SMD คืออะไร และนำไปใช้งานอะไรได้บ้าง สำหรับส่องสว่างงานป้ายและงานตกแต่ง

                สำหรับคนที่กำลังสนใจและกำลังหาหลอด LED อยู่เชื่อว่าหลายคนก็คงจะมองว่า LED ที่เห็นอยู่ในท้องตลาดเป็น LED ประเภทเดียวกัน แต่ในความจริงแล้ว LED มีหลากหลายประเภท แต่ที่นิยมใช้งานกันมากที่สุดเห็นจะเป็น LED SMD และเพราะข้อดีของเทคโนโลยีนี้ (ประหยัด สว่าง ปลอดภัย) จึงทำให้เกิดการขยายตัวของความต้องการ แพร่หลายอย่างรวดเร็วในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะงานตกแต่งอาคาร ยานยนต์ เฟอร์นิเจอร์ ป้ายโฆษณา เป็นต้น

                LED SMD (Surface mount LED) ซึ่งเป็น LED ชนิดหนึ่งที่พัฒนามาจาก LED แบบหลอดที่เราเห็นอยู่ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในสมัยก่อน ซึ่งในปัจจุบันเราก็ยังสามารถเห็นหลอด LED แบบนี้ได้อยู่ แน่นอนว่าข้อดีของ LED SMD นั้นมีมากมายแต่สิ่งหนึ่งที่เป็นจุดเด่นของ LED ประเภทนี้ก็คือ สามารถใช้งานได้หลากหลาย เพราะสามารถนำไปประกอบเป็นลักษณะแผงสว่างได้หลากหลายขนาดและรูปทรง แต่ที่นิยมสุดก็คือเป็นแบบเส้น Strip

                ด้วยรูปร่างที่เป็นเส้น สามารถตัดต่อได้ง่าย ลักษณะที่ยืดหยุ่น และมีความทนทานต่อสภาพอากาศ ไม่ว่าจะเป็นงานตกแต่งนอกอาคารหรือป้ายโฆษณาภายนอกที่ต้องเจอความชื้น แสงแดด หรือน้ำฝน (ในกรณีที่เราเลือกใช้ LED SMD ถูกออกแบบมาให้ใช้กลางแจ้ง จะมีวัสดุป้องกันที่แตกต่างจาก LED SMD ที่ออกแบบมาใช้งานภายใน เราควรเลือกใช้งานให้เหมาะสมเพื่ออายุการใช้งานที่นานขึ้นด้วย ) โดยเราจะเรียก LED SMD ประเภทนี้ในหลายแบบบ้างก็เรียกว่าเป็นเม็ด บ้างก็เรียกว่าเป็น ชิป ซึ่งก็มีความหมายเดียวกัน เพราะลักษณะของ LED SMD จะมีขนาดเล็กและมีขา 2 ขาที่ยื่นออกมาจากตัวถังเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

 

               

                LED SMD จะประกอบด้วยการติดที่แผงวงจรซึ่งการติดตั้งแบบนี้เราเรียกว่าเทคโนโลยี Surface Mounting Technology (SMT) เป็นกระบวนการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และ Semi-Conductor ที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งทำให้การติดตั้งและแก้ไขจำเป็นต้องใช้เครื่องมือเฉพาะและช่างที่มีความชำนาญในการติดตั้งและแก้ไข

                LED SMD จะกินกระแสตั้งแต่ 20 mA ถึง 1A และแรงดัน 2 ถึง 3.6V ก็สามารถให้แสงสว่างได้แล้ว การใช้พลังงานที่ต่ำมาก เมื่อเทีบบกับหลอดไฟไส้ 1 ต่อ 8 และเมื่อเทียบกับหลอดไฟตะเกียบ 1 ต่อ 4 เรียกได้ว่ากินกระแสน้อย ซึ่งเป็นจุดเด่นของ LED ทุกประเภทอยู่แล้ว และถ้าคนที่ต้องการแสงสีต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นสีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน เป็นต้น LED SMD ก็สามารถตอบโจทย์ผู้ใช้งานได้ เพราะ LED ประเภทนี้สามารถเปล่งแสงเป็นสีต่างๆ ได้ มั่นใจได้ว่างานป้ายโฆษณา งานตกแต่งภายใน หรือตกแต่งอาคารส่องสว่างจะประหยัดไฟสวยไม่เปลืองสตางค์

                LED SMD เป็น LED ประเภทหนึ่งที่มีความร้อนสะสมน้อย ทำให้ไม่ต้องออกแบบระบบระบายความร้อนมากนักดังนั้นเราจึงเห็นว่า LED ประเภทนี้ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นจอแสดงผล LCD backlighting ไฟแป้นพิมพ์ และไฟ Led เส้นที่ใช้ในงานชิ้นใหญ่ๆ เช่นป้ายไฟโฆษณา ไม่มีมีความร้อนระอุขึ้นมาแต่อย่างใด

                ลักษณะของ LED SMD เป็นชิปขนาดเล็กมาก ที่มีรูปร่างแตกต่างกันตามรุ่น และหุ้มด้วยสารอีพอกซีเรซิน ในปัจจุบันนี้ใช้อยู่ 3 เบอร์ด้วยกัน คือ

1. SMD3528

LED รุ่นนี้ถือว่าเป็น LED SMD รุ่นแรกที่เริ่มใช้งานกันที่มีขนาดเล็ก และมีรูปทรงเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส ขนาด 3.5 x 2.8 มม. ความสว่างของ LED นั้นจะอยู่ที่ ที่ 5-6 lumen ต่อLED 1 ดวง

2. SMD5050

สำหรับ LED รุ่นนี้ได้รับการพัฒนามาจาก SMD 3528 ซึ่งมีรูปทรงแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส แต่เมื่อเทียบกันแบบ SMD 5050 จะมีขนาดใหญ่กว่า โดยมีขนาดอยู่ที่ 5 x 5 มม. และให้ความสว่าง 12 – 14 lumen ต่อLED 1 ดวง

3. SMD5630

SMD 5630 จะมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า และมีขนาด 5.6 x 3 มม. LED เบอร์นี้จะเป็น LED ที่ให้แสงสว่างที่มากที่สุดในบรรดา 3 รุ่น โดยให้ความสว่าง 20 – 23 lumen ต่อLED 1 ดวง

 

นอกจาก 3 รุ่นนี้แล้วเรายังมีรุ่น SMD3030 SMD 3014 และ SMD 2835 ที่มีขนาดที่แตกต่างกัน แต่ 3 รุ่นด้านบนนั้นเป็นรุ่นที่นิยมใช้กัน มากสุดในการตกแต่ง Decoration และทำป้าย

วิธีติดตั้งและใช้งาน LED SMD

หลักใหญ่ใจความในการต่อใช้งาน LED SMD ก็คือแหล่งจ่ายไฟเพราะกำลังไฟและแรงดันไฟจะต้องสัมพันธ์กับโหลดหรือจำนวนหลอด LED ที่จะใช้ด้วย ซึ่งแหล่งจ่ายไฟที่ใช้กันนั้นจะเป็นอุปกรณ์ที่เรียกว่า สวิทช์ชิ่ง/พาวเวอร์ซัพพลาย (switching power supply) ที่มีแรงดันและกระแสให้ปรับใช้งานกัน

อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญอย่างมากในการป้องกันหลอด LED ก็คือตัวต้านทานหรือว่าตัวอาร์ (R) ซึ่งตัวต้านทานนี้จะมีขนาดเท่าไรก็ขึ้นอยู่กับแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายมา หน้าที่ของตัวต้านทานนั้นจะเป็นตัวกรองแรงดันจากแหล่งจ่ายให้ได้แรงดันที่เหมาะสมกับ LED ที่เชื่อมต่ออยู่ ซึ่งก็มีวิธีคำนวณค่าของตัวต้านทางเช่นกัน

R=(Vdc-Vf)/I  โอห์ม

Vf = แรงดันตกคร่อมเมื่อมีกระแสไหลผ่าน (Forword Valtage:Vf)

I = กระแสที่ LED ต้องการ (Imax)

Vdc = แรงดันที่แหล่งจ่าย

สมมุติว่า LED มีแรงดันตกคร่อม 2V และ มีกระแสไหลผ่านตัวมันได้ 20 mA และมีแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายแรงดันออกมา 5 V การคำนวณค่าตัวต้านทานที่จะใช้งานก็เพียงเอา ค่าต่างๆ มาใส่ตามสูตร

R = (5 – 2) / 0.02 = 150 โอห์ม(Ω) (0.02 ที่อยู่ในสูตรนั้นมีค่าเป็น A โดยแปลงมาจาก 20mA)

และเมื่อเราเปลี่ยนแหล่งจ่ายไปเป็น 9 V เราก็จะใส่ค่าในสูตรเป็น

R = (9 – 2) / 0.02 = 350 โอห์ม(Ω)

เมื่อเราเปลี่ยนแหล่งจ่ายไปเป็น 12 V เราก็จะใส่ค่าในสูตรเป็น

R = (12 – 2) / 0.02 = 500 โอห์ม(Ω)

 

ด้วยแรงดันที่ต่ำเพียง 12-24 V ที่เป็นค่าที่ใช้เป็นนิยม จึงทำให้การนำไฟ LED มาประยุกต์ใช้ทำงานตกแต่งหรือทำป้ายได้อย่างปลอดภัยต่อการใช้งานมาก ในขณะที่ได้ความสว่างที่โดดเด่นกว่าเทคโนโลยีการสร้างแสงส่องสว่างอื่น ๆ 

จากข้อมูลเบื้องต้นที่กล่าวมาแล้วว่าการเลือกใช้งาน LED SMD นั้นมีส่วนสำคัญหลายอย่างนอกจากการออกแบบให้มีความสวยงามและโมเดิร์นแล้ว ยังแหล่งจ่ายไฟ และ ตัวต้านทานให้เราเลือกใช้งานให้ถูกต้องด้วย ซึ่งโดยปกติแล้ว LED SMD นั้นจะติดตั้งอยู่ที่แผงวงจรอยู่แล้วและมีตัวต้านทานติดตั้งมาให้แล้ว แต่ในบ้างกรณีที่อาจจะมีแหล่งจ่ายไฟที่เปลี่ยนไป การรู้สูตรคำนวณค่าตัวต้านทานก็ถือว่าเป็นประโยชน์เช่นกัน