تصنيفات الحماية من الدخول (IP)، والمعروفة أيضًا بتصنيفات الحماية من الغبار والماء، توضح لنا بشكل أساسي مدى جودة حماية جهاز ما من دخول الغبار والماء إلى الداخل. عند النظر في شرائح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المصنوعة من السيليكون للاستخدام في الأماكن الخارجية، فإن هذه الأرقام مهمة جدًا لأنها تُظهر مدى قوة المنتج فعليًا عند التعرض لظروف الطقس القاسية. دعونا نشرحها: الرقم الأول يتراوح بين 0 و6 ويشير إلى مستوى الحماية من الغبار. فتصنيف 6 يعني أنه لا يمكن لأي كمية من الغبار الدخول على الإطلاق. أما الرقم الثاني فيتراوح بين 0 و9K ويشير إلى مقاومة الماء. فتصنيف IP65 يعني أن المنتج يمكنه تحمل أمطار خفيفة أو رشات الماء من أي زاوية. بينما تظل المنتجات ذات تصنيف IP67 محمية حتى عند غمرها مؤقتًا في الماء بعمق يصل إلى حوالي متر واحد لمدة نصف ساعة. ثم هناك تصنيف IP68 الذي يذهب خطوة أبعد، حيث يسمح بتشغيل مستمر تحت الماء وفقًا لما يحدد المُصنّع، وعادةً على عمق أكبر من متر واحد. إن فهم هذه الفروقات يساعد المشترين على اختيار الشريط المناسب من الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) وفقًا لاحتياجاتهم المحددة من التركيب، سواء كان على طول طريق الحديقة أو مثبت على واجهة مبنى يتعرض لجميع أنواع الطقس.
توفر العزلة السيليكونية حماية بمستوى IP68 بسبب بنية جزيئاتها وطريقة معالجتها. عند تطبيقها، تُشكّل هذه المادة غطاءً ناعمًا ومرنًا يلتصق جيدًا بأجزاء الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED). حتى في حال حدوث حركة أو تغيرات في درجة الحرارة، يظل الغلاف سليمًا. وتطرد المادة الماء بشكل طبيعي بفضل خصائصها المقاومة للماء. بالإضافة إلى ذلك، تمتلك مرونة تسمح لها بالانضغاط والعودة إلى وضعها الأصلي دون أن تتلف عندما تتغير الضغوط المحيطة. بينما تميل الأغلفة الصلبة التقليدية إلى التصدع مع مرور الوقت، فإن السيليكون يتعامل مع التمدد والانكماش الناتج عن الحرارة بشكل أفضل بكثير. وهذا يعني عدم تشكل شقوق صغيرة يمكن أن تتسلل منها الرطوبة. تُظهر الأبحاث أن هذه الطلاءات السيليكونية تحجب ما يقرب من جميع جزيئات الغبار (حوالي 99.9٪) وتحافظ على الجفاف حتى بعد الغمر تحت الماء لفترات طويلة. تجعل هذه الخصائص منها مثالية للحصول على أعلى تصنيفات IP المطلوبة للإضاءة المستخدمة في الهواء الطلق حيث يمكن أن تكون الظروف الجوية غير متوقعة.
تُظهر النتائج فجوات كبيرة إلى حد ما بين شرائط LED السيليكونية ذات التصنيف IP وأولئك بدون حماية. خذ على سبيل المثال المناطق الساحلية. بعد حوالي عام من التعرض لرش الملح، لا تزال الشرائط المصنفة IP68 تعمل بقدرة تصل إلى نحو 98%. لكن الشرائط غير المصنفة غالبًا ما تتوقف عن العمل تمامًا خلال ثلاثة أشهر فقط بسبب التآكل الناتج عن مياه الملح. ويحدث نفس الشيء في المصانع أيضًا. تتحمل الشرائط المصنفة IP67 تراكم الغبار بينما عادةً ما تفشل الشرائط العادية بعد نحو ستة أشهر عندما تسد بالغبار. ووفقًا لما تنص عليه اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بشأن تصنيفات IP، تُظهر الاختبارات أن هذه الشرائط المغلفة بالسيليكون يمكن أن تدوم أربع مرات تقريبًا أطول من نظيراتها غير المحمية عند تعريضها لظروف قاسية مماثلة. وهذا يفسر سبب إصرار العديد من المحترفين على وجود تصنيف IP عند البحث عن منتج يمكنه الاستمرار في العمل بشكل موثوق مع مرور الوقت.
توفر أنظمة حماية شريط الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المصنوعة من السيليكون متانة لا مثيل لها عند التعرض لمؤثرات بيئية قاسية، مع الحفاظ على السلامة الهيكلية والبصرية في الأماكن التي تفشل فيها المواد الأخرى.
تظل أنابيب السيليكون مرنة حتى في حالات التقلبات الشديدة للحرارة بين -60 درجة مئوية وما يزيد عن 200 درجة مئوية. لا تُفي بالغرض مواسير المطاط والبولي فينيل كلوريد (PVC) في هذه الظروف، فهي إما تصبح هشة في البرد أو تشوهت عند التعرض للحرارة. وبما أن السيليكون يتعامل بهذه الكفاءة مع درجات الحرارة القصوى، فإنه لا يتشقق بعد دورات التجميد والذوبان المتكررة، ما يجعله يعمل بموثوقية سواء تم تركيبه في مكان شديد البرودة أو الحراقة. بالنسبة للشركات التي تتعامل مع تركيب وحدات الإضاءة الليد الخارجية في جميع أنحاء العالم، فإن هذا النوع من المتانة له أهمية كبيرة، نظرًا لأن العديد من المناطق تشهد تقلبات حرارية تتجاوز 100 درجة سنويًا. ويستمر السيليكون في الأداء بشكل ثابت دون التدهور مع مرور الوقت على الرغم من كل هذه التغيرات الحرارية.
الطريقة التي تترتب بها جزيئات السيليكون تعطيها حماية طبيعية ضد أضرار الأشعة فوق البنفسجية، مما يعني أنها لا تتحول إلى اللون الأصفر أو تصبح هشة مثل الطلاءات البلاستيكية والإيبوكسية مع مرور الوقت. وقد عجلت الاختبارات المعملية بعملية الشيخوخة ووجدت أن سيليكونًا عالي الجودة يحجب حوالي 98٪ من أشعة UVB الضارة لمدة تصل إلى 10,000 ساعة. وهذا يعادل تقريبًا ثلاثة أضعاف ما يمكن للطلاءات المطاطية العادية تحمله. ما يجعل هذا مهمًا حقًا هو قدرته على الحفاظ على الوضوح والحفاظ على نقل الضوء بكفاءة. بالنسبة لأي شخص قام بتركيب شرائط LED في الخارج، فإن هذا الأمر له أهمية كبيرة لأن الإضاءة تبقى ساطعة والألوان لا تتلاشى حتى بعد التعرض للشمس لسنوات متتالية.
إن البنية البوليمرية المتشابكة للسيليكون تجعله مقاومًا للغاية للعوامل التي تُضعف المواد الأخرى بمرور الوقت. نحن نتحدث عن أشياء مثل الأكسدة، والتعرض للأوزون، والشقوق المزعجة التي تظهر عندما تتعرض المواد لإجهادات من البيئة المحيطة. خذ على سبيل المثال مادة PVC، فهي تميل إلى أن تصبح هشة تمامًا بعد فترة. كما أن الراتنج الإبوكسي ليس أفضل حالًا، إذ يُصاب بتشققات صغيرة عند تعرضه للتغيرات الحرارية مرارًا وتكرارًا. أما السيليكون؟ فهذه المادة تظل قوية ومرنة حتى بعد التعرض للخارج لمدة تتراوح بين 15 إلى 20 عامًا. هل تريد دليلاً؟ جرّب ثنيها ذهابًا وإيابًا بزاوية 180 درجة مئات المرات، فستظل العلامة المانعة للماء سليمة. هذا النوع من المتانة يعني أن المعدات المصنوعة من السيليكون تدوم لفترة أطول بين عمليات الإصلاح، مما يوفر المال على صيانة المعدات على المدى الطويل.
تُستخدم الأنابيب السيليكونية كدرع مرن لشرائح LED، حيث تحافظ على سلامتها من الضرر الناتج عن الماء، وتجمع الأوساخ، والمواد التآكلية الضارة التي نكرهها. ويطرد السيليكون الماء بشكل طبيعي بفضل خصائصه المقاومة للماء، ويبقى ملتصقًا بالأسطح بغض النظر عن التغيرات في درجات الحرارة سواء بالارتفاع أو الانخفاض. وقد رأينا هذه المادة تحقق نتائج مذهلة في المناطق القريبة من المحيط حيث تتسلل رطوبة الملح في النهاية إلى كل شيء. فالأغطاء البلاستيكية العادية لا تصمد أمام هذا النوع من الظروف. وما يميز السيليكون هو قدرته على الحفاظ على طبقة حماية مستمرة حول وحدات LED، مما يمنع تشكّل الصدأ ويحول دون حدوث الدوائر القصيرة الناتجة عن دخول مواد غريبة من الخارج. وغالبًا ما يخبرك الكهربائيون أن هذه إحدى أفضل الطرق لتمديد عمر تركيبات الإضاءة الخارجية.
تُظهر الاختبارات التي تُجرى من قِبل أطراف خارجية مدى جودة أداء شرائط الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المصنوعة من السيليكون عند دفعها إلى أقصى حدودها. وعند إخضاع الشرائط المحمية بالسيليكون لاختبار الضباب الملحي المتسارع وفقًا للمواصفات القياسية ASTM B117، لم تُظهر أي علامات على التآكل أو فقدان في الوظيفة الكهربائية حتى بعد قضاء 1000 ساعة في غرفة الاختبار. ويُترجم هذا النوع من المتانة إلى سنوات عديدة من الاستخدام الفعلي على طول السواحل حيث يمكن أن يسبب الهواء المالح أضرارًا جسيمة بالإلكترونيات. كما تؤكد الاختبارات الميدانية التي أُجريت في مناطق صناعية مختلفة ذلك، حيث أظهرت أن الإضاءة تحافظ على سطوعها ومقاومتها للماء حتى عند تعرضها لمواد كيميائية قاسية وكميات كبيرة من جزيئات الغبار العالقة في الهواء. وتُشير جميع هذه النتائج إلى السبب الذي يجعل السيليكون الخيار الأفضل للتركيبات المهمة مثل تلك الموجودة على السفن في عرض البحر أو في المصانع حيث يجب أن تعمل الإضاءة بموثوقية دون أي أعطال يومًا بعد يوم.
يظل السيليكون مرنًا حتى عندما تت fluctuate درجات الحرارة من شديدة البرودة (-40 درجة مئوية) حتى 200 درجة مئوية. هذا يعني أنه يعمل بشكل ممتاز على الأسطح المنحنية ويمكنه تحمل الاهتزازات دون التهالك بمرور الوقت. ويتكيف هذا المادة جيدًا مع الأماكن التي تتعرض للحرارة ثم البرودة بشكل متكرر على مدار اليوم. أما الطلاءات الإيبوكسية فتختلف قصتها. إذ تميل إلى أن تصبح هشة عند التعرض لفترات طويلة لأشعة الشمس، وتفقد التماسك تحت الاستخدام المنتظم. وبعد التمدد والانكماش عدة مرات، تبدأ الشقوق بالظهور بسرعة نسبيًا. ثم هناك PVC. فعلى الرغم من أنه يبدو ناعلاً ومرناً عند النظر إليه لأول مرة، فإن معظم التركيبات الخارجية تظهر علامات التهالك ما بين سنة ونصف تقريبًا. فتفقد المادة ليونتها وتبدأ بالتفتت، وتكون هذه الظاهرة واضحة بشكل خاص في المناطق التي تتعرض للحركة المستمرة أو التعديلات المنتظمة.
عندما اختبرنا مواد مختلفة، ظهرت بعض المشكلات الواضحة إلى حد ما. فمثلاً يبدأ البولي فينيل كلوريد (PVC) في التحلل بسرعة عند التعرض لأشعة الشمس، ويتحول إلى اللون الأصفر ويصبح هشًا جدًا خلال حوالي 12 إلى 18 شهرًا. كما يضعف هذا المATERIAL كثيرًا أيضًا، حيث تنخفض مقاومته للتمزق بنسبة تقارب 60٪ مقارنةً بالسيليكون. ولا يختلف الإيبوكسي كثيرًا من حيث الجودة. إذ بعد 20 إلى 30 دورة تجميد وذوبان فقط، يبدأ في تكوين شقوق دقيقة تتدهور مع الوقت. وتسمح هذه الشقوق بدخول الرطوبة، مما يؤدي في النهاية إلى تلف الختم تمامًا. وتكشف نتائج المختبر عن سبب حدوث ذلك. فالإيبوكسي يصبح صلبًا جدًا، ما يُضعف في الحقيقة الختم، في حين أن البنية البوليمرية للبولي فينيل كلوريد (PVC) تنفصل حرفياً تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية المستمر. وعلى الرغم من ذلك، يتميّز السيليكون كالفائز الواضح. إذ حتى بعد مروره بأكثر من 200 تغير في درجات الحرارة وتعرّضه المستمر للإشعاع فوق البنفسجي، فإنه لا يزال يحتفظ بأكثر من 90٪ من مرونته الأصلية ويظل شفافًا تمامًا. وهذا أمر منطقي من منظور جزيئي، ويفسر سبب استمرار السيليكون لفترة أطول بكثير في الظروف الواقعية.
تُكلف شرائط الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المصنوعة من السيليكون في البداية حوالي 25 إلى 40 بالمئة أكثر مقارنةً بالخيارات المصنوعة من PVC أو الراتنج الإبوكسي، لكنها تدوم لفترة أطول بكثير، مما يوفر المال على المدى الطويل. وفقًا للتقارير الصناعية، يمكن لهذه الإضاءة المحمية بالسيليكون أن تتحمل البيئات القاسية لمدة تتراوح بين خمس إلى سبع سنوات قبل الحاجة إلى الاستبدال. وهذا يشكل تباينًا كبيرًا عند مقارنتها بالإصدارات المصنوعة من PVC التي تدوم عادةً من سنة إلى ثلاث سنوات فقط، والإصدارات المطلية بالإبوكسي التي لا تتجاوز مدتها من سنتين إلى أربع سنوات كأقصى تقدير. وعند النظر إلى مدى عشر سنوات، فإن الشركات تنفق أقل بحوالي 60 بالمئة على الاستبدال والإصلاح باستخدام الشرائط المصنوعة من السيليكون. وفائدة أخرى جديرة بالذكر هي الأداء الجيد الذي يحافظ عليه السيليكون للصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED). في المناطق الرطبة حيث تواجه المواد الأخرى صعوبات، يحافظ السيليكون على سطوع أفضل بنسبة 15 إلى 20 بالمئة مقارنةً بالشرائط المطلية بالإبوكسي. وهذا يعني أن الإضاءة تبقى ساطعة دون وميض أو تعتيم، وهو أمر بالغ الأهمية في المساحات التجارية التي تتطلب رؤية جيدة.
EN