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创客科普|带你走进色彩斑斓的LED灯世界

红棉创客空间 2020-11-16 08:43:29
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夜幕落下,华灯初上,大街上的广告牌亮起色彩亮丽的灯光;街道两旁的数目挂起一串串如流星般的景观灯;打开家门,温暖的灯光亮起......灯光,无处不在,随着科技的日新月异,LED灯也逐渐走入我们的视野,加入到我们的生活中变得不可或缺。而在创客的作品中,LED更是常用于输出信号控制设计。下面,让我们走进LED的世界,了解更多。

    LED   灯    
外文名:Light Emitting Diode
别名:发光二极管
发明时间:二十世纪60年代
用途:照明、广告灯、指引灯、屏幕......
LED灯

Light Emitting Diode
  原  理   
发光二极管——一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
单色LED灯
彩色LED灯
  发展历史   
20世纪60年代初——科技工作者利用半导体PN结发光的原理,研制成了LED发光二极管。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的光视效能约0.1流明/瓦。
70年代中期到90年代初,引入元素In()和N(氮),光视效能也提高到1流明/瓦。出现了GaAlAs(镓铝砷)的LED光源,使得红色LED的光视效能达到10流明/瓦。GaAlInP和GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光视效能得到大幅度的提高。
进入21世纪,前者做成的LED在区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光视效能可以达到50流明/瓦。而以照明为主要用途的白色光LED也在2000年以后才发展起来。
  优 点   
1、节能:白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4。
2、长寿:寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓"一劳永逸"。
3、可以工作在高速状态:节能灯如果频繁的启动或关断,灯丝就会发黑,很快的坏掉,而LED灯是利用半导体材料,所以更加安全。
4、环保:不含铅、汞等污染元素的有害物质。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装,不用厂家回收都可以通过其它人回收。
LED灯具已迅速发展并普及
应用领域
1、信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域(交流电源指示灯、交流开关指示灯、交流电源插座指示灯、保险管座指示灯等),约占LED应用市场的4%左右。
2、显示应用:指示牌、广告牌、大屏幕显示等,LED用于显示屏幕的应用约占LED应用的20%—25%,显示屏幕可分为单色和彩色。
3、照明应用:
(1)便携灯具:手电筒、头灯、矿工灯、潜水灯等;
(2)汽车用灯:高位刹车灯、刹车灯、转向灯、倒车灯等,大功率的LED已被大量用于汽车照明中。
(3)特殊照明:太阳能庭院灯、太阳能路灯、水底灯等;由于LED尺寸小,便于动态的亮度和颜色控制,因此比较适合用于建筑装饰照明。
(4)背光照明:普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等,LED作为手机显示的背光源是LED应用最广泛的领域。
(5)投影光源:投影仪用RGB光源。
(6)普通照明:各类通用照明灯具、照明光源等。
Studio Drift作品Flylight
 延 伸 
    荷兰新锐团体Studio Drift ,在大自然植物的反应机制中得到启发,将这种大自然的互动方式于LED灯具相结合,创造了几组相当震撼的灯光装置,灯具从设计到制作耗时数年。这种一丝不苟的创客精神也是对匠人精神的延伸与发展。
作品“fragile future”,艺术家采用特殊技术将娇弱的蒲公英与LED灯组合起来
当LED灯遇上创客,会迸发出那些火花呢?创客们巧妙地利用LED灯的指示和照明的优点,将LED灯加入编程,使其更有生命力。
说起LED作品,要数祖国六十诞辰在国庆联欢晚会上登场的“光立方”。光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成,发光树就是由这些看起来不起眼的LED灯组装起来,可谓是量到质变的飞跃。每一棵发光树的LED管通过电脑操作可以变换7种颜色,“树”的高度也可以变换且左右摇摆。
网络上很多创客都自己动手做一个属于自己的光立方
红棉创客空间导师曾祥潘老师的作品。激光切割与LED灯的融合
红棉创客空间导师简子洋老师的作品。3D打印笔与LED灯相结合。
此文由红棉创客综合网上资源采编重构而成
 

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