Светодиодные технологии: как они изменили мир

Светоизлучающие диоды (СИД) в настоящее время являются обычным явлением и становятся предпочтительным источником по умолчанию с растущим уровнем производства и потребления. Они встречаются во всем, от систем освещения до дисплеев. Они продолжают заменять лампы накаливания, начиная делать их устаревшими. Светодиод разрушил и настиг светотехническую промышленность штурмом. В этой статье мы рассмотрим, как внедрение светодиодов изменило весь сектор освещения.

Восстание светодиодов

Энергоэффективность, долговечность и срок службы продукта — все это факторы, которые играют ключевую роль в универсальности светодиодов и их привлекательности. Они дешевле в эксплуатации и выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. Некоторые светодиоды могут работать примерно на 10% мощности, необходимой для стандартной лампочки, и служат в 40 раз дольше. Светодиоды начали заменять галогенные лампы в фарах. Они используются в светофорах и в жилых и коммерческих целях. Однако широкое использование светодиодов имело место не всегда.

Появление новой формы технологии освещения не было основной целью, когда в 1960-х годах были изобретены светодиоды. Намерение состояло в том, чтобы создать что-то новое, но не специально для целей освещения. По сути, светодиоды были созданы в General Electric как побочный продукт стремления создать полупроводниковый лазер видимого диапазона. С этого момента развитие светодиодных технологий продолжилось. Светодиоды были изготовлены из разных сплавов, чтобы излучать на разных длинах волн для получения цветного и белого света. Они стали более энергоэффективными и более дешевыми в производстве. Изобретатель светодиода Ник Холоньяк-младший предвидел его будущее. Тем не менее, прогресс в улучшении светодиодов происходил не такими головокружительными темпами, как он ожидал.

График, сравнивающий эффективность, срок службы и яркость обычных источников освещения. Предоставлено Вирибрайт.

Светодиоды, когда они были впервые созданы, работали далеко не так, как сейчас. Хотя они по-прежнему были более эффективными, чем лампы накаливания, их преимущество было в лучшем случае незначительным даже в начале 2000-х годов. Не было никакой возможности, чтобы они обогнали такой уже хорошо зарекомендовавший себя источник, как лампы накаливания, в тот момент. В 2012 году светодиоды по-прежнему составляли менее одного процента продаж на рынке освещения.

Читайте также:
Backsplash Bonanza - Этот старый дом

Хотя светодиоды не нагреваются, как лампы накаливания, большая часть их энергии теряется при токах, достаточно высоких, чтобы их можно было использовать для освещения комнаты. Было обнаружено, что часть этих потерь связана с неэффективностью из-за оже-рекомбинации. Исследователи смогли повысить эффективность после этого открытия, но большая часть прогресса в области светодиодов была связана с государственными стимулами и конкуренцией.

Правительственные учреждения, как на уровне штата, так и на федеральном уровне, предоставили финансовую поддержку и передали мандаты на продвижение программ повышения энергоэффективности, которые стимулировали развитие светодиодных технологий. Переход на светодиоды в некоторых случаях был в значительной степени связан с стремлением соответствовать более экологичным стандартам энергии. По мере роста рынка светодиодов конкуренция между компаниями привела к снижению цен и эффективности производства светодиодов, поскольку все больше и больше компаний начали выходить на рынок светодиодов.

С тех пор рынок светодиодов стремительно развивается. Рынок светодиодного освещения в 54 году оценивался в 2019 миллиарда долларов США, и ожидается, что он продолжит расти. Светодиоды составляли почти нулевой процент продаж в области освещения с 2012 года до 69% доли рынка в 2020 году и, согласно прогнозам Goldman Sachs, к 95 году составят 2025% продаж.

Светодиоды и их использование, очевидно, прошли долгий путь от того, с чего они начинались. Однако решимость продолжать улучшать их ничуть не уменьшилась.

Органический светодиод (OLED)

Инновации продолжаются в секторе светодиодов с органическими светодиодами или OLED. OLED, как правило, тоньше и легче, чем обычные светодиоды, что обеспечивает гибкость конструкции. Электроны и дырки сделаны не из полупроводниковых слоев, а из слоев органических материалов. OLED тоньше и ярче обычных светодиодов. Продолжаются исследования по созданию и улучшению прозрачных и гибких OLED-экранов.

Схема структуры OLED. Предоставлено корпорацией Universal Display.

Однако одним из недостатков OLED-дисплеев является их срок службы, особенно по сравнению с обычными светодиодами. Синие цвета, создаваемые OLED, обычно имеют срок службы всего 14,000 46,000 часов по сравнению с красными и зелеными, срок службы которых может варьироваться от 230,000 XNUMX до XNUMX XNUMX часов. Это может означать необходимость замены дисплея (в некоторых случаях) за несколько лет до того, как это потребуется.

Читайте также:
Как сделать нишу в стене в ванной | Легкий слив

Дальнейшие светодиодные инновации

Гибкие светодиоды были созданы для таких вещей, как складные смартфоны и носимая электроника. Исследователям из Чжэцзянского университета в Китае даже удалось создать прозрачные и гибкие светодиодные экраны. Экраны изготавливаются с использованием серебряных нанопроволок, которые улучшают текущие и прошлые методы производства. Предыдущие методы оказались дорогими и приводили к хрупкому, непрозрачному продукту. Этот новый метод не только дешевле, но и дает прозрачный и гибкий результат.

Для создания нанопроводов сеть проводов была вытравлена ​​на пластиковой и стеклянной подложке, которая затем была обработана и покрыта. Группа обнаружила, что полоски нанопроволоки обладают высокой оптической проводимостью и низким сопротивлением, что является желательным. Они также продемонстрировали, что экран со схемой из серебряных нанопроволок может излучать красный, зеленый и синий свет при различных смещениях, как это делают современные дисплеи. Это подчеркивает потенциал серебряных нанопроволок для замены стандартных дисплеев. Группа обязуется провести дальнейшие исследования того, как лучше всего защитить и обслуживать схемы, поскольку это необходимо, прежде чем пытаться успешно интегрировать их в коммерческий продукт. Они ожидают, что эти нанопроволоки также могут открыть много новых возможностей для встроенных дисплеев в окнах и зданиях.

Заключение

Светодиоды изменили правила игры в индустрии освещения и становятся только лучше, ярче и адаптируемее.

Разговор на скамейке

Меня считают парнем, который готов к любой ситуации. Вечером, каждый раз, когда я выхожу из дома, я опускаю в передний правый карман небольшой переносной (длина: 100 мм; ⌀:20 мм) светодиодный (LED) фонарик. Я ношу его с собой, поэтому я всегда готов использовать его в случае, если окажусь в ситуации отсутствия каких-либо окружающих источников света (Рисунок 1). Он доказал свою ценность не раз.

Рисунок 1: Авторский карманный светодиодный фонарик. (Источник: Автор)

Светодиодная технология прошла долгий путь с самого начала. Внутреннее, наружное и уличное освещение переходит от традиционных источников света к светодиодам. Светодиодное освещение обеспечивает экономию электроэнергии, повышение эффективности, а также комплексные и скоординированные варианты управления. Светодиодное освещение позволяет перейти к интеллектуальному освещению. Умное освещение играет решающую роль в умных городах и интеллектуальных зданиях, поскольку Интернет вещей (IoT) и промышленный Интернет вещей (IIoT) продолжают развиваться.

Читайте также:
6 ошибок изоляции, которых следует избегать | Криттер Стоп

Для этих приложений требуется ряд соединителей и продуктов для межсоединений, облегчающих их работу. Корпорация Amphenol имеет долгую историю и наследие мирового лидера в разработке, производстве и маркетинге электрических, электронных и оптоволоконных разъемов, систем межсоединений, а также коаксиальных и плоских кабелей. Их подразделение Amphenol Information, Communication & Commercial (Amphenol ICC или AICC) является мировым лидером, поддерживающим коммерческие и промышленные рынки. Они предлагают широкий ассортимент световых решений для внутреннего, наружного и уличного освещения.

Зигзаг и Жага

Зигзаг — это узор, состоящий из маленьких уголков под разными углами (Рисунок 2). В каком-то смысле это показывает возвратно-поступательный характер изменений.

Рисунок 2: Пример зигзагообразного узора. (Источник: Geovani_jpeg/Shutterstock.com)

Как и зигзаг, Жага — забавное двухсложное z-слово, но вы, возможно, не слышали его раньше. Основанный в 2010 году, Zhaga представляет собой открытый глобальный консорциум светотехнической промышленности, задачей которого является стандартизация интерфейсов компонентов светодиодных светильников. Проще говоря, Жага надеется создать стандарт, в котором стандарты интеллектуального светодиодного освещения не будут зигзагообразными повсюду. Amphenol является членом консорциума Zhaga. При этом они продвигают инновации в светодиодном освещении, поддерживая новые идеи дизайна разъемов, основанные на установленных стандартах.

В помещении

Одно из осветительных решений Amphenol было выбрано консорциумом в качестве стандарта для Zhaga Book 20. Коммерческие интерфейсные разъемы Amphenol FLM Zhaga Book 20 Dali соответствуют требованиям Zhaga Book 20. Zhaga Book 20 определяет двухпозиционные разъемы, идентифицируемые как розетки модуля расширения светильника. (LEX-MR) и вилки для светильников (LEX-LP), используемые для приложений DALI-2 (цифровой адресуемый интерфейс освещения). DALI-2 — это протокол интеллектуального интерфейса между внутренними светильниками, датчиками и коммуникационными модулями. Эти разъемы идеально подходят для внутреннего освещения, поддерживают технологию Power-over-Ethernet (PoE) и поддерживают Блютуз ® и подключение Zigbee (Рисунок 3).

Рисунок 3: Коммерческие разъемы Amphenol FLM Dali Interface Connectors соответствуют требованиям Zhaga Book 20, что делает эти разъемы идеальными для внутреннего освещения. (Источник: Амфенол ICC)

Outdoor

В то время как Книга 20 касается внутренних требований, Книга 18 касается наружных условий. Розетки, основания и купола Amphenol Commercial FLS Zhaga Book 18 соответствуют требованиям Zhaga Book 18. Розетка Amphenol FLS имеет четыре контакта для питания, DALI и цифрового ввода-вывода и крепится на светильнике. Сопряженные базовый/расширительный модуль FLS и купол образуют корпус для узла фотоэлемента/модуля датчика. Розетка совместима со всеми фотоэлементами, созданными с базовым/расширительным модулем Amphenol Book 18 диаметром 40 и 80 мм, а также с любым сертифицированным удлинительным модулем Zhaga Book 18. Защитный колпачок Zhaga Book 18 также доступен для розеток, к которым не подключен фотоэлемент. Типичные области применения — дорожное освещение и интеллектуальное городское освещение. Модули датчиков, изготовленные с базой и куполом Amphenol Zhaga Book 18, обеспечивают управление затемнением, беспроводную связь, различные варианты датчиков и другие функции (Рисунок 4).

Читайте также:
Как отремонтировать душ из стекловолокна

Рисунок 4: Розетки, основания и купола Amphenol Commercial FLS Zhaga Book 18 соответствуют требованиям Zhaga Book 18. (Источник: Amphenol ICC)

Другие стандарты, помимо Zhaga, требуют внимания при разработке интеллектуальных решений для светодиодного освещения. В США одним из таких стандартов является серия C136 Американского национального института стандартов (ANSI)/Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) — Стандарты для дорожного и зонального осветительного оборудования. Аналогичные стандарты за пределами США могут применяться в вашем регионе. Розетки Amphenol Commercial FLA Dimming разработаны в соответствии со стандартом ANSI C136-41. Соответствие этому стандарту означает, что они разработаны с силовыми и диммирующими/сигнальными контактами для подключения регулируемого фотоэлемента и светильника для коммерческого и общего освещения. Розетки с замком соответствуют стандарту ANSI C136-10. Они также используются для освещения внутри интеллектуальных зданий. Розетка FLA Dimming поставляется с корпусом, устойчивым к высоким температурам UL94V-0, и рассчитана на ток до 15 А на силовой контакт (Рисунок 5).

Рисунок 5: Розетки FLA Dimming Amphenol Commercial соответствуют стандарту ANSI C136-41 и поставляются в корпусе, стойком к высоким температурам UL94V-0. (Источник: Амфенол ICC)

На открытом воздухе необходимо также защищать от суровых погодных условий с помощью уплотнения IP67. Соединители Amphenol Commercial FLH Mini-Sealed с шагом 2.5 мм представляют собой герметичные, водонепроницаемые соединители типа «провод-провод», обеспечивающие герметичность IP67 в сопряженных условиях. Его водонепроницаемые характеристики делают его идеальным для применения в суровых условиях (Рисунок 6). Эти разъемы используются в приложениях освещения и IIoT. Компактная конструкция серии FLH позволяет экономить место.

Рисунок 6: Коммерческие разъемы Amphenol FLH Mini-Sealed с шагом 2.5 мм обеспечивают герметичность IP67 в сопряженных условиях, чтобы выдерживать суровые погодные условия. (Источник: Амфенол ICC)

Заключение

Я никогда не останусь в темноте, я приветствую улучшения в транспорте, освещении, парковке, безопасности и инфраструктуре, которые интеллектуальное светодиодное освещение привносит в наши города. Кроме того, я также полностью согласен с интегрированными технологиями, которые помогают городам сокращать потребление энергии, отходов и затрат, а также способствовать достижению целей устойчивого развития. Надеюсь, я пролил свет на несколько интеллектуальных решений от Amphenol, чтобы помочь заложить основу для разработки решений для освещения интеллектуальных городов.

Читайте также:
Цокольные блоки | Что это такое и зачем их использовать? Мир плинтуса

Пол Голата присоединился к Mouser Electronics в 2011 году. В качестве старшего специалиста по технологиям Пол способствует успеху компании Mouser, обеспечивая стратегическое лидерство, тактическое исполнение, а также общую линейку продуктов и маркетинговые направления для продуктов, связанных с передовыми технологиями. Он предоставляет инженерам-конструкторам самую свежую информацию и тенденции в области электротехники, предоставляя уникальные и ценные технические материалы, которые помогают и расширяют возможности Mouser Electronics как предпочтительного дистрибьютора.

До прихода в Mouser Electronics Пол занимал различные должности, связанные с производством, маркетингом и продажами, в Hughes Aircraft Company, Melles Griot, Piper Jaffray, Balzers Optics, JDSU и Arrow Electronics. Он имеет степень BSEET Технологического института ДеВри (Чикаго, Иллинойс); степень MBA Университета Пеппердин (Малибу, Калифорния); MDiv с BL Юго-Западной баптистской теологической семинарии (Форт-Уэрт, Техас); и докторскую степень Юго-западной баптистской теологической семинарии (Форт-Уэрт, Техас).

Похожие сообщения

Освещение автомобиля светодиодами

Светоизлучающие диоды (LED) сейчас везде. Несмотря на медленный старт из-за стоимости, светодиодное освещение[0] сейчас менее затратно, еще более универсально, и для начинающих быстро расширяется в приложениях для дома, бизнеса, вывесок и автомобилей.

Грусть? Здоровье человека в свете светодиодных уличных фонарей

Белые светодиоды, используемые в уличном освещении, могут состоять из комбинаций красных, зеленых и синих светодиодов, но чаще всего используются синие светодиоды, которые обычно изготавливаются из нитрида индия-галлия (InGaN) и имеют иттрий-алюминиевый гранат (YAG). ) (Y3Al5O12) люминофорное покрытие, нанесенное на их эмиттер или оптику эмиттера. Из базового синего цвета можно получить белый свет и использовать его для белых светодиодных уличных фонарей. Но вызывает ли этот синий свет, присутствующий в светодиодных уличных фонарях, какие-либо негативные последствия для людей?

Светодиоды и беспроводные технологии объединяются для создания интеллектуального освещения

И светодиодное освещение, и маломощные беспроводные технологии разрабатывались десятилетиями. Хотя эти две технологии изначально разрабатывались для разных приложений, они объединились, чтобы революционизировать приложения для освещения, которые обеспечивают больше, чем просто освещение.

Поддержание света в рабочем состоянии: электростатическая и тепловая защита для систем светодиодного освещения

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на полупроводниковое освещение, включая стресс, проблемы, связанные с упаковкой и компонентами. Узнайте об основных угрозах, влияющих на надежность систем светодиодного освещения.

Читайте также:
Разница между одножильным и многожильным кабелем - ECOCABLES

Увидев свет между светодиодами средней и высокой мощности

Светодиоды стали повсеместными и используются в различных приложениях, потому что они маленькие, энергоэффективные (лм/Вт), прочные, надежные и многофункциональные. Светодиоды средней мощности находят свою нишу в приложениях общего освещения, где размер и однородность имеют приоритет над исходной оптической выходной мощностью.

Умное будущее на горизонте: города, построенные на ИИ

Умные города обещают революционные изменения в экономике и обществе. ИИ можно использовать для создания многих аспектов умных городов, включая транспортные системы, устойчивое городское развитие, системы электронного правительства и умные сообщества. В этом блоге мы покажем, как технологии ИИ позволяют создавать умные города.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: