Цветовая температура светодиодных ламп таблица источников

Добрый день дорогие друзья! Раз всех приветствовать на сайте «Электрик в доме». В последнее время востребованность светодиодных изделий постоянно возрастает. Использование инновационных источников света находит применение в различных отраслях народного хозяйства.

Светодиодными лампами оснащаются новые авто, освещаются дома, помещения предприятий и стенды наружной рекламы. Они применяются в прожекторах, уличных и офисных светильниках, а также во множестве других изобретений человека.

Понятие цветовая температура светодиодных ламп даже не подразумевает количество отдаваемого ими тепла, а имеет совершенно другое значение. Это – визуальный эффект восприятия источника освещения человеческим глазом. По мере приближения цветового спектра света к солнечному (желтому) определяют «теплоту» каждой лампы.

Можно также привести ассоциацию с пламенем свечи, и вы тут же поймете, как это явление описывается. Напротив, голубоватый оттенок света ассоциируется с пасмурным небом, снежным ночным сиянием. Этот свет вызывает у нас холодные, бледные образы. Но всему есть определенное научное объяснение.

При нагреве куска металла, у него появляется характерное свечение. Сначала диапазон цвета находится в красных тонах. При повышении температуры цветовой спектр постепенно начинает смещаться к желтому, белому, ярко синему и фиолетовому.

Каждому цвету свечения металла соответствует свой температурный диапазон, что позволяет описать явление при помощи известных физических величин. Это помогает дать характеристику цветовой температуре не как случайно взятой величине, а как определенному промежутку нагрева до получения требуемого цвета спектра.

Спектр цвета свечения светодиодных кристаллов несколько иной. Он отличен от возможных цветов свечения металла благодаря другой методике своего происхождения. Но общая суть остается той же: для получения выбранного оттенка потребуется определенная цветовая температура. Стоит отметить, что этот показатель никак не связан с количеством тепла, выделяемым осветительным прибором.

Еще раз хочу отметить, не стоит путать цветовую температуру и физическую температуру (количества тепла) которую выделяет ваша лампа, это разные показатели.

Шкала цветовой температуры светодиодных ламп

Сегодняшний отечественный рынок предлагает огромный ассортимент источников света на светодиодных кристаллах. Все они работают в различных температурных диапазонах. Обычно их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, ведь каждая такая лампа создает свой, индивидуальный облик. Одно и то же помещение можно существенно преобразить, изменив в нем лишь цвет освещения.

Для оптимального применения каждого светодиодного источника света следует заранее определиться, какой цвет вам наиболее удобен. Понятие цветовой температуры не связано конкретно со светодиодными лампами, его нельзя привязать и к определенному источнику, оно зависит лишь от спектрального состава выбранного излучения. Цветовая температура всегда была у каждого светового прибора, просто при выпуске стандартных ламп накаливания их свечение было только «теплым» желтым (спектр излучения был стандартным).

С появлением люминесцентных и галогеновых источников освещения вошел в обиход белый «холодный» свет. Светодиодные лампы характеризуются еще более широкой цветовой гаммой, за счет чего самостоятельный выбор оптимального освещения усложнился, а все его оттенки стали обуславливаться материалом, из которого выполнялся полупроводник.

Связь цветовой температуры и освещения

Четкое знание табличных значений данной характеристики помогает осознать, о каком цвете будет идти дальше речь. Каждый из нас отличается своим цветовосприятием, поэтому определить визуально холодность или теплоту светового потока удается лишь единицам.

За основу принимают усредненные показатели группы изделий, работающих в заданном спектре, а при окончательном выборе светодиодных светильников учитывают конкретные условия их эксплуатации (место установки, освещаемое пространство, назначение и др.).

Сегодня все источники освещения в зависимости от их диапазона свечения относят к трем основным группам:

1. — теплого белого света – работают в температурном диапазоне от 2700K до 3200K. Излучаемый ими спектр белого теплого света сильно схож со свечением обычной лампы накаливания. Лампы с такой цветовой температурой рекомендованы к использованию в жилых помещениях.
2. — дневного белого света (нормального белого) – в диапазоне от 3500K до 5000K. Их свечение визуально ассоциируется с солнечным утренним светом. Это световой поток нейтрального диапазона, который можно использовать в квартирных технических помещениях (прихожей, ванной, туалете), офисах, учебных классах, производственных цехах и так далее.
3. — холодного белого света (дневного белого) – в диапазоне от 5000K до 7000K. Напоминает яркий дневной свет. Им освещают больничные корпуса, технические лаборатории, парки, аллеи, парковки, рекламные щиты и др.

Цветовая температура светодиодных ламп таблица

Цветовая температура	Тип света	Где применяется
2700 К	свет «теплый белый», «красновато-белый», теплая часть спектра	Характерно для обычных ламп накаливания, но встречается и в LED лампах. Используется в уютном домашнем интерьере, способствует отдыху, расслаблению.
3000 К	свет «теплый белый», «желто-белый», теплая часть спектра	Бывает в некоторых галогеновых лампах, также встречается в светодиодных. Чуть холоднее предыдущего, но также рекомендовано для жилого фонда.
3500 К	свет «дневной белый», белая часть спектра	Создается флуоресцентными трубками и некоторыми модификациями светодиодных ламп. Подходит для квартир, офисов, общественных помещений.
4000 К	свет «холодный белый», холодная часть спектра	Незаменимый атрибут стиля хай-тек, но подавляет своей мертвенной бледностью. Используется в больницах, и в подземных объектах.
5000 К — 6000 К	свет «дневной» «бело-синий», дневная часть спектра	Прекрасная имитация дня для рабочих и производственных помещений, теплиц, оранжерей, террариумов и т.п.
6500 К	свет «холодный дневной» «бело-сиреневый», холодная часть спектра	Подходит для уличного освещения, складских помещений, освещения промышленных объектов.

Из приведенных характеристик прекрасно видно, что при низкой цветовой температуре преобладает красный, а отсутствует синий цвет. Когда температура увеличивается – появляются зеленый и синий цвета, а красный исчезает.

Где можно узнать про данный параметр?

На упаковке каждой лампы освещения производители указывают ее технические характеристики. Среди всех прочих характеристик, таких как мощность, напряжения, частота сети, обязательно указывается

цветовая температура светодиодных ламп (это относится не только к LED лампам). На этот основной фактор обязательно стоит обращать внимание перед покупкой лампы.

Кстати говоря, данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе. Вот один из примеров, LED лампа мощностью 7 Вт и температурой 4000К. Установлена она у меня дома, на кухне, светит приятным дневным светом.

А вот еще один пример обозначения на светодиодном точечном светильнике для гипсокартонных потолков, температура 2800 Кельвинов. Светильники с такой цветовой температурой светят теплым светом похожим на лампу накаливания и были установлены в спальной комнате на одном из объектов.

Какие лампы выбрать для офиса

В нормативном документе СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» рекомендует использовать различные источники излучения в зависимости от их типа, мощности, построения и характеристик светового потока. Помещения жилого фонда предписывается оборудовать небольшими и низкотемпературными «теплыми» световыми приборами, а в нежилом фонде устанавливать более крупные светильник нормального «белого» света.

Доказано, что белое освещение оптимально для рабочего процесса, так как содержащаяся в нем часть синего спектра благотворно влияет на человека, помогает ему сконцентрироваться, ускоряет реакцию и рабочие процессы организма. Хорошо выбирать источники излучения именно от 3500K до 5600K, с белым или нейтральным светом, с чуть синеватым оттенком. Такое освещение даст возможность увеличить работоспособность до максимальной отметки.

Подойдут как люминесцентные, так и светодиодные светильники, хоть последние дадут существенную экономию энергоресурсов.

Напротив, большой ошибкой будет установка в таком месте светильников холодного белого света с диапазоном, близким к 6500K. Это приведет к быстрой утомляемости работников, жалобам на головную боль и резкому снижению работоспособности.

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Можно установить белые нейтральные светильники на кухне, в санузле и прихожей. Их температура может варьироваться от 4000K до 5000K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700K до 3200. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

На этом собственно все дорогие друзья. Если вам понравилась статья буду признателен, если Вы поделитесь ею в социальных сетях.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Цветовая температура светодиодных ламп. Типы и особенности

С течением времени светодиодные лампы становятся все более популярными. Применение этих современных источников освещения находит использование в разных областях народного хозяйства и промышленного производства. Светодиодные лампы используются в автомобилях, наружной рекламе, освещают производственные цеха, жилые дома, а также освещают улицы городов. В офисах они встроены в светильники. Мощные прожекторы уже невозможно представить без таких источников светового потока.

Цветовая температура светодиодных ламп часто ошибочно принимается за количество излучаемого тепла, но она имеет несколько иное значение. Это понятие означает визуальный эффект ощущения источника света глазом человека. Величина «теплоты» лампы зависит от удаленности цветового спектра к солнечному световому потоку. Голубоватый оттенок подобен пасмурному небу или ночному сиянию. Такой свет у человека вызывает холодные ощущения.

Интервал цветовой температуры

При нагревании металла возникает специфическое свечение. В начале интервал цвета имеет красные оттенки. Но при увеличении температуры спектр цвета постепенно приближается к желтому, белому и далее к голубому и фиолетовому цвету.

Для отдельного цвета свечения металла имеется свой температурный интервал, что дает возможность описать это явление физическими величинами. Это определяет свойства цветовой температуры как некоторого диапазона нагревания до образования необходимого цвета спектра.

Светодиоды излучают свет с несколько другим спектром, отличающимся от света металла, так как у него другая природа происхождения. Однако суть остается одна: для создания определенного оттенка цвета понадобится заданная цветовая температура. В этом случае нельзя считать, что этот параметр связан с температурой нагревания лампы, физическая и цветовая температура являются абсолютно разными показателями.

Шкала для источников света

Сегодня в продаже предлагается большой перечень источников света, работающих на основе светодиодных кристаллов. Они функционируют в разных интервалах температур. Чаще всего их подбирают по месту планируемой установки, так как каждая лампа способна создать индивидуальный облик. Комнату можно преобразить путем изменения цвета светового потока ламп.

Для рационального использования светодиодного источника освещения необходимо заблаговременно определить, какой цвет для вас наиболее комфортен. Цветовая температура важна не только для светодиодных приборов освещения, она зависит от состава спектра излучения. Этот показатель имеется у каждого прибора освещения, например, у ламп накаливания свет бывает только теплым желтым.

При появлении галогенных и люминесцентных ламп в обиход вошел холодный белый свет. А светодиодные лампы имеют более широкую гамму цветов света, поэтому выбор таких ламп стал более сложным, а оттенки цветов зависят от материала изготовления полупроводника.

Связь освещения и цветовой температуры

Если знать табличные значения этого параметра, то становятся понятными соответствующие ему цвета. Каждый человек обладает индивидуальным восприятием цвета, поэтому визуально определить цветовую температуру очень трудно.

Основой считают средние показатели некоторой группы источников света, функционирующих в определенном спектре, а при конечном выборе светодиодных источников света учитывают их предназначение, освещаемое помещение и место установки.

Группы светодиодных ламп по цветовой температуре:

• Теплый белый свет находится в диапазоне цветовой температуры 2700-3200К. Такой спектр освещения аналогичен простой лампе накаливания. Такие лампы рекомендуются к применению в жилых помещениях.
• Дневной белый свет излучают лампы в интервале 3500-5000К. Их свет внешне похож с утренним солнечным светом. Это нейтральный свет, который может применяться, например, в туалете, прихожей, школьных классах.
• Холодный белый свет называют дневным, который относится к диапазону 5000-7000К. Это создает аналогию яркого дневного освещения. Такие лампы чаще всего используют в лабораториях, медицинских учреждениях, парках и рекламных щитах.

Из этих параметров видно, что низкая цветовая температура светодиодных ламп имеет преимущественно красный цвет, а синего цвета нет вовсе. При повышении этого параметра появляются синий и зеленый цвета, а красный постепенно исчезает.

Где обозначается цветовая температура светодиодных ламп

Чаще всего фирма изготовитель на упаковке лампы указывает ее параметры. Среди других характеристик есть и этот рассматриваемый нами параметр. Перед приобретением ламп следует обращать на это внимание. Эти данные обозначаются как на упаковке, так и на корпусе лампы.

Рекомендации по выбору

Для каждого помещения следует индивидуально выбирать лампы, обладающие заданным цветовым спектром свечения.

Для офиса

Целесообразно применять светодиодные приборы освещения с цветовой температурой 4400-5600 К. Это значит, что лампа должна светить белым светом. Это повышает эффективность труда сотрудников.

При установке ламп в офисе с другим цветовым оттенком света, эффективность работы сотрудников уменьшится. Исследования показали, что лампа с оранжевым свечением ухудшает производительность до 80%. Белый или нейтральный свет содержит синий спектр, ускоряющий концентрацию внимания и реакцию в дневное время.

Для жилых помещений

Для квартиры или дома рекомендуется устанавливать приборы освещения, у которых другая цветовая температура светодиодных ламп, отличающаяся от офисных моделей. Лампы синего спектра не рекомендуется использовать для спальни или детской.

Цветовая температура светодиодных ламп для гостиной выбирается в диапазоне от 2700 до 3200 К, что создает комфортную и уютную обстановку.

В ванной комнате специалисты рекомендуют использовать лампы белого и дневного света от 4000 до 5000 К. Такая же лампа подойдет и для кухни, места чтения или домашнего кабинета.

Похожие темы:

Какие лампы наиболее приближены по спектру излучения к дневному свету?

В компанию «СТК Системы освещения» обратился клиент с запросом относительно ламп наиболее приближенных по спектру к дневному свету. На первый взгляд в самом вопросе кроется ответ — так называемые «лампы дневного света». Однако, давайте разберемся в этом вопросе более детально.

Что такое спектр излучения? Это энергия излучаемая источниками, в том числе источниками света, в различных диапазонах, длинах волн. Длина волн определяется в нанометрах, нм. Илучение энергии световыми приборами называют также оптическим излучением. Диапазон длин волн включает в себя воспринимаемый человеческим глазом видимый диапазон и два смежных: инфракрасный и ультрафиолетовый.

Видимое излучение определяется в диапазоне 380-780 нм. Ультрафиолетовое излучение имеет 3 диапазона: УФ-С 100-280 нм, УФ-В 280-315 нм, УФ-А 315-380 нм. Инфракрасное излучение имеет длину волн свыше 780 нм.
Самое вредоносное для человека УФ-С, хотя, при этом оно обладает бактерицидным эффектом. Лампы УФ-С используются в медучреждениях для обеззараживания помещений. УФ-В вырабатывает витамин Д, а УФ-А придает коже загар. При этом в неумеренных дозах они также опасны для человека. Поэтому и придумали солнцезащитные средства с УФ-А и УФ-В фильтрами.
Обычно, в лампах, используемых в помещениях, за исключением специальных, также есть УФ-фильтры для предотвращения вредного воздействия на кожу человека.
Солнце — естественный источник оптического излучения. Однако спектр такого излучения не постоянен. Состав спектра может меняться в зависимости от времени суток, времени года, местности. Именно поэтому точно определить спектр солнечного света невозможно. Для каждого случая он свой.
Конечно, солнечный или дневной свет всеже имеет более-менее определенный спектральный состав. В сети Интернет можно встретить несколько иллюстраций спектра солнечного света.

 

Недостаток этих картинок в ограниченности диапазонов 400-700 нм. Нет ни ультрафиолетовых диапазонов, которые как вам известно присутствуют в солнечном свете. Иначе, как бы мы с вами загорали, сгорали и зачем мазались бы солнцезащитными кремами.

В этой картинке уже больше правды. Слева — спектр солнечного света. Справа — спектр ламп дневного света.

Не знаю какие именно лампы дневного света брались за основу и откуда получена данная информация, но она отчасти совпадает с данными PHILIPS.
Как видите, спектр люминесцентных ламп отчасти повторяет спектр солнца, но солнечный спектр более ровный и насыщенный.

Примерно такая же ситуация и с газоразрядными лампами. Спектр некоторых из них распространяется на все видимые диапазоны и отчасти захватывает смежные ултрафиолетовый и инфракрасный.

Почему вопросу соответствия спектра искуственных источников света с естественным солнечным уделяется много внимания? Исследования в области физиологии человека доказали влияние спектрального состава света на жизнедеятельность и показатели нашего организма.

Именно поэтому нашему клиенту после проведения аттестации рабочих мест в помещениях без естественного освещения были предложены следующие мероприятия: использовать газоразрядные источники света со спектральным составом, близким к спектру естественного света; для компенсации ультрафиолетовой недостаточности предусматривать использование ультрафиолетовых облучательных установок длительного действия(совмещенных с осветительными установками).

С.Исполатов
СТК Системы освещения.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ «КАКИЕ ЛАМПЫ УБИВАЮТ ВИРУС И ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ БАКТЕРИЦИДНЫЕ, УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ И КВАРЦЕВЫЕ ЛАМПЫ»

РЕМОНТ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ

 

полный спектр светодиодных ламп для комнатных цветов, подсветка для фотосинтеза, световой поток, освещение

Комнатные растения нуждаются в достаточном количестве света, без которого они не могут правильно развиваться. Чтобы организовать их правильное освещение, необходимо использовать специальные светодиодные светильники.  Но к сожалению, не все знаю как работает светодиод.

Лампа с диодами является самым эффективным способом обеспечения необходимого цветового спектра светокультурных растений. Чаще всего оно используется для освещения теплиц, в оранжереях, аквариумах, закрытых садах и для комнатных цветов.

LED-светильники стали самой лучшей альтернативой естественного освещения, так как отличаются экономичностью и длительным сроком эксплуатации.

Как подобрать искусственное освещение

Недостаточное освещение способствует замедлению естественного развития растения.

Ствол цветка утончается, между листочками увеличивается шаг, а появившееся листья не достигают нормальных размеров (пеларгония). Листья, которые располагаются у земли становятся вялыми, желтеют и опадают (фикусы и плющ).

По цвету растения видно, что ему не хватает света: оно блекнет, разноцветные листья становятся более зеленными для фотосинтеза. Комнатные цветы, которые выкинули бутоны, не способны развить полноценный цветок. Они мелкие и быстро увядают.

При излишнем освещении растения также испытывают стресс, даже если их хорошо поливают. Чаще всего, комнатный цветок выглядит вялым, а его листья по краям начинает покрываться желтизной. Если не уменьшить поток света направленного на него, то со временем оно засохнет.

Оптимальным решением такого вопроса является светодиодное освещение (часто используют светодиодные фонари на аккумуляторах). Оно способно учесть различные факторы, от которых зависит выращивание светокультурных растений, а также:

1. Обеспечивает процесс фотосинтеза.
2. Предоставляет оптимальное световое облучение.

На рынке сегодня представлен широкий ассортимент светодиодных ламп для растений

Для подсветки небольшой домашней оранжереи используют подобные светильники

Диодные лампы способны предоставлять 400-700 нм света, что вполне достаточно для правильного развития и роста комнатного цветка. Чтобы они хорошо цвели, а корневая система нормально развивалась необходим синий цвет с волной 420-435 нм. Красный цвет с волной 650-657 нм способствует хорошему росту растения и его листьев. Листья, которые находятся на нижнем уровне, нуждаются в зеленом цвете – 450-600 нм. Спектр других цветов не нужен для роста растения.

Фотосинтез – основной процесс, который происходит в каждом растении. Для такого процесса необходимо достаточное освещение. Световой поток поглощается листьями, что способствует дальнейшему росту всего цветка.

Основные принципы процесса фотосинтеза в листьях растения

Стоит отметить, что фотосинтез также во многом зависит от:

• внешней температуры;
• количества полива;
• долготы дня и ночи;
• светового спектрального состава;
• интенсивности светового потока;
• наличия двуокиси углерода.

Аквариумные растения требуют к себе особого отношения. О том как правильно подобрать LED светильники для аквариума читайте в статье.

Оптимальное световое насыщение растение получает при наличии солнечного света, который представляет собой белый свет. Он включает в себя все спектральные цвета, которые можно увидеть. Светодиодные лампы способны создавать белый свет, который так необходим для правильного цветения светокультур.

Спектр светодиодной подсветки для комнатных растений

Пристальное внимание стоит уделить светолюбивым цветам. Для них необходимо:

1. Интенсивность освещения – 140-220 Вт/м2.
2. Спектральное насыщение: зеленого цвета – 490-600 нм; красного цвета – 600-700 нм; синего цвета – 380-490 нм.

Кроме основных биологических потребностей, должны удовлетворяться условия светового насыщения различных светокультур. Основными требованиями для растения являются:

• тепловой режим;
• продолжительность светового дня;
• наличие искусственного светового освещения;
• световой спектр.

Полноспектральная светодиодная фитолампа

Характеристики LED ламп для цветов

Важную роль в том, какое количество света будет получать растение, играет высота подвесного освещения. При правильном расположении светодиодной лампы можно создать естественные условия для роста и цветения светокультур дома.

Для полноценного процесса фотосинтеза необходимо, чтобы длина волны лед лампы были от 400-700 нм – PAR-диапазона.

Особое значение в освещении играет диапазон спектрального цвета, который нужен для фотосинтеза. Отталкиваясь от этого показателя, определяется количество ламп, их высота над цветами. При использовании люминесцентных светильников для растений добиться полноспектрального свечения практически не возможно

Cтоит учесть, что существуют волны, которые не участвуют в фотосинтезе. Они могут провоцировать быстрое старение, появление излишних побегов и разрастанием. К таким волнам относят инфракрасный свет и ультрафиолет. Поэтому не рекомендуется использовать бактерицидные ультрафиолетовые лампы для дома для выращивания растений.

Наиболее важными волнами, которые помогают комнатным цветам правильно расти, являются синие и красные лед подветки.

Диодный светильник не накаливается и обладает свойством равномерно распространять синий и красный цвет. Он может излучать фиолетово-синий и красно-оранжевый цвет. Это позволяет интенсивно развиваться растению с фитобиологической стороны.

Мощность светодиодного освещения рассчитывается в ваттах на м2. Для определения количества ламп учитывают:

• площадь освещения;
• высоту лампы;
• вид светокультуры.

Подача света может быть: периодической, по циклам, постоянной.

Оригинальный диодный модуль для подсветки молодых растений

Современный LED светильник позволяет размещать комнатные растения в любом уголке квартиры

Таблица – Соотношение параметров световых волн для растений

Ультрафиолет	400 нм	Помогает образовывать смолы
Инфракрасный цвет	730 нм	Помогает образовывать хлорофилл
Синий цвет	430 нм	Помогает образованию хлорофилла (Б)
Красный цвет	660 нм	Помогает образованию хлорофилла (А)

Как выбрать оптимальный вариант светильника

Для комнатных цветов следует использовать следующие режимы освещения:

• 1000 -3000 лк – для растущих в затемненном помещении, далеко от окна;
• 3000 – 4000 лк – для нуждающихся в рассеянном потоке света;
• 4000 – 6000 лк – для нуждающихся в прямом освещении;
• 6000 – 12 000 лк – для экзотических видов, плодоносящих.

Красивые цветы – залог уюта в вашем доме

Найти подробную информацию о свойствах и правилах выбора фитоламп для рассады можно здесь.

Красные светодиоды необходимы растениям, когда они плодоносят или цветут. Существует две волны красного светодиода: слабопоглащаемая и дальняя. Способствует образованию хлорофилла группы А. В диодных светильниках используют больше ламп красного цвета, чем белого или синего.

Производители полноспектральных светодиодов

Проверенными и надежными российскими производителями являются:

• Оптоган;
• Оптрон;
• Артледс.

Мировыми производителями:

1. Agilent Technologies – компания, которая не первый год выпускает светодиодные лампы высокого качества. Производитель дает гарантию на лампы не менее 10 лет и выпускает светильники с различной комбинацией ламп.
2. Optek Technology – производитель высокого уровня. На мировом рынке прочно занял свое место в изготовлении светодиодного освещения. Выпускает различные лампы отличного качества.
3. Edison – известный производитель, который ничем не уступает своим конкурентам. Изготавливает специализированные светодиодные лампы широкого круга использования: в медицине, косметологии, а также для выращивания палисадников.
4. Philips Lumileds – за многие годы, эта компания завоевала доверие у многих покупателей. Выпускает лучшие лампы для светодиодного освещения. Предоставляет длительную гарантию на всю продукцию.
5. Toshiba – компания, которая успешно изготавливает различной конфигурации и видов светодиодные лампы. Качество товара на высшем европейском уровне.

Опыт применения

1. Ярослав, 26 лет. Санкт-Петербург. «Я установил светильник с двумя рядами светодиодов: красными и синими лампами. Был доволен результатом: растения стали более сильными и плодоносными. Рекомендую такие лампы для светокультур».
2. Светлана, 42 года. Нижний-Новгород «Занимаюсь разведением светокультурных растений. Специально установила светильник с синими и красными лампами производителя Артледс. Уже через несколько дней заметила, что цветы приобрели более сочный цвет, стебли стали более крепкими и листья перестали желтеть по краям».
3. Ирина, 22 года. Москва «Специально занимаюсь выращиванием цветов на продажу. Для большей эффективности установила светодиодные лампы, которые помогают цветам всегда быть в отличном состоянии. Советую всем цветочникам не экономить на правильном освещении».
4. Андрей, 34 года, Тюмень «Используя светодиодные лампы уже не первый год. Сначала относился скептически, но на собственном опыте убедился в результативности такого освещения. Главное правильно расположить светильник и своевременно поливать цветы».

Искусственное освещение – это хороший способ благотворно влиять на рост и цветение комнатных цветов в зимний период, а также в помещениях, где свет плохо проникает.

Большое значение в освещении играет: спектр, высота подвеса и режим подсветки растений.

Если хотите, чтобы комнатные цветы были здоровыми и красивыми, необходимо учесть световые параметры и потребность определенных видов растений в искусственном светодиодном освещении.

Видео

Данное видео расскажет Вам про преимущества и недостатки светодиодного освещения для растений.

Светодиодные лампы и их сравнение с традиционными

Лампочка Ильича с нитью накала, ставшая символом электрификации России (СССР) и массового перехода на электрическое освещение не только в городах, но и в самых отдалённых и небольших населённых пунктах страны, в наши дни уступает место более современным и эффективным источникам света.

Пройдя через несколько этапов технологического развития, современная светодиодная лампа относится уже не к электрике, а к электронике: свет излучается полупроводниковым элементом – светоизлучающим диодом (LED – light-emitting diode), а сама она может быть частью «умного дома» («smart building»). Характеристики светодиодной лампы такие как: световой поток, коэффициент пульсаций, а в некоторых случаях регулируемые интенсивность и цвет свечения – задаются встроенным в лампу источником питания – ещё одним элементом из микроэлектронных компонентов в её составе, который стабилизирует переменное напряжение бытовых сетей, выдаёт на светодиоды необходимый ток и в некоторых видах ламп принимает и обрабатывает управляющий сигнал. Для работы светодиодной лампы больше не нужны дополнительные стартеры и ПРА, устанавливаемые в светильник или около него.

Технические характеристики светодиодных ламп выводят их на лидирующие позиции в конкуренции с другими типами по таким параметрам, как безопасность, энергоэффективность, цветопередача, разнообразие форм и цоколей. При этом в светодиодной лампе уже нет ни хрупких элементов, как вольфрамовая нить и стеклянная колба; ни среды, насыщенной парами ртути; ни раскалённой поверхности, температура которой в традиционных лампах может достигать от 100 до 300°С в зависимости от типа и мощности.

Разнообразие форм-факторов и применяемых компонентов не только позволяет механически заменить один-в-один традиционные типы ламп, но и сделать это максимально незаметно для потребителей: грушевидные, типа «свеча» и филаментные (имитирующие нить накала) вытесняют лампы накаливания в люстрах и бытовых светильниках; линейные разной длины и диаметра неотличимы от люминесцентных; лампы типа «кукуруза» – аналог ДнаТ и ДРЛ.

Вариативность видов и характеристик светодиодных ламп позволяют использовать их в любых светильниках: от бытовых до промышленных и специального назначения, от утилитарных до декоративных, от офисных до уличных и садово-парковых.

Основные технические параметры светодиодных ламп

• Тип цоколя. Самые распространенные E27 «Стандарт», E14 «Миньон» применяются в маломощных светильниках для внутреннего освещения. В светильниках повышенной мощности (для улиц и в промышленности) используются лампы с патроном E27 и E40. LED-светильники с цоколями G4, GU5.3, GU10 заменяют галогенные лампы. Поворотный цоколь G13 устанавливается на линейных светодиодных лампах, служащих заменой люминесцентных ламп.
• Мощность. Это электрическая мощность, потребляемая из сети светодиодной лампой. Для сравнения мощности на упаковке, как правило, указывается эквивалентная лампа накаливания (см. ниже сравнительную таблицу).
• Световой поток. Для сравнения светового потока светодиодных ламп используется параметр, характеризующий энергоэффективность источника света. Он измеряется в люменах на Ватт (лм/Вт). Лампы накаливания имеют эффективность 10-12 лм/Вт, современные светодиодные – более 100 лм/Вт. Высокая энергоэффективность светодиодных ламп по сравнению другими лампами – главное их преимущество.
• Цветовая температура. Этот параметр характеризует цвет свечения. У ламп накаливания цветовая температура около 2400-2600 К, у дневного света и электролюминесцентных ламп – 4500-6000 К. У светодиодных ламп может быть с любая цветовая температура, значение которой указывается на упаковке, и даже разноцветная световая палитра (RGBW-лампочки).
• Индекс цветопередачи (CRI). Параметр, характеризующий корректность отображаемых цветов освещаемых объектов в сравнении с идеальным источником света. Максимальное значение равно 100, как у солнечного света.
• Коэффициент пульсации (Кп). Наряду с уровнем освещённости (количеством света) Кп является важнейшим параметром, влияющим на возникновение усталости, плохого самочувствия, снижения работоспособности и даже головной боли и крайне негативно отражается на самочувствии и здоровье при постоянном пребыванием под таким освещением, особенно в период формирования организма (в дошкольных и учебных заведениях). Российским законодательством (СП52.13330.2011) в помещениях с постоянным пребыванием людей в зависимости от разряда зрительной работы он нормируется на уровне не превышающем 10%, 15% или 20%. У ламп накаливания коэффициент пульсации составляет около 20%. Кп люминесцентных ламп около 50%, что является недопустимым в большинстве помещений. Коэффициент пульсации современных светодиодных ламп менее 5% (у лучших образцов
• Возможность регулировки (диммирования) яркости и цветности светодиодных ламп в сравнении с остальными источниками света гораздо шире. Присутствует не у всех светодиодных ламп, что тоже указывается на упаковке.

Сравнение светодиодных и традиционных ламп (накаливания, галогенных и люминесцентных).

Сравнительная таблица

• КПД и энергоэффективность: до 80% энергии, потребленной лампой накаливания, уходит на нагревание вольфрамовой нити и только 20% преобразуются в свет. КПД галогенных – около 50%. Светодиодная лампа превращает в свет не меньше 95% потребленной электроэнергии.
• Срок службы лампы накаливания всего около 1 тысячи часов непрерывного свечения. Галогеновой лампы – до 2,5 тысяч часов, люминесцентной – около 7-10 тысяч часов. Светодиодная лампа работает до 100 тысяч часов.
• Спектр лампы накаливания – теплый белый (около 2600 К). Спектр галогеновой лампы близок к холодному белому цвету. Спектр светодиодной лампы может быть любым. Бывают даже разноцветные светодиодные лампы. Кроме того, цвет светодиодной лампы может регулироваться.
• Прочность и безопасность лампы. Колба включенной лампы разогревается до 200 градусов. Она легко разрушается не только ударом, но и каплей воды, попавшей на раскаленное стекло. Острые осколки стекла наносят глубокие и опасные травмы. Светодиодные лампы изготовлены в основном из пластика. Их температура не поднимается выше 50 градусов. Для разрушения светодиодной лампы необходимы значительные усилия.
• Экологическая безопасность: галогенным и ртутьсодержащим (люминесцентным) лампам требуется специальная утилизация. Кроме того, при повреждении люминесцентной лампы, её разрушении от удара или падения на твердую поверхность в воздух попадают пары ртути, потенциально опасные для здоровья. Светодиодные лампы выполнены без применения вредных для здоровья человека и окружающей среды газов и экологически безопасны, не требуют специальной утилизации.

Сравнение по большинству параметров явно в пользу светодиодных ламп. Более высокая цена LED-ламп быстро компенсируется экономией от низкого энергопотребления и значительно большего срока службы. Особенно ярко это проявляется в сравнении прожекторов на светодиодных и галогенных лампах: затраты на замену галогенных ламп на светодиодные окупаются за счет пониженного расхода электроэнергии и стоимости эксплуатации осветительных установок.

Спектр для растений — подбор ламп и цветовой температуры

Для комнатных растений не всегда достаточно освещения. Из-за его недостатка побеги могут развиваться медленно. Чтобы исправить эту оплошность, нужно всего лишь установить лампу для растений. Именно такой осветительный прибор может создать нужный спектр цвета.

Светодиодные осветительные приборы получили широкое применение для освещения оранжерей, в открытых садах и так далее. Они являются отличной альтернативой солнечному свету, не связаны с большими расходами и имеют длительный период эксплуатации.

Фотосинтез растений является процессом, проходящим во время достаточного освещения. Кроме того, растение может правильно развиваться благодаря необходимой окружающей температуре, достаточной влажности, спектру освещенности, продолжительности суток, наличию необходимых химических веществ.

Не существует цветов, способных полноценно расти в темное время суток. Непременно нужно кое-какое освещение. Разница состоит в его интенсивности. В основном световой день длится примерно 15 часов и не имеет значения, благодаря чему он может поддерживаться – солнечным лучам, искусственным лампам, либо и тому, и другому. Существуют виды растений, для которых определение нужного им света зависит от изменяющихся условий. Хотя есть такие, которым необходимо лишь определенное освещение. Оно не нужно цветам, которые отдыхают в ночное время суток. Для некоторых сортов рекомендовано принимать солнечные лучи и зимой.

На полноценный рост и развитие растительности влияют следующие факторы: грамотный полив, необходимая температура, оптимальная влажность, достаточная подкормка, выбор необходимых ламп для растений. Последнее нужно для выращивания с помощью искусственного света. И это отличное решение для тех видов растений, которые уже смогли адаптироваться к неяркому свету, к примеру, бегонии.

Как определить достаточность света?

Установку осветительного прибора для комнатных растений рекомендуется выполнить правильно. Поэтому вначале выясняем, необходимо ли сильное освещение для конкретной посадки.

Дополнительное освещение для растений

Затем определяем число светодиодов. Можно их подсчитать с помощью люксметра. Вы можете и самостоятельно вычислить их количество.

1. Спектры света для развития растений.

Рассмотрим, какие нужны спектры света для растений:

• Хлорофилл – зеленый.
• Каротины – желтый и красный спектры.

Кроме того, разнообразные пигменты могут поглощать свет по-разному, все лишнее они отражают.

Как утверждают ученые, источник энергии для фотосинтеза – это в основном лучи красного цвета спектра.

Фотоморфогенез является процессом, который протекает в растении под влиянием света с разным спектральным составом и насыщенностью. Тут свет – сигнальное средство, которое регулирует рост рассады. К тому же в растении имеется и пигмент фитохром. Пигмент является белком, который имеет чувствительность к некоей области белого спектра.

Особенности фитохрома состоят в том, что он принимает 2 формы с разнообразными характеристиками, под влиянием красного оттенка с длиной волны 660 нм он отличается способностью фотопревращения. К тому же поочередное свечение на короткий промежуток времени красным светом аналогично манипулированию им с помощью любого выключателя.

Эта характеристика фитохрома может обеспечить слежение за временем дня, чтобы управлять периодичностью произрастания семян. Сделать нужную лампу достаточно трудно.

Фитохром имеется также в листочках и в рассаде. Красные лучи стимулируют прорастание рассады, а дальний оттенок этого же цвета ее рост подавляет. Вероятно, по этой причине она и прорастает в ночное время суток. Однако это не закономерность для всех видов растений. Тем не менее красный свет является полезным, потому что стимулирует в растении активные жизненные процессы.

Как стало очевидно из результатов многочисленных экспериментов, красного цвета должно быть больше. Для различной рассады оптимальные пропорции могут быть самые разные. Так выясняется, что если помидоры хорошо произрастают при изобилии красного, то огурцы могут погибнуть.

Адениумы, например, представляют собой растения, которые в родных краях растут, получая достаточно много красного цвета спектра. На африканских территориях и на территории арабских стран рассвет и закат не продолжаются длительное время, солнце очень быстро заходит и встает. Кроме того, эти регионы отличаются немногочисленными пасмурными днями. То есть там мало синего света.

Светолюбивые растения

Результаты многочисленных экспериментов позволили прийти к выводу, что соотношение 2 красных и 1 синего светодиодов лучше для вегетационного периода созревания растений. При этом благодаря такому соотношению света вы можете намного увеличить количество плодов.

Кроме того, учитываем, в каких условиях растет растение, попадают ли на него прямые лучи солнца. Если растения выращиваются в специальном гроубоксе либо в подвальных условиях, то для их выращивания придется использовать и иные спектры. Такие спектры можно получить, если монтировать определенное количество белых светодиодов, можете добавить и ультрафиолетовые, если вы выращиваете экзотические сорта. Произрастать без ультрафиолетовых лучей способны практически все растения, однако выделить, к примеру, эфирное масло – не все. Можем посмотреть на примере укропа, который без УФ не такой ароматный.

В тепличных условиях в некоторых случаях выбирают одновременно 2 вида искусственных осветительных приборов – это натриевая лампа, в которой изобилие красного спектра, и светодиод. Чтобы монтировать на большую площадь нужное число светодиодов, потребуются огромные вложения.

Однако необходимо учитывать и такие важные моменты, как то, что в тепличных условиях доступен еще и обычный свет, который и способен компенсировать недостаток освещения.

Чтобы выращивать в закрытой почве, можно использовать соотношение 1:2 – 1:4 в зависимости от растущего растения. Выращивать можно и под единственным синего цвета спектром.

Также благодаря сочетанию разных спектров вы можете заметить проявление половых особенностей растений.

Основные цветовые температуры ламп

2. Цветовая температура ламп.

• 2 700 К относится к теплому свету – тут больше красного спектра, который можно получить от ламп накаливания. Иные виды ламп могут дать свечение, которое близко к свету ламп накаливания. Эта разновидность свечения применяется в период цветения.
• 4 100 К – белый свет.
• 6 400 К – холодный белый свет – тут преобладает излучение синего спектра. Это может привести к наилучшему результату в течение вегетативного роста. Поэтому холодный свет так востребован.
• 8 000–25 000 K – ультрафиолет.

3. Выбор мощности.

Определить мощность можно благодаря месту, условиям и культуре, которую вы собираетесь выращивать дома. Растения бывают светолюбивые и плодоносящие. Среди последних можно отметить помидоры и клубнику. Они нуждаются в изобилии света, от этого зависит урожайность. К нетребовательным относятся салат, тропические сорта растений и большинство комнатных.

Светодиоды могут находиться довольно близко к растению, на расстоянии примерно 5 сантиметров, при этом они не опаляют растение. Если листочки очень нежные, лампы рекомендуется установить на расстоянии около 10 см. Если вы выращиваете высокие сорта растений, то лучше обеспечить и боковое освещение, потому что нижние листья могут недополучить свет.

4. Длина световых волн.

В спектре лучей солнца имеются и синий, и красный оттенки. Они дают возможность растениям приобретать больше массы, а также лучше плодоносить. Если облучать лишь с помощью синего спектра, у которого длина волны примерно 450 нм, ваша рассада вырастет низкорослой. Она не порадует изобилием зеленой массы. Также вероятно, что растение не будет давать плоды.

Если обеспечить красный диапазон света с длиной волн примерно 620 нм, то хорошо начнет развиваться корневая система растения, оно будет цвести и отлично плодоносить. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, какой свет нужен для определенных растений.

Светодиодные лампы для растений

Выбираем лампу для освещения растений

1. Светодиодные лампы.

Если вы выбрали светодиодные лампы для освещения растений, то они помогут вашей флоре не только хорошо расти, но и отлично плодоносить. В одно и то же время при освещении люминесцентным прибором имеет место и цветение. Светодиоды не будут нагреваться, по этой причине не требуется проветривание комнаты. К тому же нет теплового перегрева растений. Такие фитолампы являются отличным выбором для выращивания семян. Благодаря направленности спектра излучения побеги могут окрепнуть даже за непродолжительный отрезок времени.

Среди преимуществ стоит отметить и низкое потребление электричества. Светодиоды могут уступить лишь натриевой лампе. Однако они в 9 раз экономичнее ламп накаливания. Срок их эксплуатации может достигать даже 10 лет. Гарантия предоставляется на срок примерно 4 года. Если выбрать такие осветительные приборы, можно надолго забыть об их замене. Они не накапливают вредных веществ. Хотя их использование в теплице довольно широко распространено. Рынок сегодня переполнен такими светильниками: их можно прикрепить как на стену, так и на потолок.

Лампа дневного света для выращивания растений

Чтобы увеличить интенсивность излучения, лампы объединяют в одну конструкцию. Среди минусов можно отметить высокую цену, если сравнивать с люминесцентными лампами. Разница очень большая. Однако диоды могут себя окупить после пары лет эксплуатации. С их помощью вы можете значительно сэкономить электроэнергию. После завершения гарантийного периода можно наблюдать понижение свечения. Если площадь теплицы большая, то потребуется установить как можно больше точек освещения.

2. Радиатор для светильника.

Такие приборы требуются в случаях, если нужно отвести тепло. Радиаторы отлично с этим справляются. Светодиоды для растений рекомендуется чередовать по цветам. Так у вас выйдет равномерное освещение.

3. Фитосветодиоды.

Новое изобретение под названием фитосветодиод может прийти на замену обычным аналогам, которые светят лишь в единственном цвете. Новая техника в чипе собрала в себе нужный спектр светодиодов для прорастания растений. Он необходим для различных этапов роста. Конструкция простейшей фитолампы состоит из блока, где установлены и светодиоды, и вентиляторы. Последние можно отрегулировать по высоте.

4. Лампы дневного света.

Долгое время люминесцентные лампы были довольно востребованы в приусадебных участках и в теплицах. Однако такие приборы для растений – не самое верное решение по цветовому спектру. Им на смену пришли новейшие фитосветодиодные лампочки особого назначения.

5. Натриевые лампы.

Такие приборы отличаются очень насыщенным светом и их лучше не устанавливать в помещении. Рекомендуется применять их в большой теплице, в саду и оранжерее, где нужно тщательное освещение растений. Недостатком этих ламп считается их небольшая производительность.

Как подобрать цветовую температуру свечения светодиодной лампы

Важность цветовой температуры свечения светодиодных ламп

При организации освещения важно обращать внимания на такой параметр, как цветовая температура свечения светодиодных ламп. Она влияет на восприятие окружающей среды, атмосферу помещения и даже рабочий настрой. Рассмотрим ее действие подробнее.

Что такое цветовая температура?

Под цветовой температурой лампы понимается температура, при которой монохромное черное тело начинает воспроизводить свечение в определенном цветовом спектре. Измеряется показатель в градусах по шкале Кельвина и обозначается K (Кельвин). Чем меньше это значение, тем теплее цветовой спектр излучения источника света. Например, цветовая температура пламени свечи достигает 2000K, у привычной лампы накаливания она составляет 2700K, а люминесцентные лампы дневного света формируют свечение в холодном цветовом спектре – от 6000K.

Как подобрать цветовую температуру лампы в различных помещениях?

В отличие от других видов источников света, светодиодные лампы могут формировать свечение в широком диапазоне цветовой температуры. В зависимости от поставленных задач освещения, можно выбрать LED-лампу с теплым или холодным свечением, и даже источник света, в котором этот параметр можно менять. Например, в ассортименте бренда Arlight представлен светильник 3-в-1, позволяющий переключать цвет свечения.

Правильно выбранная цветовая температура создаст нужную атмосферу в помещении, поможет настроиться на рабочий ритм или расслабиться после тяжелого дня. Чтобы понять, как подобрать цветовую температуру лампы правильно, предлагаем следующую классификацию:

• 2700K (очень теплый белый цвет с желтоватым оттенком) – создает уютную, расслабляющую атмосферу, и подходит для квартир, ресторанов, гостиничных холлов, SPA-салонов;
• 3000K (теплый белый цвет, близкий к нейтральному) – также создает уютную атмосферу, используется в освещении квартир, офисов, магазинов, библиотек, гостиниц;
• 3500K (нейтральный спектр свечения) – вызывает ощущения безопасности и делает обстановку помещений располагающей, используется в книжных магазинах, торговых помещениях;
• 4000K (холодноватый белый оттенок) – прохладный и бодрящий, он создает активный рабочий настрой и максимальную продуктивность, поэтому уместен в офисах, учебных классах, медицинских учреждениях;
• 5000-6000K (резкий белый цвет) – эта цветовая температура чрезмерно напрягает зрение, но обеспечивает хорошую видимость, поэтому незаменима в помещениях для медицинских осмотров, художественных галереях и музеях, ювелирных салонах.

В нашем интернет-магазине вы можете подобрать светодиодные лампы со свечением в нужном цветовом спектре. За помощью в выборе обращайтесь к специалистам «Светомании». Желаем удачных покупок!

светоизлучающих диодов: грунтовка | источники света | Справочник по фотонике

Светодиоды (светодиоды) — это полупроводники, которые преобразуют электрическую энергию в энергию света. Цвет излучаемого света зависит от материала и состава полупроводника, при этом светодиоды обычно подразделяются на три длины волны: ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный.

Расс Даль, Opto Diode Corporation

Диапазон длин волн серийно выпускаемых светодиодов с одноэлементной выходной мощностью не менее 5 мВт составляет от 275 до 950 нм.Каждый диапазон длин волн сделан из определенного семейства полупроводниковых материалов, независимо от производителя. В этой статье будет представлен обзор работы светодиодов и краткий обзор отрасли. Также будут обсуждаться различные типы светодиодов, соответствующие длины волн, материалы, используемые в их составе, и некоторые применения для конкретных ламп.

Ультрафиолетовые светодиоды (УФ-светодиоды): от 240 до 360 нм

УФ-светодиоды специально используются для промышленного отверждения, дезинфекции воды и медицинских / биомедицинских целей.Уровни выходной мощности более 100 мВт были достигнуты на длинах волн всего 280 нм. Материал, в основном используемый для УФ-светодиодов, — это нитрид галлия / нитрид алюминия-галлия (GaN / AlGaN) с длинами волн 360 нм или более. Для более коротких длин волн используются запатентованные материалы. В то время как рынок длин волн 360 нм и более стабилизируется из-за более низких цен и большого количества поставщиков, более короткие длины волн производятся лишь несколькими поставщиками, и цены на эти светодиоды все еще очень высоки по сравнению с остальными предложениями светодиодной продукции.

Светодиоды от ближнего ультрафиолетового до зеленого: от 395 до 530 нм

Материалом для изделий этого диапазона длин волн является нитрид индия-галлия (InGaN). Хотя технически возможно получить длину волны от 395 до 530 нм, большинство крупных поставщиков концентрируются на создании синих светодиодов (от 450 до 475 нм) для получения белого света с помощью люминофоров и зеленых светодиодов в диапазоне от 520 до 530 нм для светофор зеленый свет. Технология для этих светодиодов обычно считается зрелой.Повышение оптической эффективности замедлилось или прекратилось за последние несколько лет.

Светодиоды от желто-зеленого до красного: 565–645 нм

Фосфид алюминия, индия, галлия (AlInGaP) — это полупроводниковый материал, используемый для этого диапазона длин волн. Он преимущественно выполнен в желтом цвете светофора (590 нм) и красном сигнале светофора (625 нм). Лимонно-зеленый (или желтовато-зеленый 565 нм) и оранжевый (605 нм) также доступны в этой технологии, но имеют ограниченную доступность.

Интересно отметить, что ни технологии InGaN, ни AlInGaP не доступны в виде чисто зеленого (555 нм) излучателя.В этом чисто зеленом регионе действительно существуют более старые, менее эффективные технологии, но они не считаются эффективными или яркими. Это в значительной степени связано с отсутствием интереса / спроса со стороны рынка и, следовательно, с отсутствием финансирования для разработки альтернативных технологий материалов для этого диапазона длин волн.

От глубокого красного до ближнего инфракрасного (IRLED): от 660 до 900 нм

В этой области существует множество вариантов конструкции устройства, но все они используют арсенид алюминия-галлия (AlGaAs) или арсенид галлия (GaAs) .Применения включают инфракрасное дистанционное управление, освещение ночного видения, промышленное фотоуправление и различные медицинские приложения (на длине волны 660–680 нм).

Теория работы светодиодов

Светодиоды представляют собой полупроводниковые диоды, которые излучают свет, когда электрический ток подается в прямом направлении к устройству — электрическое напряжение, которое достаточно велико для того, чтобы электроны могли перемещаться через область истощения и объединяться с отверстие на другой стороне для создания пары электрон-дырка должно быть применено.Когда это происходит, электрон высвобождает свою энергию в виде света, и в результате излучается фотон.

Ширина запрещенной зоны полупроводника определяет длину волны излучаемого света. Более короткие длины волн равны большей энергии, и поэтому материалы с большей шириной запрещенной зоны излучают более короткие длины волн. Материалы с большей шириной запрещенной зоны также требуют более высоких напряжений для проводимости. Коротковолновые УФ-синие светодиоды имеют прямое напряжение 3,5 В, в то время как светодиоды ближнего ИК-диапазона имеют прямое напряжение от 1,5 до 2,0 В.

Доступность длины волны и соображения эффективности

Важнейший фактор, определяющий, является ли конкретная длина волны, имеющаяся в продаже, связана с рыночным потенциалом, спросом и длинами волн промышленного стандарта.Это особенно заметно в областях от 420 до 460 нм, от 480 до 520 нм и от 680 до 800 нм. Поскольку для этих диапазонов длин волн нет массовых приложений, нет крупных производителей, предлагающих светодиодную продукцию для этих диапазонов. Тем не менее, можно найти мелких или средних поставщиков, предлагающих продукты для этих конкретных длин волн на индивидуальной основе.

---

Рис. 1. Текущее значение находится по формуле I = (V _cc — V _F ) / R _L .Чтобы быть абсолютно уверенным в протекании тока в цепи, необходимо измерить каждый светодиод V _F и указать соответствующий нагрузочный резистор. В практических коммерческих приложениях V _cc рассчитан на то, чтобы быть намного больше, чем V _F , и, таким образом, небольшие изменения в V _F не влияют на общий ток в значительной степени. Отрицательный момент этой схемы — большая потеря мощности через R _L .

---

У каждой технологии материалов есть точка в диапазоне длин волн, где она наиболее эффективна, и эта точка находится очень близко к середине каждого диапазона.По мере того, как уровень легирования полупроводника увеличивается или уменьшается от оптимального уровня, страдает эффективность. Вот почему синий светодиод имеет гораздо большую мощность, чем зеленый или ближний УФ, желтый — больше, чем желто-зеленый, а ближний ИК — лучше, чем 660 нм. Когда у вас есть выбор, гораздо лучше проектировать для центра диапазона, чем для краев. Также проще закупать изделия, которые не попадают в технологический край материала.

Подача тока и напряжения на светодиоды

Хотя светодиоды являются полупроводниками и требуют минимального напряжения для работы, они по-прежнему являются диодами и должны работать в токовом режиме.Есть два основных способа работы светодиодов в режиме постоянного тока: Самый простой и наиболее распространенный — использование токоограничивающего резистора. Недостатком этого метода является большое тепловыделение и тепловыделение резистора. Чтобы ток был стабильным при изменении температуры и от устройства к устройству, напряжение питания должно быть намного больше, чем прямое напряжение светодиода.

В приложениях, где диапазон рабочих температур узкий (менее 30 ° C) или выходная мощность светодиода не критична, можно использовать простую схему, использующую токоограничивающий резистор, как показано на рисунке 1.

---

Рисунок 2. Пример точной и стабильной схемы. Эту схему обычно называют источником постоянного тока. Обратите внимание, что ток питания определяется напряжением питания ( _{В куб.см} ) минус _{В в} , деленное на R ₁ или (В _{куб. См} — В _в ) / R ₁ .

---

Лучше управлять светодиодом с помощью источника постоянного тока (рис. 2). Эта схема будет обеспечивать одинаковый ток от устройства к устройству и при изменении температуры.Он также имеет меньшую рассеиваемую мощность, чем простой токоограничивающий резистор.

Стандартные коммерческие драйверы светодиодов доступны из различных источников. Обычно они работают с использованием принципов широтно-импульсной модуляции для управления яркостью.

Импульсные светодиоды в сильноточном и / или высоковольтном режиме для массивов в последовательно-параллельной конфигурации создают уникальный набор проблем. Для начинающего разработчика непрактично разработать импульсный привод с управлением по току, способный выдавать 5 А и 20 В.Есть несколько производителей специального оборудования для импульсных светодиодов.

Светодиоды в приложениях, видимых человеком

В приложениях, где светодиоды просматриваются напрямую или используются в качестве осветителей, точный цвет гораздо важнее, чем точный световой поток в люменах или канделах. Человеческий глаз относительно нечувствителен к изменениям интенсивности света, а мозг достаточно хорошо компенсирует происходящие изменения интенсивности. Например, глядя на светодиодный видеоэкран в здании, средний человек не заметит падения интенсивности на 20%, поскольку части экрана рассматриваются под углом от 10 ° до 20 ° от оси, по сравнению с частью, находящейся непосредственно на- оси, так как это постепенное изменение, приближающееся к краю поля зрения и не воспринимаемое.Напротив, если светодиоды в одном месте отличаются по длине волны на 10 нм от других участков, человеческий глаз легко заметит эту разницу в цвете и найдет ее отвлекающей.

Большинство используемых сегодня белых светодиодов изготовлены из синего светодиода, излучающего более длинноволновый видимый люминофор. Индекс цветопередачи (CRI) — это мера спектрального соответствия солнечному свету. 100 считается таким же, как солнечный свет, и большинство светодиодов, используемых в настоящее время для общего освещения, имеют индекс цветопередачи более 80.Улучшения CRI наряду с лучшей оптической эффективностью позиционируют белые светодиоды как наиболее желательный продукт для большинства приложений освещения.

Преимущества и применение светодиодов

Светодиоды для монохроматических применений имеют огромные преимущества перед лампами с фильтром — спектры длин волн определены лучше, чем то, что можно получить с помощью источника белого света и фильтра. Для общего освещения экономия энергии может легко в 100 раз превышать эксплуатационные расходы при использовании лампы накаливания с фильтром.Это приносит огромные дивиденды в таких приложениях, как архитектурное освещение и светофоры. Маломощные портативные светодиодные вывески для шоссе могут легко питаться от небольшой солнечной панели вместо большого генератора, что дает явное преимущество.

Светодиоды

более надежны, чем лазеры, обычно дешевле и могут работать с более дешевыми схемами. Европейский Союз теперь вместе с США классифицирует светодиоды как отдельную единицу. К счастью, светодиоды не несут тех же проблем безопасности глаз или предупреждений, что лазеры и лазерные диоды.С другой стороны, светодиоды нельзя превратить в очень маленькие, сильно коллимированные и оптически плотные пятна. В приложениях, где требуется чрезвычайно высокая плотность мощности на небольшой площади, почти всегда требуется лазер.

Светодиоды

сейчас используются в большом количестве разнообразных рынков и приложений (Таблица 1). Их высокая надежность, высокая эффективность и более низкая общая стоимость системы по сравнению с лазерами и лампами делают эти устройства очень доступными и привлекательными как для потребительского, так и для промышленного сегментов.Каждая отдельная светодиодная технология и / или цвет были разработаны для решения конкретных задач и требований.

Расширение спектра светодиодного света с помощью прозрачных пигментированных глазурей — LED professional

«Белый свет» — это неокрашенный видимый свет, который позволяет человеческому глазу и мозгу максимизировать восприятие и распознавание существующих значений цвета при просмотре объектов. Признанными источниками белого света являются солнце и звезды, лампы накаливания и некоторые специальные лампочки.Мы официально определяем белый свет как состоящий из красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго и фиолетового света, что соответствует предположению, что все люди являются трехцветными существами. Благодаря все более совершенствованию возможностей измерения человеческого зрения в последние годы, мы теперь знаем, что все, кроме людей, обладают трехцветным зрением. Исследователи определили диапазон способности цветового зрения человека, который простирается от абсолютного дефицита цвета на одном конце континуума до тетрахроматии или пентахроматии и за ее пределами.Считается, что люди с нетрехцветными формами составляют целую треть населения мира. Недавние колориметрические исследования человеческого зрения показали, что белый свет обрабатывается либо как более широкий, либо как более узкий набор видимых длин волн отдельными людьми с нетрихроматическим зрением. Это имеет отношение к нашему пониманию того, как создавать и измерять качество светодиодного света для максимального количества зрителей.

Создание белого света, генерируемого светодиодами

Производство недорогих светодиодов с более «белым» белым светом
Производители добились ограниченного успеха в производстве недорогих лампочек «белого света».Доступные по цене светодиодные лампы пока не могут точно отображать весь спектр оттенков, тонов и цветов объектов. Более дорогие технологии имели больший успех, но из-за производственных затрат эти лампочки оказались вне ценового диапазона домашних покупателей. В недорогих и недорогих светодиодных лампах для массового рынка используются в основном три метода закалки светодиодных ламп (рис. 1).

Рисунок 1: Создание белого света с помощью светодиодов, Департамент энергетики, энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США

Фосфорная пленка и залитые смолой растворы являются доминирующим методом обогрева естественно холодного света светодиодного чипа для более точной имитации белого света.Это регулирует температуру света по Кельвину в более теплый диапазон, но светодиоду все еще не хватает многих длин волн спектра белого света. Как низкая стоимость этой технологии, так и общая адекватность цвета света делают это изобретение наиболее часто используемым при производстве светодиодных ламп. Решения с несколькими светодиодными чипами объединяют три или более отдельных светодиодных чипа разных цветов в одну мультихроматическую лампу и смешивают их свет, воспроизводя белый свет. Новые лампы, которые позволяют пользователям регулировать цветовую температуру многочиповой светодиодной лампы, обычно влекут за собой максимизацию или минимизацию выходной мощности чипа с преобразованием теплого белого цвета и второго чипа с преобразованием холодного белого цвета, но спектр излучаемых длин волн по-прежнему ограничен до спектральное излучение двух встроенных микросхем.В наиболее успешных попытках этого процесса использовалось шесть или более различных светодиодных чипов, каждый из которых излучает свет разной длины, чтобы лучше соответствовать естественному свету. Это может быть более эффективным, но гораздо более дорогим решением для создания светодиодного белого света. Гибрид использования нескольких люминофоров и нескольких чипов предполагает объединение этих двух частично успешных методов в одной лампочке.

Измерение способности лампы излучать белый свет
Температурный рейтинг светодиодных ламп по Кельвину не дает полезной информации о качестве цвета этого света, хотя это наиболее распространенный показатель на розничных упаковках для принятия решений потребителями.Температура Кельвина ничего не говорит нам о спектре излучаемых длин волн и, следовательно, о способности лампы позволять зрителям точно идентифицировать или ощущать те же цвета, которые они обнаружили бы, наблюдая за объектом в белом свете. Рейтинг температуры по Кельвину — это, по сути, плоская мера прохлады или тепла, которая не делает различий между одним узким цветовым пиком или более широким цветовым диапазоном лучшего качества.

Механические меры качества светодиодного света, такие как индекс цветопередачи (CRI), шкала качества цвета (CQS) и индекс метамеризма (MI), предназначены для оценки способности лампы производить свет, который точно отображает цвета различных объектов. как они видны в условиях белого света.Индекс цветопередачи (CRI) рассчитывается путем определения того, насколько хорошо любая лампа передает очень маленький образец из восьми мягких цветов в видимом спектре. Для показателя CRI не имеет значения, может ли лампа производить свет, который будет воспроизводить любые из других семи-десяти миллионов цветов, которые, как считается, воспринимает трехцветный человек. CQS пытается оценить достоверность освещенного цвета с помощью нескольких дополнительных вычислений и увеличения палитры образцов цвета до 15 образцов цвета Манселла из восьми образцов CRI.Самая последняя разработка, MI сопоставляет визуальное восприятие цвета между двумя источниками света с помощью серии механических измерений и расчетов. Все три измерения основаны на трехцветной основе колориметрии. Хотя точность этих трех систем измерения используется по-разному при прогнозировании визуального восприятия тех людей, которые являются трихроматическими, они имеют чрезвычайно ограниченную полезность для других, больших, нетрихроматических сегментов человеческой популяции.

Рисунок 2: шкала цветовой температуры Кельвина, показывающая показания для различных уровней дневного света и ламп накаливания

Если мы не можем знать, как зрители, не являющиеся трихроматическими, будут воспринимать цвета объектов, единственная по-настоящему точная мера того, будет ли лампа воспроизводить точную передачу цвета объекта, видимого в белом свете, — это создать лампу, которая производит световой поток. более полный спектр световых волн, более «белый» белый свет. Не зная, какую часть видимого светового спектра может интерпретировать каждый человек, чем больше диапазон длин волн присутствует, тем лучше будет воспринимаемое качество света для всех зрителей.Спектрограмма излучаемого света от любого светодиодного источника — единственный верный тест на то, будет ли лампа производить полный спектр световых волн, который позволит зрителям с любым уровнем подготовки определять цвета, соответствующие цветам, видимым в белом свете.

Цветовой диапазон источников света в нанометрах
Чем шире воспроизводятся все цветовые длины волн, тем лучше воспринимаемое качество света для всех зрителей. Солнечный свет, как показано на рисунке 3 ниже, излучает широкий спектр длин волн, который позволяет глазу человека или животного максимизировать восприятие и различение цвета.Все источники искусственного света имеют несколько ограниченное спектральное производство. Когда цвет выглядит иначе при светодиодном освещении, чем при дневном свете, это просто потому, что некоторые световые волны, которые должны присутствовать для человеческого мозга, чтобы зарегистрировать полный цветовой диапазон объекта, не производятся светодиодной лампой.

Рисунок 3: Распознаваемые в цветовом спектре длины волн, излучаемые солнечным светом, светодиодами, легированными люминофором, лампами накаливания и лампами накаливания (Ultimate Light Bulb test: Incandescent vs.Сравнение компактных люминесцентных ламп и светодиодов, Popular Mechanics, 25 ноября 2012 г.)

Традиционный свет лампы накаливания — это внутренний свет, к которому мы и (1) привыкли, и (2) украшаем и обставляем наши дома, предприятия и общественные места. Лампы накаливания излучают теплый белый свет с уникальной цветовой гаммой. Когда мы заменяем лампы в наших зданиях на светодиодные, мы получаем как более холодный свет, так и свет с сокращенным спектральным цветовым выходом. Короче говоря, в светодиодном свете мебель, предметы, ткани и даже люди выглядят иначе.По неофициальным данным, светодиодные лампы являются наиболее вероятным источником света, который можно купить, установить в доме, найти непривлекательным, а затем удалить. Многие зрители выражают негативные эмоциональные и даже интуитивные реакции на цветовой характер ограниченной светодиодной спектральной палитры, когда она используется как в интерьерах: дома, на рабочих местах и ​​в коммерческих помещениях, так и во внешних светодиодных уличных фонарях и прожекторах. Многие потребители воспринимают светодиодные светильники как киноа в салат-баре: мы знаем, что это полезно для нас, но не очень вкусное.

Решения от Art Restoration Technology

Художественная реставрация — это дисциплина, требующая знания видимой и материальной структуры произведения искусства, включая как основу, так и материалы поверхности. Поврежденные или устаревшие картины, скульптуры и конструкции обрабатываются таким образом, чтобы восстановить не только их структурную целостность, но и их первоначальный внешний вид. Художественные материалы можно также использовать для точной настройки цветовой отдачи светодиодных осветительных устройств для более эффективного и экономичного получения более полного светового спектра излучения светодиодной лампы.Короче говоря, пигменты художника могут быть использованы для получения более «белого» белого света путем настройки света, излучаемого светодиодной лампой. Ниже описывается метод выборочного добавления прозрачной цветовой фильтрации к излучаемому свету.

Шаг 1. Сравните спектральное излучение выбранного света с желаемым спектральным излучением.
В этом примере мы сравним светодиодную лампу теплого белого цвета, которая очень распространена на потребительском рынке, и сравним ее с образцом естественного дневного света. На рис. 4 показаны спектры излучения светодиодной лампы теплого белого цвета и естественного дневного света.Обратите внимание на другой массив. Это сильно влияет на то, что мы воспринимаем, когда смотрим на объекты под каждым источником освещения.

Рисунок 4: Сравнение светового излучения теплого белого светодиода (слева) и дневного света (справа)

Основные настройки, необходимые для излучения светодиода, чтобы лучше воспроизводить излучение дневного света, включают добавление световых волн в диапазоне 380–550 нм и 600–750 нм. Итак, приблизительное количество и распределение длин волн дневного света, отсутствующих в теплом белом светодиоде, который мы хотим добавить, можно грубо выразить как:

+ 24% 380-425 нм

+ 18% 425-460 нм

+ 17% 460-500 нм

+ 18% 590-640 нм

+ 23% 640-730 нм

Шаг 2. Преобразование длин волн света в цветные
Когда человеческий глаз воспринимает свет, мозг интерпретирует этот свет в цветах.На рисунке 5 показано соответствие между длинами волн видимого света и тем, как люди воспринимают эти разные длины волн как цвета. Другие животные воспринимают цвета совершенно по-другому, поэтому этот пример полезен только для человеческого восприятия.

Рисунок 5: Длина волны видимого спектра и цвет света

Сопоставляя недостающие длины световых волн с тем, как человеческий глаз и мозг преобразует эти длины волн в воспринимаемый цвет, наша формула коррекции для световых волн теперь может быть выражена как:

+ 24% фиолетовый 380-425 нм

+ 18% индиго 425-460 нм

+ 17% синего 460-500 нм

+ 18% апельсины 590-640 нм

+ 23% красных 640-730 нм

Шаг 3: Создайте пигментированный прозрачный фильтр в желаемой формуле решения
Путем нанесения точек пигмента размером с пиксель на прозрачную подложку мы можем «подкрасить» световой спектр, излучаемый теплой белой светодиодной лампой, чтобы лучше имитировать излучение дневного света .На рисунке 6 показано, как может выглядеть цветовой массив пигментированной глазури для нашего примера при увеличении.

Рисунок 6: Пигментированный раствор глазури для настройки теплого белого светодиода для лучшего воспроизведения дневного света (увеличено)

Шаг 4. Сбалансируйте спектральное увеличение с поддержанием освещенности
Чем больше добавляется насыщенность цвета, тем шире создается спектральный массив цветов. Это хорошо. Но чем больше насыщенности добавляется плотность цвета, тем больше потеря яркости или светового потока.Это не хорошо. Мы хотим сохранить как можно большую яркость, увеличивая при этом диапазон световых волн, излучаемых лампочкой. Баланс этих двух факторов, изменения цвета и поддержания освещенности, является ключом к успешному улучшению качества света при сохранении максимально возможной яркости.

Рисунок 7: Прозрачные пигментированные глазури можно производить с широким диапазоном насыщенности пигмента и цветовых массивов

Определите приемлемое соотношение потери яркости и улучшения цвета, варьируя (1) непрозрачность / прозрачность и (2) диапазон цветовой температуры пигментной смеси.Чем прозрачнее цветная глазурь, тем больше нефильтрованного света будет проходить через необработанный. Будет произведено меньше новых волн, но содержание люксов будет выше.

Шаг 5: Выберите поверхность (поверхности) для нанесения прозрачных пигментированных глазурей
Выберите одну или несколько областей размещения в лампе или осветительном устройстве или на них для добавления пигмента. В структуре светодиодного устройства области, в которые могут быть добавлены пигменты в виде прозрачной глазури или отражающего фильтра, включают, но не ограничиваются ими, области на Рисунке 8.

Рисунок 8: Возможные физические поверхности внутри и / или снаружи лампового устройства для нанесения пигментной глазури

Шаг 6: Выберите оптимальный источник пигмента и связующее (среднее)
Пигменты могут быть (1) полностью прозрачными, что лучше всего подходит для внутренних фильтров, линз, сквозных поверхностей и внешних поверхностей колбы или (2) полупрозрачный, лучше подходит для отражающих поверхностей внутри светильника. Связующие, удерживающие пигменты на месте, включают смолы, силикатные связующие, акриловые полимеры, связующие на масляной основе и связующие на водной основе.Различные связующие обладают разными физическими свойствами. Полимеры и силикаты калия обеспечивают наиболее желательные характеристики для использования в светодиодном осветительном устройстве. Ни на них не влияют тепло, влажность любого уровня, ухудшение со временем или повреждение при прямом обращении. Силикатные и смоляные глазури не трескаются, не отслаиваются или не трескаются.

Пигменты можно наносить либо в виде сухого материала, либо в виде жидкой суспензии на поверхность (поверхности) лампы, внутреннюю и / или внешнюю по выбору.Глазури из силиката калия химически связываются с основанием без какой-либо дополнительной обработки. Глазурь на основе смолы может быть нагрета до 165 ° C для прочного термоскрепления материала с поверхностью колбы. Жидкие колеровочные составы водорастворимы, негорючие и неопасные.

Пигментированные глазури могут наноситься непосредственно на поверхность существующей лампы или могут быть нанесены, напечатаны или заделаны на дополнительную поверхность линзы или фильтра, помещенную внутри оболочки колбы.

Глазурь можно наносить на колбы любой формы и размера, так как она находится в жидкой форме.Глазурь может быть использована для луковиц нынешних форм и любых новых форм луковиц, представленных в будущем. Пигментированная глазурная жидкость также может наноситься с постепенным изменением плотности вокруг основания колбы, так что при затемнении цветовая температура излучаемого света изменяется по мере уменьшения интенсивности света. Выбранные пигменты можно регулировать в спектральном диапазоне. Фактически, в декоративных целях можно использовать любую цветовую схему, например, для создания мягкого розового света.

Смолы могут быть смешаны в виде блестящего прозрачного блестящего оттенка или могут быть смешаны в виде опалесцирующих, светопреломляющих оттенков различных дополнительных теплых желтых и красных оттенков.Силикатные глазури могут включать порошкообразные отражающие минералы, такие как гранат, слюда и кварц. Компоненты упомянутых здесь глазурей в настоящее время производятся, прошли испытания и одобрены для использования как производителями светодиодных ламп, так и потребителями. Силикат калия и смоляные материалы недороги и не сложны в получении и использовании.

Шаг 7: Измерьте недавно настроенное спектральное излучение
На рисунке 9 показано исходное излучение светодиода теплого белого цвета слева, художественная визуализация настроенного по цвету излучения теплого белого светодиодного света в центре и излучения естественного дневного света. .Обратите внимание, что, хотя спектральный массив лампы с настроенной цветовой гаммой будет более точно соответствовать дневному излучению, в процессе будет некоторая мера потери люкса.

Рис. 9: Тепло-белое излучение светодиода (слева), художественная визуализация настроенного на пигмент света (в центре), излучение дневного света (справа)

Шаг 8: Отрегулируйте количество и цвета пигмента до тех пор, пока желаемое спектральное излучение не будет приближено к желаемому.
При желании дополнительно отрегулируйте спектральный выход по сравнению с выходом в люксах, перебалансировав выбор соотношения пигментов, плотности пигмента и размещения в лампе или лампе или на них.Эта точная настройка в идеале могла бы выполняться с помощью компьютерной программы, предназначенной для считывания исходной картины излучения и создания массива «раствор» пигментов и областей размещения пигментов для соответствия желаемому спектру излучения. Таким образом, каждая лампа, произведенная любым данным производителем, могла бы обеспечить более полный спектр излучаемого света, постепенно или резко, с помощью недорогого, постоянного и экологически безопасного процесса. Прозрачные цветные глазури могут улучшить эстетическое качество света без увеличения нагрева (что происходит при использовании нескольких микросхем) с минимальными затратами и без ухудшения от тепла или влажности с течением времени (что происходит при использовании одного или нескольких люминофоров).

Обзор преимуществ прозрачных пигментированных глазурей для светодиодных ламп

Нанесение прозрачных пигментированных глазурей на внутренние и / или внешние поверхности любого светодиодного осветительного прибора обеспечивает как (1) регулировку цвета света, измеренную в температуре Кельвина, и (2) расширение диапазона цвета излучаемого света, измеренного в нанометры. Использование прозрачных пигментированных глазурей дает более «белый» белый свет, обеспечивая большее количество пропущенных световых волн при минимальном снижении освещенности при экономичном процессе.Возможен практически бесконечный диапазон выбора цвета, насыщенности цвета по сравнению с точками прозрачности, а также множество вариантов пигментов и связующих веществ.

Ссылки:
[1] Демминг, А., «Первые принципы проливают свет на дизайн светодиодов», http://nanotechweb.org/cws/article/tech/56868

[2] Фелтман Р., «Под светодиодами ваша одежда не может быть белее белого», Quartz, http://qz.com/200743

[3] Херрман, Дж., «Окончательный тест лампочки: лампа накаливания против компактной флуоресцентной лампы против лампы.LED, Popular Mechanics, апрель 2012 г. http://www.popularmechanics.com/technology/gadgets/tests/ incandescent-vs-compact-fluorescent-vs.-led-ultimate-light-lamp-test

[4] Хсу, М., «Лучшие светодиодные лампы для ярких, насыщенных цветов», Wall Street Journal, http://online.wsj.com/news/articles/SB1000 1424052702303626804579505642

8848

[5] Якаб З., Венцель К., 2004, «Обнаружение тетрахроматии у людей», Perception 33, Приложение к тезисам ECVP

[6] Джордан, Г., Диб, С.С., Бостен, Дж. М., и Моллон, Дж. Д. (2010). Размерность цветового зрения у носителей аномальной трихроматии », Journal of Vision, 10 (8): 12, 1–19, doi: 10.1167 / 10.8.12.

[7] Келли-Детвайлер, П., «Кри собирается украсить коммерческую офисную среду с помощью замены LED T-8», Forbes, http://www.forbes.com/sites/peterdetwiler/2014/05/05/ cree-about-to-brighten-the-Commercial-office-environment-with-led-t-8-replace /

[8] Леунг, В.Я.Ф, Лагендейк, А., Туккер, Т.W., Моск, A.P., IJzerman, W.L. и Вос, W.L., «Взаимодействие между многократным рассеянием, излучением и поглощением света в люминофоре белого светодиода», Optics Express, Vol. 22, выпуск 7, стр. 8190-8204. http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.008190

[9] Мизоками Ю., Вернер Дж. С., Крогнал М. А., Вебстер М. А., «Нелинейность цветового кодирования: компенсация цветового восприятия спектральной чувствительности глаза», J Vis, 31 августа 2006 г., 6 (9): 12; DOI: 10.1167 / 6.9.12

[10] Спанард, Дж.М., «Перманентные прозрачные стекла с подогревом цвета для светодиодных ламп с регулируемой и нерегулируемой яркостью», SPIE 9003, Светоизлучающие диоды: материалы, устройства и приложения для твердотельного освещения XVII,

9 (27 февраля 2014 г.), DOI: 10.1117 / 12.2039636

[11] «Стеклянные светодиодные лампы и методы их изготовления», Патентное ведомство США, серийный номер 61/793 161 (2013).

Примечание:
Увеличение спектрального излучения светодиодов за счет избирательного нанесения прозрачных пигментированных глазурей является процессом, защищенным патентом.

Все, что вам нужно знать Цветовой спектр светодиода и индекс цветопередачи (CRI)

Все, что вам нужно знать Цветовой спектр светодиода и индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи (CRI)

Определен индекс цветопередачи как источник света делает цвет объекта видимым для человеческого глаза и насколько хорошо проявляются тонкие вариации цветовых оттенков. Это действительно то, насколько хорошо лампочка отображает истинные цвета. Индекс цветопередачи (CRI) представляет собой шкалу от 0 до 100 процентов. Он показывает, насколько точен данный источник света, когда дело доходит до цветопередачи, по сравнению с эталонным источником света.Лучшая цветопередача зависит от более высокого CRI.

Цветовая температура или Кельвин света

Прежде чем мы узнаем о цветовом спектре источников света, мы должны узнать о цветовой температуре. Цветовая температура светодиода измеряет цвет светодиодной лампочки. Он определяет количество чистого белого, желтого, красного и синего цвета в свете. Другой способ думать о цветовой температуре — это то, насколько «теплой» или «холодной» является белая светодиодная лампа. Цветовая температура измеряется в градусах Кельвина и является мерой той части цветового спектра, которая находится в свете.

В Кельвине нет правильного или неправильного, это личный выбор. Обычно в домах используется теплее 3000К. 4000К — это офисы и большие площади, а 5000К — складские помещения и на открытом воздухе. Мы больше не рекомендуем выше 5000K. Американская медицинская ассоциация заявила, что это опасно для вашего здоровья.

Цветовой спектр источников света

Свет, излучаемый солнцем, включает широкий диапазон цветов. Хотя солнечный свет кажется нам белым, этот солнечный свет, если смотреть через призму, создает спектр цветов, включая фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный.Они перечислены по длине волны от короткой до самой длинной. Эти цвета сливаются, создавая видимый нам белый свет. Солнце также включает невидимый свет ультрафиолетового излучения.

Лампочки создают цвета по-разному, большинство из них используют комбинацию 6 цветов для создания света. Почти никто из них не использует все 6. Большинство создают свет с помощью нескольких, а затем могут добавлять рассеиватели других цветов.

Светильники с широким спектром действительно важны только для светильников для выращивания растений, и даже в этом случае вам обычно требуется несколько разных светильников для создания полного спектра.

Важность CRI

Важность CRI можно определить по тому факту, что он делает цвет более естественным. Благодаря CRI вашим глазам будет легче видеть эти цвета. Это также помогает идентифицировать различные цвета на глубине, что улучшает восприятие глубины. Светодиодные даунлайты с более высоким индексом цветопередачи в вашем доме, как правило, более приятный свет. Хороший индекс цветопередачи в светодиодных прожекторах по-прежнему важен.

Диапазоны CRI

У каждого типа лампы свой диапазон. Лампы накаливания имеют рейтинг 98+.Лампы HID, однако, имеют самый низкий диапазон, который составляет всего 20. Металлогалогенные лампы имеют оценку примерно 60. Более старые светодиоды имеют оценку около 50. Современные светодиодные лампы кукурузы, однако, также являются лучшими в этом отношении. . Сегодня светодиоды имеют рейтинг от 80 до 90 и более, что делает их отличной заменой металлогалогенным лампам мощностью 400 Вт.

90+ CRI = Отлично

80-89 CRI = Очень хорошо

70-79 CRI = Хорошо

40-69 CRI = Плохо

0-39 CRI = Очень плохо

Цветовой спектр vs.CRI

CRI — это обширный термин, который фокусируется на цветопередаче. CRI — это мера способности источника света точно конденсировать все частоты своего цветового спектра по сравнению с идеальным эталонным светом аналогичного типа. Цветовой спектр фокусируется на длине волны света и менее важен для домашнего или коммерческого освещения.

при выборе светодиодного освещения наличие полного цветового спектра не так важно, как хороший индекс цветопередачи и уровень Кельвина, которые вам нравятся.

светодиода — это самая совершенная форма лампочки.Они способны производить больше люменов света и доступны при различных температурах. Сегодня у них высокие показатели CRI и постоянно улучшающийся цветовой спектр.

Понимание цветового спектра светодиодов

Куда бы вы ни пошли, освещение влияет на то, как вы видите вещи. Думаете вы об этом осознанно или нет, но цвет света влияет на наше настроение. Освещение от желтого до оранжевого делает комнаты темными, теплыми, а иногда даже тусклыми. Яркий, белый или даже голубой свет делает участки больше, чище и почти клинически.Цвет, который излучает ваше освещение, зависит от наиболее заметных частей цветового спектра, используемого вашим типом лампы. Продолжайте читать ниже, чтобы лучше понять цветовую гамму освещения и почему светодиоды предлагают лучший диапазон!

Цветовой спектр и человеческий глаз

Свет, который мы видим, часто воспринимаемый как белый, состоит из множества цветов. Эти разные цвета света представляют разные частоты длин волн, и наши глаза могут видеть длины волн в диапазоне от 390 до 700 нм.В отличие от солнечного света, который состоит из всех цветов, которые вы обычно видите в радуге, в большинстве искусственных источников света отсутствуют участки спектра.

Цветовой спектр CFL

Некоторые из лучших источников света, демонстрирующих пробелы в цветовом спектре с точки зрения освещения, — это КЛЛ и лампы накаливания. При использовании ламп накаливания цвета сине-зеленого семейства тускнеют и их трудно различить. Это делает освещение лампами накаливания более теплым по тону. Лампы CFL обманывают нас, заставляя видеть «белый» свет, создавая смесь синего, зеленого, фиолетового и оранжевого цветов.

Цветовой спектр светодиода

По сравнению с традиционным освещением, светодиоды позволяют получить более голубой оттенок цветового спектра. Тем не менее, несмотря на то, что они тянут синее, чем другие лампы, светодиоды имеют наиболее стабильное распределение в цветовом спектре по сравнению с их конкурентами. Хотя светодиоды чаще всего известны своим синим / белым светом, они бывают разных цветовых температур, от теплых оттенков до холодных тонов.

Преимущества цветового спектра светодиодов

Итак, почему цветовая гамма светодиодов лучше, чем у других традиционных лампочек? Потому что он очень похож на естественный солнечный свет.Когда вы весь день сидите в офисе, вы жаждете естественного солнечного света как источника энергии и бдительности. Когда мы застреваем при освещении лампами накаливания, которые в основном находятся в красной части спектра, мы обнаруживаем, что наша сосредоточенность и бдительность уменьшаются, а наша утомляемость увеличивается. Использование светодиодов, особенно в офисах и рабочих местах, может повысить вашу продуктивность и уровень энергии, а также улучшить ваше общее настроение!

Найдите подходящие светодиоды сегодня в Sitler’s

Не упустите возможность погреться на солнышке этим летом во время работы; установите светодиодное освещение сегодня, чтобы дарить вам солнце в те дни, когда вы не можете выходить на улицу! Позвоните нам сегодня по телефону (319) -519-0039 или запросите консультацию по освещению, чтобы начать работу!

Опубликовано в Основы светодиодного освещения

Tagged синий свет, цветовой спектр, светодиоды против CFL, светодиоды против лампы накаливания, длины волн света, цвет освещения, понимание цветового спектра светодиодов, белый свет

Расчет спектра излучения от обычных источников света

Мне очень нравится моя система освещения Philips Hue, которую я купил более года назад.Система позволяет с помощью смартфона установить миллионы различных цветов и тысячи уровней яркости для 18 лампочек. Вы также можете запрограммировать автоматическое включение системы при приближении к дому, известное как геозона, или в определенное время дня. Но как качество света по сравнению с другими технологиями освещения?

Интуитивно понятная система домашнего освещения

Система Philips Hue работает, изменяя количество излучаемого синего, зеленого и красного света, которое вы можете установить прямо со своего смартфона.Если вы чувствительны к определенному цвету света, вы можете просто избегать его. Вы можете настроить освещение в зависимости от вашего настроения, чтобы сосредоточиться, зарядиться энергией, прочитать или расслабиться. Например, есть режим «Концентрация», который предпочтительно выделяет больше синего света, что, как было показано, улучшает способность концентрироваться. Отдыхая по вечерам, я использую режим «Закат», который дает больше красных и оранжевых оттенков.

Побывав с этой системой какое-то время, я также обнаружил некоторые долгосрочные преимущества:

• Ночью я засыпаю легче, чем когда у меня были старые люминесцентные лампы.
• С момента обновления системы мой счет за электроэнергию снизился примерно на 21 доллар в месяц. Это связано с тем, что светоизлучающая лампа (LED) мощностью 12 Вт может давать такой же оптический выход, как лампа накаливания мощностью 60 Вт.

Сравнение некоторых настроек системы освещения в моей квартире. Слева: мягкий белый. В центре: красный. Справа: синий дождь.

Я пытался убедить своих родителей купить систему, но мой коммерческий аргумент не повлиял на них. Я недавно купил им систему в качестве рождественского подарка, так как я такой хороший сын.Первый комментарий, который я услышал при демонстрации системы, был: «Ого, свет такой естественный». Это побудило меня выяснить, почему это так, и можно ли использовать программное обеспечение COMSOL Multiphysics® для исследования лежащих в основе физики. Ответ кроется в спектре излучения высокоэффективных светодиодных ламп. Сравнивая спектр излучения естественного света со спектром излучения ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп, мы можем лучше понять это явление.

Построение спектров излучения в COMSOL Multiphysics

Спектры излучения естественного дневного света, а также ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп представлены ниже.Как вы увидите, спектры излучения очень разные, и ни один из них не может идеально воспроизводить естественный дневной свет.

Естественный дневной свет

Начнем с дневного света, приходящего на поверхность земли от солнца. В настоящее время нет возможности воспроизвести спектр излучения искусственным источником света. Однако световые трубки (или световые трубки) можно использовать для перенаправления входящего дневного света в подземные места, например, станции метро. Один из примеров — подземный вокзал в Берлине.Световая труба проходит над станцией (показано ниже, на левом изображении) и собирает свет, который передается через специальную трубу вниз в подземную станцию ​​(показано ниже, справа).

Слева: световая трубка у входа на вокзал в Берлине. Изображение Даббелю — Собственная работа. Под лицензией CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons. Справа: световая трубка передает свет в подземный терминал. Изображение Тилля Креча — Flickr. Лицензия CC BY 2.0 через Wikimedia Commons.

Световод создает более естественное освещение вокзала в дневное время. Очевидным недостатком этого подхода является то, что он не работает ночью, что создает необходимость в искусственном освещении, имитирующем естественный дневной свет.

Спектр излучения естественного света обычно соответствует распределению Планка в видимой части спектра, как мы можем видеть ниже. Ни один цвет не имеет существенного преимущества перед другим, хотя интенсивность наиболее высока в голубой области, около 460 нм.

Спектр излучения видимого света, приходящего на поверхность Земли от Солнца.

Лампы накаливания

Лампа накаливания содержит вольфрамовую нить, которая резистивно нагревается, когда через нее проходит ток. При температуре около 2000 К нить накала начинает излучать видимый свет. Чтобы вольфрамовая проволока не загорелась, колбу наполняют газом, обычно аргоном. Тепло, выделяемое в нити накала, переносится в окружающую среду посредством излучения, конвекции и теплопроводности.Лампа накаливания излучает больше красного света, чем естественный дневной свет. Излучение распространяется даже в инфракрасную часть электромагнитного спектра, что тратит впустую энергию и снижает общую эффективность лампы.

Спектр излучения в видимом диапазоне типичной лампы накаливания.

Люминесцентные лампы

Люминесцентная лампа обычно состоит из длинной стеклянной трубки, содержащей смесь ртути и инертного газа, такого как аргон, под низким давлением.Внутри этой трубки образуется неравновесный разряд (плазма). Это означает, что температура электронов отличается от температуры окружающей газовой смеси. Например, температура электронов может быть порядка 20000 К, но температура газа остается относительно близкой к комнатной температуре, 300 К. Поскольку плазма не находится в равновесии, реакции электронного удара изменяют химический состав газовой смеси. способом, управляемым столкновительными процессами.Эти столкновения могут создавать электронно-возбужденные нейтралы, которые впоследствии могут вызывать спонтанное излучение фотонов с определенными длинами волн.

Видимый свет создается двумя способами: оптическим излучением непосредственно из разряда или возбуждением люминофором на поверхности трубки. Флуоресцентное освещение часто вызывает проблемы у людей, страдающих расстройством зрения, называемым синдромом Ирлена, и, как ни странно, люди часто жалуются на головные боли и мигрени при длительном воздействии флуоресцентного света.

Как вы можете видеть на графике ниже, спектр излучения флуоресцентного источника света выглядит довольно странно. Квантование происходит из-за прямого излучения плазмы или люминофора, но человеческому глазу излучаемый свет все еще кажется белым. Как и лампы накаливания, люминесцентные лампы могут быть неэффективными, потому что плазму нужно поддерживать, и она испускает излучение в невидимом диапазоне.

Спектр излучения типичной люминесцентной лампы.

Светодиодные лампы

Светодиоды

производят революцию в индустрии освещения, поскольку они часто намного эффективнее с точки зрения световой отдачи и более долговечны, чем традиционные технологии освещения лампами накаливания.Например, обычные потребительские светодиодные лампы работают на 10-20% мощности, необходимой для работы лампы накаливания сопоставимой яркости. У них также есть срок службы более 25 000 часов, по сравнению с только 1000 часами для ламп накаливания.

Светодиоды

намного эффективнее ламп накаливания, потому что они работают совершенно по-другому. Светодиоды — это полупроводниковые устройства, которые излучают свет, когда электроны в зоне проводимости переходят через запрещенную зону посредством излучательной рекомбинации с дырками в валентной зоне.В отличие от ламп накаливания, светодиоды излучают свет в очень узком диапазоне длин волн.

Изначально красные, зеленые и желтые светодиоды были разработаны в 1950-х и 1960-х годах. Однако именно изобретение синего светодиода привело к созданию новых эффективных источников белого света. Синий свет, излучаемый такими светодиодами, можно использовать для стимулирования более широкого спектра излучения слоя люминофора вокруг корпуса светодиода или можно напрямую комбинировать с красными и зелеными светодиодами для создания белого света.

Как показано на графике ниже, спектры светодиодов для желтого люминофора становятся ближе к спектрам естественного дневного света.Синего света больше, чем у лампы накаливания, и почти вся мощность излучается в видимом спектре.

Спектр излучения типичной светодиодной лампы в теплом белом цвете.

Комбинированные источники света

Различные спектры излучения отложены на одной оси ниже. Хотя ни одна из ламп точно не воспроизводит естественный дневной свет, очевидно, что светодиодная лампа является лучшим приближением. Все излучение происходит в видимом диапазоне, что делает устройство очень эффективным.

Спектры излучения дневного света и обычных ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп.

Обычно лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют фиксированный оптический выход. Также доступны светодиодные лампы с фиксированным спектром излучения. Построив спектры излучения различных источников света, мы можем сделать вывод, что светодиодные лампы наиболее точно воспроизводят естественный дневной свет.

Узнайте больше о способах моделирования источников света

Как мы видели в этой записи блога, существует множество различных способов создания искусственного света.Все описанные выше методы можно смоделировать на различных уровнях детализации с помощью COMSOL Multiphysics с модулями полупроводников, плазмы, теплопередачи или лучевой оптики.

• Прочитать запись в блоге:
• Загрузите учебную модель:

PHILIPS — зарегистрированная торговая марка Koninklijke Philips N.V. и ее дочерних компаний.

Общие сведения о спектре света светодиодных ламп для выращивания

Сведения о спектре света

Свет состоит из частиц, известных как фотоны.Когда вы включаете лампочку, она начинает излучать фотоны, которые наш глаз может обнаружить. Цвет света, который мы видим, определяется длиной волны излучаемых фотонов. Фотоны с более короткими длинами волн (450–490 нм) создают синий свет, а более длинные волны (635–700 нм) дают красный свет. Когда мы смотрим на свет человеческим глазом, мы воспринимаем его только как один цвет. На самом деле свет почти никогда не состоит из фотонов с одинаковой длиной волны и обычно представляет собой комбинацию множества разных длин волн.Комбинация длин волн и количества фотонов на каждой длине волны называется спектром света.

---

Как спектр света влияет на рост растений

Свет, безусловно, является критически важным компонентом при выращивании растений, но это не только количество, но и качество. Растения могут поглощать и использовать только определенные спектры света. Спектр света, который используют растения, известен как фотосинтетически активное излучение (ФАР) и включает длины волн от 400 до 700 нм.Таким образом, излучаемый свет, не попадающий в этот диапазон, не может быть поглощен растениями и использован для роста. Кроме того, разные длины волн света могут вызывать разные реакции у растений. Например, красный свет эффективен для увеличения общего размера растения, но когда он используется отдельно, он может привести к «вытянутым» растениям с тонкими листьями. Вот почему так важно иметь свет «полного спектра», который включает много разных длин волн.

В зависимости от стадии роста вашего растения увеличение количества света определенных цветов может помочь вашему растению расти так, как вы хотите.Например, во время вегетативного состояния увеличение количества синего света может привести к более компактным и коренастым растениям, что создает более равномерную высоту навеса и гарантирует, что растения получают равное количество света. Затем, во время стадии цветения, добавление большего количества красного света увеличивает скорость роста растения и «растягивает» его, что приводит к увеличению урожайности. Это связано с тем, что в природе спектр света, который получает растение, указывает на определенные условия окружающей среды, например, какое сейчас время года, и вызывает реакцию растения.

---

Спектр светодиодных ламп для выращивания

Когда светодиодные лампы для выращивания растений впервые были представлены на рынке, они включали только производимый свет с красной и синей длинами волн, что привело к тому, что они были известны как «смурфовые» лампы. Акцент на красный и синий свет возник из идеи, что клетки растений поглощают эти спектры намного лучше, чем зеленый свет. Хотя это правда, более поздних исследований показали, что добавление зеленого света к светодиодному свету для выращивания на самом деле увеличивает урожайность по сравнению с приборами, полностью ориентированными на красный и синий свет.Исследователи считают, что, поскольку клетки растений не так легко поглощают зеленый свет, он может проникнуть глубже в растительный покров, прежде чем он будет поглощен. Это обеспечивает светом растительные клетки, которые были заблокированы от приема красных / синих фотонов клетками, расположенными выше в растительном покрове, что позволяет им вносить свой вклад в фотосинтез и увеличивать общий урожай растения. Они также обнаружили, что зеленый свет может улучшить структуру растений.

Акцент на красный и синий свет является одной из предполагаемых причин того, почему предыдущие поколения светодиодных светильников для выращивания растений изо всех сил пытались соответствовать производству традиционного HID-света с использованием натриевых ламп высокого давления (HPS).Современные светодиодные лампы для выращивания, излучающие белый свет полного спектра, теперь способны соответствовать и даже превосходить урожайность культур, выращиваемых с помощью ламп HPS. Компания VOLT работала над оптимизацией спектра наших светодиодных светильников для выращивания растений, чтобы максимизировать как урожайность, так и качество сельскохозяйственных культур.

МАГАЗИН СВЕТОДИОДНЫХ ФОНАРОВ

Светодиодное освещение охватывает весь электромагнитный спектр

Дизайнеры, разработчики и интеграторы светодиодных осветительных приборов могут воспользоваться преимуществами многочисленных светодиодных продуктов, охватывающих УФ, видимый и ИК-спектр.

В статье в журнале McGraw Hill’s Electronics в апреле 1965 года Гордон Э. Мур, тогдашний директор научно-исследовательских лабораторий Fairchild Semiconductor, писал, что сложность минимальной стоимости компонентов увеличилась примерно в два раза. в год (см. «Установка большего количества компонентов на интегральные схемы»; http://bit.ly/VSD-MOORE). То, что сейчас известно как закон Мура, было интерпретировано как утверждение, что количество транзисторов, изготовленных на интегральной схеме (ИС), удваивается каждые два года.

В аналогичном прогнозе для светодиодов (LED) Роланд Хейтц и Фред Киш, затем с Hewlett-Packard, а также Джефф Цао и Джефф Нельсон из Sandia National Laboratories (Альбукерке, Нью-Мексико, США; www.sandia.gov) написал в 2000 году, что в соответствии с законом Мура поток на единицу увеличивается в 30 раз за десятилетие, а стоимость за единицу потока уменьшается в 10 раз за десятилетие (см. «Пример национальной исследовательской программы по полупроводниковому освещению» http: //bit.ly/VSD-SANDIA). Конечно, как и предсказывали Хейтц и его коллеги, в потребительских, научных и машинных приложениях внедрение светодиодных устройств, охватывающих весь спектр от ультрафиолета (УФ) до видимого и инфракрасного (ИК), привело к сокращению приложений, в которых ранее использовались лампы накаливания. и галогенные лампы.

Сегодня многие компании производят светодиодные ИС и модули на плате (COB), которые охватывают этот спектр. К ним относятся такие известные компании, как Cree (Дарем, Северная Каролина, США; www.cree.com), Lumileds (Сан-Хосе, Калифорния, США; www.lumileds.com), Nichia (Токусима, Япония; www.nichia.co. jp), SemiLED (Чунань, Тайвань; www.semileds.com) и Osram Opto Semiconductors (Мюнхен, Германия; www.osram.com).

Дизайнеры, желающие создавать OEM-продукты на основе таких устройств, однако, могут обнаружить, что альтернативные форм-факторы, предлагаемые многими из этих поставщиков, затрудняют их задачи разработки.Признавая это, консорциум Zhaga (Пискатауэй, Нью-Джерси, США; www.zhagastandard.org), объединяющий 90 компаний, был создан для стандартизации компонентов светодиодных световых двигателей, светодиодных модулей и светодиодных массивов. С целью удаления произвольных и ненужных изменений в свойствах, таких как физические размеры, Консорциум разработал набор спецификаций интерфейса, известных как Книги, которые определяют условия, необходимые для взаимозаменяемости компонентов. Надеюсь, что для разработчиков систем освещения для использования на рынке машинного зрения и обработки изображений такие спецификации позволят разрабатывать продукты более эффективным и рентабельным образом.

Оценка светодиодов

При выборе светодиодов для любого конкретного осветительного продукта разработчики осветительных компонентов все равно должны оценивать фотометрические и / или радиометрические параметры таких устройств. Производители светодиодов определяют свои светодиодные компоненты по-разному. В то время как радиометрические измерения, такие как лучистый поток, сила излучения и яркость, предоставляют информацию об абсолютной мощности (или энергии), излучаемой такими устройствами, фотометрические величины, основанные на силе света, взвешиваются с помощью функции спектральной световой эффективности, которая представляет чувствительность человека. глаза на свет на заданной длине волны.Таким образом, в то время как УФ- и ИК-светодиоды часто указываются в терминах радиометрической мощности (измеряется в ваттах), те, которые излучают свет в видимом спектре, часто указываются в единицах светового потока или люменах (лм).

В то время как разработчики осветительных приборов машинного зрения оценивают компоненты, которые они используют, с помощью спектрофотометров, те, кто развертывает такое светодиодное освещение, должны подробно рассмотреть их применение. Здесь понимание необходимой длины волны и части, которая должна быть освещена, гарантирует, что метод освещения раскрывает требуемую информацию, и правильная камера выбрана для захвата изображения.В зависимости от части, которая должна быть освещена, падающие длины волн УФ, видимого или инфракрасного излучения могут поглощаться или отражаться объектом, проходить через объект или поляризоваться или дифрагировать на поверхности. Падающая энергия может также вызвать флуоресценцию объекта (рис. 1).

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdc348ef6d5f267ee84b252» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «1706vsdpff1» data-embed-src = «https://img.vision-systems.com/files/base/ebm/vsd/image/2017/06/1706vsdpff1.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%

Рис. 1. В зависимости от освещаемой части падающие волны УФ, видимого или ИК-диапазона могут поглощаться или отражаться объект, проходящий через объект, поляризованный или дифрагированный на поверхности. Падающая энергия также может вызвать флуоресценцию объекта. (Изображение любезно предоставлено Vision Doctor).

В приложениях машинного зрения часто используется видимое светодиодное освещение на определенных длинах волн. используется для увеличения контрастности отраженного света от тестируемой детали.Выбор конкретной конфигурации светодиода и длины волны света для использования в значительной степени зависит от области применения, и оптимальный выбор зависит от оптических характеристик освещаемой части.

Конфигурации освещения

Многие производители теперь предлагают светодиодные осветительные приборы для систем машинного зрения в конфигурациях, которые включают кольцевые огни, коаксиальные фонари, линейные фонари, локальные фонари, купольные фонари, коллимированные фонари, прожекторы и структурированные огни. Как сказал Дэрил Мартин, технический менеджер по продажам и продукту Advanced illumination (Рочестер, штат Вирджиния, США; www.advancedillumination.com) указывает в «Практическом руководстве по освещению машинного зрения» (http://bit.ly/VSD-ADV-IL), этот выбор зависит как от типа используемого освещения, так и от его длины волны.

Светодиодные осветительные приборы по-разному сконфигурированы для повышения контрастности изображения детали, захваченной камерой. В то время как диффузная подсветка используется в системах технического зрения для захвата изображений деталей, которые вырисовываются за ярким фоном, методы фронтального освещения включают методы яркого поля для освещения диффузных, неотражающих объектов и темнопольного (малоуглового) освещения для выделения объектов. дефекты поверхности объекта.

Такие лампы задней подсветки, светового поля и освещения темного поля поставляются в различных форм-факторах и длинах волн для удовлетворения потребностей конкретных приложений машинного зрения. Примеры подсветки включают в себя серию подсветки Edge to Edge от Microscan (Рентон, Вашингтон, США; www.microscan.com), которая благодаря своей модульной конструкции позволяет настраивать несколько источников света различных размеров.

Световое поле, рассеянное плоское, коаксиальное или купольное освещение часто используется там, где необходимо отображать отражающие, полированные или глянцевые объекты.В некоторых случаях прожектор или кольцевой светильник можно оборудовать рассеивателем для выполнения этой задачи. В других случаях использование коаксиального падающего света или купольного света может обеспечить требуемый контраст. Как эти различные методы освещения могут удовлетворить потребности конкретных приложений, можно найти на http://bit.ly/VSD-VISDOC.

Примеры: коаксиальные осветительные приборы от iiM AG (Зуль, Германия; http://iimag.de) с линейкой светодиодных коаксиальных светильников Lumimax и традиционные купольные светильники от Smart Vision Lights (Muskegon, MI, США; http: // smartvisionlights.com) с серией DDL Dome Light. Хотя такие традиционные купольные светильники могут быть громоздкими, при проектировании купольных светильников в виде «плоских куполов» в серии LFX2 компания CCS America (Берлингтон, Массачусетс, США; www.ccsamerica.com) использует точечный узор, размещенный на рассеивающей пластине для контролировать рассеивание и пропускание света, в результате чего получается равномерно рассеянный свет (рис. 2).

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdc348ef6d5f267ee84b254» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «1706vsdpff2» data-embed-src = «https: // img.vision-systems.com/files/base/ebm/vsd/image/2017/06/1706vsdpff2.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =» «]}%

Рисунок 2: В то время как традиционные купольные светильники могут быть громоздкими, серия LFX2 с плоским куполом от CCS America использует точечный узор, размещенный на рассеивающей пластине, для управления рассеиванием и передачей света, что приводит к равномерно рассеянному свету. Мы предлагаем лампы задней подсветки, светопольного и темнопольного освещения в различных конфигурациях, они также поставляются с различными длинами волн светодиодов в диапазоне от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК).Для видимых длин волн 400–700 нм во многих приложениях машинного зрения используется светодиодное освещение, которое излучает свет в диапазоне от фиолетового (380–450 нм) до красного (620–750 нм). Здесь выбор длины волны (или цвета света) так же важен, как и конфигурация освещения, поскольку отображаемый продукт будет по-разному отражать и / или поглощать волны различной длины. Как указано в их официальном документе «Восемь советов по оптимальному освещению машинного зрения», инженеры Microscan показывают, что для создания высококонтрастного изображения длина волны света может сделать цветные элементы яркими или темными для монохромной камеры.Используя эталон цветового круга, выбор света противоположного цвета сделает детали объекта темнее, а выбор света того же цвета сделает детали светлее (http://bit.ly/VSD-8TIPS). Для производителей продуктов, которые могут различаться как по цветовому контрасту, так и по конфигурации, могут потребоваться другие конфигурации освещения и длины волн. По этой причине производители светодиодного освещения, такие как TPL Vision (La Chevroliè; re, Франция; www.tpl-vision.com), создали модульные продукты, которые можно использовать в различных конфигурациях и длинах волн.Например, Square Light RGB от TPL Vision состоит из четырех независимых поворотных планок, которые можно использовать как в осевом, так и в темном режимах освещения. Поскольку в светильник входят оба светодиода RGB, он полезен при освещении продуктов с различными спектральными характеристиками (рис. 3). % {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdc348ef6d5f267ee84b256» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «1706vsd Pf F3» data-embed- src = «https://img.vision-systems.com/files/base/ebm/vsd/image/2017/06/1706vsd_pf_f3.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}% Рис. 3. Система Square Light RGB от TPL Vision состоит из четырех независимых поворотных полос и может использоваться как в осевом, так и в темном поле. режимы освещения. Однако сравнение различных осветительных приборов от разных поставщиков затруднено только на основании технических характеристик. Однако, как и Консорциум Zhaga (www.zhagastandard.org), стремится стандартизировать компоненты светодиодных световых двигателей, Светодиодные модули и светодиодные матрицы, AIA (Анн-Арбор, Мичиган, США; www.visiononline.org), Европейская ассоциация машинного зрения (EMVA; Барселона, Испания; www.emva.org) и Японская ассоциация промышленной визуализации (JIIA; Токио, Япония; www.jiia.org) разрабатывают стандарт, позволяющий использовать машинное зрение. разработчики систем могут сравнивать различные источники света от разных производителей на основе таких факторов, как интенсивность света на заданном рабочем расстоянии, однородность светового рисунка, размер / форма (FOV) и проецируемое распространение светового луча. УФ и ИК-освещение Хотя видимый свет в настоящее время используется во многих приложениях, различные материалы также могут проявлять флуоресцентные свойства.Таким образом, хотя освещаемый объект может поглощать УФ-свет и излучать видимый свет, он может поглощать видимый свет и излучать ИК-спектр или поглощать ближний ИК-диапазон и излучать дальний ИК-спектр. Таким образом, появление светодиодов в УФ- и ИК-спектрах открыло новые возможности как для производителей светодиодной осветительной продукции, так и для разработчиков систем машинного зрения. Ультрафиолетовые и инфракрасные осветительные приборы можно использовать в системах машинного зрения двумя способами. В приложениях для получения изображений в отраженном свете на объект подается инфракрасный или ультрафиолетовый свет и фиксируется отраженное изображение.При формировании изображений с помощью ИК- или УФ-флуоресценции свойства детали поглощают УФ- или ИК-излучение и излучают свет с другой длиной волны в так называемом стоксовом сдвиге (http://bit.ly/VSD-STOKES). В то время как УФ-светодиоды обычно подразделяются на диапазоны UV-A (315-400 нм), UV-B (280-315 нм) и UV-C (100-280 нм), разработка светодиодов в диапазонах UVC и UVB определяется медицинскими (UVB) и очистка и стерилизация (UVC), по словам Дженнифер Хиткот, регионального менеджера по продажам компании Phoseon Technology (Хиллсборо, Орегон, США; www.phoseon.com). Однако эти светодиоды UVC и UVB в настоящее время представляют собой маломощные, относительно неэффективные устройства с коротким сроком службы, которые стоят в сотни раз больше, чем устройства UVA. Действительно, по словам Мэтта Пинтера, технического директора Smart Vision Lights, УФ-освещение может быть дорогостоящим предложением для некоторых приложений. Например, чтобы выделить клей на конвертах, может потребоваться ультрафиолетовый свет с длиной волны 280 нм. Поскольку клей поглощает свет этой длины волны, он будет казаться черным на отраженном изображении (рис. 4).Поскольку для таких приложений могут потребоваться сотни таких типов светодиодов, в настоящее время они могут быть дорогостоящими для светодиодного освещения и более подходящими для освещения ртутно-дуговой лампой. % {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdc348ef6d5f267ee84b258» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «1706vsd Pf F4» data-embed- src = «https://img.vision-systems.com/files/base/ebm/vsd/image/2017/06/1706vsd_pf_f4.png?auto=format&fit=max&w=1440» data-embed-caption = «»] }% Рис. 4. Чтобы выделить клей на конвертах, например, может потребоваться ультрафиолетовый свет с длиной волны 280 нм.Поскольку клей поглощает свет этой длины волны, он будет казаться черным на отраженном изображении. http://bit.ly/VSD-UV-LED). Здесь такое освещение используется в приложениях, которые включают в себя обнаружение подделок банкнот и проверку печатных плат. Одно из таких приложений, разработанное Industrial Vision Systems (IVS; Didcot, Oxfordshire, UK; www.industrialvision.co.uk), было разработано для проверки печатных плат с использованием УФ-флуоресценции (рис. 5). Из-за свойств УФ-следов, добавленных к используемому конформному покрытию, IVS разработала специальное освещение для освещения обеих сторон печатной платы и сняла изображения с помощью двух камер, установленных сверху и снизу (см. «Машинное зрение проверяет защитные покрытия печатной платы», http: / /bit.ly/VSD-IVS). % {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5cdc348ef6d5f267ee84b25a» data-embed-element = «aside» data-embed-alt = «1706vsd Pf F5» data-embed- src = «https: // img.vision-systems.com/files/base/ebm/vsd/image/2017/06/1706vsd_pf_f5.png?auto=format&fit=max&w=1440 «data-embed-caption =» «]}% Рисунок 5. В приложении УФ-флуоресценции, предназначенном для проверки следов на печатной плате, Industrial Vision Systems (IVS) разработала специальное освещение для освещения обеих сторон печатной платы и захваченных изображений с помощью двух камер, установленных сверху и снизу. ИК-светодиодные осветительные приборы могут также может использоваться в приложениях для захвата отраженного ИК-излучения или изображений продуктов или материалов, флуоресцирующих в ИК-свете.В ИК-спектре длины волн варьируются от 750-1400 нм в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR), 1400-3000 нм в коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR), от 3000-8000 нм в средневолновом инфракрасном диапазоне (MWIR) до 8000-15000 нм в длинноволновом инфракрасном диапазоне (LWIR). Приложения NIR, которые используют эти длины волн, включают медицинские приложения, которые визуализируют деоксигенированную кровь в венах. Как отмечают Рихардс Фуксис и его коллеги в своей статье «Инфракрасная система визуализации для анализа структуры кровеносных сосудов»; (http://bit.ly/VSD-IR-VEINS), выбор правильной длины волны ИК-излучения очень важен.При разработке коммерческих продуктов, основанных на методах формирования изображений в отраженном ИК-диапазоне, Evena Medical (Розвилл, Калифорния, США; http://evenamed.com), например, заключила контракт с ProPhotonix (Салем, Нью-Хэмпшир, США; www.prophotonix.com) на создание количество встроенных микросхем рядом с ИК-светодиодами, чтобы определить лучшую длину волны для их применения (http://bit.ly/VSD-NIR). Такие длины волн БИК в спектральном диапазоне 700–1000 нм также можно использовать при флуоресцентной визуализации для просмотра глубоких тканей после введения флуорофоров БИК, поскольку свет БИК может проникать в ткань на несколько сантиметров.Такие методы используются, например, Биокосмической лабораторией (Nesles la Vallée, Франция; www.biospacelab.com) в ее системе PhotonIMAGER для изучения структур тканей живых животных. В своей конструкции PhotonIMAGER включает в себя усиленную камеру CCD для увеличения чувствительности захваченных флуоресцентных изображений, подчеркивая необходимость правильного согласования правильного освещения с правильной камерой. Выбор правильной камеры для захвата изображений отраженного или флуоресцентного света так же важен, как и длина волны света, используемого для освещения детали.В качестве примера можно привести квантовую эффективность монофонической камеры Elite-5 от Micropix (Мидхерст, Западный Суссекс, Великобритания; www.micropix.co.uk), в которой используется 2/3-дюймовый CMOS-формирователь изображений IMX250 от Sony (Токио). , Япония; www.sony-semicon.co.jp/products), имеет спектральный диапазон примерно 300–1000 нм (http://bit.ly/VSD-MPIX). Хотя камеры на основе таких датчиков могут быть полезны в некоторых приложениях УФ-флуоресценции, видимого и ИК-диапазона, их отсутствие высокой чувствительности в УФС, УФВ, MWIR и LWIR требует использования более специализированных камер (см. «Спектральный отклик кремниевых датчиков изображения». ; http: // бит.ly / VSD-SPECRES). Ресурсы по светодиодам в Интернете Усовершенствованное освещение Ультрафиолетовые светодиоды выходят на тихую сторону рынка светодиодов http://bit.ly/VSD-UV-LEDS Растущая жизнеспособность УФ-светодиодов для автомобильной и транспортной промышленности http://bit.ly/VSD-UV-LEDS-2 Ожидаемые приложения для DUV-светодиодов http://bit.ly/VSD-DEEPUV УФ-светодиодов http://bit.ly/VSD- UV-LEDS-3 Общие сведения о применении ультрафиолетовых светодиодов и меры предосторожности http: // bit.ly / VSD-UV-LEDS-4 Новые приложения для УФ-светодиодов вызывают широкий интерес http://bit.ly/VSD-UV-LEDS-5 УФ-светодиоды на нитридной основе и их применение http: / /bit.ly/VSD-UV-LEDS-6 Светодиодные технологии — Сравнение радиометрических и фотометрических устройств http://bit.ly/VSD-RPU Характеристики светоизлучающих диодов (СИД) и компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) ) по УФ-видимой спектрофотометрии http://bit.ly/VSD-LED-CFL Основы светоизлучающих диодов (светодиодов) http: // bit.ly / VSD-ZEISS Технологии разработки светодиодного освещения, максимально приближенного к солнечному свету http://bit.ly/VSD-LEDPRO Высокоскоростное переключение ИК-светодиодов http://bit.ly/VSD-IR -LEDs Примечания к светодиодам http://bit.ly/VSD-LED-NOTES Ультрафиолетовые (УФ) и инфракрасные (ИК) длины волн светодиодов http://bit.ly/VSD-CCS Светодиодная промышленность Столкновение с структурными изменениями по мере расширения китайских поставщиков упаковки http://bit.ly/VSD-LED-IND LEDinside ожидает, что поставщики светодиодов ускорят свое расширение на нишевые рынки в 2017 году http: // bit.ly / VSD-LED-IND-2 УФ-освещение нацелено на приложения машинного зрения http://bit.ly/VSD-UVMV Практическое руководство по освещению машинного зренияin ghttp: //bit.ly/VSD-ADV -IL Техническая записка по УФ-конверсионным покрытиям http://bit.ly/VSD-E2V Обнаружение УФ / ИК флуоресценции http://bit.ly/VSD-IR-FL Техника освещения для машинного зрения http://bit.ly/VSD-VISDOC-2 Отраженное инфракрасное изображение, возвращающееся к основам http: // bit.ly / VSD-REF-IR Почему изображение в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн? http://bit.ly/VSD-NIR-WAVE Спектральный отклик кремниевых датчиков изображения http://bit.ly/VSD-SPECRES Упомянутые компании Advanced illumination Rochester, VT, США www.advancedillumination.com AIA Анн-Арбор, Мичиган, США www.visiononline.org CCS America Берлингтон, Массачусетс, США www.ccsamerica.com Cree Дарем, Северная Каролина, США www.cree.com EMVA Барселона, Испания www.emva.org Evena Medical Roseville, CA, США http: // evenamed.com iiM AG Зуль, Германия http://iimag.de Industrial Vision Systems Didcot, Oxfordshire, England www.industrialvision.co.uk JIIA Tokyo, Япония www.jiia.org Lumileds Сан-Хосе, Калифорния, США www.lumileds.com Marktech Optoelectronics Latham, NY, USA www.marktechopto.com Micropix , West, West Англия www.micropix.co.uk Microscan Рентон, Вашингтон, США www.microscan.com Nichia Токусима, Япония www.nichia.co.jp Osramductors Мюнхен, Германия www.osram.com Phoseon Technology Hillsboro, OR, USA www.phoseon.com ProPhotonix Salem, NH, USA www.prophotonix.com Sandia National Laboratories , Al США www. By alexxlab Разное Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт