เทคโนโลยีแสงสว่างได้พัฒนาไปอย่างก้าวกระโดดในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา จากยุคที่เราคุ้นเคยกับหลอดไส้ที่กินไฟและร้อนจัด หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ต้องใช้เวลาในการจุดติด ปัจจุบันหลอดไฟ LED ได้เข้ามาแทนที่และกลายเป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการให้แสงสว่างทั้งในที่พักอาศัย อาคารพาณิชย์ และอุตสาหกรรม แต่รู้หรือไม่ว่า LED คืออะไร ทำไมมันถึงได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว และมีรายละเอียดอะไรบ้างที่เราควรทราบเพื่อการใช้งานอย่างเต็มประสิทธิภาพ บทความนี้จะเจาะลึกทุกแง่มุมของไฟ LED อย่างละเอียด
LED คืออะไร?
LED คือ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิดหนึ่งที่สามารถเปล่งแสงออกมาได้เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน โดยคำว่า LED ย่อมาจาก Light Emitting Diode หรือแปลเป็นภาษาไทยว่า ไดโอดเปล่งแสง
โดยโครงสร้างพื้นฐานของ LED แตกต่างจากหลอดไฟยุคเก่าอย่างสิ้นเชิง หลอดไส้แบบดั้งเดิมอาศัยการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดทังสเตนจนเกิดความร้อนสะสมและเปล่งแสงออกมา ซึ่งกระบวนการนี้สูญเสียพลังงานไปกับความร้อนในปริมาณมหาศาล ในขณะที่หลอดไฟแบบนี้ใช้กระบวนการทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า Electroluminescence
การทำงานเริ่มต้นจากการใช้สารกึ่งตัวนำ 2 ชนิดมาประกบกัน ได้แก่ สารกึ่งตัวนำประเภท N (N-type) ซึ่งมีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก และสารกึ่งตัวนำประเภท P (P-type) ซึ่งมีช่องว่างหรือที่เรียกว่าโฮล (Hole) จำนวนมาก เมื่อเราจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไปในทิศทางที่ถูกต้อง อิเล็กตรอนจากฝั่ง N จะเคลื่อนที่ข้ามรอยต่อและตกลงไปในโฮลของฝั่ง P การจับตัวกันนี้จะปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปแบบของอนุภาคแสงหรืออนุภาคโฟตอน (Photon)
ทำให้สีของแสงที่เปล่งออกมาจาก LED นั้นไม่ได้เกิดจากการเคลือบสีกระจกหลอดไฟ แต่เกิดจากชนิดของวัสดุสารกึ่งตัวนำที่นำมาใช้ผลิตและระยะห่างของช่องว่างแถบพลังงาน ซึ่งวัสดุที่แตกต่างกันจะให้ความยาวคลื่นแสงที่ต่างกัน ทำให้สามารถผลิต LED ที่ให้แสงสีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน ไปจนถึงแสงสีขาวที่เราใช้กันทั่วไปในปัจจุบันได้โดยตรงจากชิปขนาดเล็ก
LED ดีกว่าอย่างไร
ข้อดีที่ชัดเจนที่สุดของ LED คือประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน หลอดไฟชนิดนี้สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้กลายเป็นแสงสว่างได้สูงมาก โดยสูญเสียพลังงานไปในรูปของความร้อนน้อยกว่า 20% เมื่อเทียบกับหลอดไส้ที่สูญเสียพลังงานเป็นความร้อนถึง 90% นั่นหมายความว่าการใช้หลอดไฟชนิดนี้ลดค่าไฟฟ้าลงได้สูงสุดถึง 80% เมื่อเทียบกับความสว่างที่เท่ากัน ซึ่งในระยะยาวจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในครัวเรือนและธุรกิจได้อย่างมหาศาล
ซึ่งการหลอดไฟ LED ไม่ได้มีไส้หลอดที่เสื่อมสภาพจากการเผาไหม้หรือหลอดแก้วที่บรรจุก๊าซซึ่งอาจรั่วซึมได้ อายุการใช้งานโดยเฉลี่ยของชิปอยู่ที่ 30,000 ถึง 50,000 ชั่วโมงขึ้นไป ขึ้นอยู่กับการระบายความร้อนของตัวหลอด หากเปิดใช้งานวันละ 8 ชั่วโมง หลอดไฟหนึ่งหลอดอาจใช้งานได้ยาวนานเกิน 10 ปี โดยที่ความสว่างจะค่อยๆ ลดลงตามกาลเวลา (Lumen Depreciation) ซึ่งนั่นเป็นอายุการใช้งานที่ยาวนานอย่างมาก
และสุดท้ายคือเรื่องของการจัดการความร้อนของ LED แม้ว่าตัวชิปจะมีการสร้างความร้อนที่ฐาน แต่แสงที่ปล่อยออกมาด้านหน้าจะไม่มีรังสีอินฟราเรด (IR) และรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ปะปนมาด้วย ทำให้แสงที่กระทบวัตถุหรือผิวหนังไม่ก่อให้เกิดความร้อน สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมากในการจัดแสงในพิพิธภัณฑ์ ร้านขายอาหารสด หรือการใช้งานในห้องปรับอากาศ เพราะจะช่วยลดภาระการทำงานของเครื่องปรับอากาศลงได้
หลอดไฟ LED T5 หลอดไฟประหยัดพลังงานที่พัฒนาขึ้นมาทดแทนหลอดฟลูออเรสเซนต์ T5
นอกจากนี้ LED ยังเป็นเทคโนโลยีที่มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่อันตราย และความทนทานทางกายภาพมากกว่า เมื่อเทียบกับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ในอดีตที่มีส่วนประกอบของสารปรอทซึ่งเป็นสารพิษอันตรายหากหลอดแตกและต้องมีการกำจัดอย่างถูกวิธี
หลอดไฟ LED มีกี่ประเภท
เทคโนโลยีนี้ไม่ได้ถูกจำกัดอยู่แค่ในรูปแบบของหลอดไฟกลม ๆ ที่เราหมุนใส่ขั้วเกลียวเท่านั้น ชิปเปล่งแสงถูกพัฒนาและปรับเปลี่ยนรูปแบบแพ็กเกจ เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยสามารถแบ่งประเภทหลักๆ ตามลักษณะทางวิศวกรรมได้ดังนี้
หลอด LED แบบ DIP
LED แบบ DIP (Dual In-line Package) คือรูปแบบดั้งเดิมที่เราคุ้นตากันมานานที่สุด มักมีลักษณะเป็นกระเปาะพลาสติกใสขนาดเล็กคล้ายทรงกระสุน มีขาเหล็กยื่นออกมาสองขาสำหรับบัดกรีลงบนแผงวงจร หลอด LED ชนิดนี้มีความสว่างค่อนข้างต่ำและมุมกระจายแสงแคบ
ปัจจุบันมักไม่ถูกนำมาใช้เป็นไฟส่องสว่างหลัก แต่จะพบได้ทั่วไปในฐานะไฟแสดงสถานะบนเครื่องใช้ไฟฟ้า รีโมทคอนโทรล ป้ายไฟวิ่งรุ่นเก่า หรือไฟสัญญาณจราจรบางรุ่น เนื่องจากมีความทนทานสูงและต้นทุนการผลิตต่ำ
หลอด LED แบบ SMD
LED แบบ SMD (Surface Mounted Device) เป็นประเภทที่ได้รับความนิยมและถูกใช้งานกว้างขวางที่สุดในปัจจุบัน ชิป SMD จะมีลักษณะเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมแบน ๆ ขนาดเล็กที่ถูกนำไปวางติดลงบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ได้โดยตรงโดยไม่ต้องมีขายื่นออกมาทะลุแผ่นวงจร การออกแบบเช่นนี้ทำให้สามารถจัดเรียงชิปจำนวนมากไว้บนพื้นที่จำกัดได้ SMD มีจุดเด่นเรื่องการกระจายแสงที่กว้าง ระบายความร้อนได้ดี และสามารถผลิตแสงสีต่างๆ รวมถึงการผสมสี (RGB) ได้ในชิปตัวเดียว
เราจะพบชิปประเภทนี้ได้ในหลอดไฟเกลียวสำหรับใช้ในบ้าน ไฟเส้น ไฟพาเนลหรือไฟฝังเพดาน และหน้าจอโทรทัศน์ หรือสมาร์ทโฟน
หลอด LED แบบ COB
เทคโนโลยี COB คือ การนำชิปเปล่งแสงขนาดเล็กจำนวนหลายสิบหรือหลายร้อยตัวมาบรรจุรวมกันไว้บนแผงวงจรเดียวกันในพื้นที่ขนาดเล็ก (ตามชื่อ COB หรือ Chip on Board) และเคลือบด้วยสารเรืองแสงสีเหลืองทับลงไปทั้งหมด ทำให้ดูเหมือนเป็นแผงเปล่งแสงแผ่นเดียวขนาดใหญ่ ข้อดีของ COB คือสามารถสร้างความสว่างที่เข้มข้นและทรงพลังมากในพื้นที่จำกัด แสงที่ออกมาจะมีความสม่ำเสมอสูง ไม่เห็นเป็นจุดไข่ปลาเหมือนแบบ SMD
เทคโนโลยี LED แบบ COB จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในโคมไฟถนน ไฟดาวน์ไลท์ ไฟสปอร์ตไลท์ LED และไฟฉายแรงสูงที่ต้องการกำลังส่องสว่างระยะไกล
หลอด LED แบบ Filament
Filament เป็นความพยายามของวิศวกรในการผสานเทคโนโลยีสมัยใหม่เข้ากับดีไซน์คลาสสิก หลอดไฟประเภทนี้ถูกออกแบบมาให้มีรูปลักษณ์ภายนอกเหมือนหลอดไส้เอดิสันแบบดั้งเดิมทุกประการ แต่แทนที่จะใช้ขดลวดทังสเตน ภายในจะใช้ชิปเปล่งแสงขนาดจิ๋วมาเรียงต่อกันบนแท่งแก้วยาวๆ คล้ายเส้นใย (Filament) และเคลือบด้วยสารเรืองแสง
โดยหลอดไฟ LED แบบ Filament ได้รับความนิยมอย่างมากในงานตกแต่งภายใน ร้านกาแฟ และร้านอาหารที่ต้องการบรรยากาศอบอุ่นคลาสสิก แต่ยังคงต้องการประหยัดพลังงาน
การเลือกซื้อ LED ให้ตอบโจทย์การใช้งาน
การพิจารณาเรื่องความสว่างต้องดูที่ค่า “ลูเมน” (Lumen) เป็นหลัก ค่าลูเมนคือปริมาณแสงที่หลอดไฟปล่อยออกมา ยิ่งค่าลูเมนสูง หลอดไฟก็จะยิ่งสว่างมาก ในขณะที่ค่า “วัตต์” (Watt) จะบอกถึงปริมาณไฟฟ้าที่หลอดไฟกินไป หลอดไฟเทคโนโลยีใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงอาจกินไฟเพียง 9 วัตต์ แต่ให้ค่าลูเมนเท่ากับหลอดไส้ที่กินไฟถึง 60 วัตต์ ดังนั้นการเปรียบเทียบความคุ้มค่าจึงควรดูว่าหลอดไฟรุ่นใดให้ค่าลูเมนต่อวัตต์ (Lumen/Watt) ที่สูงกว่ากัน
ลำดับต่อมาคือเรื่องของอุณหภูมิสี (Color Temperature) โดยอุณหภูมิสีมีหน่วยวัดเป็นเคลวิน (Kelvin – K) โดยแบ่งออกเป็น 3 ช่วงหลัก ช่วงแรกคือ Warm White (ประมาณ 2700K ถึง 3000K) จะให้แสงสีเหลืองอมส้ม คล้ายแสงเทียนหรือหลอดไส้ เหมาะสำหรับห้องนอน ห้องนั่งเล่น หรือพื้นที่ที่ต้องการความรู้สึกผ่อนคลายและอบอุ่น
ช่วงที่สองคือ Cool White (ประมาณ 4000K ถึง 4500K) จะให้แสงสีขาวสว่างที่ดูสะอาดตา สว่างกว่าแบบแรกและลดความอมเหลืองลง เหมาะสำหรับห้องครัว พื้นที่ทำงาน หรือสำนักงานทั่วไปที่ต้องการความกระฉับกระเฉง และช่วงสุดท้ายคือ Daylight (ประมาณ 6000K ถึง 6500K) ซึ่งจะให้แสงสีขาวอมฟ้า คล้ายแสงแดดตอนกลางวัน เป็นแสงที่ให้ความสว่างและคอนทราสต์สูงสุด เหมาะสำหรับพื้นที่ที่ต้องการความแม่นยำในการมองเห็น เช่น ห้องเรียน โต๊ะทำงานฝีมือ หรือโรงรถ
นอกจากนี้ ค่าความถูกต้องของสี (Color Rendering Index – CRI) เป็นสเปกที่มักถูกมองข้าม ค่า CRI มีระดับตั้งแต่ 0 ถึง 100 เป็นค่าที่บอกว่าแสงจากหลอดไฟสามารถสะท้อนสีของวัตถุได้ใกล้เคียงกับแสงอาทิตย์ตามธรรมชาติมากแค่ไหน หลอดไฟทั่วไปในท้องตลาดควรมีค่า CRI ไม่ต่ำกว่า 80 เพื่อให้สีสันของสิ่งแวดล้อมไม่ผิดเพี้ยน แต่สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำของสีขั้นสูง เช่น โต๊ะเครื่องแป้งสำหรับการแต่งหน้า สตูดิโอถ่ายภาพ หรือตู้โชว์สินค้าในร้านเสื้อผ้า ควรเลือกใช้หลอดไฟที่มีค่า CRI 90 ขึ้นไป เพื่อให้เห็นสีที่แท้จริงและสดใสที่สุด
สำหรับใครที่กำลังมองหา หลอดไฟ LED สำหรับใช้ตกแต่งบ้าน อาคารสำนักงาน คลังสินค้า สนามกีฬา การใช้งานอื่น ๆ ทั้งภายในและภายนอก Siam Home Decoration มีจำหน่ายหลอดไฟ LED ทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็น หลอดไฟ LED T5, ไฟโซล่าเซล LED, ไฟดาวน์ไลท์ LED ทั้งแบบใช้ในบ้านและโรงแรม, ไฟสปอร์ตไลท์ LED, โคมไฟไฮเบย์, ไฟฝังเพดาน และหลอดไฟ LED ชนิดอื่น ๆ อีกมากมายกว่า 100 รายการ ในราคาพิเศษที่ shd.co.th
ติดต่อสอบถาม บริษัท สยาม โฮมเดคคอเรชั่น จำกัด ได้ที่ Line ID: @zzu2251j
โทร: 02-016-6666 | มือถือ: 061-593-9166 | อีเมล: info@shd.co.th
