دیودهای ساطع کننده‌ی نور یا LEDها در بین انواع مختلف دیودهای نیمه هادی که امروزه در دسترس هستند، بسیار در انواع لامپ ال ای دی مورد استفاده قرار می‌گیرند و معمولا در تلویزیون و نمایشگرهای رنگی کاربرد دارند. این نوع LEDها قادر هستند نورهای مختلفی از خود ساطع کنند. لامپ های ال ای دی به گونه ای متفاوت از سایر لامپ ها نور ساطع می کنند بنابراین نحوه از کار افتادن ان ها نیز متفاوت است. این لامپ ها بر خلاف لامپ های دیگر نمی سوزند بلکه رنگ نور ان ها کم می شود. در این مطلب، مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی را بررسی خواهیم کرد.
بررسی مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی
لامپ LED با قابلیت تغییر رنگ نوع جدیدی از این لامپ‌هاست. شکل آن شبیه به یک لامپ رشته‌ای معمولی سفید شیری است، اما پس از روشن شدن به طور خودکار در فاصله‌ی زمانی مشخص تغییر رنگ می‌دهد. از طریق مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی، نور فیروزه‌ای، زرد، سبز، بنفش، آبی، قرمز و سفید به صورت چرخه‌ای ساطع می‌شود. این چراغ‌ها برای جشن‌های تولد، مهمانی‌ها، سال نو افزودن شادی به جشنواره مناسب هستند و همچنین می‌توانند در مکان‌های سرگرمی و به عنوان چراغ تبلیغاتی مورد استفاده قرار گیرند. لامپ ال ای دی با قابلیت تغییر رنگ با صرفه‌جویی در انرژی (مصرف برق در حدود 1 وات)، عمر طولانی، استفاده‌ی آسان و قیمت ارزان به عنوان یکی از پرکاربردترین لامپ‌های ال ای دی شناخته می‌شود.
این نوع ال ای دی‌ها متشکل از سه LED به همراه یک کامپیوتر کوچک هستند که آن‌ها را هدایت می‌کند. آن‌ها از LEDهای قرمز، سبز و آبی تشکیل شده‌اند که هر کدام توسط میکروکنترلر قابل کنترل هستند. از آنجا که دو پایه‌ی LED که برق را تامین می‌کند به میکروکنترلر متصل است، مقاومت محدودی جریان لازم نیست. میکروکنترلر قادر است هر یک از رنگ‌ها را روشن یا خاموش کند، بنابراین اگر LED قرمز روشن باشد، خروجی LED قرمز است. وقتی LED آبی روشن می شود آبی است، اگر LED آبی و قرمز روشن باشد، LED سایه‌ای از رنگ بنفش خواهد بود. به همین ترتیب ترکیب قرمز با سبز به رنگ زرد و آبی و سبز به رنگ فیروزه‌ای ساطع می‌شود.
اگرچه در مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی از شش رنگ ذکر شده در بالا استفاده می‌شود، اما به آرامی از یکی به رنگ دیگر تغییر می‌کند که با استفاده از سه عنصر اصلی قرمز، سبز و آبی انجام می‌شود. اگر LED قرمز با LED آبی ترکیب شود، اما LED آبی فقط در 50٪ روشنایی معمولی خود حرکت کند، یک رنگ بین قرمز و سرخابی ایجاد می‌شود. زمانی که LED قرمز روشن است، اگر LED آبی به آرامی از روشنایی 0٪ به 100٪ برسد، رنگ به تدریج از قرمز به سرخابی تغییر می‌کند.
اصل مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی
چراغ تغییر رنگ از سه رنگ اصلی قرمز (R)، سبز (G) و آبی (B) تشکیل شده است. LED دو رنگ که از LED قرمز و سبز تشکیل شده است، معمولا رایج‌تر بوده و می‌تواند به تنهایی نور قرمز یا سبز را منتشر کند. اگر چراغ قرمز و چراغ سبز به طور همزمان روشن باشند، چراغ‌های قرمز و سبز به نارنجی-زرد مخلوط می‌شوند. اصل مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی این است: هنگامی که سه LED رنگ اصلی به ترتیب دو LED را روشن می‌کند، می‌تواند رنگ‌های زرد، بنفش و فیروزه‌ای را منتشر کند (به عنوان مثال، LEDهای قرمز و آبی هنگام روشن شدن نور بنفش را منتشر می‌کنند). اگر LEDهای قرمز، سبز و آبی به طور همزمان روشن شوند، نور سفید تولید می‌کنند. اگر مداری وجود داشته باشد که بتواند LEDهای قرمز، سبز و آبی را دو به دو روشن کند، به صورت جداگانه روشن شود و سه LED اصلی رنگی را همزمان روشن کند، می‌تواند هفت رنگ مختلف را از خود ساطع کند.
چشم انسان می‌تواند نور را با طول موج 390 -700 نانومتر درک کند. لامپ‌های LED اصلی فقط ازLED های قرمز (حدود 630 نانومتر)، سبز (حدود 540 نانومتر) و آبی (حدود 470 نانومتر) استفاده می‌کردند. این سه رنگ نمی‌توانند هر رنگی را که چشم انسان می‌بیند ترکیب کنند. شکل زیر بر اساس ناحیه مفروض مدل RGB است که در کل طیف قابل مشاهده پیشنهاد شده است.
سه راس مثلث در مناطق اشباع بالا قرمز، سبز و آبی قرار می‌گیرند. با تغییر قدرت ساطع شده توسط هر تراشه‌ی LED، می‌توان هر رنگی را در طیف رنگ به دست آورد، اما این فقط یک نظریه است. در حقیقت، اثرگذاری ترکیب رنگ تحت تاثیر عوامل زیادی است. به عنوان مثال، طول موج‌های قرمز، سبز و آبی از لامپی به لامپ دیگر متفاوت است و ممکن است تفاوت‌های زیادی بین آن‌ها وجود داشته باشد. مکانیزم تغییر رنگ نور ال ای دی امکانات گسترده‌ای را فراهم کرده و سبب افزایش کاربردهای این دسته از چراغ‌ها شده است. با اطلاع از عملکرد این چراغ‌ها می‌توان هوشمندانه‌تر از آن‌ها استفاده کرد.
منبع
