LED Sokak Armatürü Nasıl Tasarlanır?

Sokak armatürünün amacı çevre aydınlatmasını sağlamaktır. LED sokak armatürleri de aynı ya da daha yüksek aydınlatma seviyelerini daha düşük enerji tüketimiyle sağlar. Buna ek olarak, LED’ler diğer aydınlatma teknolojilerine göre daha uzun ömürlüdür. Peki bir LED sokak armatürü nasıl tasarlanır?

LED sokak armatürü oluşturmak basit bir montaj işi gibi görünse de, karmaşık mühendislik hesaplarını içinde barındıran zorlu bir süreçtir.

LED aydınlatmanın hayatımıza girdiği ilk yıllarda, bu alanda pazar payının hızla artması, karlılık oranının yüksek olması sebebiyle; farklı sektörlerde faaliyet gösteren, mühendislik altyapısına sahip olmayan pek çok firma LED aydınlatma alanına hızlı bir giriş yaptı.

Bu firmalarının yaptığı çoğu üretim, montajın ötesine geçemedi. Mühendislikten yoksun bu ürünler, daha garanti süreleri bile dolmadan arıza yaptı. Tüketiciler garanti için firmaya başvurmak istedi ancak firmalar yerinde yoktu.

Firmalar hızla arttı, aynı hızla piyasadan silindi. Kısa sürede yüksek kazanç hedefleyen, ürün kalitesini önemsemeyen bu üreticiler, LED teknolojisine olan güveni sarstı, piyasadaki diğer üreticilere de zarar verdi.

Sadece sokak armatürleri değil, tüm LED aydınlatma armatürleri doğru tasarlandığında onlarca yıl sorunsuz kullanılabilir.

Bir LED sokak armatürü tasarımı içerisinde; LED’ler, bu LED’lerin monte edildiği baskı devre kartı (PCB), lens veya reflektör gibi ikincil optik, termal iletken malzeme, LED sürücü ve armatür gövdesi yer alır.

LED seçimi, aydınlatma armatürü tasarımının ilk aşamasıdır. LED seçimi yaparken LED’in datasheet‘i ve test raporları detaylı bir şekilde incelenmelidir. Çünkü LED seçimi, sistemin kalanını nasıl tasarlayacağımızı belirleyecektir.

LED seçimi yalnızca LED’in paketini, markasını ve modelini belirlemekle bitmez. Aynı model içerisinde farklı renklerde, farklı parlaklılarda LED’ler bulunabilir. Bunun için datasheet üzerinden color bin ve flux bin seçimi yapılması gereklidir.

LED’ler baskı devre kartı üzerine uygun sayıda ve uygun bağlantı yapısıyla yerleştirilmelidir. Bu üniteye LED modül adı verilir. LED modül tasarımının ardından bu modülü uygun sürüş akımında besleyecek LED sürücü seçimi yapılmalıdır. LED’ler üzerinden sınır değerlerinin üzerinde akım geçirilirse bu onların kısa sürede arızalanmasına sebep olacaktır.

LED paketi üzerinde yer alan optik materyal birincil optik olarak adlandırılır. Bu optik, LED’in belirli bir açıda ışık yaymasını sağlar. LED sokak armatürleri, kullanım şekli sebebiyle ikincil optik çözümler gerektirir. Sokak aydınlatmalarında asimetrik ışık dağılımı sağlayan, yüksek verimli lensler kullanılır. Lens seçimininde ışık geçirgenliği önemli bir unsur olarak değerlendirilmelidir. Düşük geçirgenliğe sahip lensler, ışık kayıplarına yol açacak, sistem verimini düşürecektir.

LED aydınlatmalarda ısı, ürün ömrünü etkileyen en önemli faktördür. Bu yüzden LED’ler üzerinde oluşan ısı, soğutucu gövde yardımıyla uzaklaştırılmalıdır.

Peki oluşan bu ısı nasıl taşınır? LED’ler üzerinde açığa çıkan ısı, LED’in alt yüzeyindeki termal pad aracılığıyla alüminyum baskı devre kartına aktarılır. Alüminyum baskı devre kartındaki ısı ise soğutucu gövdeye iletilmeli, bu sayede dışarı atılmalıdır.

Baskı devre, gövdenin iç yüzeyine vidalanarak monte edilir. Ancak vidalama ısı iletimi için yeterli değildir. Kart ile gövde arasında gözle görülmese de boşluklar kalır, bu boşlukların termal iletken malzeme yardımıyla doldurulması gereklidir. Termal iletken macun, gövdenin iç yüzeyine uygulanır, ardından kart yerleştirilir ve vidalanırsa kusursuz bir birleştirme gerçekleştirilmiş olur.

Armatür gövdesi, ısıl iletkenliği yüksek olduğundan ötürü alüminyum malzemeden imal edilir. LED seçimi, LED’in sürüş akımı, güvenli çalışma sıcaklığı gibi değerlere bağlı olarak soğutucu gövdenin yapısı ve büyüklüğü belirlenir.

LED sokak armatürleri dış ortam koşullarında çalışmaya yönelik olduğundan, gövde yapısı içerisindeki elektronik bileşenleri suya, toza ve neme karşı koruyucu yapıda olmalıdır. Bu yüzden minimum IP65, tercihen IP66 veya IP67 koruma sınıfına sahip olmalıdır.