Jahon yorug'lik bozori yorug'lik chiqaradigan diod (LED) texnologiyasining keng miqyosda o'zlashtirilishi natijasida tub o'zgarishlarni boshdan kechirmoqda. Ushbu qattiq holatda yoritish (SSL) inqilobi bozorning asosiy iqtisodiyotini va sanoat dinamikasini tubdan o'zgartirdi. SSL texnologiyasi nafaqat unumdorlikning turli shakllarini ta'minladi, balki an'anaviy texnologiyalardan LED yoritgichga o'tish odamlarning yorug'lik haqidagi fikrlarini ham tubdan o'zgartiradi. An'anaviy yoritish texnologiyalari asosan vizual ehtiyojlarni qondirish uchun mo'ljallangan. LED yoritgichlar yordamida yorug'likning odamlar salomatligi va farovonligiga biologik ta'sirini ijobiy rag'batlantirish tobora ortib bormoqda. LED texnologiyasining paydo bo'lishi, shuningdek, yorug'lik va narsalarning Interneti (IoT) o'rtasidagi yaqinlashuvga yo'l ochdi, bu esa butunlay yangi imkoniyatlar dunyosini ochadi. Dastlab, LED yoritgichlari haqida juda ko'p chalkashliklar mavjud edi. Bozorning yuqori o'sishi va iste'molchilarning katta qiziqishi texnologiya atrofidagi shubhalarni yo'q qilish va jamoatchilikni uning afzalliklari va kamchiliklari haqida xabardor qilish uchun zarurat tug'diradi.
LEDlar qanday ishlaydi?
LED - bu mexanik qo'llab-quvvatlash, elektr aloqasi, issiqlik o'tkazuvchanligi, optik tartibga solish va to'lqin uzunligini konvertatsiya qilishni ta'minlaydigan LED matritsa (chip) va boshqa komponentlarni o'z ichiga olgan yarim o'tkazgich to'plami. LED chipi asosan qarama-qarshi qo'shilgan aralash yarimo'tkazgich qatlamlari tomonidan tashkil etilgan pn ulanish qurilmasi. Umumiy qo'llaniladigan aralash yarimo'tkazgich galliy nitridi (GaN) bo'lib, u bilvosita tarmoqli bo'shlig'i bo'lgan yarim o'tkazgichlarga qaraganda radiatsiyaviy rekombinatsiyaning yuqori ehtimolini ta'minlaydigan to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli bo'shlig'iga ega. Pn-birikmasi oldinga yo'nalishda egilganida, n-tipli yarimo'tkazgich qatlamining o'tkazuvchanlik zonasidan elektronlar chegara qatlami bo'ylab p-birikmaga o'tadi va p-tipli yarim o'tkazgich qatlamining valentlik zonasidagi teshiklar bilan qayta birlashadi. diodaning faol hududi. Elektron-teshik rekombinatsiyasi elektronlarning past energiya holatiga tushishiga olib keladi va ortiqcha energiyani fotonlar (yorug'lik paketlari) shaklida chiqaradi. Bu ta'sir elektroluminesans deb ataladi. Foton barcha to'lqin uzunlikdagi elektromagnit nurlanishni o'tkazishi mumkin. Diyotdan chiqadigan yorug'likning aniq to'lqin uzunliklari yarimo'tkazgichning energiya tasmasi bo'shlig'i bilan aniqlanadi.
LED chipidagi elektroluminesans orqali hosil bo'lgan yorug'lik odatda bir necha o'n nanometrli tarmoqli kengligi bilan tor to'lqin uzunligi taqsimotiga ega. Tor diapazonli emissiyalar yorug'likning qizil, ko'k yoki yashil kabi bitta rangga ega bo'lishiga olib keladi. Keng spektrli oq yorug'lik manbasini ta'minlash uchun LED chipining spektral quvvat taqsimoti (SPD) kengligi kengaytirilishi kerak. LED chipidan olingan elektroluminesans qisman yoki to'liq fosforlarda fotoluminesans orqali aylanadi. Aksariyat oq rangli LEDlar InGaN ko'k chiplaridan qisqa to'lqin uzunlikdagi emissiyani va fosforlardan yana uzunroq to'lqin uzunligi nurini birlashtiradi. Fosfor kukuni kremniy, epoksi matritsa yoki boshqa qatron matritsalarida tarqaladi. Fosforni o'z ichiga olgan matritsa LED chipiga qoplanadi. Oq yorug'lik ultrabinafsha (UV) yoki binafsha LED chipi yordamida qizil, yashil va ko'k fosforlarni pompalash orqali ham ishlab chiqarilishi mumkin. Bunday holda, hosil bo'lgan oq rang ustun ranglarni ko'rsatishga erishishi mumkin. Ammo bu yondashuv past samaradorlikdan aziyat chekadi, chunki UV yoki binafsha nurning pastga konvertatsiyasida ishtirok etadigan katta to'lqin uzunligi siljishi yuqori Stokes energiya yo'qotilishi bilan birga keladi.
LED yoritgichlarining afzalliklari
Bir asrdan ko'proq vaqt oldin cho'g'lanma lampalarning ixtirosi sun'iy yoritishda inqilob qildi. Hozirgi vaqtda biz SSL tomonidan yoqilgan raqamli yoritish inqilobining guvohi bo'lamiz. Yarimo'tkazgichga asoslangan yoritish nafaqat misli ko'rilmagan dizayn, ishlash va iqtisodiy foyda keltiradi, balki ilgari amaliy bo'lmagan deb hisoblangan ko'plab yangi ilovalar va qiymat takliflarini ham beradi. Ushbu afzalliklarni yig'ib olishdan olinadigan daromad LED tizimini o'rnatishning nisbatan yuqori dastlabki narxidan sezilarli darajada oshadi, buning uchun bozorda hali ham ikkilanishlar mavjud.
1. Energiya samaradorligi
LED yoritgichiga o'tishning asosiy sabablaridan biri energiya samaradorligi hisoblanadi. So'nggi o'n yil ichida fosforga aylantirilgan oq LED paketlarining yorug'lik samaradorligi 85 lm / Vt dan 200 lm / Vt ga oshdi, bu standart ish oqimida elektr energiyasini optik quvvatga aylantirish samaradorligini (PCE) 60 foizdan ko'proqni tashkil qiladi. zichligi 35 A/sm2. InGaN ko'k LEDlar, fosforlar (samaradorlik va to'lqin uzunligi inson ko'zining reaktsiyasiga mos keladi) va paket (optik tarqalish / yutilish) samaradorligining yaxshilanishiga qaramay, AQSh Energetika vazirligi (DOE) PC-LED uchun ko'proq joy mavjudligini aytdi. samaradorlikni oshirish va taxminan 255 lm / Vt yorug'lik samaradorligi ko'k nasosli LEDlar uchun amalda mumkin bo'lishi kerak. Yuqori yorug'lik samaradorligi, shubhasiz, LEDlarning an'anaviy yorug'lik manbalaridan - cho'g'lanma (20 lm / Vt gacha), halogen (22 lm / Vt gacha), chiziqli lyuminestsent (65-104 lm / Vt), ixcham lyuminestsentdan ustun ustunligidir. (46-87 lm/Vt), induksion lyuminestsent (70-90 lm/Vt), simob bug‘i (60-60 lm/Vt), yuqori bosimli natriy (70-140 lm/Vt) , kvarts metall galogenid (64-110 lm/Vt) va keramik metall galogenid (80-120 lm/Vt).
2. Optik yetkazib berish samaradorligi
Yorug'lik manbasining samaradorligini sezilarli darajada yaxshilash bilan bir qatorda, LED yoritgichi bilan yoritgichning yuqori optik samaradorligiga erishish qobiliyati umumiy iste'molchilarga unchalik ma'lum emas, lekin yorug'lik dizaynerlari tomonidan juda talab qilinadi. Yorug'lik manbalari chiqaradigan yorug'likni maqsadga samarali etkazib berish sanoatda asosiy dizayn muammosi bo'ldi. An'anaviy lampochka shaklidagi lampalar barcha yo'nalishlarda yorug'lik chiqaradi. Bu chiroq tomonidan ishlab chiqarilgan yorug'lik oqimining katta qismi yoritgich ichida (masalan, reflektorlar, diffuzerlar tomonidan) ushlanib qolishiga yoki yoritgichdan mo'ljallangan qo'llash uchun foydali bo'lmagan yoki shunchaki ko'zni ranjitadigan yo'nalishga chiqib ketishiga olib keladi. Metall halid va yuqori bosimli natriy kabi HID yoritgichlar odatda chiroq tomonidan ishlab chiqarilgan yorug'likni yoritgichdan yo'naltirishda 60 foizdan 85 foizgacha samaralidir. Floresan yoki halogen yorug'lik manbalaridan foydalanadigan chuqurchaga o'rnatilgan yoritgichlar va troferlar 40-50 foiz optik yo'qotishlarga duchor bo'lishlari odatiy hol emas. LED yoritgichlarining yo'nalishli tabiati yorug'likni samarali etkazib berishga imkon beradi va LEDlarning ixcham shakl faktori aralash linzalar yordamida yorug'lik oqimini samarali tartibga solish imkonini beradi. Yaxshi ishlab chiqilgan LED yoritish tizimlari 90 foizdan yuqori optik samaradorlikni ta'minlay oladi.
3. Yoritishning bir xilligi
Yagona yoritish ichki va tashqi muhit / yo'l yoritgichlarini loyihalashda ustuvor yo'nalishlardan biridir. Bir xillik - bu hududdagi yorug'lik munosabatlarining o'lchovidir. Yaxshi yoritish lumenlarning vazifa yuzasi yoki maydoni bo'ylab bir xil taqsimlanishini ta'minlashi kerak. Bir xil bo'lmagan yorug'likdan kelib chiqadigan o'ta yorqinlik farqlari vizual charchoqqa olib kelishi mumkin, vazifani bajarishga ta'sir qiladi va hatto xavfsizlik muammosini keltirib chiqarishi mumkin, chunki ko'z turli yorug'lik yuzalari o'rtasida moslashishi kerak. Yorqin yoritilgan maydondan juda boshqacha yorug'lik darajasiga o'tish ko'rish keskinligining o'tish davrining yo'qolishiga olib keladi, bu transport vositasi harakati ishtirok etadigan tashqi ilovalarda katta xavfsizlik ta'siriga ega. Katta yopiq inshootlarda bir xil yoritish yuqori vizual qulaylikka yordam beradi, vazifalarni bajarish joylarining moslashuvchanligini ta'minlaydi va yoritgichlarni ko'chirish zaruratini yo'q qiladi. Bu, ayniqsa, yoritgichlarni ko'chirishda katta xarajat va noqulaylik tug'diradigan baland bo'yli sanoat va tijorat ob'ektlarida foydali bo'lishi mumkin. HID lampalardan foydalanadigan yoritgichlar yoritgichdan uzoqroq joylarga qaraganda to'g'ridan-to'g'ri yoritgich ostida ancha yuqori yoritilishga ega. Bu yomon bir xillikka olib keladi (odatda maks/min nisbati 6:1). Yoritish dizaynerlari yorug'likning bir xilligi minimal dizayn talablariga javob berishini ta'minlash uchun armatura zichligini oshirishlari kerak. Bundan farqli o'laroq, kichik o'lchamli LEDlar qatoridan yaratilgan katta yorug'lik chiqaradigan sirt (LES) 3:1 dan kam / min nisbatda bir xillik bilan yorug'lik taqsimotini ishlab chiqaradi, bu esa ko'proq vizual sharoitlarni va sezilarli darajada qisqartirilgan sonni anglatadi. vazifa maydoni bo'ylab o'rnatish.
4. Yo‘nalishli yoritish
Yo'nalishli emissiya naqshlari va yuqori oqim zichligi tufayli LEDlar yo'nalishli yoritishga mos keladi. Yo'nalishli yoritgich yorug'lik manbai tomonidan chiqarilgan yorug'likni yoritgichdan maqsadli hududga uzluksiz harakatlanadigan yo'naltirilgan nurga to'playdi. Kontrastdan foydalangan holda muhimlik ierarxiyasini yaratish, fondan tanlangan xususiyatlarni yaratish va ob'ektga qiziqish va hissiy joziba qo'shish uchun tor yo'naltirilgan yorug'lik nurlari ishlatiladi. Yo'nalishli yoritgichlar, jumladan, yoritgichlar va projektorlar, diqqatni kuchaytirish yoki dizayn elementini ta'kidlash uchun aksentli yoritish ilovalarida keng qo'llaniladi. Yo'nalishli yoritish, shuningdek, qiyin vizual vazifalarni bajarish yoki uzoq masofali yoritishni ta'minlash uchun kuchli nur kerak bo'lgan ilovalarda ham qo'llaniladi. Bu maqsadda xizmat qiladigan mahsulotlar qatoriga chiroqlar, projektorlar, kuzatuv chiroqlari, transport vositalarini boshqarish chiroqlari, stadion proyektorlari va boshqalar kiradi. LED yoritgich o'zining yorug'lik chiqishida yetarlicha zarba berishi mumkin, yuqori drama uchun juda yaxshi aniqlangan "qattiq" nurni yaratish mumkinmi? COB LEDlari yoki yuqori quvvatli LEDlar bilan uzoq masofaga uzoq nurni tashlash uchun.
5. Spektral muhandislik
LED texnologiyasi yorug'lik manbasining spektral quvvat taqsimotini (SPD) boshqarishning yangi qobiliyatini taklif etadi, bu yorug'lik tarkibini turli xil ilovalar uchun moslashtirish mumkinligini anglatadi. Spektral boshqarish qobiliyati yorug'lik mahsulotlarining spektrini insonning vizual, fiziologik, psixologik, o'simlik fotoreseptorlari yoki hatto yarimo'tkazgichli detektor (ya'ni, HD kamera) javoblarini yoki bunday javoblarning kombinatsiyasini jalb qilish uchun ishlab chiqish imkonini beradi. Yuqori spektral samaradorlikka kerakli to'lqin uzunliklarini maksimal darajada oshirish va ma'lum bir dastur uchun spektrning zarar etkazuvchi yoki keraksiz qismlarini olib tashlash yoki kamaytirish orqali erishish mumkin. Oq yorug'lik ilovalarida LEDlarning SPDlari belgilangan ranglarning aniqligi va korrelyatsiya qilingan rang harorati (CCT) uchun optimallashtirilishi mumkin. Ko'p kanalli, ko'p emitentli dizayn bilan LED yoritgich tomonidan ishlab chiqarilgan rang faol va aniq nazorat qilinishi mumkin. To'liq yorug'lik spektrini ishlab chiqarishga qodir bo'lgan RGB, RGBA yoki RGBW ranglarni aralashtirish tizimlari dizaynerlar va arxitektorlar uchun cheksiz estetik imkoniyatlar yaratadi. Dinamik oq tizimlar xiralashganda cho'g'lanma lampalarning rang xususiyatlarini taqlid qiluvchi issiq xiralashtirishni ta'minlash yoki rang harorati va yorug'lik intensivligini mustaqil boshqarish imkonini beruvchi sozlanishi oq yoritishni ta'minlash uchun ko'p tarmoqli CCT LEDlardan foydalanadi. Sozlanishi mumkin bo'lgan oq LED texnologiyasiga asoslangan insonga yo'naltirilgan yoritish eng so'nggi yorug'lik texnologiyasi ishlanmalarining asosiy qismidir.
6. Yoqish/o'chirish
LEDlar deyarli bir zumda to'liq yorqinlikda yonadi (bir xonalidan o'nlab nanosoniyagacha) va o'nlab nanosekundlarda o'chirish vaqtiga ega. Bundan farqli o'laroq, ixcham lyuminestsent lampalarning isinish vaqti yoki lampochkaning to'liq yorug'lik chiqishi uchun ketadigan vaqt 3 daqiqagacha davom etishi mumkin. HID lampalar foydalanishga yaroqli yorug'likni ta'minlashdan oldin bir necha daqiqa isinish davrini talab qiladi. Issiq to'xtash bir vaqtlar sanoat ob'ektlari, stadionlar va arenalarda yuqori yorug'lik va yuqori quvvatli projektör yoritish uchun asosiy texnologiya bo'lgan metall galoid lampalarni dastlabki ishga tushirishdan ko'ra ko'proq tashvish tug'diradi. Metall halidli yoritgichli ob'ekt uchun elektr ta'minotining uzilishi xavfsizlik va xavfsizlikka putur etkazishi mumkin, chunki metall halid lampalarining issiq o'chirish jarayoni 20 daqiqagacha davom etadi. Tezkor ishga tushirish va issiq o'chirish ko'plab vazifalarni samarali bajarish uchun LEDlarni o'ziga xos holatda beradi. LEDlarning qisqa javob muddatidan nafaqat umumiy yoritish ilovalari katta foyda ko'radi, balki keng doiradagi maxsus ilovalar ham bu imkoniyatdan foydalanadi. Masalan, LED yoritgichlar harakatlanuvchi transport vositasini suratga olish uchun intervalgacha yoritishni ta'minlash uchun transport kameralari bilan sinxronlashda ishlashi mumkin. LEDlar akkor lampalarga qaraganda 140 dan 200 millisekundgacha tezroq yoqiladi. Reaktsiya vaqtining afzalligi shuni ko'rsatadiki, LED tormoz chiroqlari orqadan zarba to'qnashuvining oldini olishda akkor lampalarga qaraganda samaraliroqdir. Kommutatsiya ishlarida LEDlarning yana bir afzalligi - kommutatsiya davri. LEDlarning ishlash muddati tez-tez almashtirishdan ta'sirlanmaydi. Umumiy yoritish ilovalari uchun odatiy LED drayverlari 50,{12}} almashinish davri uchun baholanadi va yuqori unumdorlikdagi LED drayverlari 100,000, 200,000 yoki hatto 1 millionga bardosh berishi odatiy holdir. kommutatsiya davrlari. LEDning ishlash muddati tez aylanish (yuqori chastotali almashtirish) ta'sir qilmaydi. Bu xususiyat LED yoritgichlarni dinamik yoritishga va to'ldirish yoki kunduzi datchiklar kabi yoritishni boshqarish vositalaridan foydalanishga yaxshi moslashtiradi. Boshqa tomondan, tez-tez yoqish / o'chirish akkor, HID va lyuminestsent lampalarning ishlash muddatini qisqartirishi mumkin. Ushbu yorug'lik manbalari, odatda, nominal ishlash muddati davomida bir necha ming o'tish davrlariga ega.
7. Karartma qobiliyati
Yorug'lik chiqishini juda dinamik tarzda ishlab chiqarish qobiliyati LEDlarni karartma nazoratini mukammal darajada ta'minlaydi, lyuminestsent va HID lampalar esa karartmaga yaxshi javob bermaydi. Lyuminestsent lampalarning xiralashishi gazni qo'zg'atish va kuchlanish sharoitlarini saqlab qolish uchun qimmat, katta va murakkab sxemalardan foydalanishni talab qiladi. HID lampalarning xiralashishi qisqaroq ishlash muddati va chiroqning muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib keladi. Metall galogenid va yuqori bosimli natriy lampalarni nominal quvvatning 50 foizidan pastroq xiralashtirib bo‘lmaydi. Ular, shuningdek, LEDlarga qaraganda sezilarli darajada sekinroq xiralashgan signallarga javob beradi. LEDni xiralashtirish analog karartma sifatida tanilgan doimiy oqimni kamaytirish (CCR) yoki LEDga puls kengligi modulyatsiyasini (PWM) qo'llash orqali amalga oshirilishi mumkin, AKA raqamli karartma. Analog karartma LEDlarga o'tadigan haydovchi oqimini boshqaradi. Bu umumiy yoritish ilovalari uchun eng ko'p ishlatiladigan karartma yechimidir, ammo LEDlar juda past oqimlarda (10 foizdan past) yaxshi ishlamasligi mumkin. PWM karartma, 100 foizdan 0 foizgacha bo'lgan to'liq diapazonda chiqishida o'rtacha qiymatni yaratish uchun impuls kengligi modülasyonunun ish aylanishini o'zgartiradi. LEDlarning xiralashishini boshqarish yorug'likni inson ehtiyojlariga moslashtirish, energiyani maksimal darajada tejash, ranglarni aralashtirish va CCT sozlashni yoqish va LEDning ishlash muddatini uzaytirish imkonini beradi.
8. Boshqarish qobiliyati
LEDlarning raqamli tabiati sensorlar, protsessorlar, kontroller va tarmoq interfeyslarini dinamik yoritish va moslashuvchan yoritishdan tortib, IoT nima olib kelishiga qadar turli xil aqlli yoritish strategiyalarini amalga oshirish uchun yoritish tizimlariga uzluksiz integratsiyalashuviga yordam beradi. LED yoritgichining dinamik jihati oddiy rang o'zgarishidan tortib, yuzlab yoki minglab alohida boshqariladigan yoritish tugunlari bo'ylab murakkab yorug'lik shoulari va LED matritsali tizimlarda namoyish qilish uchun video kontentining murakkab tarjimasigacha. SSL texnologiyasi yorug'likning turli jihatlarini boshqarish, avtomatlashtirish va optimallashtirish uchun kunduzgi yorug'likni yig'ish, bandlikni sezish, vaqtni nazorat qilish, o'rnatilgan dasturlash va tarmoqqa ulangan qurilmalardan foydalanishi mumkin bo'lgan ulangan yoritish echimlarining katta ekotizimining markazida. Yoritish boshqaruvini IP-ga asoslangan tarmoqlarga o'tkazish aqlli, sensorli yoritish tizimlariga IoT tarmoqlaridagi boshqa qurilmalar bilan o'zaro ishlash imkonini beradi. Bu LED yoritish tizimlarining qiymatini oshiradigan keng ko'lamli yangi xizmatlar, imtiyozlar, funksiyalar va daromad oqimlarini yaratish imkoniyatlarini ochadi. LED yoritish tizimlarini boshqarish turli xil simli va simsiz aloqa protokollari, jumladan 0-10V, DALI, DMX512 va DMX-RDM kabi yoritishni boshqarish protokollari, BACnet, LON, KNX kabi binolarni avtomatlashtirish protokollari yordamida amalga oshirilishi mumkin. va EnOcean va tobora ommalashib borayotgan mesh arxitekturasida o'rnatilgan protokollar (masalan, ZigBee, Z-Wave, Bluetooth Mesh, Thread).
9. Dizaynning moslashuvchanligi
LEDlarning kichik o'lchamlari armatura dizaynerlariga yorug'lik manbalarini ko'plab ilovalar uchun mos keladigan shakl va o'lchamlarga aylantirish imkonini beradi. Ushbu jismoniy xususiyat dizaynerlarga dizayn falsafasini ifodalash yoki brend identifikatorlarini yaratish uchun ko'proq erkinlik beradi. Yorug'lik manbalarining to'g'ridan-to'g'ri integratsiyasi natijasida paydo bo'lgan moslashuvchanlik shakl va funktsiya o'rtasida mukammal uyg'unlikni ta'minlaydigan yorug'lik mahsulotlarini yaratish imkoniyatlarini taqdim etadi. LED yorug'lik moslamalari dekorativ markazlashtirilgan nuqtaga buyruq berilgan ilovalar uchun dizayn va san'at o'rtasidagi chegaralarni xiralashtirish uchun ishlab chiqilishi mumkin. Ular, shuningdek, yuqori darajadagi me'moriy integratsiyani qo'llab-quvvatlash va har qanday dizayn kompozitsiyasida aralashtirish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin. Qattiq holatdagi yorug'lik boshqa sohalarda ham yangi dizayn tendentsiyalarini keltirib chiqaradi. Noyob uslub imkoniyatlari avtomobil ishlab chiqaruvchilariga avtomobillarga jozibali ko'rinish beradigan o'ziga xos faralar va orqa chiroqlarni loyihalash imkonini beradi.
10. Chidamlilik
LED yorug'lik hosil qilish uchun filamentlar yoki gazlardan foydalanadigan eski akkor, halogen, lyuminestsent va HID lampalardagi kabi shisha lampochka yoki naychadan emas, balki yarimo'tkazgich blokidan yorug'lik chiqaradi. Qattiq holatdagi qurilmalar odatda metall yadroli bosilgan elektron plataga (MCPCB) o'rnatiladi, ulanish odatda lehimli simlar bilan ta'minlanadi. Mo'rt shisha, harakatlanuvchi qismlar va filament sinishi yo'q, LED yoritish tizimlari zarba, tebranish va aşınmaya juda chidamli. LED yorug'lik tizimlarining qattiq holatda chidamliligi turli xil ilovalarda aniq qiymatlarga ega. Sanoat ob'ekti ichida chiroqlar katta mexanizmlardan haddan tashqari tebranishdan aziyat chekadigan joylar mavjud. Yo'llar va tunnellar yoniga o'rnatilgan yoritgichlar yuqori tezlikda o'tayotgan og'ir transport vositalarining takroriy tebranishlariga bardosh berishi kerak. Tebranish qurilish, tog'-kon va qishloq xo'jaligi avtomobillari, mashinalar va uskunalarga o'rnatilgan ish chiroqlarining odatdagi ish kunini tashkil qiladi. Chiroqlar va lager chiroqlari kabi portativ yoritgichlar ko'pincha tomchilar ta'siriga duchor bo'ladi. Singan lampalar yo'lovchilar uchun xavf tug'diradigan ko'plab ilovalar ham mavjud. Bu qiyinchiliklarning barchasi yorug'likning mustahkam echimini talab qiladi, bu esa qattiq holatdagi yoritishni taklif qilishi mumkin.
11. Mahsulotning ishlash muddati
Uzoq xizmat muddati LED yoritgichlarining asosiy afzalliklaridan biri sifatida ajralib turadi, ammo LED to'plami (yorug'lik manbai) uchun faqat umr ko'rish ko'rsatkichiga asoslangan uzoq umr haqidagi da'volar noto'g'ri bo'lishi mumkin. LED to'plami, LED chiroq yoki LED yoritgichning (yorug'lik moslamalari) foydalanish muddati ko'pincha yorug'lik oqimining chiqishi boshlang'ich chiqishining 70 foiziga yoki L70 ga kamaygan vaqt nuqtasi sifatida tilga olinadi. Odatda, LEDlar (LED paketlari) L70 ning ishlash muddati 30,000 va 100,{6}} soat (Ta=85 darajada). Biroq, TM{10}} usuli yordamida LED paketlarining L70 ishlash muddatini bashorat qilish uchun ishlatiladigan LM{8}} o'lchovlari yaxshi boshqariladigan ish sharoitida (masalan, harorat bilan boshqariladigan muhitda) doimiy ishlaydigan LED paketlari bilan olinadi. va doimiy DC qo'zg'alish oqimi bilan ta'minlangan). Aksincha, haqiqiy dunyo ilovalaridagi LED tizimlari ko'pincha yuqori elektr kuchlanishi, yuqori ulanish harorati va qattiqroq atrof-muhit sharoitlariga duch keladi. LED tizimlari tezlashtirilgan lümenga texnik xizmat ko'rsatish yoki to'g'ridan-to'g'ri muddatidan oldin ishdan chiqishi mumkin. Umuman olganda, LED lampalar (lampochkalar, naychalar) L70 10,{14}} va 25,000 soat, o'rnatilgan LED yoritgichlar (masalan, baland yoritgichlar, ko'cha chiroqlari, pastga yoritgichlar) 30, 000 soat va 60,{20}} soat. An'anaviy yoritish mahsulotlari bilan solishtirganda - cho'g'lanma (750-2,000 soat), halogen (3,000-4,000 soat), ixcham lyuminestsent (8,000-10 ,000 soat) va metall galogenid (7,500-25,000 soat), LED tizimlari, xususan, o'rnatilgan yoritgichlar ancha uzoqroq xizmat muddatini ta'minlaydi. LED yoritgichlar deyarli hech qanday texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaganligi sababli, LED yoritgichlardan foydalanish muddati davomida yuqori energiyani tejash bilan birga texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarining kamayishi investitsiyalarning yuqori daromadliligi (ROI) uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
12. Fotobiologik xavfsizlik
LEDlar fotobiologik jihatdan xavfsiz yorug'lik manbalaridir. Ular infraqizil (IQ) emissiya hosil qilmaydi va arzimas miqdorda ultrabinafsha (UV) nurlar chiqaradi (5 uVt/lm dan kam). Akkor, lyuminestsent va metall halid lampalar mos ravishda iste'mol qilinadigan quvvatning 73 foizini, 37 foizini va 17 foizini infraqizil energiyaga aylantiradi. Ular, shuningdek, elektromagnit spektrning UV hududida - cho'g'lanma (70-80 uVt/lm), ixcham lyuminestsent (30-100 uVt/lm) va metall galogenid (160-700 uW/lm) chiqaradi. . Etarlicha yuqori intensivlikda, UV yoki IQ nurlarini chiqaradigan yorug'lik manbalari teri va ko'zlar uchun fotobiologik xavf tug'dirishi mumkin. UV nurlanishiga ta'sir qilish kataraktaga (odatda shaffof linzalarning bulutlanishi) yoki fotokeratitga (shox pardaning yallig'lanishi) olib kelishi mumkin. Yuqori darajadagi IR nurlanishiga qisqa muddatli ta'sir qilish ko'zning to'r pardasiga termal shikastlanishga olib kelishi mumkin. Infraqizil nurlanishning yuqori dozalarida uzoq muddatli ta'sir qilish shisha puflovchining kataraktasini keltirib chiqarishi mumkin. Cho'g'lanma yorug'lik tizimidan kelib chiqadigan termal noqulaylik sog'liqni saqlash sanoatida uzoq vaqtdan beri bezovta bo'lib kelgan, chunki an'anaviy jarrohlik chiroqlari va stomatologik operator chiroqlari yuqori ranglarning aniqligi bilan yorug'lik ishlab chiqarish uchun cho'g'lanma yorug'lik manbalaridan foydalanadi. Ushbu yoritgichlar tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori zichlikdagi nurlar katta miqdorda issiqlik energiyasini etkazib beradi, bu esa bemorlarni juda bezovta qilishi mumkin.
Muqarrar ravishda, fotobiologik xavfsizlikni muhokama qilish ko'pincha ko'k yorug'lik xavfiga e'tibor qaratadi, bu asosan 400 nm dan 500 nm gacha bo'lgan to'lqin uzunliklarida radiatsiya ta'sirida retinaning fotokimyoviy shikastlanishiga ishora qiladi. Keng tarqalgan noto'g'ri tushuncha shundaki, LEDlar ko'k yorug'lik xavfini keltirib chiqarishi mumkin, chunki fosforga aylantirilgan oq LEDlarning aksariyati ko'k LED nasosidan foydalanadi. DOE va IES LED mahsulotlari ko'k yorug'lik xavfi bo'yicha bir xil rang haroratiga ega bo'lgan boshqa yorug'lik manbalaridan farq qilmasligini aniq ko'rsatdi. Fosforga aylantirilgan LEDlar hatto qat'iy baholash mezonlari ostida ham bunday xavf tug'dirmaydi.
13. Radiatsiya effekti
LEDlar faqat elektromagnit spektrning ko'rinadigan qismida taxminan 400 nm dan 700 nm gacha bo'lgan nurlanish energiyasini ishlab chiqaradi. Ushbu spektral xarakteristikasi LED yoritgichlariga ko'rinadigan yorug'lik spektridan tashqarida yorqin energiya ishlab chiqaradigan yorug'lik manbalariga nisbatan qimmatli amaliy afzalliklarni beradi. An'anaviy yorug'lik manbalaridan ultrabinafsha va infraqizil nurlanish nafaqat fotobiologik xavf tug'diradi, balki moddiy degradatsiyaga olib keladi. UV nurlanishi organik materiallarga juda zararli, chunki ultrabinafsha nurlanish spektri diapazonidagi nurlanishning foton energiyasi to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish va fotooksidlanish yo'llarini hosil qilish uchun etarlicha yuqori. Natijada xromoforning buzilishi yoki yo'q qilinishi materialning buzilishi va rangi o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Muzey ilovalari san'at asariga qaytarilmas zararni kamaytirish uchun 75 uVt/lm dan ortiq ultrabinafsha nurlanish hosil qiluvchi barcha yorug'lik manbalarini filtrlashni talab qiladi. IQ ultrabinafsha nurlanishidan kelib chiqqan bir xil turdagi fotokimyoviy zararni keltirib chiqarmaydi, lekin baribir zararga hissa qo'shishi mumkin. Ob'ektning sirt haroratining oshishi kimyoviy faollikning tezlashishiga va jismoniy o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Yuqori intensivlikdagi infraqizil nurlanish sirtning qattiqlashishiga, rangsizlanishiga va bo'yoqlarning yorilishiga, kosmetika mahsulotlarining yomonlashishiga, sabzavot va mevalarning qurishiga, shokolad va qandolat mahsulotlarining erishiga va hokazolarga olib kelishi mumkin.
14. Yong'in va portlash xavfsizligi
Yong'in va ekspozitsiya xavfi LED yorug'lik tizimlarining o'ziga xos xususiyati emas, chunki LED yarimo'tkazgichlar paketidagi elektroluminesans orqali elektr quvvatini elektromagnit nurlanishga aylantiradi. Bu volfram filamentlarini isitish yoki gazsimon muhitni hayajonlantirish orqali yorug'lik ishlab chiqaradigan eski texnologiyalardan farqli o'laroq. Noto'g'ri ishlash yoki noto'g'ri ishlash yong'in yoki portlashga olib kelishi mumkin. Metall halid lampalar portlash xavfiga ayniqsa moyil, chunki kvarts yoyi trubkasi yuqori bosim (520 dan 3100 kPa) va juda yuqori haroratda (900 dan 1100 daraja) ishlaydi. Chiroqning ishlash muddati tugashi, balast ishlamay qolishi yoki noto'g'ri lampa-balast birikmasidan foydalanish natijasida yuzaga kelgan passiv bo'lmagan boshq trubkasi nosozliklari metall halid chiroqining tashqi lampochkasini sinishiga olib kelishi mumkin. Issiq kvarts parchalari yonuvchan materiallarni, yonuvchan changlarni yoki portlovchi gazlarni/bug'larni yoqishi mumkin.
15. Ko'rinadigan yorug'lik aloqasi (VLC)
LEDlarni inson ko'zi aniqlay oladigan chastotadan tezroq yoqish va o'chirish mumkin. Ushbu ko'rinmas yoqish / o'chirish qobiliyati yorug'lik mahsulotlari uchun yangi dasturni ochadi. LiFi (Light Fidelity) texnologiyasi simsiz aloqa sanoatida katta e'tiborga sazovor bo'ldi. U ma'lumotlarni uzatish uchun LEDlarning "ON" va "OFF" ketma-ketligini ishlatadi. Radio to'lqinlaridan (masalan, Wi-Fi, IrDA va Bluetooth) foydalanadigan mavjud simsiz aloqa texnologiyalari bilan taqqoslaganda, LiFi ming marta kengroq tarmoqli kengligi va sezilarli darajada yuqori uzatish tezligini va'da qiladi. LiFi yorug'likning hamma joyda mavjudligi sababli jozibali IoT ilovasi sifatida qaraladi. Har bir LED yorug'lik simsiz ma'lumotlar uzatish uchun optik kirish nuqtasi sifatida ishlatilishi mumkin, agar uning drayveri oqimli tarkibni raqamli signallarga aylantira oladi.
16. DC yoritish
LEDlar past kuchlanishli, oqim bilan boshqariladigan qurilmalardir. Bu tabiat LED yoritgichlarini past kuchlanishli to'g'ridan-to'g'ri oqim (DC) tarqatish tarmoqlaridan foydalanishga imkon beradi. Mustaqil ravishda yoki standart kommunal tarmoq bilan birgalikda ishlay oladigan DC mikrogrid tizimlariga qiziqish ortib bormoqda. Ushbu kichik o'lchamdagi elektr tarmoqlari qayta tiklanadigan energiya generatorlari (quyosh, shamol, yonilg'i xujayrasi va boshqalar) bilan yaxshilangan interfeyslarni ta'minlaydi. Mahalliy ravishda mavjud bo'lgan doimiy quvvat uskunalar darajasidagi AC-DC quvvatini konvertatsiya qilish zaruratini yo'q qiladi, bu katta energiya yo'qotilishini o'z ichiga oladi va AC quvvatli LED tizimlarida tez-tez uchraydigan nosozlik nuqtasidir. Yuqori samarali LED yoritgichlari o'z navbatida qayta zaryadlanuvchi batareyalar yoki energiya saqlash tizimlarining avtonomiyasini yaxshilaydi. IP-ga asoslangan tarmoq aloqasi jadallashib borayotganligi sababli, Ethernet orqali quvvat (PoE) chekilgan ma'lumotlarini etkazib beradigan bir xil kabel orqali past kuchlanishli doimiy quvvatni etkazib berish uchun kam quvvatli mikrogrid varianti sifatida paydo bo'ldi. LED yoritgichi PoE o'rnatishning kuchli tomonlarini qo'llash uchun aniq afzalliklarga ega.
17. Sovuq haroratda ishlash
Sovuq haroratli muhitda LED yoritgichlari ustunlik qiladi. LED yarimo'tkazgich diodi elektr tokini yo'naltirganda faollashtirilgan in'ektsiya elektroluminesans orqali elektr quvvatini optik quvvatga aylantiradi. Ushbu ishga tushirish jarayoni haroratga bog'liq emas. Past atrof-muhit harorati LEDlardan hosil bo'lgan chiqindi issiqlikning tarqalishini osonlashtiradi va shu bilan ularni termal tushishdan (ko'tarilgan haroratlarda optik quvvatning pasayishi) ozod qiladi. Bundan farqli o'laroq, sovuq haroratda ishlash lyuminestsent lampalar uchun katta muammo hisoblanadi. Sovuq muhitda lyuminestsent chiroqni ishga tushirish uchun elektr yoyini ishga tushirish uchun yuqori kuchlanish kerak. Bundan tashqari, lyuminestsent lampalar muzlashdan past haroratlarda nominal yorug'lik chiqishining katta qismini yo'qotadi, LED chiroqlari esa sovuq muhitda, hatto -50 darajagacha ham eng yaxshi ishlaydi. Shuning uchun LED yoritgichlar muzlatgichlar, muzlatgichlar, muzlatgichlar va tashqi makonlarda foydalanish uchun juda mos keladi.
18. Atrof-muhitga ta'siri
LED yoritgichlar an'anaviy yoritish manbalariga qaraganda atrof-muhitga sezilarli darajada kamroq ta'sir qiladi. Kam energiya iste'moli past uglerod emissiyasini anglatadi. LEDlar simobni o'z ichiga olmaydi va shuning uchun umrining oxirida kamroq ekologik asoratlarni keltirib chiqaradi. Taqqoslash uchun, simob o'z ichiga olgan lyuminestsent va HID lampalarni yo'q qilish qat'iy chiqindilarni yo'q qilish protokollaridan foydalanishni o'z ichiga oladi.
LED yoritgichlarining kamchiliklari va qiyinchiliklari
LED yoritgichning ko'plab afzalliklaridan hayajonlanmang. Garchi bu texnologiya, albatta, elektr yoritish tarixidagi muhim yutuq bo'lsa-da, u o'ziga xos muammolarni keltirib chiqaradi. Yoritish sanoati ilgari hech qachon duch kelmagan kattalikdagi qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Qattiq holatdagi yorug'lik dizayn va muhandislik falsafasini o'zgartirdi. Yoritish tizimlari endi soqov yoritgichlar emas, ular kuch elektronikasiga aylandi. Boshqacha qilib aytganda, yoritish tizimlarini loyihalash misli ko'rilmagan darajada murakkab. LEDlar o'z-o'zidan isitiladigan, oqimga sezgir va yorug'lik kuchli yarimo'tkazgichli yorug'lik manbalari. Bu LED yoritgichining eng katta tashvishini keltirib chiqaradi - LED tizimining ishlashi va ishonchliligi ko'p o'lchovli ishlarga bog'liq. LED to'plami ko'rsatkichlari LED yoritish tizimining yaxlit dizayni va tizim muhandisligining faqat bir jihati. Ko'pgina boshqa bir-biriga bog'liq bo'lgan omillar, jumladan, issiqlik boshqaruvi, haydovchi oqimini tartibga solish va optik nazorat.
Kreslo mutaxassislari ko'pincha LED yoritgichlari uchun kamchiliklarning uzoq ro'yxatini tuzadilar. Hikoyani shov-shuvli qilish uchun ular LED yoritgichlari ko'k yorug'lik xavfini keltirib chiqarishi mumkinligini ta'kidlashni hech qachon unutmaydilar. Oq yorug'lik, asosan, turli xil rangli bantlardan to'lqin uzunliklarining aralashmasidir. Yorug'lik chiqadigan yorug'lik manbalaridan qat'i nazar, bir xil rangli ko'rinishga ega bo'lgan barcha oq ranglar ko'rinadigan spektr bo'ylab ko'k to'lqin uzunligining taxminan bir xil nisbatiga ega. Oq yorug'likning rang ko'rinishi o'zaro bog'liq rang harorati (CCT) bilan tavsiflanishi mumkin. Yorug'lik manbasining ko'k tarkibi odatda uning CCT ga mos keladi. CCT qanchalik baland bo'lsa, ko'k to'lqin uzunliklarining nisbati shunchalik yuqori bo'ladi. Xuddi shu yorug'lik va yorug'lik sharoitida, 3000 K LED mahsulotining ko'k nurlanishi 3000 K cho'g'lanma lampadagi kabi past va 6000 K LED mahsulotining ko'k nurlanishi 6000 K lyuminestsent chiroqdagi kabi yuqori. Boshqa yorug'lik manbalarida bo'lgani kabi, ko'k yorug'lik xavfi kamdan-kam hollarda oq LEDlar uchun tashvish tug'diradi. Oq yorug'likning spektral tarkibini loyihalash qobiliyati LED texnologiyasining katta afzalligi hisoblanadi. LED yoritgichi bilan inson salomatligi va farovonligiga ijobiy hissa qo'shadigan yorug'likning har qanday spektral tarkibi ishlab chiqarilishi mumkin. Yoritish sanoatining rivojlanishiga turtki bo'lgan asosiy texnologiya yo'nalishi bo'lgan insonga yo'naltirilgan yoritish oq yorug'likning sog'lom spektri uchun ko'k nurlanish miqdorini sozlash uchun LED tizimlarining CCT sozlash qobiliyatini yig'adi.
Aslida, LED yoritgichi faqat bir nechta ichki kamchiliklarga ega.
LED yoritgichlarining eng mashhur zaif tomoni shundaki, LEDlar yon mahsulot - issiqlik hosil qiladi. LEDlar sotiladigan isitish moslamalari deb ataladi, chunki ular infraqizil energiya ko'rinishidagi issiqlikni emas, balki qurilma paketida issiqlik hosil qiladi. LEDga beriladigan elektr energiyasining qariyb yarmi issiqlikka aylanadi, u jismoniy termal yo'l orqali o'tkazilishi va konveksiya qilinishi kerak. Qurilmaning ulanish haroratini belgilangan chegaradan past darajada ushlab turmaslik atom nuqsonlari paydo bo'lishi va diodaning faol hududida o'sishi, inkapsulantning karbonizatsiyasi va sarg'ayishi, plastik paket korpusining rangi o'zgarishi kabi nosozlik mexanizmlarining kinetikasini tezlashtirishi mumkin. Maksimal nominal ulanish haroratidan tashqari, ulanish haroratining har 10 daraja C ko'tarilishi uchun LEDning xizmat qilish muddati 30 foizdan 50 foizga qisqaradi.
LED yoritgichlarining eng noma'lum va eng katta zaifligi shundaki, LEDlar nozik quvvat elektronikasidir. Ular oziq-ovqatga juda sinchkovlik bilan qarashadi - oqimni boshqaradi. LEDlar uchun ularning oldingi oqimga nisbatan yuqori sezuvchanligi ikki qirrali qilichdir. Bu yorug'lik tizimlariga yuqori boshqaruv qobiliyatini beradi, lekin ayni paytda haydovchi oqimini tartibga solishni juda qiyinlashtiradi. Drayv oqimining juda kichik o'zgarishi yorug'lik chiqishining o'zgarishiga olib keladi. LEDlar to'g'ridan-to'g'ri boshqariladigan qurilmalardir, ammo ular ko'pincha AC quvvat manbai bilan oziqlanishi kerak. Rektifikatsiyadan so'ng o'zgaruvchan to'lqin shaklining to'liq bostirilishi haydovchidan LEDlarga oqim chiqishida qoldiq dalgalanmaga (qoldiq davriy o'zgarish) olib kelishi mumkin. Ushbu to'lqinlanish LEDlarning kiruvchi liniya kuchlanishining ikki barobar chastotasida miltillashiga olib keladi, ya'ni 100Hz yoki 120Hz. LEDlarning elektr va termal o'zaro bog'liqligi ham yukni tartibga solishga murakkablik qo'shadi. Birlashma harorati ko'tarilgach, oldinga kuchlanish pasayadi, LEDga etkazib beriladigan elektr quvvati ham kamayadi. Boshqa tomondan, qo'zg'alish oqimi qanchalik yuqori bo'lsa, yarimo'tkazgichda hosil bo'ladigan chiqindi issiqlik shunchalik ko'p bo'ladi. LEDni haddan tashqari oshirib yuborish termal qochib ketish tufayli LEDning erta ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Shunga qaramay, LEDlar uchun eng zararli tahdid elektr kuchlanishidan (EOS) kelib chiqadi. EOS haydovchi oqimi yoki kuchlanish komponentning maksimal nominal qiymatlaridan oshib ketganda paydo bo'ladi. Elektr kuchlanishining ko'plab mumkin bo'lgan manbalari mavjud, ular orasida elektrostatik zaryadsizlanish (ESD), oqim oqimi yoki boshqa turdagi vaqtinchalik kuchlanish kuchlanishi mavjud. LEDlarning har xil turdagi elektr kuchlanishlariga nisbatan zaifligi, shuning uchun haydovchi oqimini qattiq tartibga solishni talab qiladi.
Uchinchi kamchilik shundaki, LEDlar yuqori oqim zichligiga ega. Yo'nalishli yorug'likning konsentrlangan yorug'lik manbalari potentsial porlashni yaratishi mumkin. Ko'rish sohasidagi yuqori yorug'lik ko'rishga xalaqit beradi (nogironlik porlashi) yoki tirnash xususiyati yoki og'riq hissini keltirib chiqaradi (noqulaylik porlashi). Yoritgichlar dizayniga porlashni yumshatish uchun qo'shimcha optika kiritilishi mumkin, lekin ular ko'pincha yuqori optik yo'qotishlarga olib keladi.
Oxirgi, lekin eng muhimi, tizim dizaynining ortib borayotgan murakkabligi eski yorug'lik mahsulotlari bilan solishtirganda LED mahsulotlarining birinchi narxining oshishiga olib keladi. Bu xarajatlarni optimallashtirishni yoritgichni loyihalash jarayonining muhim qismiga aylantiradi. Narx bosimi mahsulotlarning ishlashi va ishonchliligidan ustun bo'lganda, muammolar oqimi paydo bo'ladi.
