LED क्या है इसके प्रकार, पार्ट्स और उपयोग

आज के दौर में Light के Source में सबसे ज्यादा उपयोग LED का रहा है। त्योहारों, शादियों, पार्टी लगभग हर जगह LED Light का उपयोग किया जाता है इसलिए इस लेख में हम आपको LED के बारे में बताएंगे कि LED क्या है यह काम कैसे करता है और इसके लाभ और हानि क्या है आदि।

LED क्या है

LED का पूरा नाम Light-Emitting Diode होता है। आसान भाषा में कहें तो यह एक Light Source डिवाइस है जो Current के माध्यम से प्रकाश उत्पन्न करता है। LED एक Semiconductor Light Source है। जब करंट LED से होकर गुजरता है तो इसके अंदर जो Electrones और Holes Particles होते हैं वह एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं जिससे लाइट उत्पन्न होती है।

LED आज के समय में बहुत ही महत्वपूर्ण Light Source है। इसका उपयोग अलग-अलग कामों में किया जाता है जैसे की सजावट के लिए, Remote Control Circuit, विज्ञापन इत्यादि। 

LED का इतिहास

LED के बारे में पहली रिपोर्ट 1960 में ब्रिटिश वैज्ञानिक H.J. Round की Marconi Labs में एक Research के दौरान आई थी। जिसमें Silicon Carbide के Crystal और Cat’s Whisker Detector का उपयोग किया गया था। 

इसका आविष्कार 1920 के दशक में रूस में हुआ था, जब 1927 में एक रूसी वैज्ञानिक और अविष्कारक Oleg Losev ने पहली बार जांच की और पहली LED सिद्धांत प्रस्ताव रखा।

1955 में Rubin Braunstein नामक एक अमेरिकी भौतिकी विज्ञानी और शिक्षक ने बताया कि Gallium Arsenide और Semiconductor के अन्य मिश्र धातु से Infrared Emission की सूचना दी।

1962 में Nick Holonyak Jr. नाम के एक अमेरिकी शिक्षक और इंजीनियर ने लाल रंग की पहली Visible Spectrum LED का चित्रण (Demonstration) किया। दिसंबर में Mr. George Crafard नाम के एक अमेरिकी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर ने पहले पीले रंग के LED का आविष्कार किया।

LED के प्रकार

1. Through Hole LED

यह सबसे आम प्रकार का LED है जो अलग-अलग आकारों जैसे 3 मिमी, 5 मिमी और 8 मिमी आकारों में उपलब्ध है। यह LED अलग-अलग रंगों जैसे लाल, नीला, पीला, हरा और सफेद इत्यादि में उपलब्ध है। इस प्रकार के LED आपको बाजारों में आराम से मिल जाएंगे।

2. Surface Mount Light Emitting Diode

Surface Mount Light Emitting Diode या SMD LED एक विशेष प्रकार का LED है जिसे PCB पर आसानी से Surface Mount किया जा सकता है। SMD LED को आमतौर पर उनके आंकड़ों के आधार पर बांटा जाता है। उदाहरण के लिए सबसे आम SMD LED 3528 और 5050 है।

3. Bi Color LED

Bi Color LED जैसा कि नाम से पता चलता है यह LED 2 रंगों को उत्पन्न करते हैं। Bi Color LED में तीन लीड होते हैं आमतौर पर दो एनोड और एक कैथोड। लीड के Configuration के आधार पर अलग-अलग रंग उत्पन्न होते हैं।

4. RGB LED

RGB LED डिज़ाइनर का सबसे पसंदीदा और सबसे लोकप्रिय LED है। यहां तक कि कंप्यूटर के Motherboard, RAM आदि में RGB LED को लागू किया जाता है। इस LED में एक चिप पर तीन LED होते हैं और Pulse Width Modulation (PMW) नामक तकनीक द्वारा, हम रंगों का एक Wide Range का उत्पादन करने के लिए RGB LED के आउटपुट को नियंत्रित कर सकते हैं।

5. High Power LED

1 Watt से अधिक या उसके बराबर Power Rating वाली LED को High Power LED कहा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सामान्य LED में कुछ मिल वाट का बिजली खर्च होता है।

High Power LED बहुत चमकीले होते हैं और अक्सर Flash Lights, Automobiles Headlamp, Spotlight इत्यादि में उपयोग किए जाते हैं। चुकी High Power LED का बिजली खर्च अधिक है इसलिए इसे Cooling और Heatsink के उपयोग की आवश्यकता होती है। इसके अलावा इन LED के लिए Input Current की आवश्यकता बहुत अधिक होती है।

रंग के आधार पर LED के प्रकार

1. White LED

White LED दो प्रकार से बनते हैं। एक तरीका जिसमें तीन रंग लाल, हरा और नीला का उत्पादन करके उन्हें Adjust करना और दुसरे तरीके को Fluorescent कहा जाता है। जिसमें एक Phosphor Coating रंगीन प्रकाश को दूसरे रंगीन प्रकाश में परिवर्तित करती है। 

2. Blue LED

White LED को Blue LED में बदलने के लिए बल्ब में एक Fluorescent Chemical का इस्तेमाल किया जाता है जिसे Gallium Nitride कहा जाता है। Blue LED को Anti Bacteria के लिए सबसे अच्छी LED माना जाता है।

3. Red LED

Red LED Light के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले Material को Gallium Arsenide Phosphorus (GaAsP) कहा जाता है। यह एक Semiconductor Material है।

4. Green LED

कुछ निर्माता Blue LED को Green LED में बदलने के लिए Phosphor का उपयोग करते हैं। High Spectrum Energy को कम Energy में परिवर्तित करने के लिए Phosphor का उपयोग किया जाता है।

रंग बदलते LED

कई बार हमने एक ही LED Light को एक के बाद एक अलग-अलग रंगों के साथ देखा है। इस तरह के LED ज्यादातर सजावटी उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं। यह LED एक अलग Wavelength पर Photons Emits करते हैं। यह Photons रंगीन रोशनी के रूप में दिखाई देते हैं। सभी रंग तीन रंगो लाल, नीले और हरे रंग से उत्पन्न होते हैं।

उदाहरण के साथ समझते हैं :

2 Light के Wavelength को मिलाकर एक दूसरा रंग बनाया जाता है। पीला रंग हरे और लाल रंगों का मेल है। लाल रंग की मात्रा बढ़ाने से नारंगी रंग बनता है। इसी तरह लाल, नीले और हरे रंगों से ही अलग-अलग रंग बनाए जाते हैं। 

LED के पार्ट्स

LED के निम्नलिखित पार्ट्स होते है:-

1. Lens

एक LED में लेंस का उपयोग प्रकाश को समान रूप से Distribute करने के लिए किया जाता है।

2. LED Chip

LED Chip छोटे पीले टुकड़े होते हैं जो प्रकाश उत्पन्न करते हैं। यह धातु के टुकड़े से जुड़े होते हैं।

3. Reflective Cavity

Reflective Cavity एक Surface Cavity है जो प्रकाश की दिशा को बदलती है। यह प्रकाश को अपनी चमक बनाए रखने के लिए Converges करती है।

4. Flat Edge

LED का Flat Edge लीड को मुड़ने से रोकता है। करंट उस लीड से होकर गुजरता है जिससे LED चमकती है।

5. Wire Bond

Wire Bonding एक LED का जरूरी हिस्सा है जो LED Chip को जोड़ता है। यह Lead Frame और Light Emitting Chip के बीच Electric Connection भी प्रदान करता है।

6. Semiconductor Diode

Semiconductor Diode एक P-N Junction है जो अशुद्धियों (Impurities) के साथ Coated है। Impurities इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित (Excite) करती है जिससे LED चमकता है।

7. Terminal

LED के दो Terminal होते हैं जिन्हें कैथोड और एनोड कहा जाता है। कैथोड LED की छोटी लीड होती है जबकि एनोड लंबी लीड होती है।

एक छोटे LED के Components एक LED बल्ब के Components से काफी अलग होते हैं। LED बल्ब कम और High Voltage दोनों पर चल सकते हैं। Voltage जितना अधिक होगा LED बल्ब की चमक उतनी ही तेज होती है।

LED के उपयोग

LED के अलग-अलग उपयोग निम्नलिखित है :

1. Flashlight

LED का उपयोग बड़े पैमाने पर घरों, उद्योगों आदि में Torch के रूप में किया जाता है। ऐसी Flashlight के लिए किसी External Supply की आवश्यकता नहीं होती। इनमें Battery Cell शामिल होते हैं। जो LED को Energy प्रदान करते हैं। हम इन Flashlights को आसानी से चार्ज कर सकते हैं।

2. Traffic Signal

LED तीन मूल रंगों में आते हैं जिनमें लाल, पीला और हरा है। ट्रैफिक लाइट के लिए इन्हीं रंगों का उपयोग किया जाता है। ऐसी LED में रंगों को फिल्टर करने के लिए लेंस की आवश्यकता नहीं होती है।

3. Medical Device

LED का उपयोग अलग-अलग Medical Device में किया जाता है। जिसका उपयोग विभिन्न Medical Problems के इलाज के लिए किया जाता है। जैसे कि त्वचा की देखभाल, Keratosis, घाव भरने, दांत चिकित्सा इत्यादि।

4. Automotive Headlights

LED का उपयोग विभिन्न Automotive Device जैसे कार, साइकिल, ट्रक आदि में Headlights के रूप में किया जाता है। यह LED की रोशनी को एक Direction में फैलाता है। यह बेहतर डिजाइन, ज्यादा सुरक्षा और ज्यादा चमक भी प्रदान करता है।

5. Camera Flash

स्मार्टफोन और कैमरे कम रोशनी की स्थिति में बेहतर फोटोग्राफी के लिए LED Flash का उपयोग करते हैं। इसका मतलब है कि LED Flash Artificial Light के रूप में काम करता है।

6. Imaging Inspection

Industries में Automatic Imaging Inspection के लिए हमेशा तेज रोशनी की आवश्यकता होती है। इसलिए ऐसे कामों में LED का उपयोग किया जाता है। कई Scanner Laser के बजाय Barcode Scanning के लिए Red LED का उपयोग करते हैं।

7. Optical Fibre Communication

Optical Fibre में उपयोग किए जाने वाले दो प्रकार के LED को Surface Emitting और Edge Emitting LED कहा जाता है। LED Optical Fibre के दो शिरो (Ends) के बीच Electric Energy को Light Energy में परिवर्तित करते हैं।

8. Decoration and Advertisement

LED का उपयोग त्योहार, पार्टी, शादी इत्यादि में Decorative Lights के रूप में किया जाता है। इसके अलावा LED का उपयोग विज्ञापन के लिए Board बनाने में किया जाता है।

LED के फायदे

1. Shape

LED छोटे से लेकर बड़े अलग-अलग आकारों में आते हैं। छोटे LED को आसानी से PCB से जोड़ा जा सकता है। यहां PCB का मतलब Printed Circuit Board है। घरों, उद्योग आदि में बड़े LED का उपयोग किया जाता है।

2. Low Energy Consumption

LED Fluorescent और Incandescent Light की तुलना में लगभग 75% कम ऊर्जा की खपत करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि LED, Diode Light से बनता है जबकि अन्य Filament Lights से बनते हैं।

3. Different Colours

LED बिना किसी Color Filter के अलग-अलग रंगों की रोशनी उत्पन्न कर सकते हैं। उपयोग किए जाने वाले LED का सबसे सामान्य रंग सफेद है।

4. Longer Life

Industries के आधार पर LED का जीवन 10 साल तक चल सकता है। यह एक लंबे समय तक चलने वाला Product है। जिसमें Incandescent Light की तुलना में 50 गुना अधिक और Fluorescent Light से 10 गुना अधिक जीवन है।

5. Less Prone to Damage

LED Solid State Device है जो किसी भी बाहरी झटके से Damage होने की संभावना को कम करते हैं।

6. High Intensity

LED में अन्य प्रकार की रोशनी जैसे Fluorescent Halogen की तुलना में High Intensity होती है। LED Circuitry से जितना अधिक करंट या वोल्टेज गुजरता है। इसकी Intensity उतनी ही अधिक होती है। 

7. Directional

Directional का अर्थ है कि LED एक ही दिशा में प्रकाश उत्पन्न करती है जबकि Fluorescent Light Source सभी दिशाओं में प्रकाश उत्पन्न करते हैं। LED की Directional क्षमता के कारण ऊर्जा और प्रकाश की कम खपत होती है।

8. Improved Safety

LED कम वोल्टेज पर प्रभावी ढंग से काम कर सकते हैं। यह किसी भी प्रकार की गर्मी या Polluting Radiations उत्पन नहीं करते हैं। इसलिए घरों या आफिस में LED का उपयोग करना सुरक्षित है।

9. Different Shapes

LED अलग-अलग आकारों में आते हैं जिस कारण हम अपनी आवश्यकता के अनुसार LED को चुन सकते हैं।

10. Reliability

अन्य Light Source की तुलना में LED बहुत अधिक विश्वसनीय होते हैं। यह ठंडे तापमान पर भी काम कर सकते हैं।

LED के नुकसान

1. High Cost

अन्य Light Source की तुलना में LED की लागत अधिक होती है लेकिन हाल के वर्षों में इसके कीमत में गिरावट आई है।

2. Winter Effects

LED अन्य Light Source की तुलना में गर्मी का उत्पादन नहीं करता है। Signal Light में उपयोग की जाने वाली LED Light कोहरे या बर्फ में पूरी तरह से ढक जाते हैं। जिससे कई दुर्घटनाएं हो सकती हैं।

3. Temperature Sensitivity

ज्यादा तापमान में LED का अत्यधिक उपयोग करने से यह अधिक गर्म हो जाते है। इसके लिए Heatsink की आवश्यकता होती है। जो LED से Excess Heat को नष्ट कर देता है जिससे इसका तापमान बना रहता है।

4. Effective On Wild Animal

समुद्र तटों के पास LED Lighting विशेष रुप से गहरे नीले और सफेद रंग के कछुए के बच्चों को भटका सकते हैं।