LED’ler şu anda modern motorlu taşıtlarda klasik akkor ampullerin yerini almaktadır. Sadece yüksek bir ışık verimliliği ve daha fazla güvenlik sunmakla kalmaz, aynı zamanda daha fazla tasarım özgürlüğü ve yüksek bir enerji tasarrufu potansiyeli sunar. Teknolojiye ilgi duyanlar, motorlu taşıtlarda LED teknolojisinin temelleri hakkındaki bilgiye olan açlıklarını bu sayfadan giderebilirler. Ayrıca, modern LED farları ayarlarken nelere dikkat etmeniz gerektiğini de öğrenebilirsiniz.
Işık yayan diyot, lüminesans diyot veya kısaca LED olarak adlandırılır. LED, elektrik enerjisini ışığa dönüştürdüğü için “Light Emitting Diode” (ışık yayan diyot) anlamına gelir. Fiziksel açıdan, iletkenlik değeri iletken olan (örneğin metaller, su, grafit) ve iletken olmayan (örneğin metaller, cam, ahşap) malzemeler arasında bulunan bir soğuk ışık kaynağı ve optoelektronik alanının elektronik bir yarı iletken bileşenidir.
Işık yayan diyotların farklı tipleri ve tasarımları vardır. Uygulama alanına göre yapı, güç ve kullanım ömrü açısından farklılık gösterirler. En önemli LED’ler şunlardır:
Bacaklı ışık yayan diyotlar, tüm LED’lerin öncüsüdür ve çoğunlukla kontrol amaçlı kullanılırlar. Günümüzde, birkaç LED’in bir kombinasyonu olarak LED spot ışıklarında, floresan tüplerde veya modüllerde kullanılmaktadırlar. 3, 5 ve 10 mm boyutlarında mevcuttur. Bacaklı bir LED’in negatif kutbu olan katot, anottan (pozitif kutup) daha kısa olması ve plastik kaplamanın düzleştirilmiş olması ile ayırt edilebilir. Işığın çıkış açısı, gövdenin mercek şekli ile tanımlanır.
Basit bacaklı LED’lerden daha güçlü olan SuperFlux LED’ler, dört adede kadar çipe (yarı iletken kristaller) sahiptir. Yaygın olarak kullanılan modeller arasında “Piranha” ve “Spider” bulunmaktadır. Geniş bir hüzme açısıyla ayırt edilirler ve ışık geniş bir alana yayıldığı için, özellikle alan aydınlatması için kullanılırlar. Ayrı ayrı kontrol edilebilen dört kontak sayesinde iyi bir ısı dağılımı sağlanır. High Flux’un yapısı uzun bir kullanım ömrü sağlar ve onları evrensel olarak kullanılabilen verimli bir ışık kaynağı yapar.
SMD, “Surface Mounted Device” (yüzeye monteli cihaz) demektir ve bu diyotun yüzeye monte edilen alanda kullanıldığı anlamına gelir. SMD LED’ler genellikle üç ila dört çipten oluşur ve ilgili baskılı devre kartına veya bağlantı yüzeyine lehimlenmiş lehim kontaklarına sahiptir. Akım yoğunluğu açısından nispeten duyarsızdırlar ve bu nedenle yoğun bir şekilde parlayabilirler. SMD LED’lerin sayısız versiyonu vardır. Boyut, gövde şekli ve ışık akısı şiddeti değişken olarak seçilebilir. LED floresan tüplerde veya modüllerde diğer SMD ışık yayan diyotlarla birlikte kullanılırlar. Otomotiv endüstrisinde, öncelikle sinyal, fren veya gündüz sürüş farları için kullanılırlar.
Yüksek güçlü LED’ler, optimum çalışma koşullarında 1000 mA’lık akımlarla çalıştırılabilen güçlü ve sağlam ışık yayan diyotlardır. Genellikle metal çekirdekli baskılı devre kartlarında kullanılırlar. Sıra dışı tasarımları, termal yönetim konusunda artan talepleri beraberinde getirmektedir.
Chip On Board (COB) LED, en gelişmiş ışık yayan diyottur. Doğrudan devre kartına bağlı olduğu için bu ismi almıştır. Bu, çiplerin tamamen otomatik olarak altın kaplama baskılı devre kartına sabitlendiği “demetleme” yardımıyla elde edilir. Karşı kutba temas, altın veya alüminyumdan yapılmış bir tel aracılığıyla yapılır. COB LED’lerde reflektör veya lens optiği kullanılmadığından, yayılan ışığın hüzme açısı çok büyüktür. COB teknolojisinin en büyük avantajları, yüksek aydınlatma gücü, homojen aydınlatma ve geniş uygulama alanlarıdır.
LED, yüksek satın alma maliyetleri nedeniyle şimdiye kadar otomotiv sektöründe sadece premium segmentte kullanılsa da uzun vadede standart hale gelecektir. Ekonomik yönlere ek olarak, standart olarak LED’lerin takılması için teknik nedenler vardır.
Işık yayan diyotlar, işlevsellikleri, teknik performansları ve optimum aydınlatma sonuçlarıyla etkileyicidir. Enerji kaynaklarının korunmasını destekler ve trafikte daha fazla güvenlik sağlarlar. Ayrıca, gün ışığına benzer ışık rengi, hoş ve subjektif olarak arttırılmış bir ışık algısı sağlar.
Aydınlatmalar ve farlar için LED pazarı uzun vadede iki yönde gelişmeye devam edecektir: Bir yandan, premium segment daha fazla önem kazanacak ve bu da mükemmel ışık çıkışı ile yüksek işlevsellik gerektirecektir. Öte yandan, ekonomik ve ekolojik olarak motive olan sektör daha fazla teşvik edilecektir, bu da sadece düşük enerji tüketimi değil, aynı zamanda uygun maliyetli çözümler gerektirmektedir. Çok gelişmiş, işlevsel, ekonomik - LED’ler birçok seçenek sunar.
Işığı belirli bir yöne yönlendirmenin farklı yöntemleri vardır. Otomotiv aydınlatmasında ışığı yönlendirmenin en önemli yöntemleri yansıma, kırılma ve hibrittir (yansıma ve kırılma kombinasyonu).
LED’ler yalnızca çok az akım gerektirdiğinden, izin verilen ileri akımın yalnızca bir kısmını (birkaç mA) aldıklarında zaten yanarlar. Bu genellikle yeterli ışık sağlamak için yeterlidir. Daha önce de belirtildiği gibi, uygulama alanına bağlı olarak LED’leri çalıştırmanın farklı yolları vardır. Bu olasılıklardan üçü aşağıda listelenmiştir.
Termal yönetim, ışık yayan diyotların kullanımında belirleyici bir rol oynar, çünkü bu bileşenler ısıya çok hassas tepki verirler.
Işık yayan diyotlar, ışık yayarken neredeyse hiç UV veya IR radyasyonu yaymadıkları için, soğuk ışık kaynaklarıdır. Yayılan ışık soğuktur ve aydınlatılan nesneleri ısıtmaz. Bununla birlikte LED, ışık oluşturma süreci boyunca ısınır. Enerjinin %85’e kadar olan kısmı ısıya dönüştürülür. Sıcaklık ne kadar düşük olursa, LED o kadar parlak ve uzun süre yanar. Bu nedenle, uygun bir soğutmanın sağlanmasına mutlaka dikkat edilmelidir. Farlar veya lambalar için LED tarafından üretilen ısıya ek olarak, motordan gelen ısı veya güneş ışığı gibi diğer ısı kaynakları da dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, LED’e ve kullanım amacına bağlı olarak, günümüzde ısı transferini veya dağılımını artırmak için farklı teknikler kullanılmaktadır.
Işık yayan diyotlar birçok açıdan ikna edicidir. Satın alma maliyetleri normal akkor ampullerden veya halojen ampullerden daha pahalıdır, ancak kullanımları kısa sürede kendini amorti eder. Özellikle otomotiv endüstrisi LED’in olumlu özelliklerini kullanmakta ve aşağıdaki avantajlarından dolayı LED'i yeni araçlarda giderek daha fazla kullanmaktadır:
| Işık kaynağı | Işık akısı [lm] | Verimlilik [lm/W] | Renk sıcaklığı [K] | Işık yayan diyot [Mcd/m2] |
| geleneksel akkor ampul W5W | ~ 50 | ~ 8 | ~ 2700 | ~ 5 |
| Halojen ampul H7 | ~ 1100 | ~ 25 | ~ 3200 | ~ 30 |
| Gaz deşarjı D2S | ~ 3200 | ~ 90 | ~ 4000 | ~ 90 |
| LED 2,5 Watt | ~ 120 (2010) ~ 175 (2013) | ~ 50 (2010) ~ 70 (2013) | ~ 6500 | ~ 45 (2010) ~ 70 (2013) |
Çevre koruma ve artan yakıt fiyatları, enerji tasarrufu konusunun günümüzde hiç olmadığı kadar önemli olduğunu gösteren en güçlü iki argümandır. Günümüzde, yeni araç alımlarının ana odağı net bir şekilde yakıt tüketimidir. Bununla birlikte, çoğu zaman, araç aydınlatmasının enerji tüketimi açısından tasarruf potansiyeli göz ardı edilir.
| Araç konfigürasyonu (Far/Arka lamba) | Yakıt tüketimi [l/100 km] | CO2 emisyonları [kg/100 km] | Azalma |
| Halojen/geleneksel | ~ 0,126 | ~ 0,297 | - |
| Xenon/LED | ~ 0,077 | ~ 0,182 | 39% |
| LED/LED (2015 için potansiyel) | ~ 0,051 | ~ 0,120 | 60% |
Aydınlatma sisteminin ortalama çalışma süresinde yakıt tüketimi ve CO2 emisyonu
| TFL sistemi | Yakıt tüketimi [l/100 km] | CO2 emisyonları [kg/100 km] | Azalma |
| Halojen farlar | ~ 0,138 | ~ 0,326 | - |
| LED (ayrı TFL işlevi) | ~ 0,013 | ~ 0,031 | 91 % |
Gündüz sürüş farları için ek yakıt tüketimi ve CO2 emisyonları (DRL)
| Lambaların karşılaştırılması | Yakıt tüketimi |
| Halojen/akkor ampul konfigürasyonu | 0,10 – 0,25 l /100 km |
| Xenon/LED konfigürasyonu | 0,05 – 0,15 l /100 km |
| Tam LED konfigürasyonu (potansiyel 2015) | 0,03 – 0,09 l /100 km |
Aydınlatma konfigürasyonuna göre yakıt tüketimi (OE araç)
Genel olarak, tüm LED farlar normal bir far ayar cihazı ile ayarlanabilir. Sadece bir optik lensli (kısa hüzmeli) LED farlar, ışık dağılımı test edilirken ve ayarlanırken tek bir ışık kaynağına sahip diğer tüm farlarla aynı şekilde ele alınır. Birden fazla ışık kaynağına sahip bazı farlar söz konusu olduğunda, önemli bir özelliğin dikkate alınması gerekir. Bazı farların tasarımı nedeniyle, ayar cihazının odaklama merceği, tüm LED’lerden yayılan ışığı (kısa hüzme) algılayamayacak kadar küçüktür. Bu gibi durumlarda hangi LED’in hangi aydınlatma işlevinden sorumlu olduğunu bilmek önemlidir.
Aracın hazırlanması sırasında üreticinin talimatları mutlaka dikkate alınmalıdır! Bu, Audi A8’in kısa hüzmeli farı ile gösterilmiştir. Daha önce bahsedildiği gibi, dikey olarak yerleştirilmiş üç LED, kısa hüzmenin hem simetrik hem de asimetrik bir kısmını oluşturur.
Bu nedenle, far ayar cihazı bu merceklerle hizalanmalıdır. Far ayar cihazı teknik değerlere göre ayarlanırsa, ışık dağılımı her zamanki gibi ayarlanabilir.
