Phụ kiện

Đèn LED là gì? Tìm hiểu về các loại đèn LED: đặc điểm, cấu tạo, ứng dụng,…

Đèn LED là công nghệ chiếu sáng tiên tiến nhất, sử dụng một thiết bị bán dẫn chuyển đổi điện thành ánh sáng. Bài viết hôm nay sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về đèn LED là gì, đặc điểm cũng như nguyên lý hoạt động để dễ dàng chọn được loại đèn LED phù hợp với nhu cầu.

Đèn LED là gì?

Đèn LED là một công nghệ khá mới và bắt đầu phát triển trong những năm gần đây, sử dụng các điốt phát quang để chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng trực tiếp. Trước đây công nghệ đèn LED chỉ được sử dụng để làm đèn báo hiệu hoặc làm bảng hiệu cho đến khi người ta phát hiện ra công nghệ này cũng là một lựa chọn khả thi trong các ứng dụng chiếu sáng như đèn trong nhà, đèn pin, đèn sân khẩu, v.v.

Vậy bạn có biết LED là viết tắt của từ nào và LED nghĩa là gì không? LED là từ viết tắt của “light emitting diode” có nghĩa là đi-ốt phát quang.

Bóng đèn led là gì?

Bóng đèn LED là một thiết bị chiếu sáng dạng rắn có cấu trúc giống với bóng đèn tiêu chuẩn nhưng sử dụng đèn LED (điốt phát sáng) để tạo ra ánh sáng một màu. Bóng đèn LED đã trở thành nguồn chiếu sáng hiệu quả nhất hiện nay bởi chúng sử dụng năng lượng điện ít hơn tới 90% so với đèn dây tóc và ít hơn 60% so với đèn huỳnh quang

Tìm hiểu về đèn LED

1. Ưu điểm của công nghệ LED là gì?

  • Tiết kiệm năng lượng: đèn LED tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với các loại đèn truyền thống với mức tiết kiệm năng lượng 80-90% so với công nghệ dây tóc hoặc halogen và tới 50% so với đèn huỳnh quang.
  • Tuổi thọ cao hơn: đèn LED có độ bền gấp 2 hoặc 3 lần so với bóng đèn huỳnh quang và hơn 50 lần so với đèn dây tóc. Ví dụ, tuổi thọ thông thường của đèn pin LED siêu sáng là 50.000 giờ trong khi đèn pin sử dụng bóng đèn huỳnh quang có tuổi thọ khoảng 20,000 – 25,000 giờ.
  • Chiếu sáng tức thì: nhiều loại đèn huỳnh quang cần mất một lúc để khởi động và đạt độ sáng tối đa trong khi đèn LED sáng lên ngay lập tức.

  • Thân thiện với môi trường: công nghệ LED có khả năng giảm đáng kể lượng khí thải carbon bởi khoảng 20% ​​điện trên thế giới được sử dụng cho mục đích chiếu sáng, vì vậy việc tìm ra giải pháp tiết kiệm năng lượng sẽ giảm được lượng carbon. Ngoài ra, vì cấu tạo đèn LED không chứa thủy ngân, việc xử lý bóng đèn sau khi sử dụng dễ dàng hơn nhiều.
  • Nhiệt lượng thấp hơn: không giống như bóng đèn dây tóc, đèn LED không gây ra nhiệt ở dạng bức xạ hồng ngoại, làm cho chúng phù hợp hơn để chiếu sáng các vật dụng nhạy cảm với nhiệt như tác phẩm nghệ thuật hoặc thực phẩm. Vì cấu tạo bóng đèn LED phát ra ít nhiệt hơn nên chúng cũng an toàn hơn so với bóng đèn truyền thống, giảm nguy cơ hỏa hoạn do bóng đèn nhiệt độ cao gây ra.

2. Nhược điểm của đèn LED

  • Giá cao: mặc dù có nhiều lợi ích và ưu điểm vượt trội, một số người vẫn có thể không chọn mua bóng đèn LED do giá cao. Giá của đèn LED tuy đã giảm dần trong những năm gần đây, nhưng nó vẫn còn cao so với các loại đèn khác.

  • Chất lượng màu sắc của ánh sáng: đèn LED tạo ra ánh sáng trắng bằng cách sử dụng điốt có nhiều màu sắc khác nhau. Khi tất cả các điốt được chiếu sáng cùng nhau, ánh sáng trắng được tạo ra. Do sử dụng nhiều điốt có màu khác nhau, ánh sáng trắng thường chuyển sang màu xanh khi dùng dài lâu. Khi chip LED trong đèn bắt đầu xuống cấp, chất lượng màu cũng sẽ bị giảm và phát ra ánh sáng kém.
  • Nhiệt độ: đèn LED khá nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu đèn LED được sử dụng ở vị trí có nhiệt độ nóng, điều này có thể khiến đèn bị quá tải và hỏng. Vì vậy mà đèn LED thường được đặt ở những vị trí mát để tránh ảnh hưởng độ bền của đèn.

3. Cấu tạo của đèn LED

Cấu tạo đèn LED chiếu sáng tiêu chuẩn sẽ bao gồm 6 phộ phận sau:

Lăng kính

Vì đèn LED là loại ánh sáng chiếu ở một hướng nhất định nên cần phải có lăng kính hoặc chụp tán xạ để giúp phân bố ánh sáng đều với góc chiếu sáng rộng hơn. Lăng kính cũng giúp đèn LED có hình dáng và đặc điểm giống bóng đèn truyền thống. Thông thường người ta hay sử dụng lăng kính bằng nhựa để hạn chế vỡ.

Chip LED (LED module)

Có thể bạn đã từng nghe về đèn led 2 tim hoặc 3 tim khi sửa xe máy hoặc ô tô. Vậy 2 tim, 3 tim có nghĩa là gì? Từ “tim” ở đây thật ra là dùng để chỉ chip của đèn LED. Chip đèn LED là bộ phận giúp tạo ra ánh sáng. Trong cấu tạo đèn LED siêu sáng, chip đèn là những mảnh LED nhỏ màu vàng gắn liền với một miếng kim loại, được gọi là PCB (mạch in).

Bộ tản nhiệt

Bộ tản nhiệt là miếng kim loại nằm dưới những chip LED. Bộ tản nhiệt này sẽ dẫn nhiệt ra khỏi đèn LED để giúp kéo dài tuổi thọ cũng như không làm ảnh hưởng đến hiệu suất của đèn.

Bảng điều khiển

Các bảng điều khiển, cũng được gọi là mạch in là bộ phận giúp dẫn điện từ các ổ cắm và điều khiển đèn LED bật và tắt, hoặc thậm chí thay đổi màu sắc. Bảng mạch cũng bảo vệ đèn LED khỏi điện áp quá tải hoặc biến áp. Mạch đèn LED chiếu sáng thường được thiết kế để hoạt động với điện áp thấp (12-24V), nhưng nhiều loại LED cũng có thể chịu được điện áp cao (120-277V).

Lớp vỏ bảo vệ

Trong cấu tạo của LED, lớp vỏ bảo vệ là nơi sẽ chứa toàn bộ các bộ phận của đèn LED, thường bao gồm 2 lớp: một lớp nhôm tản nhiệt và lớp nhựa bên ngoài. Lớp vỏ này không chỉ bảo vệ đèn LED khỏi các yếu tố bên ngoài mà còn hỗ trợ tản nhiệt và giữ nhiệt độ của đèn LED trong tầm kiểm soát.

Đui đèn

Là bộ phận giúp kết nối đèn LED đến nguồn điện.

Nguyên lý hoạt động của đèn LED

Nguyên lý đèn LED hoạt động hoàn toàn khác với bóng đèn dây tóc hoặc đèn huỳnh quang. Đèn LED hoạt động bằng cách sử dụng hai vật liệu bán dẫn được sắp xếp khéo léo giữa các điện cực. Khi chất bán dẫn loại P được kết nối với điện cực dương và chất bán dẫn loại N được kết nối với điện cực âm, các electron được kích hoạt và bắt đầu chạy từ cực âm sang cực dương. Khi các electron tích điện âm này di chuyển ngang qua các hạt tích điện dương, chúng sẽ tạo ra ánh sáng. Quá trình này còn được gọi là phát quang điện.

Các chất bán dẫn được sử dụng trong mạch đèn LED chạy là:

  • Loại P – chất bán dẫn có nhiều lỗ trống hoặc có các hạt tải điện mang điện tích dương
  • Loại N – chất bán dẫn có nhiều electron hoặc có các hạt tải điện mang điện tích âm

Thông thường vật liệu dẫn điện được sử dụng trong đèn LED là AIGaAs hoặc Aluminium-Gallium-Arsenide. Số lượng và vật liệu sử dụng làm chất bán dẫn sẽ xác định màu ánh sáng vì tất cả các vật liệu dẫn điện đều tạo ra các photon có bước sóng khác nhau, từ đó có ảnh hưởng đến màu sắc của đèn.

Các loại đèn LED và ứng dụng của chúng

Đèn LED trước đây được dùng để trang trí nhà, xe, cây cối hoặc làm bảng hiệu, đèn hiệu. Tuy nhiên trong những năm gần đây, cấu tạo LED đã được cải tiến theo nhiều cách khác nhau để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Dưới đây là một số loại đèn LED được sử dụng phổ biến và ứng dụng của chúng:

Đèn pin siêu sáng

Đèn LED thường được sử dụng trong nhiều kiểu từ đèn pin cầm tay đến đèn pin đội đầu nhờ khả năng chiếu sáng tốt và tuổi thọ cao. Đèn pin sử dụng công nghệ LED được chứng mình là phát sáng hiệu quả hơn đáng kể so với đèn dây tóc – đèn LED trắng chiếu sáng được 100 lumens/ watt trong khi đèn dây tóc chỉ đạt 8-10 lumens, watt của bóng đèn sợi đốt nhỏ.

Đèn pin sử dụng LED cũng có hiệu quả cao trong việc tạo ra ánh sáng màu so với đèn dây tóc và huỳnh quang. Đèn pin LED thường chứa nhiều chip đèn LED khác nhau để dễ dàng tạo ra ánh sáng trắng và ánh sáng màu với mục đích báo hiệu, kiểm tra hoặc để theo dõi dấu vết máu của động vật, v.v.

Đèn LED thu nhỏ

Với đường kính bóng đèn dưới 3 mm, các đèn LED mini này chủ yếu được sử dụng làm đèn hiệu trong các thiết bị điện như điện thoại di động, TV, điều khiển từ xa, đèn pin mini gắn trên móc khóa, v.v. để tạo ra chùm ánh sáng chiếu xa nhỏ gọn và hiệu quả. Loại đèn LED tiện dụng này có thể sử dụng trong các bảng mạch khác nhau.

Đèn LED hiệu chỉnh (AS-LED)

Loại đèn LED được tùy chỉnh theo ý muốn khách hàng để đáp ứng nhu cầu của họ. Hiện được sử dụng trong các ứng dụng như đèn chiếu sáng trong khu vực hàng không, đèn led 3 tim cho ô tô, bảng quảng cáo, chiếu sáng nhà cửa, tín hiệu giao thông, đèn flash camera, v.v.

Đèn LED dây

Đèn LED dây là những chip đèn LED công suất cao được gắn trên bảng mạch linh hoạt. Loại đèn LED dây này thường được dùng để trang trí vườn, tường hoặc chiếu sáng cầu thang, ranh giới tuyến đường hoặc lối thoát hiểm.

Đèn LED phản xạ

Loại đèn LED phản xạ này được ra đời với mục đích chiếu sáng một khu vực rộng lớn chỉ với một bóng đèn. Đèn LED này được thiết kế với mô hình chùm tia sáng đều với mức tiêu thụ năng lượng ít, phù hợp để sử dụng nơi lưu trữ hàng hóa và vật liệu nhạy cảm với bức xạ UV

Đèn LED âm trần

Đèn LED âm trần có thể điều chỉnh độ sáng và cung cấp ánh sáng rất tinh vi. Nó đi kèm với thiết kế đẹp và chuyên nghiệp để phù hợp sử dụng tại nơi làm việc của bạn.

LED chiếu điểm

Kích thước khác nhau của các đèn chiếu điểm LED giúp cung cấp giải pháp chiếu sáng tốt nhất để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Đây là lựa chọn tốt nhất cho những ai đang có nhu cầu tìm mua loại đèn có độ sáng cũng như tuổi thọ cao. LED chiếu điểm thường được dùng trong đèn pin chiếu xa, các phòng trưng bày lớn hoặc  sự kiện ngoài trời.

Đèn LED nến

Bóng đèn LED nến là lựa chọn lý tưởng khi bạn cần trang trí nhà cửa hoặc phòng trưng bày. LED nến được đặt tên như vậy vì chúng có hình dạng giống như ngọn lửa nến. Một số loại LED nến có thiết kế bắt mắt hơn chẳng hạn như bóng đèn chùm, có đầu nhọn, để làm cho chúng trông giống như một ngọn lửa. Bạn cũng có thể điều chỉnh mức độ ánh sáng của đèn để tạo ra bầu không khí hoàn hảo.

Đèn LED-G

Bóng đèn LED-G là lựa chọn tốt nhất cho những người không thích đèn LED nến. Bóng đèn LED-G thường được sử dụng trong các thiết kế đèn chùm, chiếu sáng phòng tắm, sử dụng trong đèn lồng và cho quạt trần. Bóng đèn LED-G có thể điều chỉnh độ sáng và giúp giảm mức tiêu thụ điện.

Đèn LED ống

Đèn LED ống thường mỏng hơn và ngắn hơn so với đèn ống huỳnh quang. Nó rất dễ lắp đặt và không tạo ra quá nhiều nhiệt, nên thường được sử dụng trong văn phòng, phòng hội nghị lớn và ngay cả trong nhà. Bên cạnh đó, đèn LED ống thân thiện với môi trường và có tuổi thọ cao hơn nhiều so với đèn ống huỳnh quang cũng như không phát ra bất kỳ tia UV nào.

Đèn LED công nghiệp

Đèn LED sử dụng trong các ngành công nghiệp được thiết kế với cấu trúc bền hơn và tuỏi thọ cao hơn, đồng thời giảm chi phí sử dụng điện. Loại đèn LED này có hình dạng và kích thước khác nhau phù hợp với nhu cầu của khách hàng.

Đèn sân khấu LED

Có ba loại đèn sân khấu LED là đèn PAR (để rọi sáng phông cảnh), đèn striplight (đèn viền) và đèn moving head (loại đèn quay 360 độ với nhiều hiệu ứng). Ba loại đèn LED sân khấu này đáp ứng tất cả nhu cầu ánh sáng trên sân khấu.

Hướng dẫn cách chế tạo đèn LED

Chắc hẳn bây giờ bạn đã hiểu đèn LED là gì cũng như những ứng dụng tuyệt vời của LED trong đời sống hàng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, giá đèn LED thực sự không hề rẻ tí nào hoặc nếu bạn muốn tự tay chế tạo một chiếc đèn nhỏ cho riêng mình thì phần thông tin tiếp theo sẽ hướng dẫn bạn cách chế đèn LED chạy bằng pin cực kì đơn giản và có thể thực hiện ngay tại nhà!

Vật liệu cần chuẩn bị để làm đèn LED:

  • Pin 9V
  • Bóng đèn LED nhỏ
  • Điện trở
  • Thiết bị hàn
  • Nút công tắc

Đèn LED có thể được chế tạo bằng cách sử dụng một mạch đơn giản với đèn LED, bao gồm điện trở và pin. Sau khi các đèn LED được hàn lại với nhau cùng với pin, bạn có thể được đặt chúng trong tất cả các loại vỏ nhựa. Các điện trở, được sử dụng để điều chỉnh dòng điện qua đèn LED bởi vì nếu không có điện trở kiểm soát có thể gây ra thiệt hại nặng cho đèn LED của bạn.

Bước 1 – dùng 1 đầu của điện trở 1K ohm và kết nối với đường dây màu đỏ trên giá đỡ pin.

Bước 2 – hàn đầu còn lại của điện trở vào cực dương của đèn LED. Đầu cực dương của điện trở thường dài hơn đầu cực âm.

Bước 3 – kẹp đường màu đen của ngăn chứa pin vào một công tắc nhấn. Hàn đầu còn lại của một nút công tác ở cực âm đèn LED.

Bước 4 – lắp pin với giá đỡ pin. Khi bạn nhấn nút công tắc, đèn LED sẽ sáng lên.

Bước 5 – nếu bạn có nhu cầu gắn đèn LED vào hộp chứa, bạn cần tháo pin trước khi lắp đặt vào hộp chứa. Như vậy là bạn đã biết cách làm đèn LED chiếu sáng rồi đấy. Bạn cũng có thể áp dụng cách này để tự tay làm một chiếc đèn pin thu nhỏ tại nhà.

Hoặc nếu bạn muốn tự làm một chiếc đèn pin đa năng, bạn cần phải chuẩn bị thêm sơ đồ mạch điện đèn pin LED, mạch đèn pin, và loại bóng đèn LED phù hợp với nhu cầu chiếu sáng.

Trên đây là những thông tin về đèn LED là gì mà mình tổng hợp được cũng như các ưu, nhược điểm và ứng dụng của công nghệ tiên tiến này. Hi vọng bài viết này sẽ phần nào giúp giải đáp những thắc mắc của bạn về đèn LED!

Tags
Xem tiếp

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Close
Close