בשנים האחרונות הפכו פנסי LED לנפוצים יותר ויותר באופנועים וקטנועים – לשדרוג המראה, לעמידות לאורך זמן ולתאורה טובה יותר. במאמר זה נבין מה היתרונות בשימוש בנורות LED, ומה ההבדלים בין מקורות האור הנפוצים לבין נורות LED.
נורת LED (ר"ת Light-Emitting Diode – דיודה פולטת אור) היא מקור אור אלקטרוני בצורת התקן מוליך למחצה (Semi-Conductor), הפולט אור כתגובה למעבר זרם חשמלי דרכו. מבנה הנורה שונה באופן מהותי ממקורות האור הקונבנציונליים בכך שאין בנורה חוט להט או גז כמו בנורה רגילה, והיא אינה בנויה משפופרות זכוכית רגישה ושבירה.
הדיודה, בתצורת מוליך למחצה, מאפשרת לזרם חשמלי לזרום בה בכיוון אחד בלבד – כמו שסתום חד-כיווני, רק של זרם חשמלי. הדיודה בנויה מחיבור של שני חומרים שונים במקצת, בצורה המכונה צומת P-N . החומר מסוג P מכיל מטען חיובי עודף (עני באלקטרונים), בעוד המרכיב השני הוא מסוג N ומכיל מטען שלילי עודף (אלקטרונים). כאשר מופעל מתח חשמלי קדמי על התקן מוליך למחצה בעל צומת P-N, האלקטרונים נעים לכיוון החיובי (P) ואילו המטען החיובי נע הפוך (N). כתוצאה מכך מתאחדים שני המטענים בנקודת הצומת, ופולטים אנרגיה בצורת פוטונים. למעשה, כל הדיודות נחשבות כפולטות פוטונים, אך לא בהכרח פולטות אור. החומר המשמש את הדיודה פולטת האור (כאמור, נורת ה-LED) הוא חומר ייעודי שגורם לפליטת פוטונים באורכי גל בתחום הנקלטים לעין האנושית. חומרים מסוגים שונים מחוללים פליטת פוטונים באורכי גל שונים, דבר המתבטא כאור בגוונים שונים, אולם לאופנועים וקטנועים משתמשים ב-LED יחיד המפיק אור באורכי גל קצרים כגון כחול או אולטרה סגול (UV), בשילוב של ציפוי זרחני צהוב אשר יוצר את האור הלבן הבוהק.
יעילות אורית ונצילות
יעילות אורית (לומן לוואט – lm/W) מבטאת את היחס בין עוצמת האור (לומן – יחידת מידה פוטומטרית למדידת עוצמת אור הנקלטת על-ידי עין אנושית) שמתקבל ממקור אור או מגוף תאורה, לבין האנרגיה החשמלית הנדרשת כדי להפיקו (וואט – יחידת הספק). נצילות מבטאת באחוזים את כמות האור המופק מגוף התאורה ביחס לאור שמפיק מקור האור המותקן בו, כלומר כמה מהאנרגיה החשמלית אובדת בצורת חום. מתחילת העשור חל שיפור ניכר ביעילות האורית של נורות LED, לרבות במכלולים שלמים של גופי תאורת LED. אם בתחילתו טווח היעילות האורית של גופי תאורת לד נעו בתחום של 110-60 לומן לוואט, עכשיו כבר מצליחים להגיע ליעילות אורית של כ-200 לומן לוואט.
העוצמה נמדדת בקלווין (K), שהיא יחידת מידה לטמפרטורת האור ומתייחסת לגוון ורמת האור וההפצה שלו כלפי חוץ. אופנועים עובדים על דרגת טמפרטורת האור הנמוכות יותר, אשר נעות בטווחים שבין 6500K-6000K ומספקות גוון לבן קר ובוהק או אף כחלחל (תאורה ביתית עובדת על טווחים של 3000K ונקראת WARM WHITE עם גוון צהבהב יותר).
השפעות הטמפרטורה על היעילות וחסרונות ה-LED
פעולה תקינה של ה-LED תלויה מאוד בטמפרטורה שבה היא נמצאת, דבר שמהווה את אחד מחסרונותיה – בעיקר בכלי רכב. בטמפרטורה גבוהה מדי, אורך חיי ה-LED מתקצר והבהירות יורדת. עם זאת, בטמפרטורה נמוכה מאוד, עוצמת הבהירות של ה-LED עולה ואורך החיים גדל. התקני תאורת LED טובים אמורים לסלק את החום העודף באמצעות רכיב פינוי חום ייעודי (Sink Heat) בנקודת הצומת P-N – שם מתבצעת המרת האנרגיה החשמלית לאור הנראה לעין.
כאשר טמפרטורת הצומת (Tj) עולה, תפוקת האור ותוחלת החיים של הנורה יפחתו. למעשה, שלושה גורמים משפיעים על טמפרטורת הצומת: עוצמת הזרם החשמלי דרכו, מערכת הקירור של ההתקן וטמפרטורת הסביבה שבה מותקן ההתקן. בנורות LED לרכבים מותקן גם רכיב קירור חיצוני, אשר מחובר למעטפת ההתקן או מהווה חלק מהמעטפת או מגוף התאורה.
מאפייני הנורה הנקובים מוגדרים על-ידי יצרניות הנורות בתנאי טמפרטורת צומת של 25 מעלות צלזיוס. אולם בפועל, טמפרטורת הצומת של התקן LED אשר נמצא בטמפרטורת חדר ואשר לו מערכת קירור טובה, תהיה 90-60 מעלות צלזיוס – משמעותית הרבה יותר גבוהה בכלי רכב. זה, אגב, מבטא את אחד מחסרונותיו של ה-LED. חסרון נוסף הוא הסיכון בסנוור התנועה הנגדית בשל ריכוז אור רב באורכי הגל הכחולים שבספקטרום ה-LED הלבן, וכן בגלל שהאור של ה-LED מרוכז מנקודה אחת קטנה.
בתאורת LED אין אפשרות להחליף נורה שרופה או פגועה, זאת מכיוון שה-LED הוא רכיב במעגל מודפס ואין אפשרות להחליף דיודות – לעומת נורה חשמלית, שהיא רכיב במעגל חשמלי ובת החלפה. משמעות הדבר הוא שגוף תאורה שמבוסס על LED יחזיק עד שהדיודות שבו יסיימו חיים ואז יפסיק לשרת אותנו – גוף חד פעמי.
סוגי תאורה נוספים
הלוגן – נורת להט עם זכוכית קריסטל דקה, חזקה ועמידה בחום הרב הנפלט. אל תוך חלל הנורה משחילים גז הלוגן לפני האיטום ומקבלים בתמורה נורה בוהקת וחזקה. זוהי תצורה פשוטה, אמינה, זולה וניתנת להחלפה, אך עם תוחלת חיים נמוכה.
קסנון – במקום נורת להט יש תרכובת גזים המוצתים על-ידי מתח החשמלי שמופעל. זה מייצר אור בהיר, חזק וחסכוני. בצד השלילי זוהי מערכת מסורבלת, יקרה ורגישה ללכלוך שמפזר את אלומת האור.
לייזר – קרני לייזר מוקרנות אל מערך של מראות לכיוון זכוכית שבתוכה כלוא גז, אשר בתורו מתחמם והופך לבוהק חזק במיוחד. מערכת יקרה מאוד שקיימת למשל ברכבי הפאר של ב.מ.וו.
אז האם מותר להתקין נורות LED באופנוע שלנו?
אפשר לכתוב שתאורת LED שינתה את עולם התאורה – החל מסימון וכלה בהארת פנים וחוץ. היתרונות רבים וכוללים יעילות גבוהה, ידידותיות לסביבה, עלות יחסית נמוכה, משך חיים שימושי ארוך ביחס לזה של מקורות האור האחרים, היא אינה פולטת קרינה, נטולת כספית, נחשבת ידידותית לסביבה ונראית טוב.
לגבי התקנת תאורת LED חליפית על האופנוע, אזי הדבר מוגדר כ'שינוי מבנה' ומחייב אישור משרד התחבורה. במידה ולא עשיתם את התהליך הזה, הדבר עשוי לגרום לקבלת קנס ואף הורדה מהכביש, וכמובן שעם נורת LED שאינה מקורית, האופנוע עלול שלא לעבור מבחן רישוי שנתי (טסט). אתם יכולים להתנחם בכך שבשנים הקרובות הרוב המכריע של האופנועים והקטנועים החדשים יגיעו עם תאורת LED היקפית מקורית מהיצרניות.
