Faydalı Bilgiler

LED teknolojisi, ışık değerleri, renk sıcaklığı, verimlilik ve doğru aydınlatma hakkında merak ettiğiniz temel bilgilere ulaşın.

Temel Bilgiler

Aydınlatmanın temel kavramlarını kolayca inceleyin.

Teknik Rehber

LED ve aydınlatma teknolojileri hakkında detaylı bilgi edinin.

Pratik Bilgiler

Doğru ürün ve ışık seçimi için pratik bilgilere ulaşın.

'Light Emitting Diode'; yani bilinen adı ile LED, yarı iletken teknolojisi ile ortaya çıkmış, adından da anlaşılacağı gibi ışık saçan bir çeşit diyot olarak tanımlanabilir. Esasında elektronik bir devre elemanıdır. 1920‘lerde Rusya‘da icat edilen ve 1962 yılında Amerika‘da uygulanabilir hale getirilen bu bileşen Oleg Vladimirovich LOSEV adlı bir radyo teknisyeninin, radyo alıcılarında kullanılan diyotların ışık yaydığını fark etmesi ve 1927 yılında bir Rus gazetesinde LED hakkındaki buluşlarını yayınlamasıyla ortaya çıktı. İlk zamanlar, yalnızca zayıf bir kırmızı ışık yayabilen LED’ler, günümüzde görünür ışığın yanı sıra gözle görülemeyen frekansta ışık yayan kızılötesi (infrared, IR) veya morötesi (ultraviole, UV) olarak da ortaya çıkmıştır. LED’in ışık yayma mekanizmasının iyi anlaşılması için; quantum fiziği, kimya, elektronik ve optik alanlarında bilgi sahibi olunması gereklidir.

LED’in en önemli bileşen kısmı, yarı iletken malzemeden oluşan ve ışık yayan LED çipidir. LED çipi, esasında noktasal bir ışık kaynağıdır ve kılıf içine yerleştirilmiş yansıtıcı eleman sayesinde ışığın belirli bir yöne yayılması sağlanır. Bu yönlendirme, ayrıca armatürlerde kullanılan lensler veya yansıtıcılar yardımıyla da gerçekleştirilebilir.

LED’lerin yaydığı ışık, LED çiplerinin içerisinde bulunan yarı iletken katkı maddelerinin yapıları ile ilgilidir. Bir LED’in yayacağı ışık rengi; galyum, arsenit, alüminyum, fosfat, indiyum, nitrit gibi kimyasal malzemelerden uygun oranda yarı iletken malzemeye katkı yapılmasıyla belirlenir. Böylece, LED çipinin istenen dalga boyunda ışıma yapması sağlanır.

LED’ler, kullanılan kılıf özelliklerine göre çeşitlilik gösterebilmektedir. SMD LED’ler, Power LED’ler ve COB LED’ler; günümüzde kullanılan LED çeşitleridir. Şimdi, bu LED çeşitlerinden söz edelim.

a. SMD LED

SMD (Surface Mount Device) olarak adlandırılan baskı devrenin yüzeyine doğrudan monte edilen ürünlerdir. Yani, komponentin kendisi ve lehim bağlantıları devre kartının aynı tarafında yer alır. Bu sayede, kart üzerinde komponent bacaklarının geçeceği ve diğer taraftan lehimleneceği deliklere gerek yoktur. Bu montaj teknolojisi SMT (Surface Mount Technology) olarak adlandırılır. SMD LED’ler, basitçe bu teknolojiye uygun olarak üretilmiş LED’lerdir. Modern LED’lerin çok büyük bir çoğunluğu SMD devre elemanlarıdır. LED ampullerde, en çok SMD LED çipleri kullanılmaktadır. SMD baskılı elektronik devrelere monte edilebilen LED çipi anlamındadır. SMD LED çipleri, boyutları ile isimlendirilmektedir. Farklı üreticilere göre teknik özelliklerde farklılaşma olabilmektedir. Mevcut LED çiplerinin aydınlatma güçleri ile enerji tüketimleri arasında doğru orantı mevcuttur. Yani SMD 5730’lar (57mm x 37 mm boyutlarındaki LED çipleri) en parlak LED ışığını üretebilmektedir. Ancak LED ömrü bakımından söz konusu teorik kapasiteler, pratikte ürünlerde 3’te 1’e yakın düzeylerde yansımaktadır. Yani 60 LED’lik SMD 5050’lik bir LED lamba, 15 Watt yerine 5 Watt enerji sarfiyatına ve buna uygun lümen aydınlatma gücüne sahiptir.

Günümüzde LED Çeşitlerinin %80 inde SMD LED çipi kullanılmaktadır. SMD teknolojik gelişim evresinin en hızlı olduğu dönemde piyasada olması nedeniyle üzerinde en çok çalışılan ve en çok geliştirilen LED çipi modelidir. Bu nedenle; 2835, 3014, 3030, 3528, 4014, 4040, 5014, 5050, 5060, 5730 gibi birçok modeli vardır, model numaraları çip boyutlarından gelmektedir. Örneğin 2835 modeli, 28 mm x 35 mm boyutlarındadır.

SMD LED ler; LED Şeritler, LED Ampuller, LED Modüller, LED Projektörler, LED Panel Armatürler vs. gibi aydınlatma ürünlerinde sıklıkla kullanılırlar.

b. COB LED

İngilizce ‘Chip On Board’ kelimelerinin baş harflerinden oluşan paketlenmiş LED dizininin jenerik adıdır. Esas itibarı ile bir bord üzerine dizilmiş birden fazla LED yongasının paketlemiş adıdır. LED yongalar, iyi ısıl iletkenlik için genellikle alüminyum veya seramik bir taban üzerine dizilirler. Elektriksel olarak seri, paralel veya seri dizinler kendi aralarında paralel olarak tasarlanabilir. Beyaz LED için mavi LED yongalarının üzeri fosfor ihtiva eden silika jel veya epoksi reçine ile ışık çıkışı için pencere katmanı oluşturulur, aynı zamanda varsa optik sistemler bu katmanda bulunur.

COB LED ler; genellikle LED Spotlar, LED Ray Spotlar, LED Projektörler, LED Sokak Armatürleri vs. gibi aydınlatma ürünlerinde kullanılırlar.

c. Power LED

Aydınlatma araçlarında tüketilen güç ihtiyacının çok fazla olduğunu biliyoruz, bu da düşük güçlü LED’lerden çok fazla adette kullanmamız anlamına geliyor. Daha fazla LED kullanmak ise, hem işçiliği hem de toplam maliyeti arttırmaktadır. Bunun yerine daha yüksek lümen paketleri için ticari aydınlatma sistemlerinde güç LED’lerinin kullanılması kaçınılmaz olmuştur. Pazarın seyrini gözleyen üreticiler, müşteri ihtiyaçlarına göre farklı yapılarda güç LED’lerini pazara sunmaktadırlar.

Daha iyi tasarlanmış termal yapıları ile ısıyı kolayca dışarıya atabilme, uzun ömür, aynı pakette daha fazla lümen ve verimlilik, tek noktadan çıkan ışığın optik sistemlerle daha iyi yönlendirilmesi, ayrıca sağlamlık, küçük ebat, yüksek dayanıklılık ve güvenilirlik Power LED’lerin avantajlarındandır.

Power LED ler; genellikle LED Wallwasherlar, LED Yüksek Tavan Armatürleri, Sanayi Tipi LED Armatürler vs. gibi aydınlatma ürünlerinde kullanılırlar.

LED ışık kaynakları, geleneksel aydınlatmada kullanılan kaynaklara kıyasla uzun ömürlü, yüksek dayanıma sahip ve düşük enerji tüketimi gibi avantajlara sahiptir. Bunun yanında renk üretme yeteneğine sahiptirler. Bu oluşum LED çipi içerisindeki yarı iletkene ilaveten eklenen (galyum, arsenit, alüminyum, fosfat, indiyum, nitrit vs.) kimyasallarla ilgilidir. LED’lerde kullanılan kimyasal maddelere göre yani renklerin farklılığına göre LED’in çalıştığı gerilim ve çektiği akımda farklılıklar oluşur. LED’ler, milyonlarca renk üretmelerinin yanında çeşitli renk sıcaklıklarında beyaz ışık oluşturabilirler. LED’ler ışığın kısılıp açılabilmesi (dim) olanağını sağladıkları ve elektronik kontrol sistemleriyle kullanılmaları sayesinde çeşitli uygulamalarda tercih edilirler ve bu durum kullanıcılara pek çok avantaj sağlar. Geleneksel aydınlatmada kullanılan lamba teknolojileri, LED’lerin sağladığı geniş tasarım ve görüntü olanaklarıyla rekabet edemezler. LED’ler; renk zenginliği, yapılarının küçük boyutlarda olması ve form esnekliği ile sağlam yapıda oluşları sayesinde tasarım, boyut ve şekil konularında lamba teknolojilerine kıyasla kullanıcılara çok fazla alternatif sunarlar. Bunların dışında;

* LED'ler, doğal ışık oluşturur.

* LED'ler, mevcut ışık kaynaklarından daha dayanıklı, uzun süreli ve enerji verimine sahiptir.

* LED'ler, düşük elektrik tüketimi ve düşük ısı dağıtma özelliğine sahiptir.

* LED aydınlatma kaynaklarında bakıma ve lamba değişimine ihtiyaç duyulmaz.

* LED'lerin renksel geri verimi çok yüksektir, % 95'e kadar ulaşabilir.

* LED'ler, 20.000 - 100.000 saat ömür değerleri ile oldukça uzun ömürlüdür.

* LED'ler, şoka ve titreşime karşı dirençlidir.

* LED'ler, ılığında ısı taşımaması ve UV ışını yaymadıklarından dolayı sağlığa zararı bulunmaması ve çevre dostu olması gibi üstün özelliklere sahiptir.

Bir aydınlatma armatür sisteminin verimli olabilmesi için; aygıtın optik verimi, ışık kaynağı verimi, gövde ve soğutucu verimi ile sürücü veriminin yüksek olması ve bütün bileşenlerin kusursuz olarak bir arada olması gerekir. Bir aydınlatma aygıtının verimi, aygıtın toplamda harcadığı elektrik gücü karşılığında yaydığı ışık miktarı anlamına gelen lm/W birimi olan ‘etkinlik faktörü’ dediğimiz kavram ile ölçülür. Işık kaynağının tükettiği enerji miktarına (Watt) oranla verdiği ışık şiddeti (Lümen) dir. Aşağıdaki şekilde, örnek aydınlatma sistem elemanları gösterilmiştir.

a. Optik Verim

Işığın kaynağından çıktıktan sonra bir kaynağa yönlenmesi için reflektör ya da lenslere ihtiyaç duyulur. Geleneksel ışık kaynağı ve reflektör ile yapılan aydınlatmalarda kaynaktan çıkan toplam ışık akısının en fazla %80’i aydınlatılmak istenilen noktaya yönlendirilebilir. LED’ler geniş bir açıyla tek bir yöne ışık verir. Sistem doğru şekilde kurgulandığında LED’in yaydığı ışığın %90 oranında kullanımı sağlamak mümkün olabilir.

b. Işık Kaynağı Verimi

Geleneksel aydınlatma kaynaklarında enerjinin belli bir kısmı ısıya dönüşürken LED’lerde bu oran çok daha düşüktür. LED’li aydınlatma kaynakları, düşük enerji tüketmelerine rağmen geleneksel lamba teknolojilerine göre daha fazla ışık yayarlar.

c. Termal Verim

İdeal çalışma sıcaklığından daha sıcak bir ortamda çalışan LED’lerde, yayılan ışık miktarı ve LED ömrü azalır. Bu sebeple, LED’li aydınlatma aygıtlarında sistem verimliliği için soğutucu tasarımı çok önemlidir. Sistem tasarımına başlarken ihtiyaca uygun şekilde soğutucu tasarımı yapılmalıdır. LED’li ışık kaynaklarında oluşan ısının mutlaka uzaklaştırılması gerekir. LED yapısı, PCB yapısı, termal macun ve soğutucu termal verimi etkileyen dört önemli faktördür ve tasarım yapılırken bu parametrelere dikkat edilmelidir.

d. Sürücü Verimi

LED’lerin çiplerinde çalışması esnasında oluşan ısı ile LED iç direnci değişiklik gösterir. Bu sebeple, daha fazla akım çeker ve LED ısınmaya başlar. Bunun tekrar etmesi ile LED’ler için tavsiye edilen maksimum çalışma sıcaklığı ve güç tüketimine ulaşır ve bu nedenle LED’ler bozulmaya başlar. Bunun önüne geçmek için özel sürücülere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu LED sürücüleri, sabit akımlı çıkış verir. LED’li aydınlatma kaynaklarının kaliteli sürücüler ile birlikte kullanılması sistem güvenilirliğini artıracaktır.

LED Ömrü

LED lambaların kullanım ömrü 15 yılın üzerine çıkabilir. Günde ortalama 3 saat kullanılan bir LED lamba, genel olarak aralıksız yaklaşık 15 yıl boyunca bozulmadan ışık vermeye devam eder. Bu sayede sürekli ampul değiştirme gereksinimi ortadan kalkar. Günde 3 saat ortalama kullanım ömrü olduğu varsayıldığında, 1 adet LED lamba, 2 adet tasarruflu, 4 adet halojen ve 10 adet şeffaf enkandesan lambaya eşit kullanım ömrüne sahiptir. Aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Işık kaynaklarının renkleri, Kelvin (K) cinsinden tanımlanmış olup ışık kaynakları genel olarak; Day Light (Gün ışığı) 2.700-3.300K, Warm White (Ilık Beyaz) 3.700-4.200K ve White (Beyaz) 5.500-6.500K olarak üç ana grupta tanımlanmaktadır.

a. Sıcak Işık (2.700 - 3.200 Kelvin)

2.700 – 3.200 Kelvin renk sıcaklıkları, "Sıcak Işık” olarak kabul edilir. Sıcak ışık, genellikle parlak soğuk ışığa göre daha yumuşak, iyi bir görüş ve rahat bir atmosfer sağlar. Bunun için yatak odaları, oturma odaları, yemek odaları ve lokantalarda tercih edilir. Ev yaşamında konfor sağlamak için bu renk sıcaklığı tercih edilmelidir.

İthal ampullerin kutularında bu renk «Day Light» yani «Gün ışığı» ışık olarak yazılır.

b. Doğal Işık (3.700 - 4.200 Kelvin)

Sıcak ışık evlerde genel bir kabul görmesine rağmen, bazı kişiler doğal beyaz ışığı tercih edebiliyor. Doğal beyaz ışık, 4.000-5000 Kelvin renk sıcaklığındadır. Kişilerde ve çalışanlarda enerjik ve ferahlatıcı bir ruh hali yarattığı için ofis, girişler ve diğer çalışma ortamlarında tercih edilir. İthal ampullerin kutularında bu renk, «Warm White» veya «Natural White» yani «Ilık Beyaz» ya da «Doğal Beyaz» olarak yazılır.

c. Soğuk Işık (5.550 - 10.000 Kelvin)

Çalışma ortamlarında soğuk beyaz ışık iş verimliliğini artırabilir, detayları görmemiz gereken işlerde bu renk tercih edilmelidir. Görsel alanlar, güvenlik aydınlatmaları ve garajlar için tavsiye edilir. İthal ampullerin kutularında bu renk, «Cool White» yani «Soğuk Beyaz» olarak yazılır.

Işık akısı basitçe, bir aydınlatma kaynağının ışık gücünü ifade eder. Kaynaktan, uzay alanda her yöne yayılan ışık miktarı olarak, diğer bir tabirle, Işık kaynağından çıkan toplam görünür ışık miktarı olarak tanımlanabilir. Birimi, Lümen (lm)’dir. Lümen, parlaklık anlamına gelmektedir. Bir ışık kaynağının, lümen değeri ne kadar yüksek ise verdiği ışık miktarı da o derece yüksektir. Yani, ışık kaynaklarının ışık şiddetleri Watt değerlerine göre değil, lümen değerlerine göre ölçülür.

1 mum (Lümen) şiddetindeki ışık kaynağının, 1 metre uzaklıktaki 1 m² yüzeyde meydana getireceği aydınlanma 1 Lux’e eşittir. Lux, birim yüzeye düşen ışık akısı (Lümen) miktarı olarak da tarif edilir. Lux=Lm/m² formülü ile hesaplanır. Bir alandaki ışığın miktarını ölçmek için Lux ölçü birimi kullanılır.

Lümen, ışık kaynağının yani lambanın verdiği toplam görünür ışık miktarı iken; Lux ise aydınlatılmak istenen alandaki ışığın şiddetidir. Işık kaynağının verdiği ışık, lümen iken aydınlatmak istediğimiz yüzeye ulaşan ışık seviyesine Lux denir. Işık kaynağının lümen değeri sabit iken Lux değeri ortamın farklı noktalarında farklı sonuçlar verir.

Yukarıdaki grafikte, ışık kaynağının lümen değeri 700 lm olarak sabit iken, ışık kaynağından uzaklaştıkça aydınlanma değeri 10.000 Lux’den 2.000 Lux değerine kadar azaldığı gösterilmiştir.

Lux Değerini Ölçmek

Bulunduğunuz ortamdaki aydınlanma düzeyini bir lux metre ile ölçebilirsiniz. Lux metreniz yoksa, yeni nesil tüm cep telefonlarının lux değerini (yaklaşık olarak) ölçebildiğini unutmayın. Bunun için bir lux metre uygulamasını cep telefonunuza indirip ışık seviyesini ölçebilirsiniz.

Aydınlatma Projelerinde Işık Seviyeleri

Aydınlatma projelerinde ışık seviyeleri tanımlanırken Lux değerleri verilir. Ortamın bu Lux değerlerine uygun bir biçimde aydınlatılması talep edilir. Örnek olarak uluslararası bir otel zincirinin otel proje dosyasında koridor aydınlatması şu şekilde tarif edilmiştir: Koridorda yerden 100 cm yükseklikte 150 Lux aydınlanma düzeyi talep edilmektedir.

Watt (Elektriksel Güç)

Watt, bir ışık kaynağının aydınlatmak için elektrik şebekesinden çektiği elektrik gücü miktarını gösterir. Birçok kişi bir ampulün gücü (W) ne kadar yüksek ise, ampulün o kadar parlak olacağını düşünür. Bu tam olarak doğru değildir. Farklı tiplerdeki ampuller şebekeden daha az güç çekerken en az diğer ampuller kadar yüksek ışık verebilirler. İki farklı lambanın hangisinin daha yüksek ışık şiddetine sahip olduğunu anlamak için Watt değerlerine değil lümen değerlerine bakılmalıdır. Lümen değeri daha büyük olan ışık kaynağı her zaman daha parlak yanacaktır. Nasıl ki; uzunluk metre, ağırlık kg ile ölçülüyorsa ampullerin ışık şiddetleri de Watt değeri ile değil Lümen değerleri ile ölçülür.

Aydınlatma verimi, bir ışık kaynağının elektrik şebekesinden çektiği Watt başına verdiği ışık değeri olarak tanımlanabilir. Işık verimi = Lümen (lm) / Watt (W) formülü ile hesaplanır.

Aydınlatma ve ışığın insan psikolojisi üzerindeki etkilerinin bilimsel olarak ispatıyla beraber mağaza ve restoranlar için aydınlatma daha da önem kazanmıştır. İşletmelerin, müşteri profilleri ve satış stratejileri doğrultusunda doğru aydınlatmayı seçebilmek için profesyoneller ile çalışmalarına paralel olarak aydınlatma tasarım sektörü hızla ilerleme kaydetmiştir

Tasarlanan doğru aydınlatma ambiyansları sayesinde; müşterileri yönlendirmek, daha uzun süre mağazalarda vakit geçirmelerini sağlamak, daha yavaş veya daha hızlı hareket etmelerinde dahi etkili sonuçlar ortaya çıkabilmektedir. Bunun en açık örneği fast-food yemek zincirlerinde görülmektedir. Bu işletmeler; beyaz ışık kullanarak, insanları daha hareketli bir havaya sokmakta ve "hızlıca ye-kalk” mesajını bilinç altlarına yerleştirmeyi amaçlamaktadır. Cafe, mağaza işletmeleri ise gün ışığı (2.700-3.200K) ışık rengini tercih ederek müşterilerin işletmelerinde daha uzun vakit geçirmelerinde etkili olmayı amaçlamaktadırlar.

Philips’in, LED aydınlatma armatürleri ve mağaza aydınlatması üzerine yaptığı araştırmalardan elde edilen sonuçlar oldukça dikkat çekicidir. Philips’in araştırmalarına göre, LED teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilen ve doğru bir şekilde tasarlanan mağaza aydınlatmaları satış hacimlerinde %4,71′lik bir artış sağlamaktadır. Buna, LED aydınlatmaların tasarruf ve verimlilik özellikleri de eklendiğinde giderek zorlaşan rekabet şartlarında işletmelerin aydınlatma yardımıyla önemli bir avantaj elde edebilecekleri görülmektedir.

IP Koruma Sınıfları, aydınlatmada sıkça kullanılan ve armatürün dayanıklı olduğu ortam şartlarını tanımlayan sınıflardır. IP (Ingress Protection) ile başlayan ve iki hane rakam (IP XX) ile devam eden bu tanım, kullanıcılara aldıkları veya alacakları ürünü doğru seçme konusunda yardımcı olur.

IP koruma sınıfında kullanılan ilk rakam katı cisimlere karşı korumayı tanımlar. 0'dan 6'ya kadar değişen bu değer aşağıdaki gibi açıklanabilir.

İlk Karakter	Tanım	Açıklama
0	Korumasız.	-
1	50 mm çapında ya da daha büyük katı cisimlere karşı koruma.	50 mm ve üzeri çaptaki katı cisimler cihazın içine giremez.
2	12.5 mm çapında ya da daha büyük katı cisimlere karşı koruma.	12.5 mm ve üzeri çaptaki katı cisimler cihazın içine giremez.
3	2.5 mm çapında ya da daha büyük katı tanelere karşı koruma.	2.5 mm ve üzeri çaptaki katı taneler cihazın içine giremez.
4	1 mm çapında ya da daha büyük katı zerrelere karşı koruma.	1 mm ve üzeri çaptaki katı zerreler cihazın içine giremez.
5	Toza karşı koruma.	Toz zerreleri, cihazın normal işleyişini engelleyecek, güvenliğini bozacak şekilde cihazın içine giremez.
6	Toz geçirmez.	Toza karşı tam koruma.

İkinci Karakter	Tanım	Açıklama
0	Korumasız.	-
1	Düşey su damlalarına karşı koruma.	Düşey su damlaları, cihaza zarar vermez.
2	Cihazın gövdesi 15ºlik bir açıda sabitken düşey su damlalarına karşı koruma.	Cihazın gövdesi, düşey ile her iki yönde de 15ºlik bir açı yaparken dahi düşey olarak gelen su damlaları cihaza zarar vermez.
3	İnce su damlacıkları serpintisine karşı koruma.	İnce su damlacıkları, düşey ile her iki yönde de 60ºlik bir açı ile cihaza gelse dahi cihaza zarar vermez.
4	Sıçrayan suya karşı koruma.	Cihazın gövdesine herhangi bir yönden gelen su sıçramaları, cihaza zarar vermez.
5	Fışkıran suya (su jeti) karşı koruma.	Cihazın gövdesine herhangi bir yönden gelen su fışkırmaları, cihaza zarar vermez.
6	Güçlü su fışkırmalarına (su jeti) karşı koruma.	Cihazın gövdesine herhangi bir yönden gelen kuvvetli su fışkırmaları, cihaza zarar vermez.
7	Geçici olarak suya batırılmanın etkilerine karşı koruma.	Cihaz, standart basınç ve zaman şartlarında suyun altında 1 metre mesafeye kadar geçici olarak batırılsa dahi cihaz zarar görmez.
8	Sürekli olarak suya batırılmanın etkilerine karşı koruma.	Cihaz, kullanıcı ile üretici arasında daha önceden anlaşma yapılan şartlarda -ki bu şartlar 7 numara için olan şartlardan daha ağırdır- sürekli olarak suyun altına batırılsa dahi cihaz zarar görmez.