Солнечный спектр по-китайски / LampTest corporate blog / Habr

Год назад я рассказывал о появлении осветительных светодиодов нового поколения, спектр света которых близок к солнечному, за что эти светодиоды получили название SunLike. Тогда они были очень дорогими. Сейчас цена упала и появились китайские аналоги.

Принципиальное отличие светодиодов SunLike от обычных — принцип получения белого света. В обычных осветительных светодиодах используются кристаллы, излучающие синий свет с длиной волны 452-456 нм, покрытые люминофором, частично преобразующем синий свет в красный и жёлтый. В Sunlike используются кристаллы, излучающие фиолетовый свет с длиной волны 418-426 нм и люминофор, преобразующий фиолетовый свет в красный, зелёный и синий. Это позволяет избавиться от «синего пика», об опасности которого пишут некоторые учёные.

Сейчас 6-ваттные светодиоды Seoul Semiconductor Sunlike SAWS0661A существенно подешевели, но лампы на их основе по прежнему недёшевы.

Компания Smart Eco Lightning выпустила свои светодиоды солнечного спектра, стоящие почти вдвое дешевле. 6-ваттные модули SOL1306 имеют CRI (Ra) 98-99 и дают 648-713 лм (замена 70-ваттной лампы накаливания).

В отличие от корейских SunLike, в китайских SmartEco одновременно используются фиолетовые (424-425 нм) и синие (456-459 нм) кристаллы.

Белорусский предприниматель, производящий лампы под брендом GrowByLEDs, прислал мне для изучения семь ламп: три на светодиодах Sunlike SAWS0661A (с цветовой температурой 3000K, 4000K и 5000K) и четыре на светодиодах SmartEco SOL1306S (с цветовой температурой 3200K, 4000K, 5000K и 5600K).

Сравним спектры. Слева — SunLike 3000K, справа — SmartEco 3200К. Спектр лампы с китайскими светодиодами даже ровнее и индексы цветопередачи выше.

Для сравнения, спектры обычных ламп с CRI 80 и 90: слева OSRAM, Справа IKEA.

Слева — SunLike 4000K, справа — SmartEco 4000К.

Для сравнения, спектры обычных ламп с цветовой температурой 4000К: слева OSRAM, Справа IKEA. Синий пик во всей красе.

Слева — SunLike 5000K, справа — SmartEco 5000К.

Слева — светодиодная лента с цветовой температурой 5600K на обычных светодиодах с высоким CRI и SmartEco 5600К. Почувствуйте разницу. 🙂

Светодиоды SmartEco оказались не только дешевле SunLike, но и немного лучше по спектру, впрочем и те, и другие дают очень качественное освещение, не уступающее лампам накаливания.

6-ваттные лампы на светодиодах SmartEco GrowByLEDs продаёт по $16. Конечно и это недёшево, но я очень надеюсь, что через пару лет светодиоды нового поколения с ровным «солнечным» спектром будут использоваться даже в самых дешёвых лампах.

© 2019, Алексей Надёжин

habr.com

Методика тестирования светодиодных ламп (страница 2)

Измеритель интенсивности излучения

Методика тестирования ориентирована на светодиодные светильники белого цвета свечения. Их излучающее устройство, светодиод, состоит из двух элементов: светодиодного излучающего элемента (Light-Emitting Diode) и люминофора. Первый испускает излучение в «синей» части спектра, а люминофор – в красно-зеленой, что позволяет получить белый цвет свечения.

Для измерения свойств каждой части устройства требуется измеритель яркости на двух датчиках, работающих в синем-УФ и зеленом-красном диапазонах. С его помощью можно как оценивать изменение уровня излучения светодиодов при исследовании их характеристик, так и проводить построение диаграммы направленности излучения лампы.

Конструктивно, датчик выполнен в виде небольшой трубки с черной поверхностью, в которую установлено два датчика. На фотографии ниже представлен первый фотодиод ФД10В. Советский светодиод ФД-10

Это обычный кремниевый pin диод с оптической системой фокусировки и «традиционной» спектральной чувствительностью, свойственной всем кремниевым фотодиодам. Для коррекции ее полосы пропускания на корпус фотодиода нанесено селективное покрытие в области 500-650 нм.

Второй датчик достался мне без маркировки и технических данных. Спектральная чувствительность его неизвестна, кроме одного – рабочая полоса простирается от УФ до длины волны где-то 550 нм. Для приведения к требуемому виду на его поверхность нанесено селективное покрытие (примерно) 300-500 нм. Отсутствие возможности откалибровать датчик исключает получение абсолютных значений, но позволяет производить качественную оценку относительного изменения излучения при изменении условий работы. По возможности, он будет заменен или откалиброван.

Примененные фильтры. Синий. Синий+УФ фильтр для фотодатчика

Спектрометр собран на основе фотоаппарата, который обрезает все, что не входит в видимый диапазон. Если судить по четкому отрезу и ровному, без скоса, уровню, то полоса пропускания фильтра явно распространяется и на ближний УФ диапазон.

Второй фильтр, для кремниевого фотодиода.

Зелено-красный фильтр для фотодатчика

Не особо ровно, в чем основная заслуга использованного фотоаппарата, но фильтр со своей задачей справляется, компоненты короче 480 нм вырезаются достаточно эффективно. Легкое нарушение баланса между красным и зеленым несущественно, поскольку фотодатчик используется для сравнительной оценки, а полная кривая взвешивания с учетом видимости реализована в фотометрическом шаре.

Проверка конструкции фотометрического шара

Сделаем небольшой тест, чтобы проверить, влияет ли место расположения лампы на величину показаний. Саму лампу перемещать затруднительно, тем более что стенд этого не позволяет, поэтому проверку можно выполнить несколько иначе – в фотометрический шар на свое обычное место устанавливается измеряемая лампа, плюс еще одна лампа в похожем исполнении в качестве «мешающего» элемента. Проверяются два случая: дополнительная лампа вверху и дополнительная лампа в геометрическом центре шара. Уровень светового потока изменился следующим образом:

• «Вверху» (за цоколем лампы) = -2.5%;
• «В центре шара» = -6%.

Довольно любопытно. Судя по первому результату, фотометрический шар весьма неплохо «интегрирует», коль скоро помещение «помехи» в самую неосвещаемую точку шара сказывается на показаниях датчика. Второй результат еще интереснее – лампа небольшого размера (а в тесте участвовали светодиодные лампочки с внешним диаметром 60 мм) не особо сильно поглощает свет, а значит в шаре диаметром 60 см можно обойтись без дополнительной калибровки при переходе от одной лампы к другой.

Сама цифра «6%» весьма ощутима и перед началом работы с фотометрическим шаром калибровка обязательна. В первой версии стенда вспомогательная лампа отсутствует и настройка выполняется установкой известной лампы в штатный патрон, впоследствии она будет добавлена. Остается только вопрос, а как измеряют аналогичные лампочки в шарах меньшего диаметра, да еще и без вспомогательной лампы? Так или иначе, требование ГОСТ’а в 2% весьма осмысленно и действительно сказывается на качестве измерений.

Анализатор спектра

Для проведения работ требуется не только измерять уровни интенсивности излучения, но и производить анализ спектра. Например, фотоаппаратом можно сделать снимок включенной лампы и получить невразумительную картинку ее цветовой характеристики. Можно, но смысла очень мало, нужен спектрометр. Готовое устройство стоит весьма чувствительных денег, но вполне можно сделать что-то подходящее и в кустарных условиях. По счастью, самой труднодоставаемой деталью является дифракционная решетка, что не является серьезной проблемой и здорово упрощает жизнь.

Для проведения работ используется щелевой дифракционный спектрометр по самой тривиальной технологии:

Все просто – свет проходит через узкую щель, попадает на дифракционную решетку и разлагается в спектр. Обычно подобную конструкцию изготавливают из элементов сантехники и на сборку уходит всего пара часов. Но, увы, ничего осмысленного с данного аппарата получить не выйдет – фотоаппарат не предназначен для снятия спектра. По крайней мере, та «мыльница», что была использована в моем аппарате. Проблема даже не столько в насыщении пиков уровня, основной вред заключается в нелинейности фильтров R-G-B матрицы фотоаппарата.

В качестве образца света взята галогенная лампа накаливания. По теории, интенсивность цвета должна снижаться по мере перемещения в высокочастотную часть спектра (синий цвет), здесь же творится черт-те что, особенно на стыке зеленого и красного. Вполне очевидно, что «измерения» на таком оборудовании откровенно несостоятельны.

Однако существует механизм калибровки, который может повысить точность – спектр образцового источника света (лампы накаливания) монотонно снижается от красных к синим цветам, причем эта зависимость известна и зависит, по большому счету, только от температуры нити накала. Это означает, что хотя данный фотоаппарат совершенно и подходит по качеству работы, но его можно использовать с калибровочным профилем.

Для выполнения данной процедуры пришлось написать свою простенькую программу, попутно обнаружились нелинейности не только по разделительным фильтрам, но и по амплитуде – для данного фотоаппарата гамма не постоянна и уменьшается по мере снижения уровня. Конечно, я пробовал найти более подходящий вариант фотоаппарата, но среди «мыльниц» плохо то одно, то другое. Где-то игнорируется фиксированный режим цветового баланса, где-то чудовищно обрезается уровень (насыщение). Увы, «дешево и хорошо» – это сказка.

Кроме калибровочной таблицы, программа выполняет и, собственно, анализ спектра – строит диаграмму цветового пространства CIE 1931, что позволяет получить цветовую температуру источника света.

К обычному графику температуры черного тела и «рискам» температур добавлена сетка зон на соответствие инструкции №602.

Измеряемые характеристики

Ранее были рассмотрены некоторые способы определения качества работы лампы, остается лишь перевести эти «пожелания» в конкретные методики измерения. И начнем с общих характеристик лампы.

Световой поток

Лампа помещается в фотометрический шар на время, достаточное для установления тепловых и световых режимов. Для светодиодных ламп формата «лампа накаливания 100 Вт» время установления стационарных тепловых режимов составляет 35-45 минут, измерение статических (долговременных) характеристик свечения будет осуществляться через 60 минут.

Попутно, кроме измерения уровня светового потока, будет выполняться измерение температуры корпуса лампы (радиатора) в месте, максимально приближенном к блоку светодиодов. При этом второй термодатчик используется для фиксирования температуры окружающего воздуха на уровне лампы. Во время измерений устанавливается номинальное значение напряжения питания 220 В с частотой 50 Гц.

Практически все производители нормируют характеристики своих светильников при напряжении питания 230 вольт, но оборудование обязано соответствовать нормативным документам того региона, где оно будет реализовано, поэтому тестирование и измерение характеристик будет осуществляться именно при напряжении питания 220 В переменного тока частотой 50 Гц.

Цветовая температура

Для получения Тц используется самодельный щелевой дифракционный спектрометр с последующей программной обработкой. В устройстве применен обычный фотоаппарат, что затрудняет получение абсолютных значений амплитуд спектра, поэтому на графиках отображаются относительные значения, выровненные по максимальному значению полученных данных.

Диаграмма направленности

Получение данной диаграммы довольно просто в исполнении и не содержит сложных элементов – комбинация из гониометра и измерителя излучения, описанного выше, позволяет снимать диаграмму направленности лампы, после чего остается лишь измерить углы свечения по снижению интенсивности до 50% и 10%, при этом за «100%» принимается максимальная величина излучения. В результате получится «угол пучка» (Beam angle) по порогу «50%» и «угол рассеивания прожектора» с критерием «10%».

Изменение светового потока после удаления колбы

Эта характеристика не является классификационной и служит скорее для простейшей оценки степени поглощения рассеивающей колбы, если таковая есть. Измерение производится в фотометрическом шаре после проведения замеров светового потока.

Мощность потребления

Данный параметр измеряется в момент получения величины светового потока по окончании долговременной выдержки в фотометрическом шаре. Мощность потребления измеряется на номинальном напряжении питания 220 В частотой 50 Гц, информация считывается с эмулятора сети.

Коэффициент мощности

Эта характеристика измеряется одновременно с мощностью потребления в тех же условиях. Как и мощность потребления, информацию представляет эмулятор сети.

Уровень пульсации светового потока

Оценка пульсаций производится во время измерений светового потока и заключается в получении осциллограммы формы напряжения светового потока фотодатчиков фотометрического шара с последующим расчетом значения по формуле 100%*(Макс-Мин)/(Макс+Мин). Если во время проведения измерений обнаруживаются какие-либо аномалии, то выбирается график с наибольшим уровнем девиации сигнала.

Широкий диапазон напряжения питания лампы

Тест выполняется на прогретой лампе и заключается в измерении ее светового потока и мощности потребления при изменении напряжения питания от 250 до 90 вольт переменного напряжения частотой 50 Гц. Нижняя граница в 90 В является ориентировочным значением, тест прекращается, если в работе лампы обнаруживается очевидное ухудшение качества работы.

Время включения и выключения

После выполнения предыдущего теста лампа выдерживается некоторое время при напряжении питания 220 В для восстановления теплового режима, после чего кратковременно выключается (несколько секунд), включается (примерно 2 секунды) и выключается. При этом на осциллографе одновременно записывается наличие напряжения питания и величина светового потока с датчика фотометрического шара.

Поддержка светорегулятора

Данный тест проводится только для светодиодных ламп с поддержкой подобного режима работы. Лампа получает питание через светорегулятор от эмулятора сети, на котором настраиваются нормальные установки сети (220 В, 50 Гц). В качестве светорегулятора используется простейший регулятор с ручкой, производитель и марка устройства неизвестны. В связи с «типичностью» тиристорных светорегуляторов нет необходимости проводить исследование на устройствах разных фирм.

Процедура тестирования заключается в оценке качества регулирования светового потока (фотометрический шар) и выявлении каких-либо дефектов в работе, в том числе в уровне пульсаций. Если какие-либо аномалии отсутствуют, то финальной характеристикой является таблица уровня светового потока при значении ручки регулятора в положениях: 0%, 25%, 50%, 75%, 100%. При обнаружении проблем таблица дополняется новыми позициями.

Температура кристалла

Температура кристалла является одной из основных характеристик светодиода, прямо влияющей на срок службы. По данным журнала «Полупроводниковая светотехника» при превышении пороговой температуры кристалла на 25-30 градусов время работы светодиода снижается в шесть раз. К сожалению, на «неизвестные» светодиоды не определена величина критической температуры, получаемые измерения носят лишь ориентировочный характер.

Температура кристалла получается сложением разности температур перехода «кристалл-плата» и температуры самой платы светодиодов. Для получения последнего используется температура радиатора лампы, полученная в долговременном режиме работы лампы при измерении светового потока, с добавлением тепловых потерь от платы светодиодов до того места радиатора, где снималась его температура.

Прямое измерение температуры платы затруднено наличием светорассеивающей колбы, поэтому процесс получения разбивается на две части – вначале получается температура радиатора после долговременной работы лампы в штатном режиме в фотометрическом шаре, потом с лампы снимается колба и выполняется измерение потерь на пути «плата-радиатор». Помимо этого прямое измерение температуры платы лишено смысла – без колбы меняется активная поверхность теплоотвода, что сильно исказит получаемые данные.

Тепловой и стресс-тест светодиода

Блоки светодиодов в конкретных лампах работают при некоторых фиксированных значениях тока, но не совсем ясна мера оптимальности выбранной величины. Если в фирменной продукции, скорее всего, рабочие режимы подобраны верно, то от менее ответственных производителей можно ожидать всякого. Сам светодиод будет светить ярко и при нормальном токе, и при «разогнанном», вот только срок службы будет очень даже разным.

Для получения информации о качестве работы светодиодов производятся замеры как эффективности свечения платы светодиодов при изменении тока через них в интервале от 10% до 150%, так и температуры нагрева платы до +50 градусов (к температуре окружающего воздуха, то есть абсолютное значение составляет 75 градусов). При стресс-тесте по изменению рабочего тока плата светодиодов устанавливается на радиатор достаточно большого размера, что исключает ее дополнительный нагрев. Для теста на тепловой нагрев плата перемещается на радиатор существенно меньшей величины, что обеспечивает медленное повышение температуры платы за счет выделения тепла на светодиодах.

Если требуемая температура не достигается, что часто случается при низком значении тока светодиодов, то производится дополнительный подогрев радиатора (с противоположной стороны от светодиодов) горячим воздухом с помощью паяльной станции. Этот тест позволяет оценить стабильность работы светодиода как от величины тока, так и от значения температуры внутри лампы. Кроме общей оценки этот тест является дополнением к измерению температуры кристалла и может подтвердить (или опровергнуть) предположения о температуре кристалла и меры деградации свойств по отношению к критической температуре (значение которой, в большинстве случаев, окажется неизвестно).

Графики строятся в несколько необычном варианте исполнения, использована не зависимость яркости от тока (и температуры), а мера сохранения приращения яркости при этих воздействиях. Например, при изменении тока через светодиод с 100 мА до 200 мА яркость возросла до 190% (за 100% принимается уровень свечения при токе 100 мА). Если представить график в обычном виде (зависимость яркости от тока), то полученная (почти) прямая линия окажется малоинформативной, особенно при небольших нарушениях линейности. Если же значения продифференцировать, то на графике окажется два отсчета: 100% и 90%, что хорошо заметно и сразу несет качественную информацию о том, что эффективность светодиода уменьшилась.

Плотность тока через кристалл светодиода

Через светодиод протекает ток известной величины, геометрические размеры его кристалла можно оценить по характеру свечения. Из этой информации вполне возможно вычислить плотность тока через кристалл. Эта характеристика несколько повторяет «температуру кристалла», полученную ранее, и тоже позволяет оценить степень надежности работы светодиода.

Фактически, оба параметра сильно взаимосвязаны – возрастание тока приводит к повышению перепада температур «кристалл-плата» и при превышении порогового значения тока наступает критический перегрев кристалла. Но оба критических параметра неизвестны, и для получения оценки надежности работы светодиода (срока службы) требуются разнообразные тесты, причем их результаты не будут являться окончательными и представляют скорее интерес при сравнении с другими лампами схожего типа.

Эффективность излучения

Светодиод излучает в широком диапазоне спектра, но за световой поток принимается лишь его видимая часть, причем совместно со специальным взвешивающим фильтром видимости глаза. Для оценки излучения по всему спектру предлагается проводить измерение полной мощности излучения светодиода как разность между подведенной и рассеянной тепловыми мощностями. Для этого на небольшом радиаторе размещается исследуемая плата светодиодов и нагревательный элемент. Размер и тепловое сопротивление радиатора выбирается из рабочей мощности светодиодов таким образом, чтобы плата прогревалась на типичную величину, свойственную их работе в составе лампы (+35…45 градусов).

Тест состоит из двух фаз:

• Нагрев платы светодиодов до стационарного состояния пропусканием неизменного тока (соответствующего номинальному току при работе в составе лампы) с фиксированием достигнутой температуры;
• Подбор такой мощности нагревательного элемента, чтобы температура в контрольной точке составила то же значение, что и в первой фазе.

В первой фазе нагрев радиатора осуществлялся за счет тепла от светодиодов, во второй – от нагревательного элемента. Причем переход от первой ко второй фазе выполняется без каких-либо манипуляций с самой измерительной системой, что обеспечивает неизменность коэффициента теплового рассеивания. В результате излучаемая мощность светодиодов получается как разность между двумя фазами теста.

Электронный балласт

Светодиодная лампа состоит из двух основных частей – некоторого набора светодиодов и электронного балласта (инвертера) для обеспечения их питания стабильным током. Электронный балласт должен обеспечить именно постоянный ток с высоким коэффициентом полезного действия, но это выполняется далеко не в каждом устройстве, что порождает либо повышенный нагрев, либо дефекты свечения того или иного вида.

Типичным случаем является повышенный уровень пульсаций светового потока с удвоенной частотой сети (100 Гц). При необходимости будет осуществляться разборка блока электроники (полная или частичная) для выяснения схемной реализации и возможных причин появления недостатков свечения.

Кроме изучения особенностей схемного решения, будут выполняться обычные проверки на электробезопасность – измерение электрической изоляции на мегомметре при измерительном напряжении 1000 В (мегомметр Ф4102/1-1М) и оценка величины емкостной связи корпуса лампы с сетевой частью.

Serj

---

overclockers.ru

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.

3000 К

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 — сохрани на стену!

electricvdome.ru

Вред светодиодных и люминесцентных ламп

Вред светодиодных и люминесцентных ламп.

За последние 15 лет мы стали свидетелями технологической революции в сфере технологий искусственного освещения. В наши дни традиционная лампа накаливания конструкции Эдисона-Лодыгина в домах, общественных местах и в производственных помещениях уступила место обычным и компактным люминесцентным лампам, галогенным и металлогалогенным лампам, многоцветным и люменоформным светодиодам. Во многих странах, в том числе и в России приняты законы, стимулирующие использование современных энергосберегающих источников света, вместо традиционных, потребляющих большие мощности ламп накаливания. Например, Федеральным законом РФ №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» с 2009 года был введен запрет на импорт, выпуск и реализацию ламп накаливания мощностью 100 ватт и более, а для муниципальных и государственных предприятий – запрет на закупки любых  ламп накаливания для освещения.

Смена элементной базы произошла и во всех видах устройств жидкокристаллическими экранами. На смену подсветке экрана на основе микрофлуоресцентных ламп также пришли твердотельные источники света — светодиоды, которые стали стандартным решением в смартфонах, планшетах, ноутбуках, мониторах и телевизионных панелях.  Технологическая революция привела к радикальному изменению нагрузки на глаза: большинство современников читают и смотрят для получения информации не на хорошо освещенную отраженным светом бумагу, а на испускающие свет светодиодные дисплеи.

Рядовые потребители быстро заметили разницу между световой средой, создаваемой традиционными лампами накаливания и высокотехнологичными источниками света,такими как светодиоды. В некоторых случаях пребывание в среде с искусственным освещением на новой технологической основе стало приводить к снижению производительности труда, к повышенной утомляемости и раздражительности, к усталости, нарушениям сна, и заболеваниям глаз и нарушениями зрения.  Также стали отмечаться случаи ухудшения состояния людей, страдающих такими хроническими заболеваниями как эпилепсия, мигрень, заболевания сетчатки, хронический актинический дерматит и солнечная крапивница.

Проблема со здоровьем стали возникать из-за того, что светодиоды, как и другие источники света новых поколений были разработаны и стали производиться в то время, когда промышленные стандарты безопасности не были нормой. Проведенные за последнее десятилетие исследования показали, что не все типы и конкретные модели  современных высокотехнологичных источников света (светодиоды, люминесцентные лампы) могут быть безопасны для здоровья человека. Формально, с точки зрения существующие стандартов фотобиологической безопасности источников света (Европейские EN 62471,IEC 62471, CIE S009 и российский ГОСТ Р МЭК 62471 «Светобиологическая безопасность ламп и ламповых систем») абсолютное большинство бытовых источников света при условии правильного монтажа и использования относятся к категории «безопасны в использовании» («свободная группа» ГОСТ Р МЭК 62471)  и лишь некоторые к категории «незначительный риск».  По стандартам безопасности оцениваются следующие риски от воздействия источников света:

1. Опасности ультрафиолетового излучения для глаз и кожи.

2. Опасности излучения диапазона УФ-А  для глаз.

3. Опасности излучения синего спектра для сетчатки глаза

4. Тепловой опасности поражения для сетчатки.

5. Инфракрасная опасность для глаз.

Лучистая энергия от источников света может вызвать повреждения тканей организма человека с помощью трех основных механизмов, первые два из которых не зависят от спектрального состава света и характерны для воздействия излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового спектров:

• Фотомеханического – при длительном поглощении большого количества энергии, ведущего к повреждению клеток. 
• Фототермического  — в результате краткого (100 мс -10 с) поглощения интенсивного света, приводящего к перегреву клеток.
• Фотохимического – в результате воздействия света определенной длины волны происходят специфические физиологические изменения в клетках, приводящие нарушению их деятельности или гибели. Этот вид повреждений характерен для сетчатки глаза при поглощении света синего спектра с длиной волны в диапазоне 400-490 нм излучаемого светодиодами

Иллюстрация №1. Синий спектр излучения светодиодов — ранее неизвестная и серьезная угроза для здоровья сетчатки глаза человека. (Если вы читаете статью на ЖК мониторе — просто задержите взгляд на картинке ниже и прислушайтесь к своим ощущениям).  

В реальной жизни опасности поражения кожи, глаз или сетчатки фотомеханическими и фототермическими механизмами могут возникнуть лишь при нарушении правил безопасности: зрительный контакт с мощным источником света, с малых расстояний или в течение длительного времени. При этом тепловое и мощное световое излучение обычно явно различимо, и человек реагирует на его воздействие охранительными безусловными рефлексами и поведенческими реакциями, прерывающими контакт с источниками повреждающего светового излучения. Накапливаемый эффект теплового излучения на протяжении жизни человека на хрусталик глаза приводит к денатурации белков в его составе, что приводит к пожелтению и помутнению хрусталика – возникновению катаракты. Для профилактики катаракты стоит защищать глаза от воздействия любого яркого света (особенно солнечного), не смотреть на электрическую дугу сварки, огонь в костре, печи или камине.

Значительную опасность для здоровья глаз представляют собой воздействие  ультрафиолетовой (люминесцентные и галогенные лампы) и синей части спектра светового излучения светодиодов, которые субъективно в общем спектре светового излучения человеком не воспринимаются, и воздействие которых не может быть контролируемо безусловными или условными рефлексами.

Многие виды искусственных источников света при работе испускают незначительное количество ультрафиолетового излучения: кварцевые галогенные лампы, линейные или компактные флуоресцентные лампы и лампы накаливания. Наибольшее количество ультрафиолетового изучения производят флуоресцентные лампы с одним слоем изоляции рабочей среды (например, линейные лампы дневного света, установленные без поликарбонатных светорассеивателей, либо компактные флуоресцентные лампы без дополнительного пластикового светорассеивателя). Но даже при самом худшем сценарии использования ламп с наибольшей эмиссией ультрафиолетового излучения  эритемная доза, получаемая человеком за год, не превышает дозы, получаемой при недельном отпуске летом на Средиземном море.  Однако определенную опасность представляют лампы, испускающие ультрафиолетовое излучение поддиапазона УФ-С, которое в природе практически полностью поглощается земной атмосферой и не достигает земной коры. Излучение этого спектра не является естественным для человеческого  организма и может представлять определенную опасность, теоретически увеличивая риск развития рака кожи на 10% и более. Также постоянное воздействие ультрафиолетового излучения на человека может представлять опасность при ряде хронических заболеваний (заболевания сетчатки, солнечная крапивница, хронические дерматиты) и приводить к возникновению катаракты (помутнение хрусталика глаза).

Иллюстрация №2. Стандартное повреждающее действие светового излучения на глаза в зависимости от длины волны.

Гораздо большую, но пока еще недостаточно изученную опасность может представлять для здоровья глаз и сетчатки излучение синей части видимого спектра в диапазоне от 400 до 490 нм испускаемого светодиодами белого света. 

Иллюстрация №3. Сравнение  мощности спектра излучения стандартных светодиодов белого света, флоуресцентных  (люминисцентных) ламп и традиционных ламп накаливания.   

На иллюстрации выше показано сравнение спектрально состава света от различных источников:  светодиодов белого света, флуоресцентных (люминисцентных)  ламп и традиционных ламп накаливания. Хотя субъективно свет ото всех источников воспринимается как белый, спектральный состав излучения принципиально разный. Пик синего спектра у светодиодов обусловлен их конструкций: белые светодиоды состоят из диода, испускающего поток синего света, проходящего через поглощающий синий свет желтый люминофор, что создает у человека восприятия света белого цвета.    Максимум мощности излучения у светодиодов белого света приходится на синюю часть спектра (400-490 нм).  Экспериментальные исследования показывает, что воздействие синего света в диапазоне 400-460 нм является максимально опасным, приводящим к фотохимическому повреждению клеток сетчатки глаза и их гибели. Синее излучение в диапазоне 470-490 нм может быть менее вредным для глаз.  Из графиков видно, что и флуоресцентные лампы также испускают свет во вредоносном диапазоне, но интенсивность излучения в 2-3 меньшая, чем у светодиодов белого света.   

Со временем люминофор в светодиодах белого света деградирует, и интенсивность излучения в синем спектре увеличивается. Тоже происходит и в электронных гаджетах: чем старее экран или монитор со светодиодной подсветкой, тем интенсивнее в нем излучение синей части спектра.  Патологическое воздействие синего спектра на сетчатку глаза усиливается в темное время  суток. Более всего подвержены повреждающему воздействию синего спектра дети в возрасте до 10 лет (из-за лучшей проницаемости структур глаза) и пожилые люди старше 60 лет (из-за накопления в клетках сетчатки пигмента липофусцина, активно поглощающего свет синего спектра).  

Иллюстрация №4. Сравнение мощности спектра излучения различных искусственных источников света с дневным солнечным светом.

Повреждающее воздействие синей части спектра светового излучения светодиодов реализуется за счет фотохимических механизмов: синий свет вызывает накопление в клетках сетчатки пигмента липофусцина (которого образуется больше с возрастом) в виде гранул. Гранулы липофусцина интенсивно поглощают синий спектр светового излучения, в результате чего образуется много свободных кислородных радикалов (активная форма кислорода), которые, повреждают структуры клеток сетчатки, вызывая их гибель.

Кроме повреждающего действия синий свет длиной волны 460 нм, испускаемый светодиодами белого света и флуоресцентными (люминесцентными) лампами способен влиять на синтез фотопигмента меланопсина, регулирующего циркадные ритмы и механизмы сна за счет подавления активности гормона мелатонина. Синий свет этой длины волны способен при хроническом воздействии сдвигать циркадные ритмы человека, что, с одной стороны, при контролируемом воздействии может быть использовано для лечения нарушений сна, а с другой при бесконтрольной экспозиции, в том числе в ночное время, приводить  к сдвигу циркадных ритмов человека, приводящих  к нарушениям сна.

Урезанный спектральный состав света от люминесцентных ламп и светодиодов косвенно уменьшает регенеративные способности (способности к восстановлению) тканей глаза. Дело в том, что видимый красный и ближний инфракрасный диапазон (IR-A) естественного солнечного света и ламп накаливания вызывает определенный прогрев тканей, стимулируя кровоснабжение и питание тканей, улучшая производство энергии в клетках. Свет от высокотехнологичных устройств практически лишен этой естественной «лечебной» части спектра.

Опасность синего спектра видимого излучения, испускаемого светодиодами белого света, подтверждена многочисленными экспериментами над животными. Французское Агентство по продовольственной, экологической и профессиональной безопасности и здоровью (ANSES) в 2010 году опубликовало доклад «Светодиодные системы освещения: последствия для здоровья, с которыми стоит считаться» в котором говорится «Синий свет… признан вредным и опасным для сетчатки глаза, за счет вызываемого им клеточного окислительного стресса». Синий спектр светодиодного света вызывает фотохимическое повреждение глаз, степень которого зависит от накопленной дозы синего света, в результате совокупности интенсивности и освещения и длительности его воздействия. Агентство выделят три основных группы риска: дети, светочувствительные люди и работники, проводящие много времени в условиях искусственного освещения.

Научная комиссия Евросоюза по новым и вновь выявленным рискам для здоровья (SCENIHR) также опубликовала в 2012 году свое мнение по опасности для здоровья светодиодного освещения, подтверждая, что синий спектр светодиодного света вызывает фотохимические  повреждения клеток сетчатки глаза как при интенсивном (более 10 Вт/м2) кратковременном воздействии (>1,5 часа), так и при длительном воздействии с низкой интенсивностью.

Выводы:

1. Воздействие на организм человека высокотехнологичных источников света до конца не изучено. В настоящее время невозможно сделать окончательных выводов ни о безопасности, но и об опасности воздействия на организм человека источников света, отличных от традиционных ламп накаливания.
2. В настоящее время невозможно определить стандарты безопасности типов источников света из-за значительного разброса внутренних конструктивных параметров в зависимости от конкретного производителя и конкретной партии товара. 
3. Исходя из спектрального состава излучения, наиболее безопасными для здоровья человека источниками света являются традиционные лампы накаливания и некоторые галогенные лампы.  Их рекомендуется использовать в спальнях, в детских и для освещения рабочих мест (особенно мест для работы в темное время суток). От использования светодиодов в местах длительного нахождения людей (особенно в темное время суток) лучше отказаться. 
4. Для снижения эмиссии излучения ультрафиолетового диапазона рекомендуется либо отказаться от использования флуоресцентных (люминесцентных) ламп, либо использовать флуоресцентные лампы с двойной оболочкой и установкой за полимерными светорассеивателями. Нельзя пользоваться люминесцентными лампами на расстоянии ближе, чем 20 см до тела человека. Галогенные лампы также могут быть значительными источниками УФ излучения.
5. Для снижения возможного повреждения сетчатки излучением синего спектра, испускаемого светодиодами холодного белого света и, в меньшей степени,  компактными флуоресцентными лампами следует:  использовать для освещения источники света другого типа, либо использовать светодиоды теплого белого света. При работе в ночное время при искусственном освещении светодиодами или флуоресцентными лампами рекомендуется использовать очки, блокирующие синий спектр светового излучения.
6. При работе с устройствами, имеющие жидкокристаллические экраны со светодиодной подсветкой рекомендуется сокращать время работы с такими устройствами, давать отдых глазам каждые 20 минут работы, прекращать работу как минимум за два часа до сна и избегать работы в ночное время. В настройке цветовой температуры мониторов и экранов следует отдавать предпочтение теплой цветовой гамме. Особенно подвержены воздействию синего спектра дети в возрасте до 10 лет и пожилые люди старше 60 лет. При работе в темное время суток в условиях искусственного освещения рекомендуется носить очки, блокирующие синий спектр светового излучения, особенно. Постоянное ношение очков, блокирующих синий спектр в дневное время может привести к нарушению синтеза гормона меланопсина и последующим нарушениям сна, и другим заболеваниям, связанным с нарушениями циркадных ритмов (в том числе к раку молочной железы, сердечнососудистым и желудочно-кишечным заболеваниям).
7. При ночном вождении автомобиля рекомендуется носить водительские очки с желтыми светофильтрами для блокировки синего спектра света встречных светодиодных фар и повышения четкости изображения. 

Список литературы:

1. Health Effects of Artificial Light. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR), 2012.
2. Systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes: des effets sanitaires à prendre en compte. ANSES, 2010.
3. Gianluca T. Effects of blue light on the circadian system and eye physiology  Mol Vis. 2016; 22: 61–72.
4. Lougheed T.  Hidden blue hazard? LED lighting and retinal damage in rats. Environ Health Perspect, 2014. Vol.122:A81
5. Yu-Man Sh. et al. White Light–Emitting Diodes (LEDs) at Domestic Lighting Levels and Retinal Injury in a Rat Model Environ Health Perspect, 2014, Vol.122.

dom.dacha-dom.ru

Безопасные светодиодные настольные лампы, которые сохранят зрение

Развитие современных технологий привело к появлению новых источников цвета с различным спектром. Раньше использовались источники света с нитями накаливания, затем широкое распространение получили люминесцентные лампы, которые уже обладали неровным спектром света. Каждый из видов имел свои преимущества и недостатки. Протестируем светодиодные настольные лампы, которые обеспечивают качественное освещение и лишены недостатков.

Заявленные характеристики

Образцы Флора и Орион представлены торговой маркой Remez от ООО «Ромати», которая является представителем немецкого производителя Remilicht GmBH. В них используются Южнокорейские светодиоды Sunlike, обеспечивающие освещение, которое по спектру максимально приближено к естественному солнечному свету, безопасно для зрения, не нарушает гормональный фон и обладает высоким индексом цветопередачи.

Питание осуществляется от внешнего блока питания, это позволило максимально сократить размеры настольных светодиодных светильников и разместить подальше от стола высоковольтную часть. Если при рисовании красками ребенок разольет воду, то не будет опасного высокого напряжения на смоченной поверхности.

Конструкция светильника Орион

Светодиодный светильник Орион имеет множество настроек положения за счёт 4 подвижных элементов. Так же изменяется угол наклона элемента, в котором расположены светодиоды. За счёт этого вы получите достаточное освещение под необходимым углом в любом положении. На задней стенке расположено USB гнездо зарядного устройства на 5 Вольт 1 Ампер.

Конструкция светильника Флора

Настольный светильник Флора имеет основание в виде цветочного горшка, в котором можно разместить канцелярские принадлежности. Большой зелёный стебель крепления светодиодов выполнен полностью гибким и подвижным. Небольшой полупрозрачный лист работает в качестве ночника. В основании листа расположен светодиод, который подсвечивает лист изнутри.

Освещенность

Образцы прогреваются в течение 1 часа до стабилизации параметров. Проводим замеры освещенности на рабочем столе на минимальной и максимальной яркости при помощи люксметра.
По нормативам уровень освещения рабочего места должен составлять минимум 300 люкс. Этот показатель относится к выполнению мелких работ, чтению, рисованию и другим видам.

Результаты замеров показали максимальную освещенность до 1320 и 970 люкс соответственно, что с запасом хватает для любых точных работ.

Отличие от обычных светильников

Данные модели светодиодных настольных ламп сочетают в себе преимущества различных источников света, которых нет у обычных светильников:

1. высокий индекс цветопередачи CRI>95, как у ламп накаливания;
2. низкое энергопотребление 8-10W, как у люминесцентных лампочек;
3. плавное изменение цветовой температуры, от накаливания до люминесцентной;
4. компактные размеры, как у светодиодных источников освещения;
5. дизайн сочетается с многофункциональностью конструкции.

Спектр

Изучения спектра обычных светодиодных и люминесцентных ламп выявило влияние на зрение и состояние человека. В обычных светодиодах присутствует большое количество синего цвета на длине волны 450нм, который не позволяет зрачку нормально сужаться. Зрачок пропускает много синего света, который ускоряет ухудшение зрения. Большое количество синего света снижает выработку гормона сна мелатонина, что может ослаблять иммунную систему и влиять на другие процессы.

В настольных лампах Орион и Флора используются новые корейские светодиоды Sunlike, которые обладают ровным спектром и лишены большого пика синего света. Свет получается максимально приближенным к естественному солнечному свету по спектру.

Во многих смартфонах уже реализован ночной режим и режим чтения, которые используют когда отсутствует внешнее освещение, экран смартфона становится единственным источником света. В этих режимах уменьшают излучение в синем спектре, оттенок изображения смещается в теплую часть спектра.

Коэффициент пульсаций

У обычных светильников при изменении яркости появляюся пульсации с частотой 100 Герц.
Они незаметны глазу и достаточно вредны, ухудшается самочувствие, работоспособность, головные боли, усталость. Все эти симптомы я почувствовал, когда работал в офисе с дешевым освещением.

Измерения показывают, что при изменении яркости пульсаций нет. Это хороший результат и встречается в светильниках редко.

Цветовая температура

Одним из преимуществ светодиодных настольных ламп Орион и Флора является возможность плавной регулировки цветовой температуры. При включении светит нейтрально белым светом 4300К, оттенок плавно изменяется двумя сенсорными кнопками. Измеренный диапазон регулировки составил от 2700К до 6700К, что соответствует теплому и холодному белому свету. Это позволит создать комфортное освещение рабочего места в зависимости от ваших предпочтений.

Индекс цветопередачи

Высокий индекс цветопередачи обеспечивает точную передачу цветов и контрастность, особенно необходимую при чтении и работе с документами. По результатам измерений цветопередача находится в пределах CRI 93-97, что является отличным результатом.
У обычных светодиодных источников света индекс цветопередачи составляет CRI 70-80, когда по нормативу требуется минимум CRI80 для жилых помещений. Для чтения и точных работ требуется CRI90 и выше. Чаще всего производители экономят и ставят самые дешевые светодиоды с CRI70, хотя в характеристиках указывают CRI80.

Инструкция

Где купить

Купить протестированные светодиодные настольные лампы можно по указанным ссылкам или в других интернет-магазинах:

Итоги

Протестированные модели обеспечивают самое лучшее освещение по сравнению с другими источниками света, которое по спектру аналогично естественному солнечному свету. Светодиодные светильники Flora и Orion с высоким индексом цветопередачи CRI могут послужить хорошим подарком для школьников и пожилых людей. Чем раньше вы начнёте заботится о своём зрении, тем дольше вы его сохраните.

Автор: Сергей Казанцев
Образцы протестированы в лаборатории, официальный сайт led-obzor.ru
Тестирую светодиодные лампы для дома, светодиодные ленты, светильники, прожекторы.
Автомобильные лампочки, галогенные и ксеноновые, противотуманные фары, дневные ходовые огни.

habr.com

Sunlike — светодиодный свет нового поколения / LampTest corporate blog / Habr

Современные белые светодиоды, использующиеся для освещения, работают по одному принципу — светодиод светит синим светом, а люминофор, которым он покрыт, преобразует свет в белый, добавляя в него красную и жёлтую составляющую. Недостаток такой конструкции в неравномерности спектра, синем пике (из-за него некоторые учёные даже выдвинули теорию о небезопасности светодиодного освещения), и «провале» на голубом и зелёном цвете.

Компания Seoul Semiconductor разработала технологию Sunlike, в которой используются светодиоды с фиолетовым светом, покрытые трёхкомпонентным люминофором, преобразующим фиолетовый свет в полноспектральный с полноценной красной, зелёной и синей составляющей.

Технология неспроста называется Sunlike (в переводе — «как солнце»). Спектр света таких светодиодов действительно похож на спектр солнечного света, а индекс цветопередачи составляет около 97. Фактически, качество света таких светодиодов не уступает качеству света ламп накаливания.

На сайте Seoul Semiconductor указано, что маломощные модули Sunlike 0.2W с цветовыми температурами 2700K, 3000K, 4000K, 5000K и 6500K уже поставляются, а мощные модули с цветовой температурой 3000K пока в разработке.

На самом деле эти же модули, но с цветовой температурой 4000K и 5000K уже поставляются в небольших количествах отдельным заказчикам, но стоят пока очень дорого — 6 евро за 6-ваттный, 13 евро за 10-ваттный, 19 евро за 15-ваттный и 23 евро за 25-ваттный.

Энтузиасту из Беларуси, который называет себя GrowByLEDs, удалось добыть 25-ваттные модули и сделать на них экспериментальные лампы, которые я протестировал.

Круглый COB-модуль диаметром 15 мм помещён на квадратную алюминиевую подложку 19×19 мм.

Для получения более точных результатов индекса цветопередачи, цветовой температуры и спектра я измерил свет ламп со снятыми колпаками. Спектрометр Uprtek MK350D показал следующие результаты.

Спектр действительно более ровный, чем у обычных светодиодных ламп. Индекс цветопередачи около 97.

Я сравнил спектры Sunlike 4000K, обычной светодиодной лампы 4000К, люминесцентной лампы, галогенной лампы и солнца.

В экспериментальных лампах, которые я протестировал, модули Sunlike 25 Вт используются на пониженной мощности — готовые лампы потребляют 11.7 Вт. При этом лампа с модулем 4000К даёт 960 лм, лампа с модулем 5000K — 1000 лм. Со снятыми колпаками лампы дают 1133 лм и 1180 лм соответственно.

Получается, что эффективность модулей Sunlike в таком режиме составляет 97-101 лм/Вт, что не уступает обычным современным светодиодам и это очень здорово.

Белорусские лампы на модулях Sunlike можно купить уже сейчас (от $20 за 6-ваттную до $50 за 18-ваттную). Я не публикую здесь ссылки, но в копии этой статьи на lamptest они будут.

Seoul Semiconductor не единственная компания, наладившая выпуск светодиодов нового поколения. Китайская Yuji LED также начала производить модули с фиолетовыми светодиодами и RGB-люминофором, дающие свет с CRI 97, но судя по информации на их сайте, фиолетовый пик в спектре существенно больше и эффективность модулей меньше — 65-85 лм/Вт.

Светодиодное освещение уже используется повсеместно и не может не радовать, что появляются новые технологии, делающие этот свет более качественным.

Новая технология только зарождается и лампы с модулями Sunlike пока дорогие, но весьма вероятно, что через 2-3 года существенная часть осветительных светодиодов будет выпускаться по новой технологии и лампы с модулями Sunlike или аналогичными будут стоить так же дёшево, как обычные светодиодные лампочки сейчас.

© 2018, Алексей Надёжин

habr.com

Сказ о том как спектральные характеристики освещения влияют на нашу жизнь / Habr

Граждане читатели, технари и гуманитарии, вы находитесь в опасности, немедленно переместитесь на улицу под теплое летнее солнышко (если погода позволяет), это не учебная тревога! Повторяю это не учебная тревога! Ну а если окружающие не оценят вашу попытку провести эвакуацию, то устраивайтесь поудобнее и давайте поговорим с вами об освещении. Если в двух словах, статья про воздействие бытового (внутреннего) освещения на наш с вами организм. Я постараюсь не перегружать статью техническими сведениями, для всех любознательных коллег оставлю соответствующие ссылки. Однако, без графиков все же не обойдемся (люблю я их просто). Статья получилась длинная, так что в итоге я решил что мы рассмотрим в первую очередь спектральную характеристику освещения (тут подробнее).

Итак, представьте, друзья, что живет где-то на свете среднестатистический человек, назовем его Василий. И вот значится жил себе жил Василий 20 лет на опушке леса в средней полосе нашей бескрайней родины, да вот захотелось ему «кофе от лучших бариста», свитшотов, да «айфонов» глянцевых и решил Василий в город податься. А чтобы ему совсем не сладко жилось, то решил он податься в офис на цокольном этаже в славный город Мурманск, ну в общем в «бетонную коробку офисную», дабы трудится там не покладая рук и света божьего не видеть.

А вот, что же там Василия ждало, спрятано под катом, всех любознательных милости просим.

Статья будет большая и по смыслу делиться на три части
1 – Спектральные характеристики источников света
2 – Как можно померить спектр с помощью прямых рук и «синей изоленты»
3 – Кратко о воздействии света на человека

*Примечания представленные в статье спектры ввиду технических ограничений могут отличаться от реальных источников света, если есть желание проверьте сами.

Часть 1 – спектральные характеристики источников света

Для начала рассмотрим основные моменты

1. До массового внедрения в быт электрических источников света, человечество во многом подстраивало свою жизнедеятельность (суточный цикл) под естественное освещение.
2. Естественное освещение изменяется втечении суток, спектр излучения у него непрерывный, солнце светит в ультрафиолетовом, видимом, и инфракрасных диапазонах. для естественного освещения не характерна пульсация.
3. Современный человек обычно проводит добрых 90% своего времени в помещениях (транспорт тоже будем считать искусственной средой)
4. В помещениях человек, часто пользуется искусственным освещением (или совмещенным), даже летним днем не все имеют возможность использовать только естественное освещение
5. Свет влияет на биологические процессы в организме человека

Вот так выглядит спектр солнца с «радугой» и графиком, кто-то добросовестно сфотографировал московское небо

Вот тут есть еще

Вернемся к Василию. Как мы помним почти всю свою сознательную жизнь он провел на природе, посмотрим как ему светило солнышко, и почему от него у ежей быстрей росли колючки.

Ответственные мужи занимающиеся светотехникой сделали для нас модель условного дневного света различной цветовой температуры( это xls в котором можно моделировать не бойтесь ), мы представим, что ранним утром Василию светило солнышко с температурой 4000К, в полдень с температурой 5500К ну а днем все 7000К, ну а к ночи двигалось в обратном порядке (примерная цветовая температура источников света тут).

Но такое лакомое солнышко светило очень и очень давно, что может ждать нашего героя попавшего в «бетонную коробку»?
Учитывая, что большинство людей занятых на работах не связанных с производством, вряд ли сидят в помещениях похожих на офисы категории «А», то многих (и меня в частности) ждет это

Дешёвые люминесцентные лампы с электромагнитной пуско-регулирующей аппаратурой, например ЛБ-40 с индексом цветопередачи (способностью воспроизводить корректно цвета) CRI<70.

Возможно это будут более дорогие заморские баклажанные , лампы от Osram или Philips с CRI>80, ну а поскольку график под рукой у меня завалялся и для компактных люминесцентных ламп КЛЛ, то упомянем и про них.

Картинки с «радугой» под сплойером, рекомендую посмотреть, и сравните с представленным выше московским небом, будет очень наглядно.

Итак, что мы видим, мы видим мечту любого скалолаза и способ проверки друзей по методу В. Высоцкого, а именно, горы и пики, причем чем дешевле лампа тем больше «Гималаи» мы наблюдаем.

О чем нам это говорит? Это говорит нам в первую очередь о том, что свет совсем не такой как естественный. А если учесть, что наш подопытный Василий вынужден сидеть под совсем неизменным светом все свои 8 рабочих часов. Помните график выше? Естественный свет изменяется в течении дня, а этот вот нисколечко нет. Таким образом наш организм страдает от нахождения под непривычным освещением. Что связано с ухудшением здоровья, уменьшением зрительной работоспобности и производительности труда. Не верите мне? Спросите у мудрейшего Юлиан Борисовича Айзенберга (справочник по светотехнике стр. 889).

Где же выход, возможно светодиодное освещение?

Ну пожалуй, что не совсем. Хотя, уже намного лучше.
Смотрим на графики и все равно «твой спектр на мамин совсем не похож». Все равно есть пик в синей области, провал в голубой, ну и опять напомню, что большинство светодиодных ламп светит одним цветов в течении дня.
Картинок для RGB светодиодов у меня под рукой нет, но поверьте, что там дело обстоит ничуть не лучше (а пожалуй обычно даже хуже).

замеры тем что было под рукой

картинка из интернета

Спектр теплого белого СИД под спойлером.

смотрим

Итак, вот отпахал Василий свои 8 часов, вернулся домой и, устав от казённых ламп, приходит домой садиться на диван и окунается в теплый ламповый свет.

И, кстати, это не так плохо, для вечернего домашнего освещения, лампа накаливания остается хорошим вариантом. Спектр лампы накаливания во многом соответствует спектру вечернего солнца, и не сильно подавляет выработку мелатонина(об этом чуть позже), опять таки один минус не регулируется в процессе дня.

Спектр лампы накаливания под спойлером:

Смотрим

Посидел Василий дома подумал, подумал, решил что не будет больше здоровью вредить станет он дворянкою столбовою фрилансером и будет светом белым управлять, как захочет пока дома работает.
И это, кстати, не самый плохой вариант, не смотря на то, что современные диммируемые светодиодные лампы все равно не дают полной идентичности естественному освещению, это все же лучше чем вышеупомянутые ЛБ-40 и даже может быть немного лучше чем просто светодиодные лампы. Причем если RGBW лампы это скорее баловство, то лампы на основе СИД теплого белого и холодного белого света вполне пригодны для освещения. Если заинтересовало, можно посмотреть в эту сторону

По крайней мере такая лампа, может ступенчато имитировать теплый белый, нейтральный белый и холодный белый свет. (под спойлером) Что худо бедно вяжется с естественным солнечным циклом.

Спектры лампы ML-19 Dual White E27 шар 9W (цветовая температура на основании данных производителя)

Часть 2 — как можно померить спектр с помощью прямых рук и синей изоленты

Как-то я уже поднимал эту тему на Хабре. Но, думаю, стоит рассказать вкратце.
Итак, мы с вами загорелись картинками с радугой и решили начать везде мерить спектр. Поскольку самый дешёвый спектрометр стоит в РФ больше 70 т.р. (на момент написания статьи), то мы пойдем другим путем.

Есть такие замечательные ребята с портала http://publiclab.org/, много у них там интересной открытой науки и так далее. Но нас интересуют самодельные спектрометры.

К слову там есть несколько типов спектрометров и можно как купить готовый набор для сборки (рекомендую криворуким типа меня), так и собрать самому из подручных средств.

Поскольку я уверен, что если вы дочитали до этого места, то у вас уже горят глаза, чешутся руки и ждать посылку из-за недружественного нам океана, вы не хотите и не будете.

Итак, что нам понадобится и что мы будем делать:

1. Берем желательно плотную чертежную бумагу А4 (Ватман) или плотную матовую фотобумагу, в общем плотную бумагу чем плотнее тем лучше, но думаю если быть очень упорным можно попытаться сделать и из простой правда будет хлипко, (в принципе если дружите с черчением то можете сделать хоть из обувной картонки хоть из текстолита, но я криворук и расскажу свой путь с плотной бумагой.

2. Принтер и схема сборки, распечатываем схему и инструкцию на листе и дальше радостно вырезаем, прорезая необходимые отверстия (щель лучше резать острым скальпелем или лезвием, нужна аккуратность).
Берем DVD (можно и CD, но там дифракционная решетка похуже) разрезаем его ножницами пополам, берем одну половинку и аккуратно ее разделяем на два слоя, нам нужен прозрачный слой фоторезиста, из него необходимо вырезать квадратик диф. Решетки под нашу бумажную заготовку. Подробней посмотреть можно тут.

3. Дальше собираем все части вместе я использовал простой клеящий карандаш, а диф. решетку крепил изолентой (хотя двухсторонний скотч предпочтительнее), смотрим что получилось, а получилась хрупкая просвечивающаяся конструкция, поэтому если бумага изначально была плотная, то мы радостно сможем армировать ее изолентой, до тех пор пока не получим синий или черный квадрат Малевича, в итоге наш спектроскоп не должен пропускать никакого света, кроме света через щель.

4. Берем желательно старый ненужный телефон (нет ну в принципе можно взять любой). И приклеиваем к его корпусу нашу конструкцию, предварительно определив куда будем приклеивать, так чтобы спектр нормально попадал в камеру. Можно конечно не приклеивать а каждый раз прикладывать, но это неудобно и спектры будут часто съезжать. Да кстати вовсе необязательно крепить к телефону, можно и к веб камере, как вам удобней. На фото самодельный спектрометр (обклеенный), и два комплекте первый его тот же самый но из комплекта, второй похожий по принципу но из пластика (качество по лучше):

5. Обязательно идем снимать спектр компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) или на худой конец обычной люминесцентной лампы, а потом уже все что душе годно После того как мы сфотографировали все спектры, что хотели. Их необходимо обработать, можно в любом графическом редакторе. Я как правило кадрирую и при необходимости центрирую. Поскольку метод калибровки (об этом ниже) предусматривает сравнение с эталоном, то надо чтобы все полоски спектра на всех снимках находились в одном и том же месте (насколько это возможно) или в итоге вы получите, что компьютер будет воспринимать сдвинутое изображение как свет с другой длиной волны.

6. Регистрируемся на портале, жмем capture spectra upload и первым делом загружаем туда наш снимок спектра КЛЛ, он нам необходим для калибровки после того, как рисунок загрузился и открылась картинка со спектром, возможно понадобится провести ряд манипуляций

6.1 Если изображение не лежит горизонтально если фиолетово-синя зона не лежит слева, а красно оранжевая права значит надо нажать more tools и пользуясь инструментами поворота и отражения повернуть спектр как нам надо. после чего рекомендую Нажать кнопку “re extract from foto (там же в инструментах) после этого компьютер нам построит кривую которая будет согласована с картинкой спектра, правда нам не хватает длин волн.
6.2 Можно откорректировать график спектра, выбрав автоматически самый яркий спектр (в меню more tools) или в ручную выбрав set sample row и кликнув на наиболее удачном участке спектра а изображении.
6.3 Жмем кнопку calibrate, жмем begin и на графике мышкой кликаем на вершину среднего синего спектра(как на примере в инструкции), потом также выбираем зеленый максимум. Теперь у нас есть откалиброванный эталон. Этот эталон можно применять к рисункам загруженным и обработанным по п. 6.1. после чего у них тоже появится шкала длин волн.
6.4 Вы можете применить калибровку к любому снимку нажав calibrate->use existing calibration и выбрав ваш эталон, но помните, что если у вас отклеился приклеенный к камере спектрометр например, то возможно ошибка будет большой и надо будет пере калибровать.
6.5 Все дальше данные можно забирать в разных форматах и строить графики например в эксель, это конечно не самый точный метод, но существенно лучше чем совсем ничего при должно сноровке вы сможете получать снимки которые коррелируют с реальностью.

Часть 3 — Кратко о воздействии света на человека

На десерт, совсем кратко о воздействии света на человека

Свет воздействует на циркадные ритмы человека.
Свет особенно в синей области способен подавлять выработку мелатонина, гормона отвечающего за наше спокойное восстановление, чем меньше мелатонина тем большей стресс мы испытываем, с одной стороны это хорошо, днем когда надо взбодрится, с другой стороны поздним вечером и перед сном это нарушит ваши биоритмы и вам будет и трудней заснуть и эффективность сна будет ниже. Следует отметить, что безусловно важна мощность источника света(световой поток), время проведенное под ним, а также возраст (дети более восприимчивы, пожилые люди существенно меньше).

На картинке представлена одна из усреднённых зависимостей степени подавления мелатонина от длинны волны излучения, есть и другие вариации на тему этой функции, можно поискать в соответствующих источниках.
Журнал светотехника №3 за 2012.
Если вкратце, то для успокоения лучше использовать теплые цвета (лампы накаливания, светодиодные лампы с удаленным люминофором).

Чтобы взбодрится лучше использовать лампы дневного света:

Помимо циркадного воздействия. свет также оказывает негативное воздействие на органы зрения, избыточный синий свет приводит к повреждению глаза, опять таки дети особенно восприимчивы (статья об этом в том же номере светотехники), поэтому долго смотреть на светодиодные или люминесцентные лампы холодного белого света не стоит.

Также важный фактор, естественный свет содержит ультрафиолетовое излучение,
Которое способствует выработке витамина Д, противорахитным действием, ну и просто активизирует потаенные фотобиологические процессы в организме человека.
Надо отметить, что через оконное стекло проходит только УФ-А, а искусственные источники света как правило не рассчитаны на покрытие дефицита УФ излучения и либо не излучают УФ вовсе либо это побочный продукт не рассчитанный на устранении светового голодания.
Так что если вы много сидите в «бетонных коробках», будет полезно иногда облучаться соответствующими УФ лампами, или просто выходить погулять.
Подробней о воздействии света можно почитать тут.

Ну вот вроде бы и все, статья получилась большая, думаю, что еще не скоро что-то осилю, поэтому спасибо всем, кто прочитал, берегите здоровье.

О пульсации *БонусВсе искусственные источники света (лампы накаливания, люминесцентные, светодиодные), в той или иной степени пульсируют (световой поток в течении времени то становится меньше то больше), в зависимости от частоты пульсации наш глаз может это заметить, а может и не заметить, в любом случае понять что пульсация вредна достаточно просто, прогуляйтесь до любого светильника с некачественными люминесцентными лампами и пристально посмотрите на него минуту (хотя говорят, что если долго всматриваться в люминесцентную лампу то люминесцентная лампа начнет всматриваться в тебя).
Существуют различные способы снизить пульсацию, как правило они заключаются в применение качественных электронных устройств питания и управления (ЭПРА для люминесцентных ламп, или драйверы для светодиодов).
Но поскольку на мой взгляд достоверно из совсем уж подручных средств пульсацию не померить, то мы остановимся на вопросе спектральной характеристики света, а всем интересующимся измерением пульсации можно заглянуть сюда.

habr.com