E-book

หนงั สืออเิ ลก็ ทรอนิกส การเปด-ปด หลอดไฟLED (5mm.) ดวยโปรแกรม Arduino จัดทําโดย 65540006 นายธนพร ปญ จพาณชิ ยก ุล 65540012 นายพันธพุ ิทักษ ตัง้ เจียมศรี

ประวัติความเป็นมาหลอดไฟ LED LED หรือที่มีชื่อเต็มว่า “Light-emiting diode” เป็นส่วนประกอบไฟฟ้าที่ปล่อยแสงเมื่อเชื่อมต่อกับ กระแสตรง มันทำงานบนหลักการ Electroluminescent มันสามารถเปล่งแสงในสเป็คเตอร์ที่มองเห็นได้ เชน่ เดียวกับในอินฟาเรดและรังสอี ัลตราไวโอเลต มนั มลี ักษณะการใชพ้ ลังงานต่ำ มีขนาดเลก็ อายกุ ารใช้งานที่ ยาวนาน มีการตอบสนองเร็วกวา่ หลอดไฟท่วั ไป ดว้ ยเหตุน้ีจึงทำให้ถูกนำมาใช้ประยกุ ต์ใชง้ านอยา่ งหลากหลาย ในปี 1907 นักทดลองชาวอังกฤษในห้องปฏิบัติการของมาร์โคนี Henry Joseph Round สังเกตเห็นว่าเม่อื มี การใช้ไฟฟา้ 10 โวลต์ กับครสิ ตลั คารบ์ อรันดมั ท่ีปล่อยแสงสเี หลอื ง อยา่ งไรก็ตามคนทน่ี ำมนั มาใชง้ านได้จรงิ คอื Oleg Vladimirovich Losev จากรัสเซยี ในปี 1927 เขาไดต้ ีพมิ พบ์ ทความเกย่ี วกับมันลงเผยแพรจ่ นเกดิ ความ สนใจไปท่วั โลก เป็นเวลานานกว่าหลายสิบปีมันก็ไม่ได้ถูกนำมาพัฒนาต่อ จนกระทั่ง Rubin Brausein ที่ทำงานที่ Radio Corporation of America รายงานในปี 1955 ว่าไดโอดธรรมดาบางตวั เปล่งแสงอินฟราเรดเมื่อเชื่อมต่อกบั กระแสไฟฟ้า ในปี 1961 Gary Pittman และ Bob Biard จาก Texas Instruments พบว่าไดโอดแกลเลียม- เปล่งแสงอินฟราเรดทกุ คร้ังท่เี ชอ่ื มตอ่ กับกระแส ในปีเดียวกันพวกเขาได้รับสทิ ธิบตั ร LED อินฟราเรด

ววิ ฒั นาการของ LED ยุคที่ 1 ยุคคน้ พบครง้ั แรก ปี ค.ศ. 1907 กลุ่มนกั วิทยาศาสตร์ ไดเ้ ริม่ คน้ พบ ไฟ LED เปน็ ครง้ั แรกของโลก ใน รูปของสารก่ึงตัวนำ ไดโอด แต่กย็ งั เปน็ เพียงแคแ่ นวคิดทางวทิ ยาศาสตรเ์ ท่านัน้ ยังไมส่ ามารถนำมาใช้งาน ใน เชิงพาณิชย์ได้ ยุคท่ี 2 ยุคแห่งการพัฒนา ปี ค.ศ.1962 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ ของ Mr.Nick Holonyak ไดพ้ ฒั นา ไฟ LED ต่อ จนสามารถ แยกแสงสีแดง สเปกตัม ออกมาได้ การค้นพบครั้งน้ี เป็นก้าวสำคญั ของวงการ ไฟ LED จึงทำให้ Mr.Nick ได้รบั ฉายา \" Farther of Light Emitting-Diode. หลังจากการค้นพบ LED สีแดง ของ Mr.Nick นั้น กลุ่มนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อๆ มา ก็พยายามพัฒนาตอ่ และด้วยความพยายามอยา่ งหนัก ในที่สุด ก็สามารถ ค้นพบ LED สีเหลอื ง ได้เป็นสีต่อมา ซึ่งตอนนี้ ขาดอกี เพียงสีเดยี ว นั่นก็คือ สีน้ำเงิน เพราะถ้าหาก สามารถสร้าง ไฟ LED ครบ 3 สี เมื่อไหร่ คือ แดง เขียว น้ำเงิน RGB ก็จะทำใหส้ ามารถสร้าง ไฟ LED แสงสีขาว ได้ ตอ่ มาในปี ค.ศ. 1996 ในทสี่ ุดความพยายาม ทีย่ าวนาว ก็ประสบความสำเรจ็ นกั วิทยาศาสตร์ ชาวญี่ปุ่น สามารถ สร้าง ไฟ LED แสงสีน้ำเงินได้ และ เริ่มทำการ นำ ไฟ LED ทั้ง สามสี มา ผสม สี กัน จนในที่สุด สามารถสร้าง ไฟ LED แสงสีขาว ได้เป็นผลสำเร็จ และ นี่คือ การเปล่ียนแปลง ครั้งย่ิงใหญ่ อีกครั้งหนึ่ง ของ โลก ยุคที่ 3 ยุคแห่งการปฏิวัติระบบแสงสว่างของโลก ปี ค.ศ.2014 จน ถึง ปัจจุบัน ระบบ หลอดไฟ LED มีการ พฒั นา อย่างตอ่ เนอื่ ง ทำให้ ในขณะน้ี หลอดไฟ LED ได้รบั การวางตัวให้เปน็ เทคโนโลยี ท่เี ข้ามาเปล่ียนแปลง ระบบ ไฟแสงสว่างของโลก โดยขณะทั่วโลก ได้มีการตื่นตัว ในการ เปลี่ยน หลอดไฟ ระบบ เดิม มาเป็น หลอดไฟ LED กันอย่างกว้างขวาง และมีการคาดการณ์กันว่า ในอีก ไม่เกิน 4 ปี นับจากนี้ ระบบแสงสว่าง LED จะเขา้ มาเปลย่ี นระบบแสงสวา่ งระบบเดมิ ของโลก มากกว่า 50 % ข้ึนไป คณุ สมบตั ิจำเพาะ 1.คา่ ความสวา่ ง 90-150 lumen ต่อ วัตต์ 2.อุณหภมู ิ ในหลอด 100 องศา ขึ้นไป 3.อายกุ ารใช้งาน 50,000-100,000 ชว่ั โมง

หลอดไฟ LED คือ? LED คือ (Light Emitting Diode) หรือ ‘ไดโอดชนดิ เปลง่ แสง’ ทส่ี ามารถนำไปติดตงั้ ในอปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ เพือ่ แสดงสถานะ รวมถงึ เพื่อใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบตา่ ง ๆ ซึ่งท่ีเราคุ้นเคยกันมากทีส่ ุดกค็ ือ หลอดไฟ LED ท่มี ีหลากหลายรูปทรงใหเ้ ลอื กใชง้ านน่ันเอง หลอดไฟ LED ทำมาจากสารก่ึงตวั นำ (Semiconductor) 2 ชนิดมาวางตดิ กัน ซง่ึ ประกอบด้วย 1. ส่วนที่เป็น ขั้วบวก (Positive Type) 2. ส่วนที่เป็นขั้วลบ (Negative Type) โดยส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างสารกึ่งตัวนำ ขั้วบวกและขัว้ ลบ เรียกว่า P-N Junction เมื่อปลอ่ ยกระแสไฟไหลผ่านสารกงึ่ ตวั นำทัง้ 2 แลว้ อเิ ลก็ ตรอนอสิ ระ ที่อยู่ในฝง่ั ขวั้ ลบ (N-Type) จะวิ่งไปทีฝ่ ั่งข้ัวบวก (P-Type) และปล่อยแสงสวา่ งออกมา สีของแสงสว่างทเ่ี กดิ ขน้ึ นั้นจะขึน้ อยู่กบั สารตัง้ ตน้ ท่ีนำมาใช้เพือ่ ทำเป็นสารก่งึ ตวั นำ เช่น หากใช้ – AlInGaP : Aluminium, Indium, Gallium Phosphorus จะไดแ้ สงสีแดงส้ม – InGaN : Indium, Gallium and Nitrogen จะได้แสงสฟี า้ ส่วนประกอบของหลอด LED

1. LED chip หรอื แหลง่ กำเหนิดแสงสวา่ ง 2. Gold wire หรอื สายเชอ่ื มตอ่ วงจรภายใน 3. Ceramic Substrate หรือ ตัว Body 4. Thermal Heat Sink หรอื แผน่ ระบายความรอ้ น 5. Plastic lens หรอื ตัวควบคมุ ทิศทางของแสง คุณสมบตั ิของหลอด LED (Light-Emitting Diode) 1. LEDมอี ายุขยั ที่นานกว่า ขอ้ ไดเ้ ปรียบทสี่ ำคญั ทส่ี ุดของหลอดไฟ LED จะเห็นไดช้ ัดทีส่ ดุ เม่อื เปรยี บเทยี บกบั หลอดไฟแบบดั้งเดิม คือมี อายกุ ารใชง้ านทยี่ าวนาน โดยทีห่ ลอดไฟ LED มีอายใุ ชง้ านเฉล่ีย 50,000 ถงึ 100,000 ชั่วโมง หมายความวา่ ใช้งานไดน้ านกวา่ หลอดไฟปกติ 2-4 เทา่ ทำใหเ้ ราไมจ่ ำเป็นต้องเปลยี่ นหลอดไฟบ่อยโดยไมจ่ ำเป็น ช่วยให้เรา ประหยัดคา่ ใช้จ่ายในการซอ่ มบำรงุ รวมถงึ ค่าใชจ้ า่ ยในการตดิ ต้งั 2. LED ช่วยประหยดั พลงั งาน หลอดไฟ LED ท่ัวไปใช้พลงั งานในปรมิ าณท่ีตำ่ มาก ในการเปรียบเทียบเพอ่ื หาความประหยัดจะมีอย่สู องอย่าง เดยี วกนั คอื luminous efficacy กับ useful lumens ตามสถติ ิแล้วมันสามารถช่วยประหยดั ไฟได้มากถงึ 60- 70% โดยขึน้ อยกู่ ับสเป็คของหลอดไฟแตล่ ะยี่หอ้ ดว้ ย บางรนุ่ อาจช่วยประหยัดไฟได้มากถึง 90% เลยทเี ดยี ว 3. มีความปลอดภัยสงู กว่า ความปลอดภยั อาจเปน็ ขอ้ ไดเ้ ปรยี บทมี่ ักถกู มองขา้ มเมอ่ื มาเราพดู ถึงหลอดไฟ LED เพราะส่วนใหญค่ นเรา มกั จะมองถงึ ความประหยัดเปน็ อนั ดบั แรก อนั ตรายอันดับหนง่ึ เมอื่ พดู ถึงแสงสวา่ งคือการปล่อยความร้อน ไฟ LED จะไม่ปลอ่ ยความรอ้ นไปขา้ งหนา้ ในขณะทหี่ ลอดไฟแบบทว่ั ไปจะเปล่ียนพลงั งานทั้งหมดกว่า 90% ให้ กลายเป็นความรอ้ น ทำใหค้ ุณรู้สกึ ร้อนเวลาเปดิ ไฟอยู่ในหอ้ ง 4. แสงไฟแอลอดี สี ามารถปรบั ทิศทางได้ เทคโนโลยแี อลอีดสี ามารถเปลง่ แสงได้ 180 องศา หลอดไฟประเภทอ่นื ๆ มกั จะเปลง่ แสง 360 องศารอบ แหลง่ กำเนิดแสง ดว้ ยองศาทกี่ วา้ งมากถึง 360 องศาทำให้ตอ้ งมอี ปุ กรณเ์ สริมสำหรับชว่ ยสะทอ้ น หรือเปลี่ยน เสน้ ทางของแสง สงิ่ นจ้ี ะกลายเปน็ การเพิม่ ตน้ ทุนในการผลติ รวมถึงในดา้ นประสทิ ธภิ าพด้วย ใหล้ องมองดทู ่ี หลอดไฟธรรมดาเราจะเห็นวา่ แสงมันสอ่ งข้ึนเพดาน ปญั หาคือเราจะทำใหห้ ้องสวา่ งไมใ่ ชท่ ำใหเ้ พดานสว่าง และการเขา้ มาของ LED กช็ ่วยแก้ปญั หานี้ไปอย่างสิ้นเชงิ

หลกั การทำงานของหลอด LED จา่ ยไฟบวกกระแสตรงเข้าทีข่ า อารโ์ นด (Anode) หรอื ขาท่ียาวกวา่ และตอ่ ไฟลบเข้ากบั ขา แคโธด (Cathode) หรือขาสัน้ จะทำให้เกิดแรงดันตกครอ่ มตัว LED ท่เี รียกว่า Vf หรอื Farword Voltage เมอ่ื มีแรงดันตกคร่อม Vf ทวี่ า่ นี้ ด้วยคุณสมบตั ขิ องสารกงึ่ ตัวนำภายใน LED ก็จะเปลง่ แสงออกมา แตเ่ พ่อื จำกัดไมใ่ ห้กระแสไหลผ่าน LED มากจนเกนิ ไป ก็จำเปน็ ต้องต่อ ตัวต้านทาน หรอื R หรอื Resistor อนกุ รมเข้าไปในวงจร ขอ้ ดขี องหลอด led 1. ส่องสว่างมที ิศทางและลดการสญู เสียของแสง 2. มอี ายุการใชง้ านทีย่ าวนาน 3. ไม่มรี งั สี uv 4. ไม่แผ่รงั สีความรอ้ น 5. ไม่มสี ารปรอท และทนต่อแรงส่ันสะเทือน 6. เมื่อใชง้ านไปนานๆแสงไมด่ รอ็ ปลง และหลอด led เปดิ แล้วสวา่ งทันทไี มต่ อ้ งรอนานเหมอื นหลอดเมทลั ฮาไลด์ ข้อเสยี ของหลอด led หลอดไฟ led มีราคาสูงมากกวา่ หลอดฟลอู อเรสเซนต์ แต่ถา้ เทยี บกบั อายุการใชง้ านและการประหยดั ไฟของ หลอด led แล้วนนั้ หลอดไฟแอลอีดีน้นั ถือวา่ เปน็ หลอดประหยัดไฟ มคี วามคมุ้ ค่าทจี่ ะซอ้ื มาใชง้ าน

ทฤษฎขี องแสง แสง คอื พลังงานรูปหน่ึงทรี่ ับรไู้ ด้ด้วยสายตา แสงช่วยใหเ้ รามองเหน็ ส่ิงต่าง ๆ ได้ แหล่งกำเนิดแสง แหล่งกำเนิดแสง หมายถงึ สงิ่ ทที่ ำให้เกดิ แสงได้ โดยแยกได้ 3 ประเภท ดังนี้ 1. แสงทเ่ี กิดจากธรรมชาติ เช่น ดวงอาทติ ย์ ดวงดาวบางดวง ฟ้าแลบ ฟ้าผา่ แสงจากดวงอาทิตย์ถือว่าเป็น แหล่งกำเนิดแสงท่ใี หญ่ทส่ี ุด 2. แสงจากสัตว์ สัตว์บางชนิดจะมีแสงในตัวเอง เชน่ ห่ิงหอ้ ย แมงดาเรอื ง 3. แสงท่ีมนษุ ยป์ ระดษิ ฐข์ น้ึ เช่น แสงจากไฟฉาย เทียนไข หลอดไฟฟ้า แสงทเี่ กดิ จากการลกุ ไหม้ การเดนิ ทางของแสง แสงเดินทางจากแหล่งกำเนิดด้วยความเร็วมาก โดยเดินทางได้ 186,000 ไมล์ต่อวินาที หรือ 300,000 กโิ ลเมตร ตอ่ วนิ าที แสงจะเดินทางเปน็ เส้นตรง และเดนิ ทางผ่านสุญญากาศได้ เช่น แสงจากดวง อาทิตย์เดินทางมายังโลกของเรา โดยผ่านสุญญากาศ ผ่านอากาศมายังโลกของเราใช้เวลา 8 นาที ซึ่งดวง อาทิตยอ์ ยหู่ า่ งจากโลกของเราถงึ 93 ลา้ นไมล์ ตัวกลางของแสง ตัวกลางของแสง หมายถงึ วตั ถทุ ี่ขวางทางเดนิ ของแสง โดยแบง่ เป็น 3 ประเภท ดงั นี้ 1. ตวั กลางโปร่งใส หมายถึง ตัวกลางทย่ี อมให้แสงผ่านไปไดห้ มด เชน่ น้ำใส พลาสตกิ ใส กระจกใส อากาศ แกว้ ใส 2. ตัวกลางโปร่งแสง หมายถึง ตัวกลางที่แสงผ่านไปได้ดี แต่ผ่านได้ไม่หมด เช่น น้ำขุ่น กระจกฝ้า หรือ หมอกควนั เปน็ ตน้ 3. ตวั กลางทึกแสง หมายถงึ ตวั กลางท่ีแสงผ่านไม่ได้เลย เชน่ สงั กะสี กระเบอ้ื ง กระจกเงา เป็นตน้

การหักเหของแสง แสงเม่ือเดนิ ทางผา่ นตวั กลางอย่างเดยี ว จะเดินทางเปน็ เส้นตรง แตเ่ ม่ือแสงเดินทางผ่านตวั กลางอย่างหน่ึง ไป ยังตัวกลางอีกอย่างหนึ่ง ที่มีความหนาแน่นต่างกัน จะเกิดการหักเหของแสง เช่น แสงเดินทางจากน้ำผ่าน อากาศ หรือจากอากาศผา่ นไปยังน้ำ จะเกดิ การหักเหตรงรอยตอ่ การหักเหของแสงผ่านเลนส์ เลนส์ คือ วัตถุโปร่งใสที่ทำจากแกว้ หรือพลาสตกิ ลักษณะของเลนส์จะมีผิวโค้งบรเิ วณตรงกลาง และส่วน ขอบจะหนาไม่เท่ากัน เลนส์แบง่ ออกได้ 2 ชนดิ คือ 1. เลนส์นูน มีลักษณะตรงกลางนูนโค้งและมีส่วนขอบบางกว่า แสงเมื่อเดินทางผ่านเลนส์นูนจะเกิดการหกั เห รวมแสงทีจ่ ุด จุดหนึ่ง ถ้าเราใช้เลนส์นูนส่องดูวัตถุจะทำให้ดูว่าวัตถุใหญ่ขึ้น เช่น การมองตัวหนงั สอื ผ่าน เลนส์นูน 2. เลนส์เวา้ มีลกั ษณะขอบโดยรอบหนากว่าส่วนกลางของเลนส์เมื่อแสงเดินทางผ่านเลนส์เว้าจะเกิดการหกั เห และกระจายออกจากกัน ดังนั้นเลนส์เว้าจึงมีคุณสมบัติในการกระจายแสงเมื่อเรามองวัตถุผ่านเลนส์เวา้ ภาพท่เี กิดจะมองเห็นวัตถุเล็กลงกว่าเดมิ เช่น การมองตวั หนงั สือผา่ นเลนสเ์ วา้ เลนสน์ ูน 2 หนา้ เลนส์นูนแกมระนาบ เลนส์นนู แกมเวา้ เลนส์เวา้ 2 หนา้ เลนส์เวา้ แกมระนาบ เลนส์เวา้ แกมนูน

ลำแสง แสงเป็นพลังงานรูปหนง่ึ เดนิ ทางในรปู คลน่ื ด้วยอัตราเร็วสูง 300,000 กิโลเมตรต่อวนิ าที แหลง่ กำเนิดแสงมที ง้ั แหลง่ กำเนดิ ทเ่ี กดิ ขึ้นเองตามธรรมชาติ เชน่ แสงดวงอาทติ ย์ท่ีเปน็ แหลง่ พลงั งานของสง่ิ มีชวี ิต แหลง่ กำเนินแสง ทีม่ นุษย์สร้างขน้ึ เช่น แสงสว่างจากหลอดไฟ เปน็ ตน้ เมื่อแสงเคล่ือนที่ผ่านกลุ่มควันหรือฝุ่นละออง จะเห็นเป็นลำแสงเสน้ ตรง และสามารถทะลุผ่านวัตถุได้ วัตถุที่ ยอมใหแ้ สงเคล่ือนทผี่ า่ นเปน็ เส้นตรงไปได้น้นั เราเรียกวตั ถุนวี้ า่ วตั ถโุ ปร่งใส เช่น แกว้ อากาศ นำ้ เป็นต้น ถ้า แสงเคล่อื นทผี่ า่ นวตั ถบุ างชนดิ แล้วเกิดการกระจายของแสงออกไป โดยรอบ ทำใหแ้ สงเคลือ่ นท่ีไม่เป็นเสน้ ตรง เราเรียกวัตถุนั้นว่า วัตถุโปร่งแสง เช่น กระจกฝ้า กระดาษไข พลาสติกฝ้า เป็นต้น ส่วนวัตถุที่ไม่ยอมให้แสง เคลื่อนที่ผ่านไปได้ เราเรียกว่า วัตถุทึบแสง เช่น ผนังคอนกรีต กระดาษแข็งหนาๆ เป็นต้น วัตถุทึบแสงจะ สะทอ้ นแสงบางส่วนและดูดกลืนแสงบางสว่ นไว้ทำใหเ้ กิดเงาข้นึ การสะท้อนของแสง (Reflection) เปน็ ปรากฏการณท์ แ่ี สงเดินทางจากตวั กลางทมี่ คี วามหนาแน่นค่าหนง่ึ มายงั ตัวกลางท่ีมคี ่าความหนาแนน่ อีกตวั หนึ่ง ทำให้แสงตกกระทบกบั ตัวกลางใหม่ แล้วสะท้อนกลับสู่ตัวเดิม เช่น การสะท้อนของแสงจากอากาศกับ ผิวหน้าของกระจกเงาจะเกิดการสะท้อนแสงทผี่ ิวหนา้ ของกระจกเงาราบแลว้ กลับส่อู ากาศดังเดิม เมื่อแสงตก กระทบกับผิวหน้าของตัวกลางใดๆ ปริมาณและทิศทางของการสะทอ้ นของแสง จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กบั ธรรมชาติของพื้นผิวหนา้ ของตวั กลางท่ีตกกระทบ จากรปู เมื่อลำแสงขนานตกกระทบพ้ืนผิวหน้าวัตถทุ ี่เรียบ แสงจะสะท้อนเปน็ ลำแสงขนานเหมือนกับลำแสงท่ีตกกระทบ การสะทอ้ นบนพื้นผวิ หน้าที่เรยี บ โดยเรียกวา่ การสะทอ้ นแบบสมำ่ เสมอ การสะทอ้ นของแสงเมื่อตกกระทบพื้นผิววัตถุท่เี รียบ เกิดข้ึนเมอ่ื ลำแสงตกกระทบไปยงั พน้ื กระจกหรอื พื้นผวิ ทขี่ รุขระจะสง่ ผลใหแ้ สงสะทอ้ นกลับไปคนละทศิ ละทาง

รังสีตก กระทบ (Incident Ray) คอื รงั สขี องแสงท่พี ุ่งเขา้ หาพืน้ ผวิ ของวตั ถุ รงั สีสะท้อน (Reflected Ray) คือ รงั สีของแสงทพี่ ่งุ ออกจากพ้นื ผวิ ของวตั ถุ เสน้ ปกติ (Normal) คอื เสน้ ทล่ี ากตั้งฉากกับพื้นผิวของวตั ถตุ รงจดุ ทแี่ สงกระทบ มมุ ตกกระทบ (Angle of Incidence) คือ มุมทร่ี งั สตี กกระทบทำกับเสน้ ปกติ มมุ สะทอ้ น (Angle of Reflection) คอื มุมทร่ี งั สสี ะท้อนทำกับเส้นปกติ กฎการสะท้อนของแสง (The Laws of Reflection) มี 2 ขอ้ ดงั นี้ 1. รงั สีตกกระทบ รงั สีสะทอ้ น และเสน้ ปกติจะอย่ใู นระนาบเดียวกัน 2. มุมตกกระทบเทา่ กับมุมสะท้อน สเปกตรมั ของแสง แสงจากดวงอาทิตยเ์ ป็นแสงขาว ซงึ่ เราสามารถใชป้ รซิ มึ แยกแสงทเี่ ป็นองค์ประกอบของแสงขาวออกจากกนั ได้ เปน็ แถบสีต่าง ๆ 7 สีเรยี งตดิ กนั เราเรียกแถบสที เ่ี รียงติดกนั นวี้ ่า สเปกตรมั ภาพแสดงสเปกตรมั ของคลืน่ แสงขาว

ปรากฏการณร์ ุ้งกนิ น้ำ กเ็ ป็นปรากฏการณท์ างธรรมชาตทิ ่ีหยดน้ำฝนหรอื ละอองน้ำทำหนา้ ทเี่ ป็นปรซิ ึม แสง จากดวงอาทติ ยท์ สี่ อ่ งลงมาจะเกิดการหกั เหทำให้เกดิ เป็นแถบสบี นทอ้ งฟ้า ภาพแสดงการเกิดสเปกตรมั สีร้งุ ของแสงเมอื ลำแสงผา่ นปรซิ มึ จากภาพแสงสแี ดงจะเคลอื่ นที่ไดเ้ ร็วกวา่ แสงสมี ว่ ง ทำใหแ้ สงสีแดงเปลย่ี นทศิ ทางการเคลอื่ นที่นอ้ ยกวา่ แสงสี ม่วง เป็นสาเหตทุ ำใหเ้ กดิ การกระจายของแสงขาวเรยี งกนั เปน็ แถบสีเกดิ ขน้ึ สีของแสง การมองเห็นสตี า่ ง ๆ บนวตั ถเุ กิดจากการผสมของแสงสี เชน่ แสงขาวอาจเกดิ จากแสงเพยี ง 3 สรี วมกัน แสงทงั้ 3 สี ไดแ้ ก่ แสงสีแดง แสงสเี ขียว และแสงสนี ำ้ เงิน หรือเรยี กว่า สปี ฐมภูมิ และถ้านำแสงทเี่ กิดจากการผสมกัน ของสีปฐมภูมิ 2 สีมารวมกนั จะเกดิ เปน็ สที ตุ ยิ ภูมิ ซ่ึงสีทุตยภมู ิแตล่ ะสีจะมคี วามแตกตา่ งกนั ในระดับความเข้ม สแี ละความสวา่ งของแสง ดงั ภาพ เรามองเห็นวัตถุท่ีเปล่งแสงดว้ ยตัวเองไม่ได้กเ็ พราะมีแสงสะท้อนจากวัตถุนั้นเขา้ สู่นัยย์ตาของเรา และสีของ วัตถุก็ขึ้นอยู่กับคุณภาพของแสงที่สะท้อนนั้นด้วย โดยวัตถุสีน้ำเงินจะสะท้อนแสงสีน้ำเงินออกไปมากที่สดุ สะท้อนแสงสขี า้ งเคยี งออกไปบ้างเลก็ นอ้ ย และดูดกลนื แสงสีอ่นื ๆ ไว้หมด ส่วนวัตถสุ แี ดงจะสะท้อนแสงสีอด งออกไปมากทส่ี ดุ มีแสงข้าวเคียงสะทอ้ นออกไปเล็กน้อย และดุดกลืนแสงสอี น่ื ๆ ไวห้ มด สำหรับวัตถุสีดำจะ ดูดกลืนทกุ แสงสแี ละสะท้อนกลับได้เพยี งเลก็ นอ้ ยเทา่ นนั้ ดังภาพ

อณุ หภมู สิ ีของแสงและหลอดไฟ LED ค่าอุณหภูมิสีของแสง ( Color Temperature) หรือค่าอุณหภูมิสีสัมพันธ์ (Correlated Colour Temperature, CCT) จะเป็นระบบการวดั แสงโดยมหี นว่ ยเปน็ องศาเคลวิน (Degree Kelvin) และเปน็ ท่เี ข้าใจ กนั โดยทว่ั ไปว่าค่าองศาท่ีนอ้ ยจะให้แสงโทนสเี หลอื งและคา่ องศาที่สูงขนึ้ จะเปน็ การใหแ้ สงโทนสีขาวหรอื แสงสี ขาวอมฟ้า ตามลำดบั อยา่ งไรกต็ ามบทความนีจ้ ะกลา่ วจะเฉพาะแสงสขี าวเท่านั้น อย่างไรกต็ าม แสงขาวน้ันจะ ไมใ่ ชแ้ สงสขี าวบริสุทธ์ แตจ่ ะถูกผสมด้วยเฉดสีอนื่ ๆ เพยี งเลก็ น้อยเพื่อใหเ้ กิดเป็นแสงสีขาวทแี่ ตกตา่ งกัน ดังน้ัน จึงทำให้งานตกแต่งนั้นหลากหลายมากขึ้น และยังเพิ่มเสน่ห์สถานที่อีกด้วย โดยทั่วไปแสงสีขาวจะถูกแบ่ง ออกเปน็ 3 เฉดขาวหลกั ๆ คอื 1. แสงสขี าวอมเหลอื ง (Warm White) [2700 - 3200K] 2. แสงสีขาวพระอาทติ ย์ (Day Light) [5500 - 6500K] 3. แสงสขี าวอมฟ้า (Cool White) [6500 - 7500K]

ชนดิ หลอดไฟ LED แบง่ เปน็ 2 ชนิด 1. LED ขนาดเล็ก หรอื เรยี กกันว่าเม็ดแอลอีดี เจา้ สิง่ น้เี ราจะพบเหน็ ไดเ้ ป็นประจำในอปุ กรณต์ า่ งๆ เชน่ รีโมท โทรทัศน์ ไฟแสดงสถานะของทวี ี จอคอมพิวเตอร์ โทรศพั ท์มือถือ หรือ แมก้ ระทง้ั ไม้ตยี งุ ซง่ึ จะสังเกตได้จาก อปุ กรณ์ใด หรอื เครื่องใช้ไฟฟา้ ใด ท่มี ีไฟแสดงสถานะ ล้วนแลว้ แต่ใชเ้ จ้า LED ขนาดเล็กนใี้ นการทำงานทั้งส้ิน เพราะคุณสมบตั ใิ นการเปล่งแสงของมนั น้ีเอง รวมถึงยังมขี นาดเล็ก และกนิ ไฟนอ้ ยอีกดว้ ย 2. LED พลงั งานสูง (High Power LED) แอลอดี ชี นดิ น้ี เป็นผลมาจากความกา้ วหนา้ ในด้านเทคโนโลยเี ซมคิ อน ดกั เตอร์ ทม่ี คี วามสามารถในการเปล่งแสงทม่ี คี วามเขม้ และความสว่างสงู ข้ึนมาก ลักษณะของ LED ชนิดน้ีจะ เป็นแผ่นชปิ โดยทว่ั ไปมักจะมสี ีเหลือง มรี ปู ทรง และขนาดทแ่ี ตกตา่ งกนั ประเภทหลอด LED มี 2 ประเภท 1. หลอดไฟ LED BULB (กระเปาะ) ได้ถูกนำมาใช้แทนหลอดไส้ (Incandescent) หรอื หลอดตะเกียบ (ฟลอู อ เรสเซนต์) เป็นท่ีนยิ มเปน็ อย่างมาก ทั้งนีเ้ นือ่ งจากหลอดแอลอีดีทรง BULB ปัจจุบันราคาถกู ลงมาก และมีให้ เลือกได้หลากหลายขนาดวตั ต์ รปู ทรงหลอดสวยงาม และทสี่ ำคัญยงั ช่วยลดความร้อนที่มาจากตัวหลอดได้เป็น อยา่ งดี เรียกได้ว่าประหยดั ทั้งคา่ ไฟ และอุณหภมู ภิ ายในบา้ นก็ลดลงดว้ ย

2. หลอดไฟ LED TUBE (ทรงยาว) ได้ถกู นำมาใชแ้ ทนหลอดนีออน หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ T5 และ T8 ซึ่ง ปัจจุบันได้รับความสนใจอย่างมากเช่นกัน โดยเฉพาะกลุ่มธุรกิจ องค์กร ห้างสรรพสินค้า หรือ โรงงาน อุตสาหกรรม ต่างๆ ที่ต้องการลดค่าใช้จ่ายลง จากการท่ีของเดมิ ใช้เป็นหลอดนีออน 18w หรือ 36w โดยใช้ เปน็ จำนวนมาก ซงึ่ หากเปล่ยี นมาใช้ หลอดไฟ LED TUBE ทัง้ หมดจะชว่ ยประหยัดค่าไฟฟา้ ลงไดอ้ ยา่ งมากเลย ทเี ดียว เป็นการเพม่ิ ศักยภาพในการแข่งขนั ของธรุ กจิ ได้เป็นอยา่ งดี ขว้ั หลอดLED มี 2 แบบ 1. ขัว้ แบบเกลยี ว ขัว้ E14 : หรือท่ีเรียกกนั ว่า “ขว้ั เล็ก” แตย่ ังมอี ีกขนาดคอื ข้ัว E12 ซง่ึ พบไมม่ ากนกั โดยมากเปน็ หลอดเฉพาะ รุ่นเท่านนั้ สำหรบั ข้ัวหลอดไฟ E14 น้ันนิยมใช้กับหลอดรูปทรงจำปา หรอื ทรงกระบอกเลก็ โดยแตเ่ ดิมหลอด ทรงจำปานั้นจะเป็นแบบหลอดไส้ เวลาเปดิ ใช้งานไปสกั พัก ตัวหลอดจะมีความร้อนสูงมาก ประมาณว่าหาก เผลอไปจับเขา้ อาจจะมอื พองไดเ้ ลยครับ ข่าวดกี ค็ อื ปจั จุบันหลอดแอลอดี ไี ดพ้ ัฒนาจนมีหลอดสำหรับ ขั้ว E14 ได้แลว้ โดยมรี ปู ทรงเหมอื นกบั หลอดไสเ้ ดมิ เช่น ทรงจำปา หรือ ทรงเปลวเทียน ซ่ึงเมื่อเปิดไฟแล้วหลอดจะไม่ รอ้ น ช่วยลดความร้อนลงไปได้เยอะเลยทเี ดยี ว ขั้ว E27 : เป็นขั้วหลอดไฟ ที่พบเห็นกันได้มากที่สุด เพราะนิยมใช้กับหลอดไฟแบบต่างๆ ได้หลากหลาย เรม่ิ แรกเดิมที ข้วั E27 จะนำมาใช้กบั หลอดไสท้ รงน้ำเต้า หรอื ทรงอินแคน ซง่ึ ยอ่ มาจาก Incandescent และ ทรงปงิ ปอง ตอ่ มาได้พฒั นามาใชใ้ นหลอดประหยดั ไฟแบบแทง่ หรอื เรียกอกี อย่างนึงว่า หลอดตะเกยี บ และใน ปัจจบุ ันนหี้ ลอดแอลอดี ี ก็ไดผ้ ลิตออกมาตอบสนองผู้ใช้อยา่ งครบถว้ น โดยทรงท่นี ิยม คือ ทรงนำ้ เตา้ หรอื LED BULB น้ันเอง ขั้ว E40 : ข้วั หลอดไฟ E40 เปน็ ขั้วหลอดเกลยี วเหมอื นกันกับ ข้ัว E27 แตม่ ีขนาดใหญก่ วา่ สำหรบั ขว้ั หลอดไฟ E40 นั้น นิยมใช้กับหลอดทีม่ ีกำลังวัตต์สูงๆ เพื่อรองรับขนาดของหลอดที่ใหญ่ขึ้น โดยทั่วไปจะใช้กับหลอด “High Watt” ที่มีกำลังวัตต์มากกว่า 40w ขึ้นไป ซึ่งเราจะพบเหน็ ได้มากใน โคมฟลัดไลท์ หรือ โคมสปอร์ต ไลท์ หลอดเมทลั ฮาไลด์ และ หลอดไฮเพรสเชอร์โซเดียม ทรงกระบอก สว่ นหลอดทรงโบวล์ ิ่งจะใชส้ ำหรบั โคม ฝาชี หรือ เรียกกันว่า โคมไฮเบย์ หรือ โคมโลวเ์ บย์ ทง้ั นหี้ ลอดดงั กลา่ วจะตอ้ งใช้ควบคกู่ บั บัลลาสต์ และ อกิ ไน เตอร์ ในการทำให้หลอดติด ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองอย่างมาก อีกทั้งหลอดยังมีความร้อนสงู มาก จนอู่ซ่อมสีรถ นำมาใช้ในการอบสีให้แห้งเรว็ ขึน้

ปัจจุบนั เทคโนโลยี LED ไดพ้ ฒั นามาเปน็ โคมไฟสปอรต์ ไลท์ LED (โคมฟลดั ไลท์) ซ่งึ มคี ณุ ภาพเทียบเท่ากับโคม วัตตส์ ูงแบบเดิม ติดตง้ั งา่ ย น้ำหนกั เบา และไมต่ ้องใชอ้ ปุ กรณ์ต่อพว่ งใดๆ เลย 2. ขัว้ แบบเขย้ี ว ขัว้ G13 : ก็คอื ข้ัวหลอดไฟนีออนน้ันเอง โดยจะนำมาใช้กบั หลอดนอี อน T8 (ฟลูออเรสเซนต)์ ขนาดวตั ต์ 18w (หลอดส้ัน) และ 36w (หลอดยาว) ซงึ่ หลอดนอี อนเดิมนั้นตอ้ งใช้ควบคกู่ บั บัลลาสต์ และ สตารท์ เตอร์ เพ่อื ทำ ให้หลอดติด หรือ ใช้กับ บัลลาสต์อิเลค็ ทรอนิกส์อย่างเดียวก็ได้เหมือนกนั และปัจจุบันหลอดแอลอีดีไดม้ กี าร ผลิตข้ึนเพอื่ ใชแ้ ทนหลอดนอี อนเดมิ แลว้ โดยมีชอื่ เรียกวา่ หลอด LED TUBE ขว้ั GU10 : หรือเรยี กอกี ชอ่ื นงึ ว่า ขว้ั ขาสตารท์ เตอร์ ลกั ษณะจะเหมือนกบั ขั้วสตาร์ทเตอร์ คอื มขี าบิดล็อคได้ ซึ่งขวั้ GU10 เรามักจะพบเหน็ ในหลอดฮาโลเจนแบบถ้วย MR16 ซ่งึ หลอดดังกลา่ วนยิ มนำมาใช้กับโคมไฟติด ราง ซึ่งตอ้ งติดตง้ั ในลกั ษณะสอ่ งลง ทำให้มโี อกาสทหี่ ลอดจะหลุดออกจากตัวโคมได้ จงึ เป็นเหตุผลว่าทำไมจึง ต้องใช้ขั้ว GU10 กับหลอดไฟบางประเภทนั้นเองครับ ปัจจุบันหลอดแอลอีดีก็ได้มีการผลิตมาในขั้วหลอด GU10 น้ีด้วยเหมอื นกัน เพือ่ ตอบสนองผใู้ ชท้ ่ยี ังมีโคมไฟขว้ั GU10 อยู่ดว้ ย ขั้ว GU5.3 : สำหรับขั้ว GU5.3 นั้น นิยมนำมาใชก้ บั หลอดฮาโลเจนแบบถ้วย และ ฮาโลเจนแบบแคปซลู ซง่ึ ลกั ษณะขัว้ จะเป็นเหล็กแหลมสัน้ ๆ 2 แท่งท่ีตัวขั้วหลอด โดยตัวเลข 5.3 คอื ระยะหา่ งของแท่งเหล็กท้งั 2 แท่ง นั้งเองครับ (หน่วยเป็นมิลลิเมตร) และยังมีขั้ว GU4 ซึ่งระยะห่างระหว่างแท่งเหล็กจะแคบกว่าขั้ว GU5.3 เล็กนอ้ ยครบั