Однажды мы уже говорили 0 о современных источниках света, способных заменить лампы накаливания. Это был разговор о ксеноновых лампах, источником светового излучения в которых является газ. Но чтобы получить ксеноновый свет, как вы помните, нужна целая система.
А вот светодиоды, на первый взгляд, представляют собой простейшие пластиковые цилиндрики с парой запаянных внутрь контактов, имеющих, как правило, весьма причудливую форму. Так ли все просто на самом деле?
ФОТОННЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ
В основе работы любого диода лежат свойства специальных материалов, называемых полупроводниками. Не углубляясь в физику этого явления, отметим, что полупроводники - вещества, которые способны проводить электрический ток, но в отличие от, скажем, металлов не очень хорошо. Кроме того, полупроводники могут быть «отрицательными» (с избытком отрицательно заряженных частиц - электронов) и «положительными» (с недостатком электронов, или, другими словами, избытком положительно заряженных частиц).
Диод представляет собой соединение пластин «положительного» и «отрицательного» полупроводника. На каждой из этих пластин закреплено по электроду. Пока диод не окажется под напряжением, пластины полупроводников взаимодействуют друг с другом следующим образом. На стыке двух пластин отрицательно и положительно заряженные частицы, находящиеся в избытке в той или иной пластине полупроводника, соединяются друг с другом, образуя, таким образом, своего рода «нейтральную» зону, в которой нет свободных электронов. Однако если соединить электроды диода с источником тока (причем электрод «отрицательного» полупроводника должен быть непременно совмещен с отрицательным полюсом источника), то возникает избыток отрицательных частиц с одной стороны и положительных - с другой. Стремясь друг к другу, они «пробивают» нейтральную зону и соединяются, в то время как источник тока снабжает пластины все новыми и новыми частицами. Важно заметить, что если подсоединить источник тока наоборот, частицы начнут стремиться не друг к другу, а к полюсам источника, таким образом движения частиц происходить не будет, а значит, электрический ток не будет проходить через диод, как это происходило в предыдущем примере. Свойство диода проводить ток лишь в одном направлении широко используется в разного рода электронных устройствах, однако нам это свойство важно лишь с тех позиций, что при несоблюдении полярности светодиода при включении его в электрическую цепь он просто не будет светиться!
Возвращаясь к нашим частицам, отметим, что процесс соединения положительных и отрицательных частиц сопровождается выделением энергии в форме освобождения еще одного специфического рода частиц - фотонов. А высвобождение фотонов в большом количестве и есть ни что иное как световое излучение.
Цвет этого излучения определяется свойствами веществ, которые используются для изготовления пластин полупроводников. Разумеется, за время развития светодиодов конструкторы уже давно научились комбинировать применяемые материалы так, чтобы получать самые разные цвета свечения. Светодиодам доступен очень широкий спектр излучения, в частности, весь видимый, а также инфракрасное излучение.
Диод запаивают в сплошную пластиковую колбу, куда также помещается небольшой отражатель, попутно являющийся одним из электродов. Все это делается с одной единственной целью-сконцентрировать световое излучение диода в определенной точке. Сам диод, как правило, настолько мал,что его практически не видно даже при самом ближайшем рассмотрении светодиода. Как правило, вы видите лишь электроды, один из которых имеет причудливую форму тарелки - это и есть отражатель.
ВЕЧНАЯ ЖИЗНЬ. ДОРОГО
Теперь, когда принципы работы светодиода ясны, можно обратиться к рассмотрению преимуществ и недостатков светодиодов в сравнении с традиционными лампами накаливания. Главным преимуществом диодов является, безусловно, их эффективность. В лампе накаливания большое количество энергии уходит в тепло,а значит, на выполнение основной их функции энергии остается меньше. Светодиод при аналогичной с лампой накаливания силе света позволяет снизить потребление энергии более чем на 80%, что означает уменьшение нагрузки на генератор и аккумулятор.
Ресурс светодиодов - более 10000 часов, поэтому они прослужат ровно столько, сколько и сам мотоцикл, разумеется, за исключением случаев механического повреждения. Такой большой ресурс светодиодов важен вдвойне. Во-первых, это очевидное снижение эксплуатационных расходов (не надо тратить деньги на новые лампочки, которые вечно перегорают), а во-вторых, это упрощение эксплуатации (про замену лампочек можно забыть) и конструкции техники (нет необходимости конструктивно продумывать удобство замены лампочек).
Не следует забывать, что светодиоды абсолютно защищены от пыли и влаги, а также не подвержены влиянию вибраций, что опять же означает удобство их эксплуатации. Светодиоды еще и исключительно компактны, что снижает затраты на проектирование фонарей.
Ну и, наконец, важную роль в распространении LED's на светотехнике средств передвижения играет их меньшая инерционность. Светодиод включается на 0,2 секунды быстрее лампы накаливания. Именно поэтому прогресс начался именно со стоп-сигналов, для которых 0,2 секунды выигрыша - весьма ценное преимущество.
Недостатков принято выделять лишь два. Первый - высокая стоимость полупроводников, а следовательно, и самих светодиодов. Второй - проигрыш «галогенкам» и ксеноновым лампам в создании светового потока максимальной яркости. Однако стоимость полупроводников, например, за последнее время существенно упала, именно поэтому мы все чаще и чаще видим светодиоды в бытовой технике. Причем, если раньше они использовались исключительно для индикации, то сейчас они уже вовсю применяются для освещения, например, в портативных фонариках. Есть и третий: невозможность точной фокусировки светового потока, что пока делает невозможным использование LED's в фарах головного света. Но это, судя по всему, вопрос времени и технологий.
Кстати, LED's позволяют без проблем достигать большой температуры света, до этого реализуемой лишь посредством ксеноновых ламп. Это сыграло не последнюю роль в популярности источников головного света для велосипедов, в которых всего три светодиода справляются с функциями мощной «галогенки», продлевая при этом в несколько раз срок службы батареек, а также наделяя излучаемый свет недоступной «галогенке» белизной ксеноновой лампы. Как уже отмечалось выше, на мототехнику светодиоды начали проникать со стоп-сигналов. Дальше идут указатели поворотов, ну а там и до головной оптики недалеко! Однако «в стоке» светодиодами облагорожена светотехника лишь самых свежих моделей. Для владельцев техники более ранних годов выпуска предлагаются, например, специальные «лампочки», имеющие цоколь стандартной лампы, но вместо стеклянной колбы - пластину с набором светодиодов. Похожее решение существует и для указателей поворотов, но тут надо быть осторожным. Сопротивление лампочки влияет на работу реле-прерывателя, обеспечивающего мигание «поворотников».Так вот, зачастую у диодных «лампочек» это сопротивление оказывается меньше необходимого, что нарушает правильную работу реле. Проблему решают либо модификацией самого реле, либо подбором соответствующих «лампочек».
Особенно «неровно дышат» по светодиодам скутеристы. Зачастую они куда больше в мототусовке ценят разного рода hi-tech, но есть у них на это и объективные причины. Крохотные скутерные генераторы имеют, как правило, меньшую мощность, чем хотелось бы. Поэтому, чтобы ее сэкономить для фары головного света (особенно на низких оборотах, когда генератор ко всему прочему еще и не развивает полную мощность), приходится экономнее использовать имеющуюся. Самый простой способ - замена лампы стоп-сигнала (попутно являющейся еще и лампой габаритного огня) на светодиодную. А вообще, на мой взгляд, скутерам бы в первую очередь пришлась «ко двору» головная оптика на светодиодах.
Какие можно сделать выводы? Господство ламп накаливания, как видим, неизбежно сходит на нет. И если в головной оптике светодиоды пока не имеют достаточно сил, чтобы на равных поспорить с ксеноном, то во всей остальной светотехнике на мототранспорте их превосходство налицо. Так что на ближайшую перспективу расстановка сил такова: головной свет - ксенон, а «поворотники»,«стопы» и «габариты» -диоды. Хватит ли сил светодиодам со временем потеснить и сложноватый конструктивно ксенон (а все гениальное - просто), покажет время.