توفر إضاءة الحالة الصلبة مع الثنائيات الباعثة للضوء ، أو مصابيح LED ، من خمسة إلى 10 أضعاف الإضاءة لكل واط مثل المصابيح المتوهجة - أو أكثر. تتمتع مصابيح LED بعمر مفيد في عشرات الآلاف من الساعات - بدلاً من الألف أو نحو ذلك التي توفرها المصابيح المتوهجة. وتوفر مصابيح LED تحكمًا دقيقًا في خرج الضوء ، على عكس المصابيح المتوهجة ، التي ترش ضوءها في جميع الاتجاهات.
تُترجم كل هذه الخصائص إلى مزايا أداء مهمة لمصابيح LED ، لكن هذا لا يعني أنها خالية من مشاكلها. يمكن أن يكون لديهم مشاكل مع اللون ، ويمكن أن يتدهور الناتج بمرور الوقت ويجب تبريد مصابيح LED. يمكن أن يؤدي الفشل في أي من العديد من مكونات تركيبات LED إلى فشل LED بالكامل. عالجت الصناعة والحكومة والأوساط الأكاديمية هذه المشكلات ، مما أدى إلى نمو هائل في توافر مصابيح LED للإضاءة العامة.
اللون
يعتمد طابع ولون الضوء الذي يخرج من المصباح المتوهج على درجة حرارة الفتيل الصغير بالداخل. حتى إذا تم بناء أحد الشعيرات بشكل مختلف عن الآخر ، فسيظل يتم تسخينه إلى نفس درجة الحرارة تقريبًا ويعطي نفس اللون تقريبًا. ليس الأمر كذلك مع المصابيح.
يتم بناء مصابيح LED نوعًا ما مثل رقائق الكمبيوتر ، مع طبقات مترسبة بدقة من مواد أشباه الموصلات. يمكن للتغييرات الصغيرة في سمك الطبقات أن تغير لون ضوء LED. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي معظم مصابيح LED ذات الضوء الأبيض على طبقة أخرى تسمى الفوسفور. ستؤدي التغييرات الطفيفة في الفوسفور أيضًا إلى تغييرات في اللون يمكن أن تجعل أحد مصابيح LED البيضاء تبدو مزرقة بينما تبدو أخرى ضاربة إلى الحمرة والأخرى صفراء.
صيانة التجويف
كل مصدر ضوء يتحلل بمرور الوقت. حتى المصابيح المتوهجة الخاصة بك ستتغير لونها وتخفت مع تقدم العمر - لكنها تنكسر تمامًا قبل أن تصبح تلك التأثيرات ملحوظة للغاية. المصابيح خافتة وتغير لونها مع تقدم العمر أيضًا. يتسبب التعرض للحرارة والضوء طوال فترة حياتها في حدوث تغييرات فيزيائية وكيميائية لمصابيح LED والفوسفور الذي يعدل الإضاءة. نظرًا لأن مصابيح LED تدوم من 25 إلى 50 مرة من عمر المصابيح المتوهجة ، فإن هذه التأثيرات تصبح واضحة.
تبريد
المصابيح أكثر كفاءة بكثير من المصابيح المتوهجة. تحول المصابيح المتوهجة من 5 في المائة إلى 10 في المائة من الكهرباء إلى ضوء ، بينما تحول المصابيح حوالي نصف الكهرباء إلى ضوء. ما تبقى من هذه الطاقة - الجزء المهدر - يذهب إلى الحرارة. تتخلص المصابيح المتوهجة من هذه الحرارة عن طريق انبعاثها كأشعة تحت الحمراء غير مرئية - وهذا هو السبب في أن يدك تشعر بالدفء أمام المصباح المتوهج. لا تصدر مصابيح LED الكثير من الأشعة تحت الحمراء.
لا تزال مصابيح LED تولد الحرارة ، لذا يجب إزالتها من خلال طريقة أخرى. يجب توصيل مصابيح LED بأحواض حرارة لنقل الطاقة الحرارية بعيدًا عن LED ، ثم يجب تصميم أحواض الحرارة للتخلص من هذه الحرارة بطريقة ما. إذا لم يتم تبريد مصابيح LED ، فإنها تتحلل بسرعة كبيرة ، ثم تفشل تمامًا.
دمج مكونات متعددة
عندما تشتري مصباحًا متوهجًا ، يمكنك توصيله بمصباح مكتبي أو شمعدان حائط أو مصباح سقف مجوف - سيعمل في أي مكان. إنها قصة مختلفة بالنسبة لمصابيح LED. يتكون مصدر ضوء LED من أكثر بكثير من LED نفسه. يحتوي أيضًا على المشتت الحراري وإلكترونيات السائق - مجموعة دارة تقوم بتحويل 120 فولت من المقبس إلى جهد تيار مستمر يمكن أن يستخدمه LED. لكي يعمل LED بشكل صحيح ، يجب أن يكون كل من LED نفسه ، والفوسفور ، والمشتت الحراري ، والإلكترونيات خالية من الأعطال. إذا سبق لك أن رأيت إشارة مرور LED مع وجود بقعة من الظلام في المنتصف ، فأنت لم ترى مؤشر LED فاشل ؛ رأيت حزمة إلكترونيات LED فاشلة. نظرًا لأن مصابيح LED نفسها يمكن أن تدوم لعشرات الآلاف من الساعات ، يجب أيضًا تصميم العناصر الأخرى للحزمة بهذا النوع من العمر - وهو تحد تقني.
التعامل مع المشاكل
في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كانت كل هذه المشكلات - وبعض المشكلات الأخرى - مشكلات فنية في إضاءة LED. أدى العمل المنسق بين الشركات والجامعات والحكومة إلى تحسين الوضع بشكل كبير. الآن هناك مجموعات من معايير التصميم والاختبار. على الرغم من أن المستهلكين ربما لا يرغبون في الانغماس في تفاصيل إجراءات الاختبار ، يمكنهم اتخاذ خطوة بسيطة من خلال التحقق من أن منتجات LED التي يشترونها تحمل ملصق "حقائق الإضاءة". يُسمح فقط للمصنعين الذين يتبعون إجراءات الاختبار باستخدام الملصق.
