Elektriauto - Diood, LED

Diood. LED

Diood on elektroonikas kasutatav komponent, mille eesmärk on tagada vaid ühesuunaline elektrilaengute liikumine. Põhimõtteliselt lubab diood elektrivoolul liikuda ühes suunas, aga takistab selle liikumist teises suunas.

Stabilitron ehk Zeneri diood on ränidiood, mis töötab läbilöögirežiimil ja mis hoiab temaga paralleelselt ühendatud koormusele rakendatud toitepinge peaaegu muutumatuna.

Valgusdiood on diood, mis seda läbiva voolu toimel kiirgab valgust - LED (light emitting diode).

Kõrval oleval joonisel on toodud dioodi, stabilitroni ja valgusdioodi tingmärgid. Eelpool juba mainisime, et diood juhib voolu ühes suunas kuid millises suunas? Kõige lihtsam on seda meelde jätta nii: dioodi tingmärgil olevat kolmnurka võib vaadelda kui noolt - kui selle kujutletava noole suund on sama mis kokkuleppeline voolusuund ahelas siis diood juhib elektrit ehk on avatud (selle olukorra kohta öeldakse ka, et diood on päripingestatud). Kui aga selle noole suund on vastupidine kokkuleppelisele voolu suunale ahelas siis diood ei juhi elektrit ehk on suletud (selle olukorra kohta öeldakse ka, et diood on vastupingestatud).

Dioode kasutatakse elektroonikas mitmesuguste signaalide juhtimiseks. Kõrvaloleval pildil on väga lihtne sõiduauto generaatori alaldi skeem. Dioodid lubavad generaatori poolt tekitatud vahelduvvoolul (AC) liikuda ainult ühes suunas. Selle tulemusena on vooluringi teises otsas (DC) alalisvool.

Pildi allikas: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/Diode_bridge.gif

Stabilitron ehk Zeneri diood on väga lihtsalt öeldes diood, mis teatud pinge saavutamisel (läbilöögipinge) laseb voolu ka teistpidi läbi.

LED tööpõhimõte on väga lihtne. Tegemist on dioodiga, millel voolu läbimisel tekib pooljuht elemendis elektroluminents ehk valgus. Sõltuvalt pingest ja pooljuhist võib see olla inimsilmale erinevat värvi.

Ledid on levinud viimasel ajal (2000 a. ja edasi) tänu uute ja odavate pooljuhtide kasutusele võtuga.

Pildi allikas: https://bit.ly/3zfxNcZ

dioodjatakisti.pdf

Veljo Sinivee hea ja lihtne lisalugemine.

LED eelised:

Kasutegur – valgusdioodid eraldavad tarbiva võimsusühiku kohta rohkem valgust kui hõõglambid. Lisaks eraldavad nad vähem soojust, mis on valgustite puhul raisatud energia (hõõglampide puhul kuni 95%).
Suurus – valgusdioodid on väga väikesed, mistõttu saab neid kasutada kohtades, kuhu alternatiivsed valguslahendused ei mahu. Hõlbus paigaldada trükkplaadile.
Värvus – valgusdioodid on tõhusamad saavutamaks konkreetse värvi kiirgamist, sest nad ei vaja selleks eraldi filtreid.
Valguse reguleerimine – LED-i valgustugevust saab kergesti reguleerida, muutes rakendatavat pinget.
Lülitusaeg – süttivusaeg on väga lühike. Tallinna Tehnikaülikoolis on saavutatud lülitusajaks ligikaudu 10 nanosekundit. Telekommunikatsioonis kasutatavatel LED-idel võib olla isegi kiirem reageerimisaeg. Valgusdiood talub hästi kiireid sisse-välja lülitusi, mida luminofoorlambid või hõõglambid ei talu.
Töökindlus – LED ei põle läbi nagu teised valgusallikad, vaid ajapikku nende valgusviljakus väheneb. Enamjaolt võib valgusdioodide elueaks lugeda 50 000 tundi, kuid see võib olenevalt otstarbest olla isegi kuni 200 000 tundi. Tüüpiliste luminofoorlampide elueaks märgitakse 10 000 – 15 000 tundi (olenevalt nende kasutamisest) ja hõõglampide elueaks vaid 1000–2000 tundi.
Põrutuskindlus – luminofoor- ja hõõglambid on haprad, valgusdioodides ei kasutata kergesti katkevaid hõõgniite ega klaasist detaile, see teeb nad purunemis- ja vibratsioonikindlaks.
Fokuseerimine – valgusdioode on võimalik lihtsalt fokuseerida, valmistades kestalääts vastavate omadustega. Luminofoor- ja hõõglampide puhul läheb tavaliselt tarvis väliseid reflektorpindu, et suunata valgust vajaminevas suunas.
Keskkonnasõbralikkus – tootmisel ei kasutata pliid ega elavhõbedat, valgustites kasutatavad valgusdioodid ei sisalda IR- ja UV-kiirgust – seega ei saasta need keskkonda ega kujuta ohtu inimestele.

Puudused

Sõltuvus temperatuurist – LED-i tööjõudlus sõltub oluliselt ümbritseva keskkonna temperatuurist. Kui temperatuur on liiga kõrge, võib see viia LED-i läbipõlemiseni. Tüüpiline viga esimestel Led päevatuledega sõidukitel. Halogeenpirn 55W eraldab piisavalt soojust, et Led kahjustuks.
Valgustatuse nurk – ühe valgusdioodiga ei saa valgustada suurt ala.
Polaarsus – LED süttib vaid juhul, kui ta anoodile rakendatakse positiivne ja katoodile negatiivne pinge. Vastupidisel juhul valgusdiood ei sütti/ tihtipeale rikneb.
"Sinine oht:" intensiivne sinine valgus võib tekitada fotokeemilisi kahjustusi silma võrkkestale.