygulamalar, LED’lerin verimlilik artışı ile beraber her geçen gün daha da önem kazanıyor.

RGB LED Nedir?

(Red-Green-Blue) LED’ler içerisinde kırmızı, yeşil ve mavi renkleri barındıran bir LED çeşididir. Özellikle animasyon ve ışıklandırma sistemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. RGB LED’lerde her renk için belirli aralıklar mevcuttur. Bu aralıklar sayesinde birçok renk elde etmek mümkündür. Bir kontrol algoritması yardımıyla ilgili renk aralıklarının voltajı düzenlenerek tamamen yanması, tamamen sönmesi veya kısmen yanması sağlanıyor. RGB LED’lerin ortak anot ve ortak katot olmak üzere iki çeşidi mevcuttur. Dolayısıyla devre şemamızı da kullandığımız RGB LED’e göre doğru ayarlamalıyız. Ortak katot LED’ler PWM sinyalinin pozitif kenar tetiklemesi ile aktif olurken ortak anot LED’lerde tam tersi durum söz konusudur.

Şerit LED Nedir?

Şerit LED’ler çoğunlukla esnek PCB üzerine SMD tipi LED’ler ile birlikte 12V gerilimde çalışmasına uygun akım limitleyici dirençlere sahiptir. Bu sayede basit bir 12V trafo, araba aküsü, LiPo batarya gibi güç kaynakları ile kolay bir şekilde çalıştırılabilirler.

Şerit LED’ler tek renkli olabileceği gibi, RGB ve adreslenebilir tipte olabilir. Bu tamamen şeritte kullanılan LED tipi ile alakalıdır. Örnek verecek olursak, standart RGB LED’lerden oluşan bir şerit LED’in rengini ayarlayabilmemiz mümkündür, fakat şeridin tamamının rengi aynı olacaktır. Buna karşın WS2812 çipli adreslenebilir LED’lerden oluşmuş bir şerit üzerindeki her bir LED’in rengini ve parlaklığını ayrı ayrı kontrol edebiliriz.

Power LED Nedir?

Yüksek güce sahip (0.5W ve üstü) LED’lere power LED ismi verilmektedir. Bu tip LED’ler elektronik devrelerdeki güç ve durum göstergesi gibi işlerden çok, aydınlatma amaçlı uygulamalarda tercih edilir. Aydınlatmada kullanıldıkları için ışığı odaklamak çoğu için lense sahiptir. Ayrıca bu tip LED’ler yüksek güç tükettikleri için ısınır, bu sebepten dolayı çoğu power LED kendisine ait bir soğutma çözümüne sahiptir.

SMD LED Nedir?

SMD LED’ler, breadboard ve delikli pertinaks kartlarımızda sıkça kullandığımız 5mm LED’lerden farklı olarak devre kartlarının yüzeyine lehimlenerek kullanılan LED’lerdir. Kullanım amaçlarına ve büyüklüklerine göre çok farklı çeşitte SMD LED’ler mevcuttur.

SMD LED’lerde “çip” olarak tabir edilen aktif ışık saçan bölgeler bulunur. Genellikle piyasadaki şerit LED’lerde tek çipli ve 3 çipli LED’ler tercih edilir.

COB LED Nedir?

Chip-on-Board kelimelerinin baş harflerinden oluşan bu kısaltma, birden çok led’in çekirdeğinin tek bir plakada birleştirilmesi ile üretilmiş LED’leri temsil etmektedir.