ไฟ LED สีขาว มุมมองจากภายใน: หลอดไฟ LED สเปกตรัมแสงของหลอดไฟ LED

20.06.2023 การก่อสร้าง

ความเข้มของการสังเคราะห์ด้วยแสงภายใต้แสงสีแดงจะสูงสุด แต่ภายใต้แสงสีแดงเพียงอย่างเดียว พืชจะตายหรือการพัฒนาของพวกมันหยุดชะงัก ตัวอย่างเช่น นักวิจัยชาวเกาหลีได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อส่องสว่างด้วยสีแดงบริสุทธิ์ มวลของผักกาดหอมที่โตแล้วจะมีมากกว่าเมื่อส่องสว่างด้วยสีแดงและสีน้ำเงินผสมกัน แต่ใบมีคลอโรฟิลล์ โพลีฟีนอล และสารต้านอนุมูลอิสระน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ และคณะชีววิทยาของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกได้กำหนดว่าในใบของผักกาดขาวปลีภายใต้แสงสีแดงและสีน้ำเงินแถบแคบ (เมื่อเทียบกับการส่องสว่างด้วยหลอดโซเดียม) การสังเคราะห์น้ำตาลจะลดลง ยับยั้งการเจริญเติบโตและการออกดอกไม่ เกิดขึ้น.

ข้าว. 1ลีอันนา การ์ฟิลด์ Tech Insider - ฟาร์มการบิน

ต้องใช้แสงสว่างแบบใดเพื่อให้ได้พืชที่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ ขนาดใหญ่ มีกลิ่นหอมและรสชาติดี โดยใช้พลังงานปานกลาง?

จะประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดไฟได้อย่างไร?

ตัวชี้วัดพื้นฐานสำหรับการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของไฟโตไลท์:

โฟตอนฟลักซ์สังเคราะห์แสง (พีพีเอฟ) มีหน่วยเป็นไมโครโมลต่อจูล กล่าวคือ ในจำนวนควอนตัมแสงในช่วง 400–700 นาโนเมตร ที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟที่ใช้ไฟฟ้า 1 J
ให้ผลผลิตโฟตอนฟลักซ์ (วายพีเอฟ) ในไมโครโมลที่มีประสิทธิภาพต่อจูลเช่นในจำนวนควอนตัมต่อไฟฟ้า 1 J โดยคำนึงถึงตัวคูณ - เส้นโค้ง แมคครี.

พีพีเอฟจะสูงกว่าเล็กน้อยเสมอ วายพีเอฟ(โค้ง แมคครีปรับมาตรฐานเป็นหนึ่งและอยู่ในช่วงส่วนใหญ่น้อยกว่าหนึ่ง) ดังนั้นการวัดแรกจึงเป็นประโยชน์สำหรับผู้ขายหลอดไฟ ตัวชี้วัดที่สองนั้นให้ผลกำไรมากกว่าสำหรับผู้ซื้อเนื่องจากมีการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างเพียงพอมากกว่า

ประสิทธิภาพของ DNAT

สถานประกอบการทางการเกษตรขนาดใหญ่ที่มีประสบการณ์และการนับเงินยังคงใช้หลอดโซเดียม ใช่ พวกเขาเต็มใจตกลงที่จะแขวนไฟ LED ที่จัดไว้ให้ไว้เหนือเตียงทดลอง แต่พวกเขาไม่ตกลงที่จะจ่ายเงินให้

จากรูป 2 แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของหลอดโซเดียมขึ้นอยู่กับกำลังไฟเป็นอย่างมาก และสูงสุดถึง 600 วัตต์ ลักษณะคุณค่าในแง่ดี วายพีเอฟสำหรับหลอดโซเดียม 600–1,000 W คือ 1.5 eff ไมโครโมล/เจ หลอดโซเดียม 70–150 วัตต์มีประสิทธิภาพน้อยกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง

ข้าว. 2.สเปกตรัมทั่วไปของหลอดโซเดียมสำหรับพืช (ซ้าย)- ประสิทธิภาพเป็นลูเมนต่อวัตต์และไมโครโมลที่มีประสิทธิภาพของแบรนด์ไฟเรือนกระจกโซเดียมเชิงพาณิชย์ คาวิต้า, อี-ปาปิยอง, "กาลาด" และ "สะท้อน" (ขวา)

ใดๆ ไฟ LEDตะกอนที่มีประสิทธิภาพ 1.5 eff µmol/W และราคาที่สมเหตุสมผล ถือได้ว่าทดแทนหลอดโซเดียมได้อย่างคุ้มค่า

ประสิทธิภาพที่น่าสงสัยของไฟโตไลท์สีแดง-น้ำเงิน

ในบทความนี้ เราไม่นำเสนอสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของคลอโรฟิลล์ เนื่องจากการอ้างถึงสเปกตรัมเหล่านี้ในการอภิปรายเกี่ยวกับการใช้ฟลักซ์แสงของพืชที่มีชีวิตนั้นไม่ถูกต้อง คลอโรฟิลล์ คำเชิญโดดเดี่ยวและบริสุทธิ์ จะดูดซับเฉพาะแสงสีแดงและสีน้ำเงินจริงๆ เท่านั้น ในเซลล์ที่มีชีวิต เม็ดสีจะดูดซับแสงในช่วง 400–700 นาโนเมตรและถ่ายโอนพลังงานไปยังคลอโรฟิลล์ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแสงในแผ่นถูกกำหนดโดยเส้นโค้ง " แมคครี 1972"(รูปที่ 3)

ข้าว. 3. วี(แลมบ์ดา) - เส้นโค้งการมองเห็นของมนุษย์ อาร์คิวอี- ประสิทธิภาพควอนตัมสัมพัทธ์สำหรับโรงงาน ( แมคครี 1972); σ รและ σ ศ- เส้นโค้งการดูดกลืนแสงสีแดงและแสงสีแดงไกลโดยไฟโตโครม บี(แล) - ประสิทธิภาพการถ่ายภาพของแสงสีน้ำเงิน

หมายเหตุ: ประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงสีแดงจะสูงกว่าประสิทธิภาพขั้นต่ำในช่วงสีเขียวหนึ่งเท่าครึ่ง และถ้าคุณเฉลี่ยประสิทธิภาพในช่วงความถี่ที่ค่อนข้างกว้าง ความแตกต่างก็จะยิ่งสังเกตเห็นได้น้อยลงไปอีก ในทางปฏิบัติ การกระจายพลังงานบางส่วนจากช่วงสีแดงไปยังช่วงสีเขียวในบางครั้ง ในทางกลับกัน จะช่วยเพิ่มการทำงานของพลังงานของแสง แสงสีเขียวผ่านความหนาของใบไปยังชั้นล่างพื้นที่ใบที่มีประสิทธิภาพของพืชจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและผลผลิตของผักกาดหอมจะเพิ่มขึ้น

ไฟส่องสว่างต้นไม้พร้อมไฟ LED สีขาว

งานนี้ได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ด้านพลังงานของโรงไฟส่องสว่างที่มีหลอดไฟ LED สีขาวทั่วไป

รูปร่างลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมของ LED สีขาวถูกกำหนดโดย:

ความสมดุลของคลื่นสั้นและคลื่นยาวสัมพันธ์กับอุณหภูมิสี (รูปที่ 4 ซ้าย)
ระดับการครอบครองสเปกตรัมซึ่งสัมพันธ์กับการเรนเดอร์สี (รูปที่ 4 ขวา)

ข้าว. 4.สเปกตรัมของความขาว ไฟ LEDด้วยการเรนเดอร์สีเดียวกัน แต่มี CCT อุณหภูมิสีต่างกัน (ซ้าย)และด้วยอุณหภูมิสีเดียวกันและการเรนเดอร์สีที่ต่างกัน ร (ขวา)

ความแตกต่างในสเปกตรัมของไดโอดสีขาวที่มีการเรนเดอร์สีเดียวกันและอุณหภูมิสีเดียวกันนั้นละเอียดมาก ดังนั้นเราจึงสามารถประเมินพารามิเตอร์ที่ขึ้นกับสเปกตรัมได้จากอุณหภูมิสี การแสดงสี และประสิทธิภาพการส่องสว่างเท่านั้น ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่เขียนไว้บนฉลากของหลอดไฟแสงสีขาวทั่วไป

ผลการวิเคราะห์สเปกตรัมของ LED สีขาวแบบอนุกรมมีดังต่อไปนี้:

1. ในสเปกตรัมของไฟ LED สีขาวทั้งหมด แม้จะมีอุณหภูมิสีต่ำและการแสดงสีสูงสุด เช่น หลอดโซเดียม แต่ก็มีสีแดงไกลน้อยมาก (รูปที่ 5)

ข้าว. 5.สเปกตรัม LED สีขาว ( นำ 4000เค ร= 90) และแสงโซเดียม ( HPS) เมื่อเปรียบเทียบกับฟังก์ชันสเปกตรัมของความไวของพืชต่อสีน้ำเงิน ( บี), สีแดง ( อ) และไฟแดงไกล ( A_fr)

ภายใต้สภาพธรรมชาติพืชที่ถูกบังด้วยร่มเงาของใบไม้ต่างดาวจะได้รับสีแดงที่อยู่ห่างไกลมากกว่าสีแดงใกล้ซึ่งในพืชที่ชอบแสงจะทำให้เกิด "กลุ่มอาการการหลีกเลี่ยงร่มเงา" - พืชเหยียดขึ้น ตัวอย่างเช่น มะเขือเทศในระยะการเจริญเติบโต (ไม่ใช่ต้นกล้า!) จำเป็นต้องมีสีแดงมากในการยืด เพิ่มการเติบโต และพื้นที่ครอบครองทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นการเก็บเกี่ยวในอนาคต

ดังนั้น ภายใต้ไฟ LED สีขาวและภายใต้แสงโซเดียม ต้นไม้จะรู้สึกเหมือนอยู่ภายใต้แสงอาทิตย์ที่เปิดโล่งและไม่ยืดตัวขึ้นไป

2. จำเป็นต้องใช้แสงสีน้ำเงินสำหรับปฏิกิริยา "การติดตามดวงอาทิตย์" (รูปที่ 6)

ข้าว. 6. Phototropism - การหมุนใบไม้และดอกไม้ ยืดก้านไปทางองค์ประกอบสีน้ำเงินของแสงสีขาว (ภาพประกอบจากวิกิพีเดีย)

ไฟ LED สีขาวหนึ่งวัตต์มีส่วนประกอบไฟโตแอกทีฟสีน้ำเงินเป็นสองเท่าของแสงโซเดียมหนึ่งวัตต์ นอกจากนี้ สัดส่วนของไฟโตแอกทีฟสีน้ำเงินในแสงสีขาวจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของอุณหภูมิสี ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการหันดอกไม้ประดับเข้าหาผู้คน ดอกไม้เหล่านั้นควรได้รับแสงสว่างจากด้านนี้ด้วยแสงเย็นจัดจ้าน และต้นไม้ก็จะหันกลับมา

3. ค่าพลังงานของแสงถูกกำหนดโดยอุณหภูมิสีและการเรนเดอร์สี และสามารถกำหนดได้ด้วยความแม่นยำ 5% โดยใช้สูตร:

โดยที่ประสิทธิภาพการส่องสว่างในหน่วย lm/W คือดัชนีการแสดงสีทั่วไป คืออุณหภูมิสีที่สัมพันธ์กันในหน่วยเคลวิน

ตัวอย่างการใช้สูตรนี้:

A. ให้เราประมาณค่าพื้นฐานของพารามิเตอร์ของแสงสีขาวว่าควรให้แสงสว่างเท่าใด เช่น 300 eff สำหรับการแสดงสีและอุณหภูมิสีที่กำหนด ไมโครโมล/วินาที/m2:

จะเห็นได้ว่าการใช้แสงวอร์มไวท์ที่มีการเรนเดอร์สีสูงทำให้ใช้ระดับความสว่างที่ลดลงเล็กน้อย แต่หากเราคำนึงว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างของไฟ LED แสงโทนอุ่นที่มีการเรนเดอร์สีสูงนั้นค่อนข้างต่ำ จะเห็นได้ชัดว่าการเลือกอุณหภูมิสีและการเรนเดอร์สีจะไม่ชนะหรือแพ้อย่างมีนัยสำคัญ คุณสามารถปรับสัดส่วนของไฟโตแอกทีฟสีน้ำเงินหรือสีแดงได้เท่านั้น

B. มาประเมินการใช้งานของหลอดไฟ LED ทั่วไปกันดีกว่า วัตถุประสงค์ทั่วไปสำหรับการปลูกไมโครกรีน

ให้หลอดไฟขนาด 0.6 × 0.6 ม. กินไฟ 35 W และมีอุณหภูมิสี 4000 ถึงการแสดงสี รา= 80 และประสิทธิภาพการส่องสว่าง 120 ลูเมน/วัตต์ จากนั้นประสิทธิภาพก็จะเป็น วายพีเอฟ= (120/100)⋅(1.15 + (35⋅80 − 2360)/4000) เอฟเฟค µmol/J = 1.5 เอฟเอฟ ไมโครโมล/เจ ซึ่งเมื่อคูณด้วยปริมาณที่ใช้ไป 35 W จะเท่ากับ 52.5 eff ไมโครโมล/วินาที

หากโคมไฟดังกล่าวถูกลดระดับลงต่ำเพียงพอเหนือเตียงไมโครกรีนโดยมีพื้นที่ 0.6 × 0.6 ม. = 0.36 ม. 2 และด้วยเหตุนี้จึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียแสงที่ด้านข้าง ความหนาแน่นของแสงจะเท่ากับ 52.5 eff µmol/s / 0.36m 2 = 145 เอฟเอฟ ไมโครโมล/วินาที/m2 ซึ่งเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของค่าที่แนะนำโดยทั่วไป ดังนั้นพลังของหลอดไฟจึงต้องเพิ่มเป็นสองเท่าด้วย

การเปรียบเทียบโดยตรงของพารามิเตอร์ไฟโตโพรามิเตอร์ของหลอดไฟประเภทต่างๆ

มาเปรียบเทียบพารามิเตอร์ไฟโตลูมิแนร์ของหลอดไฟ LED บนเพดานในสำนักงานทั่วไปที่ผลิตในปี 2016 กับไฟโตลูมิแนร์แบบพิเศษ (รูปที่ 7)

ข้าว. 7.พารามิเตอร์เปรียบเทียบของหลอดโซเดียม 600W ทั่วไปสำหรับโรงเรือน ไฟโตไลท์ LED เฉพาะทาง และหลอดไฟสำหรับให้แสงสว่างภายในอาคารทั่วไป

จะเห็นได้ว่าหลอดไฟส่องสว่างทั่วไปทั่วไปที่มีตัวกระจายแสงถูกถอดออกเมื่อโรงงานให้แสงสว่างไม่ด้อยกว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดโซเดียมชนิดพิเศษ เป็นที่ชัดเจนว่าไฟโตไฟโตไฟสีแดง - น้ำเงิน (ไม่ได้ตั้งใจตั้งชื่อผู้ผลิต) นั้นถูกสร้างขึ้นในระดับเทคโนโลยีที่ต่ำกว่าเนื่องจากประสิทธิภาพทั้งหมด (อัตราส่วนของกำลังของฟลักซ์ส่องสว่างเป็นวัตต์ต่อพลังงานที่ใช้ไป เครือข่าย) ด้อยกว่าประสิทธิภาพของโคมไฟสำนักงาน แต่ถ้าประสิทธิภาพของหลอดไฟสีแดง น้ำเงิน และขาวเท่ากัน พารามิเตอร์ไฟโตโพรามิเตอร์ก็จะใกล้เคียงกันเช่นกัน!

จากสเปกตรัมยังเห็นได้ชัดเจนว่าไฟโต-โคมสีแดง-น้ำเงินไม่ใช่แถบแคบ โคกสีแดงนั้นกว้างและมีสีแดงไกลเรดมากกว่าไฟ LED สีขาวและหลอดโซเดียมมาก ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้โคมแดง อาจแนะนำให้ใช้โคมไฟเพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับตัวเลือกอื่นๆ

การประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบแสงสว่างโดยรวม:

ข้าว. 8.การตรวจสอบระบบไฟโตไลท์ติ้ง

รุ่นต่อไป UPRtek- สเปกโตรมิเตอร์ PG100Nผู้ผลิตระบุว่าจะวัดไมโครโมลต่อตารางเมตร และที่สำคัญกว่านั้นคือฟลักซ์ส่องสว่างเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร

การวัดฟลักซ์ส่องสว่างเป็นวัตต์เป็นคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม! หากคุณคูณพื้นที่ที่ส่องสว่างด้วยความหนาแน่นฟลักซ์การส่องสว่างเป็นวัตต์แล้วเปรียบเทียบกับปริมาณการใช้หลอดไฟ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบไฟส่องสว่างจะชัดเจน และนี่เป็นเกณฑ์ประสิทธิภาพเดียวที่เถียงไม่ได้ในปัจจุบัน ซึ่งในทางปฏิบัติจะแตกต่างกันไปตามลำดับความสำคัญสำหรับระบบไฟส่องสว่างที่แตกต่างกัน (และไม่ใช่หลายเท่าหรือมากกว่านั้นด้วยเปอร์เซ็นต์ เนื่องจากเอฟเฟกต์พลังงานเปลี่ยนแปลงเมื่อรูปร่างของสเปกตรัมเปลี่ยนแปลง) .

ตัวอย่างการใช้แสงสีขาว

มีการอธิบายตัวอย่างการให้แสงสว่างในฟาร์มไฮโดรโพนิกส์ที่มีทั้งแสงสีแดง-น้ำเงินและสีขาว (รูปที่ 9)

ข้าว. 9.จากซ้ายไปขวาและบนลงล่างฟาร์ม: ฟูจิตสึ, คม, โตชิบาฟาร์มสมุนไพรทางตอนใต้ของแคลิฟอร์เนีย

ระบบฟาร์มเป็นที่รู้จักกันดี ฟาร์มการบิน(รูปที่ 1, 10) ใหญ่ที่สุดซึ่งสร้างใกล้นิวยอร์ก ใต้โคมไฟ LED สีขาวใน ฟาร์มการบินพวกเขาปลูกพืชผักมากกว่า 250 ชนิด โดยเก็บเกี่ยวได้มากกว่ายี่สิบครั้งต่อปี

ข้าว. 10.ฟาร์ม ฟาร์มการบินในรัฐนิวเจอร์ซีย์ ("รัฐการ์เด้น") บริเวณชายแดนติดกับนิวยอร์ก

การทดลองโดยตรงเปรียบเทียบไฟ LED สีขาวและสีแดงน้ำเงิน
มีผลการทดลองโดยตรงที่ได้รับการเผยแพร่น้อยมากเมื่อเปรียบเทียบพืชที่ปลูกภายใต้ไฟ LED สีขาวและสีแดงน้ำเงิน ตัวอย่างเช่น ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นโดยย่อโดย Moscow Agricultural Academy ซึ่งตั้งชื่อตาม Timiryazev (รูปที่ 11)

ข้าว. 11.ในแต่ละคู่ ต้นไม้ทางด้านซ้ายจะปลูกภายใต้ไฟ LED สีขาว ทางด้านขวา - ใต้ไฟ LED สีแดงสีน้ำเงิน (จาก การนำเสนอ I. G. Tarakanova ภาควิชาสรีรวิทยาพืช, Moscow Agricultural Academy ตั้งชื่อตาม ทิมีร์ยาเซฟ)

ในปี 2014 มหาวิทยาลัยการบินและอวกาศปักกิ่งตีพิมพ์ผลการศึกษาขนาดใหญ่เกี่ยวกับข้าวสาลีที่ปลูกภายใต้ไฟ LED ประเภทต่างๆ นักวิจัยชาวจีนสรุปว่าแนะนำให้ใช้แสงสีขาวและสีแดงผสมกัน แต่ถ้าคุณดูข้อมูลดิจิทัลจากบทความ (รูปที่ 12) คุณจะสังเกตเห็นว่าความแตกต่างของพารามิเตอร์สำหรับแสงประเภทต่างๆ นั้นไม่ได้รุนแรงมากนัก

รูปที่ 12.ค่าของปัจจัยที่ศึกษาในการเจริญเติบโตของข้าวสาลีสองระยะภายใต้ไฟ LED สีแดง แดงน้ำเงิน แดงขาว และสีขาว

อย่างไรก็ตาม การวิจัยเป้าหมายหลักในปัจจุบันคือการแก้ไขข้อบกพร่องของแสงสีแดง-น้ำเงินแถบแคบโดยการเพิ่มแสงสีขาว ตัวอย่างเช่น นักวิจัยชาวญี่ปุ่นพบว่าน้ำหนักและคุณค่าทางโภชนาการของผักกาดหอมและมะเขือเทศเพิ่มขึ้นเมื่อเติมแสงสีขาวเข้ากับแสงสีแดง ในทางปฏิบัติหมายความว่าหากความสวยงามของพืชในระหว่างการเจริญเติบโตไม่สำคัญ ก็ไม่จำเป็นต้องละทิ้งโคมไฟแสงสีขาวสีแดงแถบแคบที่ซื้อมาแล้ว

อิทธิพลของคุณภาพแสงที่มีต่อผลลัพธ์

กฎพื้นฐานของระบบนิเวศน์ “ถัง Liebig” (รูปที่ 13) ระบุว่า: การพัฒนาถูกจำกัดด้วยปัจจัยที่เบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานส่วนใหญ่มากกว่าปัจจัยอื่น เช่น ถ้าน้ำ แร่ธาตุต่างๆ บจก 2 แต่ความเข้มของแสงคือ 30% ของค่าที่เหมาะสม - พืชจะผลิตได้ไม่เกิน 30% ของผลผลิตสูงสุดที่เป็นไปได้

ข้าว. 13.ภาพประกอบหลักการจำกัดปัจจัยจาก วิดีโอการฝึกอบรมบน YouTube

การตอบสนองต่อแสงของพืช: ความเข้มข้นของการแลกเปลี่ยนก๊าซ การใช้สารอาหารจากสารละลายและกระบวนการสังเคราะห์จะถูกกำหนดในห้องปฏิบัติการ การตอบสนองไม่เพียงแสดงลักษณะการสังเคราะห์ด้วยแสงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการเจริญเติบโต การออกดอก และการสังเคราะห์สารที่จำเป็นสำหรับรสชาติและกลิ่นด้วย

ในรูป รูปที่ 14 แสดงการตอบสนองของพืชต่อการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของแสง ความเข้มข้นของการบริโภคโซเดียมและฟอสฟอรัสจากสารละลายธาตุอาหารวัดโดยมิ้นต์ สตรอเบอร์รี่ และผักกาดหอม จุดพีคในกราฟดังกล่าวเป็นสัญญาณว่าปฏิกิริยาเคมีบางอย่างกำลังถูกกระตุ้น กราฟแสดงให้เห็นว่าการแยกบางช่วงจากสเปกตรัมทั้งหมดเพื่อการประหยัดจะเหมือนกับการถอดคีย์เปียโนบางส่วนออกและเล่นทำนองในคีย์ที่เหลือ

ข้าว. 14.บทบาทในการกระตุ้นแสงเพื่อการบริโภคไนโตรเจนและฟอสฟอรัสของมิ้นต์ สตรอเบอร์รี่ และผักกาดหอม (ข้อมูลจากบริษัท Fitex)

หลักการของปัจจัยจำกัดสามารถขยายไปยังส่วนประกอบสเปกตรัมแต่ละชิ้นได้ - เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สมบูรณ์ ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม จำเป็นต้องใช้สเปกตรัมทั้งหมด การลบบางช่วงออกจากสเปกตรัมเต็มไม่ได้ทำให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ "ถัง Liebig" อาจใช้งานได้ - และผลลัพธ์จะเป็นลบ
ตัวอย่างแสดงให้เห็นว่าไฟ LED สีขาวธรรมดาและ "ไฟโตไลท์สีแดง-น้ำเงิน" แบบพิเศษมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานเท่ากันโดยประมาณเมื่อให้แสงสว่างแก่พืช แต่สีขาวบรอดแบนด์นั้นตอบสนองความต้องการของพืชได้อย่างทั่วถึงซึ่งไม่เพียงแสดงออกมาในการกระตุ้นการสังเคราะห์ด้วยแสงเท่านั้น

การลบสีเขียวออกจากสเปกตรัมต่อเนื่องเพื่อให้แสงเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีม่วงเป็นวิธีการทางการตลาดสำหรับผู้ซื้อที่ต้องการ "โซลูชันพิเศษ" แต่ไม่ใช่ลูกค้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสม

ปรับแสงสีขาว

ไฟ LED สีขาวสำหรับใช้งานทั่วไปทั่วไปส่วนใหญ่มีการแสดงสีต่ำ รา= 80 ซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากการไม่มีสีแดง (รูปที่ 4)

การขาดสีแดงในสเปกตรัมสามารถชดเชยได้โดยการเพิ่มไฟ LED สีแดงลงในหลอดไฟ แนวทางแก้ไขดังกล่าวได้รับการส่งเสริมโดย ตัวอย่างเช่น ครี- ตรรกะของ "ถัง Liebig" แสดงให้เห็นว่าสารเติมแต่งดังกล่าวจะไม่เป็นอันตรายหากเป็นสารเติมแต่งอย่างแท้จริงและไม่ใช่การกระจายพลังงานจากช่วงอื่นเพื่อสนับสนุนสีแดง

น่าสนใจและ งานที่สำคัญดำเนินการในปี 2556-2559 โดยสถาบันปัญหาชีวการแพทย์ของ Russian Academy of Sciences: พวกเขาศึกษาว่าการเพิ่มไฟ LED สีขาว 4,000 ดวงเข้ากับแสงส่งผลต่อการพัฒนากะหล่ำปลีจีนอย่างไร ถึง / รา= ไฟ LED สีแดงแถบแคบแสง 70 ดวง 660 นาโนเมตร

และเราพบสิ่งต่อไปนี้:

ภายใต้ไฟ LED กะหล่ำปลีจะเติบโตได้ใกล้เคียงกับแสงโซเดียม แต่มีคลอโรฟิลล์มากกว่า (ใบมีสีเขียวกว่า)
น้ำหนักแห้งของพืชผลเกือบจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณแสงทั้งหมดเป็นโมลที่พืชได้รับ แสงมากขึ้น - กะหล่ำปลีมากขึ้น
ความเข้มข้นของวิตามินซีในกะหล่ำปลีจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตามความสว่างที่เพิ่มขึ้น แต่จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเพิ่มแสงสีแดงเป็นแสงสีขาว
การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในสัดส่วนขององค์ประกอบสีแดงในสเปกตรัมทำให้ความเข้มข้นของไนเตรตในชีวมวลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ฉันต้องปรับให้เหมาะสม สารละลายธาตุอาหารและแนะนำส่วนหนึ่งของไนโตรเจนในรูปแอมโมเนียมเพื่อไม่ให้ไนเตรตมีความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต แต่ในแสงสีขาวบริสุทธิ์ สามารถทำงานได้เฉพาะกับรูปแบบไนเตรตเท่านั้น
ในเวลาเดียวกัน การเพิ่มสัดส่วนของสีแดงในฟลักซ์แสงทั้งหมดแทบไม่มีผลกระทบต่อน้ำหนักของพืชผล นั่นคือการเติมเต็มส่วนประกอบสเปกตรัมที่ขาดหายไปไม่ส่งผลกระทบต่อปริมาณของพืชผล แต่ส่งผลต่อคุณภาพด้วย
ประสิทธิภาพโมลต่อวัตต์ที่สูงกว่าของ LED สีแดงหมายความว่าการเพิ่มสีแดงเป็นสีขาวก็มีประสิทธิภาพที่กระฉับกระเฉงเช่นกัน

ดังนั้นแนะนำให้เติมสีแดงเป็นสีขาวในกรณีพิเศษของผักกาดขาวปลี และค่อนข้างเป็นไปได้ในกรณีทั่วไป แน่นอนด้วยการควบคุมทางชีวเคมีและการเลือกปุ๋ยที่ถูกต้องสำหรับพืชผลเฉพาะ

ตัวเลือกเพื่อเพิ่มสีสันให้กับสเปกตรัมด้วยแสงสีแดง

โรงงานไม่ทราบว่าควอนตัมจากสเปกตรัมของแสงสีขาวมาจากไหน และควอนตัม "สีแดง" มาจากไหน ไม่จำเป็นต้องสร้างสเปกตรัมพิเศษใน LED ตัวเดียว และไม่จำเป็นต้องส่องแสงสีแดงและสีขาวจากไฟโต-แลมป์พิเศษเพียงอันเดียว ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้แสงสีขาวสำหรับใช้งานทั่วไปและส่องสว่างต้นไม้เพิ่มเติมด้วยหลอดไฟสีแดงแยกต่างหาก และเมื่อมีคนอยู่ใกล้โรงงาน ก็สามารถปิดไฟสีแดงได้โดยใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว เพื่อทำให้ต้นไม้ดูเขียวและสวยงาม

แต่วิธีแก้ปัญหาที่ตรงกันข้ามก็เป็นธรรมเช่นกัน - โดยการเลือกองค์ประกอบของฟอสเฟอร์ ขยายสเปกตรัมของ LED สีขาวไปสู่คลื่นยาว ปรับสมดุลเพื่อให้แสงยังคงเป็นสีขาว และคุณจะได้แสงสีขาวที่มีการเรนเดอร์สีสูงเป็นพิเศษ เหมาะสำหรับทั้งพืชและมนุษย์

คำถามเปิด

สามารถระบุบทบาทของอัตราส่วนของแสงสีแดงไกลและใกล้ได้ และแนะนำให้ใช้ "กลุ่มอาการการหลีกเลี่ยงร่มเงา" สำหรับพืชผลต่างๆ เราสามารถโต้แย้งได้ว่าพื้นที่ใดในระหว่างการวิเคราะห์ที่แนะนำให้แบ่งระดับความยาวคลื่น

สามารถพูดคุยได้ว่าพืชต้องการความยาวคลื่นสั้นกว่า 400 นาโนเมตรหรือยาวกว่า 700 นาโนเมตรสำหรับการกระตุ้นหรือการทำงานตามกฎระเบียบ ตัวอย่างเช่น มีรายงานส่วนตัวว่ารังสีอัลตราไวโอเลตส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพผู้บริโภคของพืช เหนือสิ่งอื่นใดผักกาดหอมพันธุ์ใบสีแดงนั้นปลูกโดยไม่มีแสงอัลตราไวโอเลตและพวกมันก็จะเติบโตเป็นสีเขียว แต่ก่อนที่จะขายพวกมันจะถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลตพวกมันจะเปลี่ยนเป็นสีแดงและถูกส่งไปยังเคาน์เตอร์ และตัวชี้วัดใหม่ถูกต้องหรือไม่? พีบาร์ (รังสีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพของพืช) ตามที่อธิบายไว้ในมาตรฐาน ANSI/อาซาเบะ S640, ปริมาณและหน่วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับพืช (สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงกำหนดโดยคำนึงถึงช่วง 280–800 นาโนเมตร

บทสรุป

ร้านค้าในเครือเลือกพันธุ์ที่มีความเสถียรมากกว่าจากนั้นผู้ซื้อจะโหวตด้วยรูเบิลเพื่อให้ได้ผลไม้ที่สว่างกว่า และแทบไม่มีใครเลือกรสชาติและกลิ่น แต่ทันทีที่เราร่ำรวยขึ้นและเริ่มเรียกร้องมากขึ้น วิทยาศาสตร์ก็จะให้ทันที พันธุ์ที่ต้องการและสูตรสารละลายธาตุอาหาร

และเพื่อให้พืชสังเคราะห์ทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับรสชาติและกลิ่นได้นั้น จะต้องมีแสงที่มีสเปกตรัมที่มีความยาวคลื่นทั้งหมดที่พืชจะทำปฏิกิริยา กล่าวคือ ในกรณีทั่วไป สเปกตรัมต่อเนื่อง บางทีวิธีแก้ปัญหาพื้นฐานอาจเป็นแสงสีขาวที่มีการเรนเดอร์สีสูง

รับทราบ
ผู้เขียนแสดงความขอบคุณอย่างจริงใจสำหรับความช่วยเหลือในการเตรียมบทความให้กับพนักงานของศูนย์วิทยาศาสตร์แห่งสหพันธรัฐรัสเซีย - IMBP RAS Ph.D. n. อิรินา โคโนวาโลวา; หัวหน้าโครงการ Fiteks, Tatyana Trishina; ผู้เชี่ยวชาญของบริษัท ครีมิคาอิล เชอร์วินสกี้

วรรณกรรม

วรรณกรรม
1. ลูกชาย K-H โอ้ M-M รูปร่างใบ การเจริญเติบโต และสารประกอบฟีนอลต้านอนุมูลอิสระของผักกาดหอม 2 พันธุ์ที่ปลูกภายใต้ไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงินและสีแดงผสมกัน // ศาสตร์พืชสวน – 2013. – เล่ม. 48. – หน้า 988-95.
2. Ptushenko V.V., Avercheva O.V., Bassarskaya E.M., Berkovich Yu A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Zhigalova T.V., 2015. สาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับการเจริญเติบโตของกะหล่ำปลีจีนลดลงภายใต้แสงสีแดงและสีน้ำเงินแถบแคบรวมเมื่อเปรียบเทียบกับการส่องสว่างโดย หลอดโซเดียมความดันสูง พืชสวนศาสตร์ https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, สภาพแวดล้อมแสงคุณภาพสูงสำหรับมนุษย์และพืช https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu & H. Liu, 2014, การเจริญเติบโต, ลักษณะการสังเคราะห์แสง, ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระและผลผลิตชีวมวลและคุณภาพของข้าวสาลี (Triticum aestivum L.) ที่สัมผัสกับแหล่งกำเนิดแสง LED ที่มีการรวมสเปกตรัมที่แตกต่างกัน
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. และคณะ ผลของไดโอดเปล่งแสงสีแดง น้ำเงิน และขาวต่อการเจริญเติบโต การพัฒนา และคุณภาพที่กินได้ของผักกาดหอมที่ปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์ (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae – 2013 – V. 150. – หน้า 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M., และคณะ ผลของการให้แสงสว่างเสริมด้วยไดโอดเปล่งแสง (LED) ต่อผลผลิตมะเขือเทศและคุณภาพของต้นมะเขือเทศแบบโครงเดี่ยวที่ปลูกที่ความหนาแน่นในการปลูกสูง // สภาพแวดล้อม ควบคุม. ไบโอล – 2555. เล่ม. 50. – หน้า 63–74.
7. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., O.S. ยาโคฟเลวา, A.I. ซนาเมนสกี้, I.G. ทาราคานอฟ, S.G. Radchenko, S.N. ลาพัช. เหตุผลของรูปแบบการให้แสงสว่างของพืชที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเรือนกระจกอวกาศ Vitacycle-T เวชศาสตร์การบินและอวกาศและสิ่งแวดล้อม 2559 ต.50. ลำดับที่ 4.
8. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Yakovleva O.S., Znamensky A.I., Tarakanov I.G., Radchenko S.G., Lapach S.N., Trofimov Yu.V., Tsvirko V.I. การเพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟ LED ของเรือนกระจกวิตามิน เวชศาสตร์การบินและอวกาศและสิ่งแวดล้อม 2559 ต.50. ลำดับที่ 3.
9. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Smolyanina S.O., Pomelova M.A., Erokhin A.N., Yakovleva O.S., Tarakanov I.G. อิทธิพลของพารามิเตอร์ระบบการปกครองแบบแสงต่อการสะสมของไนเตรตในมวลชีวภาพเหนือพื้นดินของผักกาดขาวปลี (Brassica chinensis L.) เมื่อปลูกด้วยเครื่องฉายรังสี LED เคมีเกษตร. 2558. ฉบับที่ 11.

LED ได้กลายเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ได้รับความนิยมอย่างมากในทศวรรษที่ผ่านมา พวกเขามาแทนที่หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (CFL) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าหลอดประหยัดไฟ จากนั้น ยุคของไฟ LED สำหรับมนุษย์ก็เริ่มต้นขึ้น

หลอดประหยัดไฟค่อนข้างอันตรายเนื่องจากมีไอปรอทอยู่ในหลอดไฟ หากถูกทำลายก็มีความเสี่ยงที่จะเกิดอันตรายร้ายแรงต่อสุขภาพของคุณถึงขั้นเสียชีวิตได้ มาดูกันว่าหลอดไฟ LED เป็นอันตรายต่อมนุษย์หรือไม่?

แหล่งที่มาของอันตรายต่อสุขภาพ

เพื่อพิสูจน์หรือพิสูจน์หักล้างอันตรายของหลอดไฟ LED ต่อสุขภาพ เราจะพิจารณาแหล่งที่มาของความเสียหายต่อร่างกาย ให้เราแบ่งเงื่อนไขออกเป็น 2 กลุ่มตามเงื่อนไข: ลักษณะอุปกรณ์และการทำงานที่ไม่เหมาะสม

ลักษณะของอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่เป็นอันตรายต่อร่างกาย:

ลักษณะสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสง
การแผ่รังสีในสเปกตรัมอินฟราเรด
การเต้นของฟลักซ์แสง

กลุ่มที่สองเป็นอันตรายต่อสุขภาพไม่ได้มาจากแหล่งกำเนิดแสง แต่จากการใช้งานที่ไม่เหมาะสม เรามาดูปัจจัยด้านแสงแต่ละอย่างที่ส่งผลต่อสุขภาพของคุณ แล้วพิจารณาว่าไฟ LED เป็นอันตรายต่อดวงตาของคุณหรือไม่

แหล่งกำเนิดแสงแตกต่างกันอย่างไร?

ควรใช้แสงแดดเป็นมาตรฐาน เนื่องจากมีสเปกตรัมรังสีแสงที่สมบูรณ์ที่สุด ในบรรดาอุปกรณ์ให้แสงสว่างประดิษฐ์ทั้งหมด หลอดไส้อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด เปรียบเทียบลักษณะสเปกตรัมของแหล่งต่างๆ

กราฟแสดงสเปกตรัมต่างๆ ของอุปกรณ์ให้แสงสว่าง แสงจากหลอดไส้มีสเปกตรัมที่ราบรื่นซึ่งเพิ่มขึ้นจนถึงช่วงสีแดง สเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ค่อนข้างขาด บวกกับดัชนีการเรนเดอร์สีต่ำ (ประมาณ 70)

การทำงานในห้องที่มีแสงสว่างดังกล่าวทำให้เกิดความเหนื่อยล้าและปวดหัวเพิ่มขึ้น รวมถึงการรับรู้สีที่บิดเบี้ยว

สเปกตรัมของหลอดไฟ LED นั้นสมบูรณ์และสม่ำเสมอยิ่งขึ้น มีการเพิ่มความเข้มในช่วงความยาวคลื่น 450 นาโนเมตร สำหรับแสงเย็น และในช่วง 600 นาโนเมตร สำหรับหลอดไฟ "อุ่น" ตามลำดับ แหล่งกำเนิดแสง LED ให้การแสดงสีปกติโดยมีดัชนี CRI มากกว่า 80 หลอดไฟ LED มีความเข้มของรังสียูวีต่ำมาก.

หากคุณเปรียบเทียบสเปกตรัมของไดโอดกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ยอดนิยมจะเห็นได้ชัดว่าเหตุใดจึงใช้หลอดหลังน้อยลง สเปกตรัมของ CFL นั้นอยู่ไกลจากมาตรฐานโดยสิ้นเชิง และดัชนีการเรนเดอร์สีของมันก็ยังเป็นที่ต้องการอยู่มาก

จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าหลอดไฟ LED ไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพตามลักษณะของสเปกตรัม

ทำไมโคมไฟถึงสั่นไหว?

ปัจจัยต่อไปที่ส่งผลต่อความเป็นอยู่ที่ดีคือค่าสัมประสิทธิ์การเต้นของฟลักซ์แสง เพื่อให้เข้าใจว่ามันคืออะไรและขึ้นอยู่กับอะไร คุณต้องพิจารณารูปร่างของแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้า

คุณภาพของแสงและการเต้นของแสงขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานที่ใช้ แหล่งกำเนิดแสงที่ทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่ เช่น หลอดไฟ LED 12 โวลต์ จะไม่กะพริบ เรามาดูการกะพริบและอันตรายของหลอดไฟ LED ต่อดวงตาสาเหตุของการเกิดขึ้นและวิธีกำจัดพวกมัน

จากเต้าเสียบเราได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีค่าประสิทธิผลเป็นแอมพลิจูด 220V และ 310V ซึ่งคุณสามารถดูได้ในกราฟด้านบน (a)

เนื่องจากไฟ LED ใช้พลังงานจากไฟฟ้ากระแสตรง ไม่ใช่ไฟฟ้ากระแสสลับ จึงจำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ในอาคาร หลอดไฟ LEDวางวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีวงจรเรียงกระแสคลื่นเดี่ยวหรือสองครึ่ง หลังจากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะกลายเป็นขั้วเดียว มันเป็นสัญลักษณ์คงที่ แต่ไม่ใช่ในขนาด เช่น เต้นเป็นจังหวะตั้งแต่ 0 ถึง 310 โวลต์ กราฟอยู่ตรงกลาง (b)

หลอดไฟดังกล่าวจะเต้นเป็นจังหวะที่ความถี่ 100 เฮิรตซ์หรือ 100 ครั้งต่อวินาที ตามเวลาของแรงดันไฟฟ้าที่กระเพื่อม อันตรายต่อดวงตาของหลอดไฟ LED ขึ้นอยู่กับคุณภาพของหลอดไฟ ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมในภายหลัง

ไฟ LED กะพริบหรือไม่?

หลอดไฟ LED ใช้ไดรเวอร์ที่มีระบบป้องกันภาพสั่นไหวในปัจจุบัน (แพง) หรือฟิลเตอร์ป้องกันนามแฝง (ราคาถูก) แรงดันไฟฟ้าจะคงที่และเสถียรหากใช้ตัวกรองแบบคาปาซิทีฟ

หากผู้ผลิตไม่ได้บันทึกลงในไดรเวอร์ ค่าปัจจุบันจะคงที่ นี้ ตัวเลือกที่ดีที่สุดทั้งเพื่อลดการกระเพื่อมและปรับปรุงอายุการใช้งาน LED

ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าชีพจรมีลักษณะอย่างไรจากมุมมองของกล้อง คุณอาจไม่สังเกตเห็นการเต้นเป็นจังหวะ เนื่องจากอวัยวะในการมองเห็นพยายามปรับภาพเพื่อการรับรู้ สมองดูดซับจังหวะเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งทำให้เกิดความเหนื่อยล้าและผลข้างเคียงอื่นๆ

ผลกระทบของหลอดไฟ LED ต่อการมองเห็นของมนุษย์อาจเป็นผลเสียได้หากทำให้เกิดฟลักซ์แสงที่เร้าใจ มาตรฐานด้านสุขอนามัยจำกัดความลึกของการเต้นเป็นจังหวะในสำนักงานไว้ที่ 20% และในสถานที่ทำงานที่ทำให้ปวดตาอยู่ที่ 15%

ไม่ควรติดตั้งโคมไฟที่มีจังหวะขนาดใหญ่ที่บ้าน แต่เหมาะสำหรับการส่องสว่างทางเดิน ห้องเตรียมอาหาร ทางเข้า และห้องอเนกประสงค์เท่านั้น ห้องใด ๆ ที่คุณไม่ได้ทำงานภาพใด ๆ และอย่าอยู่เป็นเวลานาน

อันตรายจากหลอดไฟ LED ราคาถูกมีสาเหตุหลักมาจากการสั่นเป็นจังหวะ อย่าละทิ้งแสงสว่าง LED พร้อมไดรเวอร์ปกติมีราคาสูงกว่าอะนาล็อกจีนที่ถูกที่สุดเพียง 50-100 รูเบิล

แหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ และการเต้นเป็นจังหวะ

หลอดไส้ไม่กะพริบเนื่องจากทำงานโดยใช้ไฟฟ้ากระแสสลับและไส้หลอดไม่มีเวลาที่จะเย็นลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าข้ามเครื่องหมายศูนย์ หลอดฟลูออเรสเซนต์จะกะพริบหากเชื่อมต่อโดยใช้วงจร "ปีกผีเสื้อ" แบบเก่า คุณสามารถแยกแยะได้ด้วยเสียงปีกผีเสื้อที่มีลักษณะเฉพาะระหว่างการทำงาน ภาพด้านล่างแสดงจังหวะของไฟแรสเตอร์เมื่อเห็นจากกล้องโทรศัพท์

CFL และ LL ที่ทันสมัยกว่าจะไม่ส่งเสียงฮัมหรือกะพริบเพียงเพราะวงจรใช้แหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง แหล่งพลังงานดังกล่าวเรียกว่าบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ (บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์) .

อันตรายจากสเปกตรัมอินฟราเรด

ในการตรวจสอบว่าหลอด LED เป็นอันตรายต่อการมองเห็นหรือไม่ ให้พิจารณาปัจจัยที่สามที่ทำให้เกิดอันตราย นั่นคือ รังสีอินฟราเรด เป็นที่น่าสังเกตว่า:

ประการแรก ความเป็นอันตรายของสเปกตรัม IR นั้นเป็นที่น่าสงสัยและไม่มีข้อโต้แย้งที่ชัดเจน
ประการที่สองในสเปกตรัมของไฟ LED การแผ่รังสีอินฟราเรดจะหายไปหรือน้อยมาก คุณสามารถตรวจสอบสิ่งนี้ได้ในกราฟที่ให้ไว้ตอนต้นบทความ

หลอดฮาโลเจนเป็นอันตรายต่อสุขภาพหรือไม่? ในแหล่งกำเนิดแสงที่อุดมไปด้วยสเปกตรัมอินฟราเรด (ฮาโลเจน) ผู้ผลิตที่รับผิดชอบ (Philips, Osram ฯลฯ) จะใช้ฟิลเตอร์ IR เพื่อลดอันตรายต่อสุขภาพให้เหลือน้อยที่สุด

อันตรายจากสเปกตรัมสีน้ำเงิน

ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้วว่ารังสีในสเปกตรัมสีน้ำเงินช่วยลดการผลิตฮอร์โมนเมลาโทนินในการนอนหลับและทำลายจอประสาทตา ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถรักษาให้หายได้

นอกจากระดับเมลาโทนินที่ลดลงแล้ว การแผ่รังสีแสงสีฟ้ายังเป็นสาเหตุหลายอย่างอีกด้วย ผลข้างเคียง: ความเหนื่อยล้า การมองเห็นเพิ่มขึ้น โรคตา สีนี้ถือว่าสว่างกว่าซึ่งมักใช้ในการตลาดเพื่อดึงดูดความสนใจของเรา ไฟแสดงสถานะส่วนใหญ่บนลำโพง ทีวี จอภาพ และอุปกรณ์อื่นๆ จะเป็นสีน้ำเงิน

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้และหลอดไฟ LED ปลอดภัยต่อดวงตามีการเขียนไว้ในชุมชนอย่างไร

ไฟ LED สีขาวคือไฟ LED สีน้ำเงินที่เคลือบด้วยสารเรืองแสงพิเศษที่จะแปลงการแผ่รังสีเป็นสีขาว

สีฟ้าเป็นปัจจัยลบที่ส่งผลต่อการมองเห็นของหลอดไฟ LED มากที่สุด ลองดูกราฟ ซึ่งได้แก่ สเปกตรัมการปล่อยแสงของ LED ที่แสดงข้างต้น แม้แต่หลอดไฟ LED แสงโทนอุ่นก็มีความสว่างสูงสุดในสเปกตรัมสีน้ำเงิน ในขณะที่หลอดไฟเย็นก็มีความสว่างสูงสุดที่สูงมาก

ด้านการปฏิบัติของปัญหา

ดังนั้นอันตรายของหลอดไฟ LED ต่อมนุษย์จึงไม่ใช่เรื่องโกหกใช่ไหม? ไม่เชิง. ความจริงก็คือ การวิจัยดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่ตัวอย่างที่กำลังศึกษาถูกส่องสว่างด้วยไฟ LED สีฟ้าอันทรงพลัง และสเปกตรัมทั้งหมดอยู่ในช่วง "อันตราย"

แม้ว่าแสงสีน้ำเงินจะมีส่วนแบ่งใน LED เย็น แต่ก็ยังมีแสงแดดไม่น้อย

คนยุคใหม่ทุกวัยใช้เวลาอยู่หน้าจอคอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน และแท็บเล็ตเป็นจำนวนมาก การโฟกัสอย่างต่อเนื่องที่ระยะ 0.3-1 เมตรจากหน้าจอทำให้เกิดความเสียหายต่อการมองเห็นมากยิ่งขึ้นอย่างไม่มีใครเทียบได้

อันตรายของสเปกตรัมสีน้ำเงินของหลอดไฟ LED เมื่อเปรียบเทียบกับอันตรายจากหน้าจออุปกรณ์นั้นไม่มีนัยสำคัญ LED เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการส่องสว่างห้อง สำนักงาน หรือสถานที่อื่นๆ ด้วยกระแสแสงสว่างที่ใช้พลังงานต่ำ

หากคุณกังวล มีผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาเพื่อลดอันตรายจากรังสีสีน้ำเงิน ตัวเลือกต่างๆเลนส์และแว่นตาสำหรับทำงานกับคอมพิวเตอร์ ฟิลเตอร์จะสะท้อนแสงในช่วงสีน้ำเงินและทำให้สีดูอบอุ่นขึ้น

จำเป็นต้องจำ: ไม่ใช่ LED ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ แต่เป็นโหมดการทำงานที่ไม่ถูกต้องกับอุปกรณ์และแสงที่ไม่ดี

ไฟ LED - ประโยชน์หรืออันตราย?

คุณสามารถเข้าใจได้ว่าหลอดไฟ LED เป็นอันตรายหรือไม่โดยการจัดแสงสว่างให้เหมาะสมตาม โดยจะควบคุมปริมาณแสงเพื่อทำงานที่มีความแม่นยำและขนาดของชิ้นส่วนต่างๆ ที่คุณใช้ระหว่างทำงาน

แหล่งกำเนิดแสง LED ช่วยให้คุณได้รับความสว่างที่ต้องการในสถานที่ทำงาน โดยมีค่าไฟฟ้าน้อยที่สุด คุณจะรักษาการมองเห็นของคุณไว้ การทำงานจะง่ายขึ้นเมื่อห้องมีแสงสว่าง และคุณไม่จำเป็นต้องดูรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ในแสงสลัว ในกรณีนี้ความเป็นอันตรายของหลอดไฟ LED ต่อดวงตามีน้อยมาก

การใช้พลังงานสูงของหลอดไส้เก่านั้นไม่ได้ประโยชน์ทั้งในระดับประเทศ (โหลดสูงบนสายไฟ) และในระดับบุคคล (ปริมาณการใช้ไฟฟ้าสูงและราคาไฟฟ้าสูง)

ปัจจุบัน การถกเถียงกันว่าหลอดไฟ LED เป็นอันตรายต่อการมองเห็นหรือไม่ ยังคงเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ และไม่สามารถให้คำตอบที่แน่ชัดได้ พวกเขาเข้ามาเติมเต็มตลาดผลิตภัณฑ์ส่องสว่างเมื่อไม่นานมานี้ เมื่อไม่ถึง 10 ปีที่แล้ว และหลายคนไม่เชื่อเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้

ผลกระทบของหลอดไฟ LED ต่อสุขภาพของมนุษย์จะเป็นศูนย์หากปฏิบัติตามกิจวัตรประจำวัน การนอนหลับ และการทำงานอย่างถูกต้อง หากบุคคลมีความเครียด มีภาระมากเกินไป และไม่ให้ความสำคัญกับคุณภาพการนอนหลับอย่างจริงจัง ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงใดที่จะรักษาสุขภาพของเขาได้

ประโยชน์ของ LED ในชีวิตประจำวัน

นอกจากการใช้งานในครัวเรือนแล้ว คุณยังสามารถประหยัดค่าไฟเรือนกระจกเทียมได้อีกด้วย สเปกตรัมช่วยให้พืชผลของคุณเติบโตเร็วขึ้นและดีขึ้น เพื่อจุดประสงค์นี้มักใช้หลอด HPS ซึ่งแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน

กำลังของแหล่งกำเนิดแสงดังกล่าวคำนวณที่หลายร้อยวัตต์ ในขณะที่ไฟโตแลมป์ LED มีกำลังน้อยกว่าสิบเท่าและมีเพียงความยาวคลื่นที่จำเป็นเท่านั้นเพื่อการเจริญเติบโตของพืชที่ดีขึ้น

แม้ว่าราคาจะลดลงประมาณ 10 เท่าตั้งแต่ปี 2554 ถึง 2560 แต่ราคาของหลอด LED หนึ่งหลอดเทียบเท่ากับหลอดไส้ 100 วัตต์ยังคงอยู่ที่ระดับหลอดไส้ 10 หลอดซึ่งทำให้ผู้บริโภคจำนวนมากไม่สามารถซื้อสินค้าได้

สำหรับสิ่งแวดล้อม การละทิ้งหลอดปล่อยก๊าซถือเป็นข้อดีอย่างยิ่ง เราเขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความเกี่ยวกับ แต่สิ่งที่อันตรายของหลอดไฟ LED ต่อสุขภาพยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด สิ่งที่ชัดเจนก็คือไม่ต้องกลัวไอปรอทอีกต่อไป

การใช้แหล่งกำเนิดแสงใหม่โดยคนจำนวนมากช่วยให้นักพัฒนาได้รับเงินทุนสำหรับโครงการใหม่ที่ก้าวหน้ายิ่งขึ้น และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีก็ก้าวไปข้างหน้าอยู่เสมอ ดังนั้นเราจึงต้องรอสถิติก่อนจะชัดเจนว่าหลอด LED มีอันตรายต่อสุขภาพมากแค่ไหนและต้องใช้เวลา

การแนะนำ

ประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพการส่องสว่าง ซึ่งวัดเป็นลูเมนต่อวัตต์ (lm/W, lm/W) คือค่าที่ใช้กำหนดประสิทธิภาพของการแปลงพลังงาน (ในกรณีของเราคือไฟฟ้า) ให้เป็นแสง หลอดไส้ทั่วไปทำงานในช่วง 10-15 ลูเมน/วัตต์ เมื่อหลายปีก่อน ค่าประสิทธิภาพ LED มาตรฐานอยู่ที่ประมาณ 30 ลูเมน/วัตต์ แต่ภายในปี 2549 ประสิทธิภาพของ LED สีขาวเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า: Cree หนึ่งในผู้ผลิตชั้นนำสามารถสาธิต 70 lm/W ในต้นแบบได้ ซึ่งคิดเป็นการเพิ่มขึ้น 43 เปอร์เซ็นต์จากค่าลูเมนเอาท์พุตสูงสุดของ LED สีขาวที่ใช้ในการผลิต ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2549 Nichia ได้ประกาศเปิดตัวไฟ LED สีขาวรุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างที่ 150 ลูเมน/วัตต์ ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นฟลักซ์ส่องสว่าง 9.4 ลูเมน โดยมีอุณหภูมิสี 4600 K ที่ความแรงกระแส 20 mA ในสภาพห้องปฏิบัติการ ประสิทธิภาพที่ประกาศไว้สูงกว่าหลอดไส้ (13 ลูเมน/วัตต์) ประมาณ 11.5 เท่า ซึ่งสูงกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์สมัยใหม่ (90 ลูเมน/วัตต์) ประมาณ 1.7 เท่า ยิ่งไปกว่านั้น ยังเกินกว่าตัวบ่งชี้ของหลอดโซเดียมความดันสูง (132 ลูเมน/วัตต์) ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดในบรรดาหลอดไฟแบบเดิมๆ

ข้อดี

ไฟโซลิดสเตต (SSL) ยังคงไม่เป็นที่รู้จักกันดี แม้ว่าจะสามารถผลิตและนำไปใช้งานผ่าน LED ได้หลายวิธีก็ตาม บริษัทและนักออกแบบส่วนใหญ่คุ้นเคยกับการใช้แสงสีขาวแบบอะนาล็อกแบบดั้งเดิมเท่านั้น โดยไม่ได้ประเมินทางเลือกที่เป็นประโยชน์และเป็นประโยชน์จาก LED อย่างแท้จริง นอกเหนือจากคุณประโยชน์ที่คาดเดาได้ง่ายซึ่งสามารถได้รับจากไฟ LED โซลิดสเตต (การประหยัดพลังงาน อายุการใช้งานที่ยาวนาน ฯลฯ) คุณควรใส่ใจกับคุณสมบัติเฉพาะของ LED ต่อไปนี้ในฐานะแหล่งกำเนิดแสงสีขาวใหม่:

การสร้างความร้อนต่ำและแรงดันไฟฟ้าต่ำ (รับประกัน ระดับสูงความปลอดภัย);
ไม่มีหลอดแก้ว (กำหนดความแข็งแรงเชิงกลและความน่าเชื่อถือที่สูงมาก)
ไม่มีการอุ่นเครื่องหรือแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นสูงเมื่อเปิดเครื่อง
เปิด/ปิดโดยปราศจากความเฉื่อย (ปฏิกิริยา< 100 нс);
ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวแปลง DC/AC;
การควบคุมแบบสัมบูรณ์ (การปรับความสว่างและสีในช่วงไดนามิกเต็ม)
แสงที่ปล่อยออกมาเต็มสเปกตรัม (หรือสเปกตรัมเฉพาะหากจำเป็น)
การกระจายแสงในตัว
ความกะทัดรัดและความง่ายในการติดตั้ง
ไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอื่น ๆ ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ
ไม่มีการใช้สารอันตรายเช่นปรอท

วิธีรับแสงสีขาวโดยใช้ LED

สีดำคือการไม่มีสีทั้งหมด เมื่อแสงจากทุกส่วนของสเปกตรัมสีซ้อนทับกัน (นั่นคือ มีสีทั้งหมดอยู่) ส่วนผสมที่รวมกันจะปรากฏเป็นสีขาว นี่คือสิ่งที่เรียกว่าแสงสีขาวหลากสี แม่สีที่สามารถรับเฉดสีทั้งหมดได้คือ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน (RGB) สีรองหรือที่เรียกว่าสีเสริม: ม่วง (ส่วนผสมของสีแดงและสีน้ำเงิน); สีน้ำเงิน (ส่วนผสมของสีเขียวและสีน้ำเงิน); และสีเหลือง (ส่วนผสมของสีแดงและสีเขียว) สีคู่ตรงข้ามและสีหลักที่ตรงกันข้ามจะรวมกันเป็นแสงสีขาว (เหลืองและน้ำเงิน ฟ้ากับแดง ม่วงไลแลคและเขียว)

มีหลายวิธีในการผลิตแสงสีขาวจาก LED

ประการแรกคือการผสมสีโดยใช้เทคโนโลยี RGB ไฟ LED สีแดง น้ำเงิน และเขียววางหนาแน่นบนเมทริกซ์เดียว ซึ่งมีการแผ่รังสีผสมกันโดยใช้ระบบออพติคัล เช่น เลนส์ ผลลัพธ์ที่ได้คือแสงสีขาว อีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปน้อยกว่าคือการผสมสี LED หลักและสีรองเพื่อสร้างแสงสีขาว

ในวิธีที่สอง ฟอสเฟอร์สีเหลือง (หรือเขียวบวกแดง) จะถูกนำไปใช้กับไฟ LED สีน้ำเงิน ส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซสองหรือสามครั้งผสมกันจนกลายเป็นแสงสีขาวหรือใกล้สีขาว

วิธีที่สามคือใช้ฟอสเฟอร์สามชนิดกับพื้นผิวของ LED ที่เปล่งแสงในช่วงอัลตราไวโอเลต โดยปล่อยแสงสีน้ำเงิน เขียว และแดง ตามลำดับ คล้ายกับการที่หลอดฟลูออเรสเซนต์ส่องแสง

วิธีที่สี่ในการผลิตแสงสีขาวโดยใช้ LED ขึ้นอยู่กับการใช้เซมิคอนดักเตอร์ ZnSe โครงสร้างเป็นไฟ LED ZnSe สีน้ำเงิน "โต" บนพื้นผิว ZnSe บริเวณที่ทำงานของตัวนำจะปล่อยแสงสีน้ำเงิน และวัสดุพิมพ์จะปล่อยแสงสีเหลือง

ประเภทคริสตัล			สารเรืองแสง	สีที่ปล่อยออกมาและเฉดสีที่เป็นไปได้	การใช้งาน
			สารเรืองแสง	สีที่ปล่อยออกมาและเฉดสีที่เป็นไปได้	การใช้งาน
สีฟ้าและสีเขียว				สีขาว + R, G, B และการผสมหลายสี	ไฟแบ็คไลท์ LCD สถาปัตยกรรม ภูมิทัศน์ ป้ายบอกคะแนน และจอแสดงผล
				สีขาว + B, Y และเฉดสีหลากสีต่างๆ
สีฟ้า-เขียว	แดงหรือแดงส้ม			สีขาว + B, R และเฉดสีหลากสีต่างๆ	แสงยานยนต์ สถาปัตยกรรม ภูมิทัศน์
สีฟ้า 470-450 นาโนเมตร				สีขาวเท่านั้น	แสงทั่วไปและแบ็คไลท์
ยูวี				สีขาวหรือสีเอกรงค์ต่างๆ ขึ้นอยู่กับฟอสฟอรัสที่ใช้	แสงทั่วไปและแบ็คไลท์
		น้ำเงิน/เหลือง		สีขาว + น้ำเงินจากชั้นเอพิเทเชียล สีเหลืองจากซับสเตรต	แสงทั่วไปและแบ็คไลท์

วิธีไหนดีกว่ากัน?

แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง โดยหลักการแล้วเทคโนโลยีการผสมสีไม่เพียงช่วยให้ได้สีขาวเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เคลื่อนที่ไปตามแผนภูมิสีได้เมื่อกระแสไฟที่ไหลผ่าน LED ต่างๆ เปลี่ยนไป กระบวนการนี้สามารถควบคุมได้ด้วยตนเองหรือผ่านโปรแกรมพิเศษ ในทำนองเดียวกัน ก็เป็นไปได้ที่จะได้รับอุณหภูมิสีที่แตกต่างกัน ดังนั้นเมทริกซ์ RGB จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบไฟส่องสว่างแบบไดนามิก นอกจากนี้ ไฟ LED จำนวนมากในเมทริกซ์ยังให้ฟลักซ์การส่องสว่างรวมที่สูงและความเข้มของการส่องสว่างในแนวแกนสูง แต่จุดไฟเนื่องจากความคลาดเคลื่อนของระบบออพติคอล จึงมีสีที่แตกต่างกันตรงกลางและที่ขอบ และที่สำคัญที่สุด เนื่องจากการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอจากขอบของเมทริกซ์และจากตรงกลาง ไฟ LED จะร้อนแตกต่างกัน และด้วยเหตุนี้สีจึงเปลี่ยนไปแตกต่างกันในระหว่างกระบวนการชรา อุณหภูมิสีโดยรวมและสี “ลอย” ในระหว่างการใช้งาน ปรากฏการณ์อันไม่พึงประสงค์นี้ค่อนข้างยากและมีราคาแพงในการชดเชย

ไฟ LED สีขาวพร้อมฟอสเฟอร์ (ไฟ LED ที่แปลงฟอสเฟอร์) ราคาถูกกว่ามาก ไฟแอลอีดี RGB-เมทริกซ์ (ในแง่ของหน่วยฟลักซ์ส่องสว่าง) และช่วยให้คุณได้สีขาวที่ดี และโดยหลักการแล้วสำหรับพวกเขา การไปยังจุดที่มีพิกัด (X = 0.33, Y = 0.33) บนแผนภาพสี CIE ก็ไม่ใช่ปัญหา ข้อเสียมีดังนี้ ประการแรก มีเอาต์พุตแสงน้อยกว่าเมทริกซ์ RGB เนื่องจากการแปลงแสงในชั้นฟอสเฟอร์ ประการที่สองการควบคุมความสม่ำเสมอของการใช้สารเรืองแสงในกระบวนการทางเทคโนโลยีนั้นค่อนข้างยาก (เป็นผลให้อุณหภูมิสีไม่ได้รับการควบคุมอุณหภูมิ) และประการที่สาม สารเรืองแสงก็มีอายุมากขึ้น และเร็วกว่าตัว LED เอง

ไฟ LED ZnSe สีขาวมีข้อดีหลายประการ ทำงานที่ 2.7V และทนทานต่อการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตได้ดีมาก ไฟ LED ZnSe สามารถปล่อยแสงในช่วงอุณหภูมิสีที่กว้างกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ GaN มาก (3500-8500K เทียบกับ 6000-8500K) สิ่งนี้ช่วยให้คุณสร้างอุปกรณ์ที่มีแสง "อุ่นกว่า" ซึ่งเป็นที่ต้องการของชาวอเมริกันและชาวยุโรป นอกจากนี้ยังมีข้อเสีย: แม้ว่าตัวปล่อยที่ใช้ ZnSe จะให้ผลควอนตัมสูง แต่ก็มีอายุการใช้งานสั้น มีความต้านทานไฟฟ้าสูง และยังไม่พบการใช้งานเชิงพาณิชย์

แอปพลิเคชัน

อุณหภูมิสี

ลองพิจารณาสเปกตรัมการปล่อยแสงของ LED สีขาวที่มีฟอสเฟอร์เป็นแหล่งกำเนิดของแสงโพลีโครมาติก ไฟ LED สีขาวให้คุณเลือกสีได้หลากหลายตั้งแต่สี "อบอุ่น" สีขาวหลอดไส้ให้ “เย็น” ฟลูออเรสเซนต์สีขาว ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

แผนภูมินี้แสดงช่วงสีขาวทั้งหมดตั้งแต่บริเวณที่อบอุ่นกว่า 2800 K ไปจนถึงบริเวณสีขาวอมฟ้าโทนเย็นที่ 9000 K สีขาวหลายเฉดสีถูกกำหนดไว้แล้วโดยแหล่งกำเนิดแสงต่างๆ ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมรอบตัวเรา: สำนักงาน สีฟ้าโทนเย็น - แสงสีขาวจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ ในประเทศแสงสีขาวอมเหลืองจากหลอดไส้ แสงอุตสาหกรรมสีฟ้าขาวสดใสของโคมไฟปรอท แสงสีเหลืองขาวจากหลอดโซเดียมความดันสูงกลางแจ้ง

LED (Lighting Emission Diode) - ไฟ LED ที่มีการเปล่งแสงเข้มข้นเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคน ประมาณ 10 ปีที่แล้ว (ในรัสเซีย) พวกเขาได้ "ปฏิวัติระบบแสงสว่างอย่างเงียบๆ" โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ต้องการความคล่องตัว การใช้พลังงานจำเพาะต่ำ ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ดูเหมือนว่าแหล่งกำเนิดแสงในอุดมคติที่นักปั่นจักรยานและนักท่องเที่ยว ตลอดจนนักล่าและชาวประมง นักสำรวจถ้ำ และนักปีนเขาต่างกระตือรือร้นที่จะได้รับนั้น “อยู่ที่นี่และเดี๋ยวนี้” แล้ว และมันก็เพียงพอแล้วที่จะยื่นมือของคุณสะสมแรคคูนที่ถูกฆ่าไปสองสามตัวและจะมี "สันติภาพบนโลกความปรารถนาดีต่อมนุษย์" ตอนนี้เราสามารถพูดได้ว่า 10 ปีนี้ไม่ได้ไร้ประโยชน์ และความเป็นจริงของ LED กลับกลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจ หลากหลาย และมอบโอกาสใหม่ ๆ ที่ไม่เคยเกิดขึ้นกับเรามาก่อน

ข้าว. 2 การออกแบบ Luxeon LED จากระบบไฟ Lumileds* (“คำอธิบายและหลักการทำงานของหลอดไฟ LED” กลุ่มบริษัทประหยัดพลังงาน )

ข้าว. ไฟ LED สีฟ้า 3 ดวงพร้อมการปล่อยสีเดียว - (“LED - เทคโนโลยี หลักการทำงาน ข้อดีและข้อเสียของ LED” ).

หลักการดำเนินงาน .

LED ส่วนใหญ่เป็นไดโอด นั่นคือก้อนกรวดเจ้าเล่ห์ชนิดหนึ่งที่มีทางแยก p-n อยู่ข้างใน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการสัมผัสกันของสารกึ่งตัวนำสองตัวด้วย ประเภทต่างๆการนำไฟฟ้า ซึ่งภายใต้เงื่อนไขบางประการจะปล่อยแสงผ่านกระบวนการรวมตัวกันใหม่ (การฆ่าตัวตายเชิงสร้างสรรค์ร่วมกัน) ของอิเล็กตรอนและรู
โดยทั่วไป ยิ่งกระแสไฟฟ้าผ่าน LED มากเท่าใด อิเล็กตรอนและรูก็จะเข้าสู่โซนการรวมตัวกันใหม่ต่อหน่วยเวลามากขึ้นเท่านั้น และจะมีการปล่อยแสงที่เอาท์พุตมากขึ้น แต่กระแสไฟไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้มากนัก เนื่องจากความต้านทานภายในของเซมิคอนดักเตอร์และจุดเชื่อมต่อ p-n ทำให้ LED อาจมีความร้อนมากเกินไป ซึ่งนำไปสู่การเร่งอายุหรือความล้มเหลว
เพื่อให้ได้ฟลักซ์แสงที่มีนัยสำคัญ โครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์หลายชั้น - โครงสร้างเฮเทอโร - จะถูกสร้างขึ้น สำหรับการพัฒนาโครงสร้างเฮเทอโรเซมิคอนดักเตอร์สำหรับออปโตอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง Zhores Alferov นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย ได้รับรางวัลโนเบลในปี 2000

สองคำสำหรับเรื่องราว

ตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์สีแดงตัวแรกสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมถูกผลิตขึ้นในปี พ.ศ. 2505 ในช่วงทศวรรษที่ 60 และ 70 มีการสร้างไฟ LED ที่มีพื้นฐานจากแกลเลียมฟอสไฟด์และอาร์เซไนด์ โดยเปล่งแสงในบริเวณสีเหลืองเขียว เหลืองและแดงของสเปกตรัม พวกมันถูกใช้ในไฟสัญญาณและระบบเตือนภัย ในปี 1993 Nichia (ญี่ปุ่น) ได้สร้าง LED สีน้ำเงินความสว่างสูงตัวแรก เกือบจะในทันที อุปกรณ์ LED RGB ปรากฏขึ้น ตั้งแต่สีน้ำเงิน สีแดง และ สีเขียวทำให้ได้สีอะไรก็ได้รวมทั้งสีขาวด้วย ไฟ LED ฟอสเฟอร์สีขาวปรากฏตัวครั้งแรกในปี 1996 ต่อมา เทคโนโลยีได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และภายในปี 2005 กำลังส่องสว่างของ LED ก็สูงถึงมากกว่า 100 ลูเมน/วัตต์

แสงสีขาว

LED สีทั่วไปปล่อยคลื่นแสงสเปกตรัมแคบ (การแผ่รังสีสีเดียว) นี่เป็นสิ่งที่ดีสำหรับอุปกรณ์เตือนภัย และสำหรับการให้แสงสว่าง เราต้องใช้ LED สีขาวและใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน..
เช่น การผสมสีโดยใช้เทคโนโลยี RGB ไฟ LED สีแดง น้ำเงิน และเขียววางหนาแน่นบนเมทริกซ์เดียว ซึ่งมีการแผ่รังสีผสมกันโดยใช้ระบบออพติคอล เช่น เลนส์ ผลลัพธ์ที่ได้คือแสงสีขาว

ข้าว. 4 สเปกตรัมการปล่อยแสงของ LED RGB. ("วิกิพีเดีย")

หรือสมมติว่ามีการใช้ฟอสเฟอร์ หรือพูดให้ชัดเจนกว่านั้นคือมีการใช้ฟอสเฟอร์หลายตัวกับ LED และจากการผสมสี ทำให้ได้แสงสีขาวหรือใกล้เคียงกับสีขาว ไฟ LED สีขาวพร้อมฟอสเฟอร์มีราคาถูกกว่าเมทริกซ์ RGB ซึ่งทำให้สามารถใช้เป็นไฟได้

ข้าว. 5 สเปกตรัมการปล่อยแสงของ LED สีขาวพร้อมฟอสเฟอร์* (วิกิพีเดีย)

ข้าว. ไฟ LED สีขาว 6 ดวงพร้อมสารเรืองแสงแผนผังของการออกแบบ LED สีขาวแบบใดแบบหนึ่ง

MRSV เป็นแผงวงจรพิมพ์ที่มีค่าการนำความร้อนสูง * ("วิกิพีเดีย")

คุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของ LED ในทิศทางไปข้างหน้าไม่เป็นเชิงเส้นและกระแสเริ่มไหลจากแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ที่กำหนด ในโหมดหลักของการปล่อย LED กระแสไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าแบบทวีคูณ และการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในปัจจุบัน และเนื่องจากเอาต์พุตแสงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟ ความสว่างของ LED จึงไม่เสถียร ดังนั้นกระแสจึงต้องมีความเสถียร ตัวอย่างเช่น ความสว่างของ LED สามารถปรับได้โดยใช้การปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่จ่ายสัญญาณความถี่สูงแบบพัลส์ไปยัง LED ต่างจากหลอดไส้ อุณหภูมิสีของ LED เปลี่ยนแปลงน้อยมากเมื่อหรี่แสง .

ข้อดีและข้อเสียของไฟ LED ฟอสเฟอร์

ใน LED ไม่เหมือนหลอดไส้หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ กระแสไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นรังสีแสงโดยตรง และการสูญเสียจึงค่อนข้างน้อย

ข้อได้เปรียบหลักของไฟ LED สีขาวคือประสิทธิภาพสูง ใช้พลังงานจำเพาะต่ำ และประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง - 160-170 ลูเมน/วัตต์
ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานยาวนาน
น้ำหนักเบาและขนาด LED ทำให้สามารถใช้กับไฟฉายพกพาขนาดเล็กได้
การไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรดในสเปกตรัมทำให้สามารถใช้ไฟ LED ได้โดยไม่มีผลกระทบที่เป็นอันตราย เนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในที่ที่มีโอโซนมีผลกระทบอย่างมากต่ออินทรียวัตถุและรังสีอินฟราเรดอาจทำให้เกิดการไหม้ได้
ตัวบ่งชี้ความหนาแน่นของพลังงานจำเพาะ ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะของความหนาแน่นฟลักซ์การส่องสว่าง ของหลอดฟลูออเรสเซนต์มาตรฐานคือ 0.1-0.2 วัตต์/ซม.² และสำหรับ LED สีขาวสมัยใหม่ จะอยู่ที่ประมาณ 50 วัตต์/ซม.²
ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์โดยไม่ทำให้พารามิเตอร์ลดลง และมักจะปรับปรุงด้วยซ้ำ
LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ปราศจากความเฉื่อย โดยไม่จำเป็นต้องใช้เวลาในการอุ่นเครื่องหรือปิด เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ และจำนวนรอบการเปิดและปิดไม่ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ
LED มีกลไกที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้อย่างยิ่ง
ปรับความสว่างได้ง่าย
LED เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำจึงปลอดภัย
อันตรายจากไฟไหม้ต่ำ สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้
ทนต่อความชื้นทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

แต่ก็มีข้อเสียเล็กน้อยเช่นกัน:

ไฟ LED สีขาวมีราคาแพงกว่าและซับซ้อนกว่าในการผลิตมากกว่าหลอดไส้ แม้ว่าราคาจะค่อยๆ ลดลงก็ตาม
การแสดงสีคุณภาพต่ำ ซึ่งจะค่อยๆ ดีขึ้น
LED ที่ทรงพลังจำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนที่ดี
ประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างรวดเร็วและแม้กระทั่งความล้มเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า 60 - 80°C
สารเรืองแสงก็ไม่ชอบอุณหภูมิสูงเพราะว่า... ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงและลักษณะสเปกตรัมของสารเรืองแสงลดลง
ตัวเรือน LED ทำจากพลาสติกซิลิโคนโปร่งใสหรือ อีพอกซีเรซินซึ่งมีอายุมากขึ้นและอยู่ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิจะจางหายไปและเปลี่ยนเป็นสีเหลืองโดยดูดซับส่วนหนึ่งของฟลักซ์แสง
ไฟ LED ที่ทันสมัย ทรงพลัง และสว่างเป็นพิเศษสามารถทำให้ตาบอดและทำลายการมองเห็นของบุคคลได้
หน้าสัมผัสมีความเสี่ยงต่อความล้มเหลวในการกัดกร่อน แผ่นสะท้อนแสง (มักทำจากพลาสติกเคลือบด้วยอลูมิเนียมบาง ๆ) ที่อุณหภูมิสูง คุณสมบัติจะเสื่อมลงเมื่อเวลาผ่านไป และความสว่างและคุณภาพของแสงที่ปล่อยออกมาจะค่อยๆ ลดลง

อายุการใช้งานที่แท้จริงของไฟ LED สีขาว

ข้าว. 7 การลดปริมาณแสงที่ส่งออกระหว่างการทำงานและพฤติกรรมความล้มเหลวของหลอดไส้ (INC), หลอดฟลูออเรสเซนต์ (FL), หลอดปล่อยความเข้มสูง (HID) และหลอด LED (ไม่ปรับขนาด ตามเส้นโค้งทั่วไปที่แสดง)

นิตยสาร "Time of Electronics" บทความ "การกำหนดอายุการใช้งานของ LED"
เขียนโดย เอริค ริชแมน (เอริคริชแมน) นักวิจัยอาวุโสแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือระดับชาติห้องปฏิบัติการ (พีเอ็นเอ็นแอล)

เราทราบเกี่ยวกับอายุการใช้งานของ LED 100,000 ชั่วโมงมาหลายปีแล้ว จริงๆแล้วมันเป็นอย่างไร?
“ในยุคแรกๆ ของ LED อายุการใช้งานที่รายงานโดยทั่วไปคือ 100,000 ชั่วโมง อย่างไรก็ตามไม่มีใครสามารถอธิบายได้ว่าตัวเลขมหัศจรรย์นี้มาจากไหน เป็นไปได้มากว่ามันถูกกำหนดโดยตลาด ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ ผู้ผลิต LED รายแรกที่ระบุอายุการใช้งานตามพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่แท้จริงคือ Philips Lumileds โดยมี Luxeon LED ซึ่งเป็นผลิตผลทางการผลิต ความทนทานของอุปกรณ์ Luxeon รุ่นแรกๆ ซึ่งมีกระแสไฟของไดรฟ์ที่ระบุอยู่ที่ 350 mA และอุณหภูมิหัวต่อที่ 90 องศาเซลเซียส อยู่ที่ประมาณ 50,000 ชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าหลังจากการทำงานของ LED เป็นเวลา 50,000 ชั่วโมงภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด ฟลักซ์การส่องสว่างจะลดลงเหลือ 70% ของค่าดั้งเดิม”
บทความ “Uncharted Waters: การกำหนดความทนทานของโคมไฟ LED”, นิตยสาร "Time of Electronics", Timur Nabiev

ในปัจจุบัน ยังไม่มีมาตรฐานที่กำหนดว่า “อายุการใช้งาน” แท้จริงแล้วหมายถึงอะไรสำหรับ LED นอกจากนี้ยังไม่มีมาตรฐานที่ระบุปริมาณการเปลี่ยนแปลงสีของ LED เมื่อเวลาผ่านไป ไม่ได้กำหนดว่า LED ควรทำงานอย่างไรหลังจากช่วงเวลานี้ บริษัทชั้นนำบางแห่งถูกบังคับให้กำหนดเกณฑ์อายุการใช้งานของตนเอง ตัวอย่างเช่น มีการเลือกค่าฟลักซ์ส่องสว่างตามเกณฑ์สองค่า: - 30% และ 50% เมื่อถึงระดับที่ LED ถือว่าไม่เป็นระเบียบ และค่าเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการรับรู้แสงที่ปล่อยออกมาจากสายตามนุษย์
1) - ลดฟลักซ์การส่องสว่างของไฟ LED ที่สะท้อนลง 30% นั่นคือเมื่อไฟฉาย LED ส่องถนน วัตถุโดยรอบ ฯลฯ
2) - ลดฟลักซ์ส่องสว่างลง 50% เมื่อใช้แสงตรง เช่น ในสัญญาณไฟจราจร ป้ายถนน ไฟจอดรถ....
และบริษัทชั้นนำอื่นๆ เลือกค่าเกณฑ์เพียงค่าเดียวเท่านั้น - 50%
นอกจากนี้ความเสื่อมสภาพของไฟ LED และไฟ LED จะเกิดขึ้นในทุกระดับโดยเริ่มจาก ทางแยกพีเอ็นและปิดท้ายด้วยเลนส์พลาสติกใสด้านหน้าของตัวไฟฉาย นอกจากนี้ สัญญาณพลังงานต่ำและไฟ LED แสดงสถานะยังสามารถใช้งานได้นานหลายทศวรรษ และไฟ LED สมัยใหม่ที่สว่างเป็นพิเศษซึ่งมักจะทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรงทั้งในปัจจุบันและอุณหภูมิจะสูญเสียความสว่างเร็วกว่ามาก ดังนั้นอายุการใช้งานที่แท้จริงของ LED สมัยใหม่คุณภาพสูงจึงอยู่ระหว่างหลายเดือนถึงห้าถึงหกปีในการทำงานอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น Petzl อ้างว่า LED ในไฟฉายมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 5,000 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม บริษัทชั้นนำมักอ้างว่าอุปกรณ์ของตนมีอายุการใช้งานสั้นกว่าบริษัทที่มี "งบประมาณสูง" ซึ่งมักเป็นผู้ผลิตในเอเชียที่เพียงแค่เพิ่มระดับปัจจุบันและบรรลุถึงความเรืองแสงที่สดใส เมื่อซื้อไฟฉายคุณสมบัติทั้งหมดของ LED จะสอดคล้องกับหนังสือเดินทางซึ่งมักจะเขียนเกี่ยวกับเวทย์มนตร์ 100,000 ชั่วโมง แต่อายุการใช้งานจริงของ LED ดังกล่าวจะต้องไม่เกิน 1,000...1500 ชั่วโมง และในระหว่างนี้ฟลักซ์การส่องสว่างจะลดลงอย่างน้อย 2 เท่า

แบตเตอรี่และตัวเก็บประจุ

ในระหว่างการทำงาน แบตเตอรี่และตัวสะสมจะถูกคายประจุ แรงดันไฟฟ้าจะลดลง ความสว่างของไฟ LED และฟลักซ์การส่องสว่างที่มีประสิทธิภาพจะค่อยๆ ลดลง

เส้นโค้งลดความสว่างระหว่างการคายประจุแบตเตอรี่ตามธรรมชาติ

ปรับความสว่างด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ความสว่าง 0.25 ลักซ์ วัดที่ระยะ 2 เมตรจากหลอดไฟ (นี่คือแสงสว่างจากดวงจันทร์ในช่วงพระจันทร์เต็มดวง)

เพื่อปรับปรุงแสงสว่างที่มีประสิทธิผล มีการใช้การควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ (เสถียรภาพ) ของแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย ความแรงของกระแสไฟฟ้าถูกควบคุมโดยไมโครวงจรพิเศษซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสว่างที่เสถียรตลอดระยะเวลาการทำงานทั้งหมด แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดย Petzl ด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ไฟฉายจึงมีลักษณะคงที่ตลอดระยะเวลาการทำงานทั้งหมด จากนั้นจึงเข้าสู่โหมดฉุกเฉิน (0.25 ลักซ์) ความสว่าง 0.25 ลักซ์ คือแสงสว่างที่เกิดจากพระจันทร์เต็มดวงที่อยู่สูงเหนือขอบฟ้าในวันที่อากาศแจ่มใส

แหล่งพลังงานที่เหมาะสมที่สุด

1. สำหรับไฟฉาย LED ในปัจจุบัน แน่นอนว่าเป็นแบตเตอรี่อัลคาไลน์หรือลิเธียม (ลิเธียมไอออน) แบบใช้แล้วทิ้ง แบตเตอรี่ลิเธียมมีน้ำหนักเบา มีความจุสูง และทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ Li-MnO2 CR123 หรือ CR2 ที่มีแรงดันไฟฟ้า 3V หรือแบตเตอรี่ Li-FeS2 (ลิเธียมเหล็กซัลไฟด์) ที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5V แต่ไฟ LED บางส่วนไม่สามารถใช้งานร่วมกับแบตเตอรี่ลิเธียมได้ - คุณต้องตรวจสอบ คำแนะนำ
2. แบตเตอรี่

ลักษณะเฉพาะ	นิกเกิลแคดเมียม	นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์	ลิเธียม- อิออน
แรงดันไฟฟ้า, V
ความจุทั่วไปอ่า
พลังงานจำเพาะ: น้ำหนัก Wh/กก ปริมาตร Wh/dm3	30 - 60 100 -170	40 - 80 150 -240	100 - 180 250 - 400
กระแสคายประจุคงที่สูงสุดสูงสุดถึง	5 (10) กับ	3 กับ	2 กับ
โหมดการชาร์จ	มาตรฐาน: ปัจจุบัน 0.1 กับ 16 ชม เร่ง: ปัจจุบัน 0.3 กับ 3-4 ชม เร็ว: ปัจจุบัน 1 กับ~1 ชม	มาตรฐาน: ปัจจุบัน 0.1 กับ 16 ชม เร่ง: ปัจจุบัน 0.3 กับ 3-4 ชม เร็ว: ปัจจุบัน 1 กับ~1 ชม	กระแสไฟชาร์จ 0.1-1 กับ สูงถึง 4.1-4.2 V จากนั้นที่แรงดันคงที่
ค่าสัมประสิทธิ์การคืนความจุ (คายประจุ/ประจุ)
ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน °С
การปลดปล่อยตัวเอง (เป็น%): ใน 1 เดือน ใน 12 เดือน			4 - 5 10 - 20

ปัจจุบัน 1C หมายถึงกระแสไฟฟ้าเท่ากับตัวเลขความจุที่กำหนด

* จากบทความ: A.A. Taganova “แหล่งกระแสลิเธียมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา”

นิกเกิลแคดเมียม (NiCd) มีน้ำหนักและขนาดน้อย ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม - แคดเมียมเป็นโลหะที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างมาก ระเบิดได้ด้วยตัวเรือนที่ทนทานและปิดผนึก มีไมโครวาล์วสำหรับปล่อยก๊าซโดยอัตโนมัติ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความน่าเชื่อถือค่อนข้างสูงและมีกระแสการชาร์จและการคายประจุสูง มักใช้ในอุปกรณ์ออนบอร์ดและอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมาก เช่น ไฟดำน้ำ แบตเตอรี่ประเภทเดียวที่สามารถเก็บประจุไฟได้ ต่างจากแบตเตอรี่นิเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) ที่ต้องเก็บไว้ชาร์จจนเต็ม และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion) ที่ต้องเก็บประจุไว้ที่ 40% ความจุของแบตเตอรี่
นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) ได้รับการพัฒนาเพื่อทดแทนนิกเกิลแคดเมียม (NiCd) แบตเตอรี่ NiMH แทบไม่มี "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" และไม่จำเป็นต้องคายประจุจนหมด เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โหมดการทำงานที่ดีที่สุด: กระแสไฟต่ำ, ความจุพิกัด 0.1, เวลาในการชาร์จ - 15-16 ชั่วโมง (คำแนะนำของผู้ผลิต) แนะนำให้เก็บแบตเตอรี่ที่ชาร์จจนเต็มไว้ในตู้เย็น แต่ไม่ต่ำกว่า 0 C? พวกเขาให้ความได้เปรียบ 40-50 เปอร์เซ็นต์ในด้านความเข้มข้นของพลังงานจำเพาะ เมื่อเทียบกับ NiCd ที่ชื่นชอบก่อนหน้านี้ พวกเขามีศักยภาพที่สำคัญในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม - มีสารพิษเพียงเล็กน้อยและสามารถรีไซเคิลได้ ราคาไม่แพง. มีให้เลือกหลายขนาด พารามิเตอร์ และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ

ขนาดและไฟกระพริบ

12) TL-LD1000 แคทอาย

13) แรพิด 1 (TL-LD611-F)แคทอาย

แนวปฏิบัติด้านความปลอดภัยของยุโรปเกี่ยวข้องกับการใช้ไม่เพียงแต่ไฟท้ายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงไฟหน้าด้านข้างด้วย
ไฟหน้าแบบ Rapid 1 (สีขาว) และด้านหลัง (สีแดง) พร้อมฟังก์ชันการชาร์จแบตเตอรี่ผ่านทาง พอร์ต USBและตัวแสดงระดับการชาร์จ ไฟฉายกำลังสูงทำได้โดยใช้เทคโนโลยี SMD LED และเทคโนโลยี OptiCube ™ แสงระยิบระยับของ CatEye Rapid 1 ดึงดูดความสนใจของผู้ขับขี่รถยนต์และผู้คนที่สัญจรไปมา
โหมดการทำงาน 4 โหมดให้การเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดทั้งในเวลากลางคืนและระหว่างวัน CatEye Rapid 1 มาพร้อมกับขายึด SP-12 Flextight™ แบบ Low Profileซึ่งเข้ากันได้กับ RM-1 ใหม่ทั้งหมด

เวลาใช้งาน: 5 ชั่วโมง (โหมดต่อเนื่อง)

25 ชั่วโมง (โหมดเร็วและชีพจร)

40 ชั่วโมง (โหมดกระพริบ)

โหมดหน่วยความจำแสงสว่าง (โหมดสุดท้ายที่คุณเปิด)

แบตเตอรี่ Li-ion USB - ชาร์จใหม่ได้

น้ำหนักประมาณ 41 กรัม พร้อมเมาท์และแบตเตอรี่

คลิปหนีบเสื้อผ้า.

14) พลังงานแสงอาทิตย์ (SL-LD210)แคทอาย

ผู้ปั่นจักรยานจะต้องมองเห็นได้ไม่เพียงแต่จากด้านหลังเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจากการจราจรที่สวนทางมาด้วย ไม่เพียงแต่ในเวลากลางคืน แต่ยังรวมถึงในเวลากลางวันด้วย โดยที่ไฟด้านข้างเปิดอยู่

ไฟ LED ขนาด 5 มม. หนึ่งดวงจะเปิดโดยอัตโนมัติในโหมดกะพริบเมื่อคุณเริ่มขับรถในที่มืด แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ในตัวจะชาร์จภายใน 2 ชั่วโมงในสภาพอากาศที่ดีและใช้งานได้นานถึง 5 ชั่วโมง มีจำหน่ายรุ่นติดตั้งด้านหน้าและด้านหลัง มาพร้อมกับขายึด Flextight™ ใหม่ น้ำหนัก 44 กรัม รวมถึงวงเล็บและแบตเตอรี่

ไดนาโม - โคมไฟ (BUGS)

15) สีฟ้านก

3- LED, ความสว่าง 6 lm, 3 โหมด, สองโหมดคงที่ (1LED และ 3LED), กระพริบหนึ่งครั้ง (3LED), การทำงานหลังจากการชาร์จใหม่: - ประมาณ 40 นาที (3LED); - ประมาณ 90 นาที (1LED) น้ำหนักรวมที่ยึดแฮนด์ 115g.

ความประทับใจ:

ไฟฉายที่ดีมาก IMHO ทั้งสำหรับขนาดบนจักรยานและสำหรับให้แสงสว่างใน "โหมดแมนนวล" ในเต็นท์ที่จุดพักและโดยทั่วไป ในสภาพเมืองที่เจริญรุ่งเรือง เมื่อมีแสงสว่างทั่วๆ ไปและมีทัศนวิสัยที่ดี ไฟฉายก็สามารถใช้เป็นไฟฉายหลักได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากรู้จักถนน ลำโพงหมุนง่าย ไม่ส่งเสียงดังมาก และแบตเตอรี่ชาร์จเร็ว ให้แสงสีขาวนวลดี ตกลง!

16) เครื่องชาร์จ Energenie EG-PC-005 สำหรับโทรศัพท์มือถือแบบแมนนวลและไฟฉาย ติดตั้งบนจักรยาน.

พลังงานถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไดนาโมพร้อมข้อเหวี่ยง การหมุนที่จับเป็นเวลาสามนาทีจะชาร์จโทรศัพท์มือถือเป็นเวลาสนทนาอย่างน้อย 8 นาที การหมุนขาจานเป็นเวลา 10 นาทีจะให้แสงสว่างเป็นเวลาอย่างน้อย 50 นาที

ข้อมูลจำเพาะ

แรงดันขาออก - 4.0-5.5V
กระแสไฟขาออกสูงสุด 400 mA
แบตเตอรี่ Ni-MH แบบชาร์จไฟได้ขนาด 80 mAh ในตัวสามารถชาร์จเต็มได้อย่างน้อย 500 ครั้ง
ไฟฉาย 2 ดวง:
- หัว: LED เมื่อชาร์จสูงสุดจะส่องสว่างได้ไกลถึง 10 เมตร
-ด้านหลัง: LED สีแดง.
สองโหมด: แสงคงที่ (3LED), - แฟลช (3LED)
น้ำหนักสุทธิ 0.2 กก
ขอบเขตของการจัดส่ง

เครื่องชาร์จ Energenie EG-PC-005 สำหรับโทรศัพท์มือถือระบบขับเคลื่อนธรรมดา ที่ยึดจักรยาน และไฟฉายด้านหน้า
ไฟท้ายพร้อมสายยาว 1.2 ม
สายเคเบิลสำหรับโทรศัพท์ Nokia
อะแดปเตอร์ 6 อันสำหรับโทรศัพท์อื่นๆ

ความประทับใจ:

ขนาดไม่เล็กเหมาะกับการส่องสว่างในเต็นท์และทุกความต้องการในครัวเรือน ไฟ LED ไม่ใช่สิ่งที่ดีที่สุด - มีโทนสีน้ำเงินใสซึ่งไม่น่ากลัว น่าเสียดายที่แบตเตอรี่มีปัญหาในการรับมือกับการโหลดซ้ำซ้อน (3นำ) ด้านหน้าและไฟสีแดงด้านหลัง - และ "นั่งลง" อย่างรวดเร็วเพียงพอ ฉันต้องปิดไฟท้ายสีแดงทิ้งแล้ว IMHO มันก็ดีขึ้น (นานขึ้น) คันโยกลำโพงหมุนได้ง่าย ไม่มีเสียงรบกวนมากนัก และแบตเตอรี่ของตัวมันเองก็ชาร์จไฟได้โดยไม่มีปัญหา ฉันต้องชาร์จทั้งโทรศัพท์มือถือและเครื่องอ่านอิเล็กทรอนิกส์ขณะเดินทาง ด้วยความพากเพียรและความอดทนสิ่งนี้สามารถทำได้ แต่จะต้องใช้เวลาบ้าง เมื่อไฟฉายทำงานภายใต้ภาระภายนอก แรงที่คันโยกจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และคุณจะต้องเหงื่อออกเล็กน้อย แต่การประเมินโดยรวมของอุปกรณ์นี้ถือว่ามีประโยชน์

17) เครื่องชาร์จ Energenie EG-SC-001 สำหรับโทรศัพท์มือถือที่มีแบตเตอรี่ชาร์จจากแสงและจากแหล่งจ่ายไฟหลักและมีไฟฉาย LED ในตัว

การมีขั้วต่อ USB ช่วยให้คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ในตัวได้อย่างรวดเร็วซึ่งมีการป้องกันการชาร์จไฟเกิน การคายประจุลึก การโอเวอร์โหลดและการลัดวงจร หากแบตเตอรี่เหลือน้อยระบบเตือนจะทำงาน มีในตัว ไฟฉาย LED.

ชาร์จโทรศัพท์มือถือต่อไปนี้และมีขั้วต่อต่อไปนี้: Nokia 6101 และ 8210 series, Samsung A288 series, Mini USB 5pin, Sony Ericsson K750 series, Micro-USB

เซลล์แสงอาทิตย์ เอนเนอร์จีนี่ EG-SC-001ช่วยให้คุณสามารถเรียกเก็บเงินได้ อุปกรณ์เคลื่อนที่ในการเดินป่า แน่นอนว่าในสภาพอากาศที่มีแดดจัด
ข้อมูลจำเพาะ

แรงดันขาออก - 5.4V
กระแสไฟขาออกสูงถึง 1,400 mA
แบตเตอรี่ชาร์จ Li-ion ในตัว 2000 mAH สามารถชาร์จเต็มได้อย่างน้อย 500 ครั้ง
ขั้วต่อ USB ในตัว 5-6V
ไฟฉาย LED สว่าง
ขนาด: 116*49*26 มม
น้ำหนัก 130 กรัม

ขอบเขตของการจัดส่ง

ที่ชาร์จ
AC220V-DC5V USB Power Adapter A สีดำ
อะแดปเตอร์ 5 อันสำหรับชาร์จโทรศัพท์มือถือ
สายเชื่อมต่อ USB

กรุณาเปิดใช้งาน JavaScript เพื่อดู

ไฟแอลอีดีสีขาว

ไฟ LED สีขาวอันทรงพลัง

ไฟ LED สีขาวมีสองประเภท:

LED แบบหลายชิป ซึ่งมักเป็นแบบสามองค์ประกอบ (RGB LED) ประกอบด้วยตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ 3 ตัวซึ่งประกอบด้วยแสงสีแดง เขียว และน้ำเงิน รวมอยู่ในตัวเครื่องเดียว
ไฟ LED ฟอสฟอรัส สร้างขึ้นบนพื้นฐานของไฟ LED อัลตราไวโอเลตหรือสีน้ำเงิน ซึ่งมีชั้นของฟอสเฟอร์พิเศษซึ่งเป็นผลมาจากโฟโตลูมิเนสเซนซ์ แปลงส่วนหนึ่งของการแผ่รังสี LED ให้เป็นแสงในแถบสเปกตรัมที่ค่อนข้างกว้างโดยมีค่าสูงสุดในบริเวณสีเหลือง (การออกแบบที่พบบ่อยที่สุด) การเปล่งแสงของ LED และสารเรืองแสงเมื่อผสมกันจะทำให้เกิดแสงสีขาวในเฉดสีต่างๆ

ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์

N. Holonyak ได้รับตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์สีแดงตัวแรกสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมในปี 1962 ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ไฟ LED สีเหลืองและสีเขียวปรากฏขึ้น แสงสว่างจากอุปกรณ์ประสิทธิภาพต่ำในยุคแรกๆ ไปถึงระดับลูเมนเดียวภายในปี 1990 ในปี 1993 Suji Nakamura วิศวกรของ Nichia (ญี่ปุ่น) ได้สร้าง LED สีน้ำเงินความสว่างสูงตัวแรก เกือบจะในทันทีอุปกรณ์ LED RGB ปรากฏขึ้นเนื่องจากสีฟ้าสีแดงและสีเขียวทำให้ได้สีใดก็ได้รวมถึงสีขาวด้วย ไฟ LED ฟอสเฟอร์สีขาวปรากฏตัวครั้งแรกในปี 1996 ต่อมา เทคโนโลยีได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และภายในปี 2005 กำลังส่องสว่างของ LED สูงถึง 100 ลูเมน/วัตต์ หรือมากกว่านั้น ไฟ LED ปรากฏขึ้นพร้อมกับเฉดสีเรืองแสงที่แตกต่างกัน คุณภาพของแสงทำให้สามารถแข่งขันกับหลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเดิมอยู่แล้วได้ การใช้อุปกรณ์ให้แสงสว่าง LED ในชีวิตประจำวันทั้งภายในและภายนอกได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว

ไฟ LED RGB

สามารถสร้างแสงสีขาวได้โดยการผสมไฟ LED ที่มีสีต่างกัน การออกแบบไตรรงค์ที่พบบ่อยที่สุดนั้นสร้างจากแหล่งสีแดง (R) สีเขียว (G) และสีน้ำเงิน (B) แม้ว่าจะพบรูปแบบสีแบบไบโครมาติก เตตรารมาติก และแบบมัลติโครมาติกมากกว่าก็ตาม LED หลากสีต่างจากตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ RGB อื่นๆ (โคมไฟ หลอดไฟ คลัสเตอร์) มีตัวเครื่องที่สมบูรณ์เพียงตัวเดียว ซึ่งส่วนใหญ่มักจะคล้ายกับ LED สีเดียว ชิป LED ตั้งอยู่ติดกันและใช้เลนส์และตัวสะท้อนแสงร่วมกัน เนื่องจากชิปเซมิคอนดักเตอร์มีขนาดจำกัดและมีรูปแบบการแผ่รังสีของตัวเอง ไฟ LED ดังกล่าวจึงมักมีลักษณะสีเชิงมุมที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ เพื่อให้ได้อัตราส่วนสีที่ถูกต้อง มักจะไม่เพียงพอที่จะตั้งค่ากระแสการออกแบบ เนื่องจากไม่ทราบเอาต์พุตแสงของชิปแต่ละตัวล่วงหน้าและอาจมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงาน เพื่อกำหนดเฉดสีที่ต้องการ บางครั้งหลอดไฟ RGB จะติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมพิเศษ

สเปกตรัมของ LED RGB ถูกกำหนดโดยสเปกตรัมของตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นส่วนประกอบ และมีรูปร่างเส้นที่เด่นชัด สเปกตรัมนี้แตกต่างจากสเปกตรัมของดวงอาทิตย์อย่างมาก ดังนั้นดัชนีการเรนเดอร์สีของ LED RGB จึงต่ำ ไฟ LED RGB ช่วยให้สามารถควบคุมสีของแสงเรืองแสงได้อย่างง่ายดายและกว้างขวางโดยการเปลี่ยนกระแสไฟของ LED แต่ละตัวที่รวมอยู่ในกลุ่ม Triad ปรับโทนสีของแสงสีขาวที่ปล่อยออกมาโดยตรงระหว่างการทำงาน เพื่อให้ได้สีที่แยกจากกัน

ไฟ LED หลากสีขึ้นอยู่กับแสงที่ส่งออกและสีกับอุณหภูมิ เนื่องจากลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันของชิปเปล่งแสงที่ประกอบเป็นอุปกรณ์ ซึ่งส่งผลให้สีของแสงเรืองแสงเปลี่ยนไปเล็กน้อยระหว่างการทำงาน อายุการใช้งานของ LED หลากสีนั้นพิจารณาจากความทนทานของชิปเซมิคอนดักเตอร์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ และส่วนใหญ่มักจะเกินอายุการใช้งานของ LED ฟอสเฟอร์

ไฟ LED หลากสีใช้สำหรับไฟตกแต่งและสถาปัตยกรรมเป็นหลักในป้ายอิเล็กทรอนิกส์และหน้าจอวิดีโอ

ไฟ LED ฟอสเฟอร์

สเปกตรัมของตัวเลือกฟอสเฟอร์ LED ตัวใดตัวหนึ่ง

การรวมตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์สีน้ำเงิน (บ่อยกว่า) หรืออัลตราไวโอเลต (น้อยกว่า) และตัวแปลงฟอสเฟอร์ช่วยให้คุณสร้างแหล่งกำเนิดแสงราคาไม่แพงพร้อมคุณสมบัติที่ดี การออกแบบที่พบบ่อยที่สุดของ LED ดังกล่าวประกอบด้วยชิปเซมิคอนดักเตอร์แกลเลียมไนไตรด์สีน้ำเงินที่ดัดแปลงด้วยอินเดียม (InGaN) และฟอสเฟอร์ที่มีการปล่อยซ้ำสูงสุดในพื้นที่สีเหลือง - อิตเทรียม-อะลูมิเนียมโกเมนที่เจือด้วยไตรวาเลนท์ซีเรียม (YAG) พลังงานส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีเริ่มต้นของชิปออกจากตัว LED โดยกระจายไปในชั้นฟอสเฟอร์ ส่วนอีกส่วนหนึ่งถูกดูดซับโดยฟอสเฟอร์และปล่อยออกมาอีกครั้งในบริเวณที่มีค่าพลังงานต่ำกว่า สเปกตรัมการปล่อยซ้ำครอบคลุมพื้นที่กว้างตั้งแต่สีแดงไปจนถึงสีเขียว แต่สเปกตรัมผลลัพธ์ของ LED ดังกล่าวมีการลดลงอย่างเห็นได้ชัดในพื้นที่สีเขียว น้ำเงิน และเขียว

ไฟ LED ผลิตขึ้นโดยมีอุณหภูมิสีที่แตกต่างกัน ("อุ่น" และ "เย็น") ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเรืองแสง โดยการผสมผสาน ประเภทต่างๆสารเรืองแสงทำให้ดัชนีการเรนเดอร์สี (CRI หรือ R a) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งบ่งบอกถึงความเป็นไปได้ในการใช้ไฟ LED ในสภาวะที่มีความสำคัญต่อคุณภาพของการแสดงสี

วิธีหนึ่งในการเพิ่มความสว่างของไฟ LED ฟอสเฟอร์ในขณะที่รักษาหรือลดต้นทุนคือการเพิ่มกระแสผ่านชิปเซมิคอนดักเตอร์โดยไม่เพิ่มขนาด - เพิ่มความหนาแน่นกระแส วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับความต้องการคุณภาพของชิปและคุณภาพของตัวระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้นพร้อมกัน เมื่อความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น สนามไฟฟ้าส่วนใหญ่ของบริเวณแอคทีฟจะลดแสงที่ส่งออกไป เมื่อถึงขีดจำกัดกระแส เนื่องจากพื้นที่ของชิป LED ที่มีความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่างกันและช่องว่างของแถบความถี่ต่างกันนำกระแสต่างกัน พื้นที่ชิปเกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งส่งผลต่อเอาต์พุตแสงและความทนทานของ LED โดยรวม เพื่อเพิ่มกำลังเอาต์พุตในขณะที่รักษาคุณภาพของคุณลักษณะสเปกตรัมและสภาวะความร้อน LED จึงถูกผลิตขึ้นโดยมีกลุ่มชิป LED ในตัวเครื่องเดียว

หนึ่งในหัวข้อที่มีการกล่าวถึงมากที่สุดในสาขาเทคโนโลยี Polychrome LED คือความน่าเชื่อถือและความทนทาน ต่างจากแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ตรงที่ LED จะเปลี่ยนกำลังแสง (ประสิทธิภาพ) รูปแบบการแผ่รังสี และโทนสีเมื่อเวลาผ่านไป แต่แทบไม่เคยล้มเหลวโดยสิ้นเชิง ดังนั้น ในการประมาณอายุการใช้งาน เช่น การให้แสงสว่าง จะต้องคำนึงถึงระดับประสิทธิภาพการส่องสว่างที่ลดลงสูงสุดถึง 70% ของค่าเดิม (L70) นั่นคือ LED ที่ความสว่างลดลง 30% ระหว่างการทำงานถือว่าไม่เป็นระเบียบ สำหรับไฟ LED ที่ใช้ในไฟตกแต่ง จะใช้ระดับการลดความสว่าง 50% (L50) เพื่อประเมินอายุการใช้งาน

อายุการใช้งานของฟอสเฟอร์ LED ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายตัว นอกเหนือจากคุณภาพการผลิตของชุดประกอบ LED แล้ว (วิธีการติดชิปเข้ากับที่ยึดคริสตัล วิธีการติดตัวนำกระแสไฟ คุณภาพและคุณสมบัติการป้องกันของวัสดุปิดผนึก) อายุการใช้งานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ ลักษณะของชิปเปล่งแสงและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสารเรืองแสงตลอดระยะเวลาการทำงาน (การย่อยสลาย) นอกจากนี้ จากการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่า ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่ออายุการใช้งานของ LED คืออุณหภูมิ

ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออายุการใช้งานของ LED

ในระหว่างการทำงาน ชิปเซมิคอนดักเตอร์จะปล่อยพลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งออกมาในรูปของการแผ่รังสีและส่วนหนึ่งในรูปของความร้อน ยิ่งไปกว่านั้น ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของการแปลงดังกล่าว ปริมาณความร้อนจะอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งสำหรับตัวปล่อยที่มีประสิทธิภาพสูงสุดหรือมากกว่านั้น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์มีค่าการนำความร้อนต่ำ นอกจากนี้ วัสดุและการออกแบบเคสยังมีค่าการนำความร้อนที่ไม่เหมาะ ซึ่งนำไปสู่การให้ความร้อนของชิปที่อุณหภูมิสูง (สำหรับโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์) ไฟ LED สมัยใหม่ทำงานที่อุณหภูมิชิปในช่วง 70-80 องศา และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอีกเมื่อใช้แกลเลียมไนไตรด์เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ อุณหภูมิสูงทำให้จำนวนข้อบกพร่องในชั้นที่ใช้งานเพิ่มขึ้น นำไปสู่การแพร่กระจายที่เพิ่มขึ้น และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงของวัสดุพิมพ์ ทั้งหมดนี้นำไปสู่การเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของการรวมตัวกันอีกครั้งโดยไม่ใช้รังสีและการดูดกลืนโฟตอนโดยวัสดุชิป การเพิ่มพลังงานและความทนทานทำได้โดยการปรับปรุงทั้งโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ (ลดความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่) และโดยการพัฒนาการออกแบบชุดประกอบ LED และปรับปรุงคุณภาพการระบายความร้อนของพื้นที่ทำงานของชิป กำลังดำเนินการวิจัยกับวัสดุหรือสารตั้งต้นอื่นๆ ของเซมิคอนดักเตอร์

สารเรืองแสงยังไวต่ออุณหภูมิสูงอีกด้วย เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิเป็นเวลานาน จุดศูนย์กลางการเปล่งแสงซ้ำจะถูกยับยั้ง และค่าสัมประสิทธิ์การแปลงตลอดจนลักษณะสเปกตรัมของฟอสเฟอร์จะลดลง ในการออกแบบ LED แบบโพลีโครมในยุคแรกๆ และสมัยใหม่บางรุ่น สารเรืองแสงจะถูกนำไปใช้กับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์โดยตรง และผลกระทบด้านความร้อนจะถูกขยายให้สูงสุด นอกเหนือจากมาตรการลดอุณหภูมิของชิปเปล่งแสงแล้ว ผู้ผลิตยังใช้วิธีการต่างๆ เพื่อลดอิทธิพลของอุณหภูมิชิปที่มีต่อฟอสเฟอร์ เทคโนโลยีฟอสเฟอร์แบบแยกเดี่ยวและการออกแบบหลอดไฟ LED ซึ่งฟอสเฟอร์ถูกแยกออกจากตัวปล่อยทางกายภาพ สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดแสงได้

ตัว LED ทำจากพลาสติกซิลิโคนโปร่งใสหรืออีพอกซีเรซิน อาจเกิดการเสื่อมสภาพภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ และเริ่มสลัวและเป็นสีเหลืองเมื่อเวลาผ่านไป โดยจะดูดซับพลังงานบางส่วนที่ปล่อยออกมาจาก LED พื้นผิวสะท้อนแสงจะเสื่อมสภาพลงเมื่อถูกความร้อน - มีปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่น ๆ ของร่างกายและไวต่อการกัดกร่อน ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้รวมกันนำไปสู่ความจริงที่ว่าความสว่างและคุณภาพของแสงที่ปล่อยออกมาจะค่อยๆลดลง อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้สามารถชะลอความเร็วลงได้สำเร็จโดยรับประกันการกำจัดความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ

การออกแบบ LED ฟอสเฟอร์

แผนผังของการออกแบบ LED สีขาวแบบใดแบบหนึ่ง MPCB เป็นแผงวงจรพิมพ์ที่มีการนำความร้อนสูง

ฟอสเฟอร์ LED ที่ทันสมัยเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งรวมเอาโซลูชันทางเทคนิคดั้งเดิมและไม่เหมือนใครมากมาย LED มีองค์ประกอบหลักหลายประการ ซึ่งแต่ละองค์ประกอบทำหน้าที่สำคัญ ซึ่งมักมีมากกว่าหนึ่งฟังก์ชัน:

องค์ประกอบการออกแบบ LED ทั้งหมดเผชิญกับความเครียดจากความร้อน และจะต้องเลือกโดยคำนึงถึงระดับของการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และเงื่อนไขที่สำคัญสำหรับการออกแบบที่ดีคือความสามารถในการผลิตและต้นทุนต่ำในการประกอบอุปกรณ์ LED และติดตั้งในหลอดไฟ

ความสว่างและคุณภาพของแสง

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดไม่ใช่แม้แต่ความสว่างของ LED แต่ประสิทธิภาพการส่องสว่างนั่นคือเอาต์พุตแสงจากพลังงานไฟฟ้าแต่ละวัตต์ที่ใช้โดย LED ประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สมัยใหม่สูงถึง 150-170 ลูเมน/วัตต์ ขีดจำกัดทางทฤษฎีของเทคโนโลยีอยู่ที่ประมาณ 260-300 ลูเมน/วัตต์ เมื่อประเมินจำเป็นต้องคำนึงว่าประสิทธิภาพของหลอดไฟที่ใช้ LED นั้นต่ำกว่าอย่างมากเนื่องจากประสิทธิภาพของแหล่งพลังงานคุณสมบัติทางแสงของตัวกระจายแสงตัวสะท้อนแสงและองค์ประกอบการออกแบบอื่น ๆ นอกจากนี้ผู้ผลิตมักระบุประสิทธิภาพเริ่มต้นของตัวปล่อยที่อุณหภูมิปกติ ในขณะที่อุณหภูมิของชิประหว่างการทำงานจะสูงขึ้นมาก สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าประสิทธิภาพที่แท้จริงของตัวส่งสัญญาณนั้นต่ำกว่า 5 - 7% และประสิทธิภาพของหลอดไฟมักจะต่ำเป็นสองเท่า

พารามิเตอร์ที่สองที่สำคัญไม่แพ้กันคือคุณภาพของแสงที่ผลิตโดย LED มีพารามิเตอร์สามตัวในการประเมินคุณภาพของการแสดงสี:

ไฟ LED ฟอสเฟอร์ที่ใช้ตัวปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต

นอกเหนือจากการผสมผสานที่แพร่หลายอยู่แล้วของ LED สีน้ำเงินและ YAG แล้ว การออกแบบที่ใช้ไฟ LED อัลตราไวโอเลตก็กำลังได้รับการพัฒนาอีกด้วย วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถเปล่งแสงในบริเวณใกล้กับรังสีอัลตราไวโอเลตจะถูกเคลือบด้วยฟอสเฟอร์หลายชั้นที่มียูโรเพียมและซิงค์ซัลไฟด์กระตุ้นโดยทองแดงและอลูมิเนียม ส่วนผสมของฟอสเฟอร์นี้ให้การปล่อยก๊าซสูงสุดอีกครั้งในบริเวณสีเขียว น้ำเงิน และแดงของสเปกตรัม แสงสีขาวที่ได้จะมีลักษณะคุณภาพที่ดีมาก แต่ประสิทธิภาพของการแปลงดังกล่าวยังต่ำอยู่

ข้อดีและข้อเสียของไฟ LED ฟอสเฟอร์

เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายสูงของแหล่งกำเนิดแสง LED เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไฟแบบเดิม มีเหตุผลที่น่าสนใจในการใช้อุปกรณ์ดังกล่าว:

ข้อได้เปรียบหลักของไฟ LED สีขาวคือประสิทธิภาพสูง การใช้พลังงานจำเพาะต่ำช่วยให้สามารถใช้งานในแหล่งกำเนิดแสงอัตโนมัติและไฟฉุกเฉินได้ในระยะยาว
ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนานช่วยประหยัดค่าเปลี่ยนหลอดไฟได้ นอกจากนี้ การใช้แหล่งกำเนิดแสง LED ในพื้นที่ที่เข้าถึงยากและในสภาพกลางแจ้งยังช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาอีกด้วย เมื่อรวมกับประสิทธิภาพสูงแล้ว ยังช่วยประหยัดต้นทุนได้อย่างมากเมื่อใช้ไฟ LED ในบางแอปพลิเคชัน
น้ำหนักเบาและขนาดของอุปกรณ์ LED มีขนาดเล็กและเหมาะสำหรับใช้ในสถานที่เข้าถึงยากและอุปกรณ์พกพาขนาดเล็ก
การไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดในสเปกตรัมทำให้สามารถใช้ไฟ LED ได้โดยไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ (เช่น เพื่อส่องสว่างหนังสือหายากหรือวัตถุอื่น ๆ ที่สัมผัสกับแสง)
ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์โดยไม่ทำให้พารามิเตอร์ลดลง และมักจะปรับปรุงด้วยซ้ำ LED ส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง แต่ส่วนประกอบด้านพลังงาน การควบคุม และการออกแบบอาจมีผลตรงกันข้าม
LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ปราศจากความเฉื่อย โดยไม่จำเป็นต้องใช้เวลาในการอุ่นเครื่องหรือปิดเครื่อง เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ และจำนวนรอบการเปิดและปิดไม่ส่งผลเสียต่อความน่าเชื่อถือ
ความแข็งแรงทางกลที่ดีช่วยให้สามารถใช้ LED ในสภาวะการทำงานที่รุนแรงได้
ควบคุมกำลังไฟฟ้าได้ง่ายทั้งตามรอบการทำงานและควบคุมกระแสไฟจ่าย โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพและพารามิเตอร์ความน่าเชื่อถือ
ปลอดภัยต่อการใช้งาน ไม่เสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าช็อตเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต่ำ
อันตรายจากไฟไหม้ต่ำ ความเป็นไปได้ในการใช้งานในสภาวะที่เกิดการระเบิดและอันตรายจากไฟไหม้เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบของหลอดไส้
ทนต่อความชื้นทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ความเป็นกลางทางเคมี ไม่มีการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย และไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับขั้นตอนการกำจัด

แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน:

ไฟ LED ส่องสว่างยังมีคุณลักษณะที่มีอยู่ในตัวปล่อยเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมด โดยคำนึงถึงการใช้งานที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด เช่น ทิศทางของการแผ่รังสี LED ส่องสว่างในทิศทางเดียวเท่านั้นโดยไม่ต้องใช้ตัวสะท้อนแสงและตัวกระจายแสงเพิ่มเติม โคมไฟ LED เหมาะที่สุดสำหรับการให้แสงสว่างในท้องถิ่นและแบบกำหนดทิศทาง

อนาคตสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยี LED สีขาว

เทคโนโลยีสำหรับการผลิตไฟ LED สีขาวที่เหมาะกับวัตถุประสงค์ในการให้แสงสว่างยังอยู่ระหว่างการพัฒนา การวิจัยในพื้นที่นี้ได้รับการกระตุ้นโดยความสนใจของสาธารณชนที่เพิ่มขึ้น โอกาสในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญคือการดึงดูดการลงทุนในการวิจัยกระบวนการ การพัฒนาเทคโนโลยี และการค้นหาวัสดุใหม่ๆ ตัดสินโดยสิ่งพิมพ์ของผู้ผลิต LED และวัสดุที่เกี่ยวข้อง ผู้เชี่ยวชาญในสาขาเซมิคอนดักเตอร์และวิศวกรรมแสงสว่าง มีความเป็นไปได้ที่จะร่างเส้นทางการพัฒนาในด้านนี้:

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

,หน้า. 19-20
Cree MC-E LED ที่มีตัวส่งสัญญาณสีแดง เขียว น้ำเงิน และสีขาว แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรแล้ว
ไฟ LED Vishay VLMx51 ที่มีตัวส่งสัญญาณสีแดง สีส้ม สีเหลือง และสีขาว แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ไฟ LED หลากสี Cree XB-D และ XM-L แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
Cree XP-C LED ที่มีตัวปล่อยสัญญาณแบบโมโนโครมหกตัว แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
นิกิโฟรอฟ เอส.“ S-class” ของเทคโนโลยีแสงสว่างเซมิคอนดักเตอร์ // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร. - 2552. - ฉบับที่ 6. - หน้า 88-91.
ทรูสัน พี. ฮาลวาร์ดสัน อี.ข้อดีของไฟ LED RGB สำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร. - 2550. - ครั้งที่ 2.
,หน้า. 404
นิกิโฟรอฟ เอส.อุณหภูมิในชีวิตและการทำงานของ LED // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร. - 2548. - ลำดับที่ 9.
ไฟ LED สำหรับไฟภายในและสถาปัตยกรรม (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
เซียงหลิงอ้นโซลูชั่น LED สำหรับระบบไฟส่องสว่างสถาปัตยกรรม // : นิตยสาร. - 2553. - ฉบับที่ 5. - หน้า 18-20.
ไฟ LED RGB สำหรับใช้ในจอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์ (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
เตอร์กิน เอ.แกลเลียมไนไตรด์เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีแนวโน้มในออปโตอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร. - 2554. - ลำดับที่ 5.
LED ที่มีค่า CRI สูง แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
เทคโนโลยี EasyWhite ของ Cree นิตยสารไฟ LED เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
นิกิฟอรอฟ เอส., อาร์คิปอฟ เอ.คุณสมบัติของการพิจารณาผลผลิตควอนตัมของ LED ตาม AlGaInN และ AlGaInP ที่ความหนาแน่นกระแสต่างกันผ่านคริสตัลเปล่งแสง // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร. - 2551. - อันดับ 1.
นิกิโฟรอฟ เอส.ตอนนี้สามารถมองเห็นอิเล็กตรอนได้: LED ทำให้กระแสไฟฟ้ามองเห็นได้ชัดเจน // ส่วนประกอบและเทคโนโลยี: นิตยสาร. - 2549. - ลำดับที่ 3.
LED ที่มีการจัดเรียงเมทริกซ์ของชิปเซมิคอนดักเตอร์จำนวนมาก (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
อายุการใช้งาน LED สีขาว เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2012 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2012
ประเภทของข้อบกพร่องของ LED และวิธีการวิเคราะห์ (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
,หน้า. 61, 77-79
LED จาก SemiLEDs (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
โครงการวิจัย LED ซิลิคอน GaN-on-Si แอลอีดีมืออาชีพ สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555.
เทคโนโลยีสารเรืองแสงแบบแยก Cree แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
เตอร์กิน เอ.ไฟ LED เซมิคอนดักเตอร์: ประวัติศาสตร์ ข้อเท็จจริง โอกาส // เทคโนโลยีแสงสว่างของเซมิคอนดักเตอร์: นิตยสาร. - 2554. - ฉบับที่ 5. - หน้า 28-33.
Ivanov A.V., Fedorov A.V., Semenov S.M.หลอดประหยัดไฟที่ใช้ไฟ LED ความสว่างสูง // การจัดหาพลังงานและการประหยัดพลังงาน – แง่มุมระดับภูมิภาค: การประชุม XII All-Russian: เอกสารรายงาน - Tomsk: กราฟิกเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 2554. - หน้า 74-77
,หน้า. 424
ไฟ LED สีขาวพร้อมกำลังส่องสว่างสูงสำหรับความต้องการแสงสว่าง Phys.Org™ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับระบบไฟ LED เรา. กรมพลังงาน. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ชารัคเชน เอ.เครื่องชั่งสำหรับประเมินคุณภาพขององค์ประกอบสเปกตรัมของแสง - CRI และ CQS // เทคโนโลยีแสงสว่างของเซมิคอนดักเตอร์: นิตยสาร. - 2554. - ลำดับที่ 4.
ไฟ LED อัลตราไวโอเลต SemiLED ที่มีความยาวคลื่น 390-420 นาโนเมตร (ภาษาอังกฤษ) . แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
,หน้า. 4-5
ระบบทำความเย็นแบบแอคทีฟจากแคมเปญ Nuventix แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
เอ็น.พี.โซชินวัสดุเรืองแสงสมัยใหม่สำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่างโซลิดสเตตที่มีประสิทธิภาพ เอกสารการประชุม (รัสเซีย) (1 กุมภาพันธ์ 2553) เก็บถาวรแล้ว
O.E.Dudukalo, V.A.Vorobiev(รัสเซีย) (31 พฤษภาคม 2554) เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 27 ตุลาคม 2012
การทดสอบการย่อยสลายสารเรืองแสงที่อุณหภูมิเร่ง (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
การวิจัยและการตลาดเผยแพร่รายงานฉบับใหม่ประจำปี 2555 เกี่ยวกับวัสดุสารเรืองแสง LED (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 10 ธันวาคม 2555 สืบค้นเมื่อ 30 พฤศจิกายน 2555
Intematix นำเสนอชุดสารเรืองแสงสำหรับการแสดงสีคุณภาพสูง (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
Lumi-tech เสนอสารเรืองแสง SSE สำหรับ LED สีขาว แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ฟอสฟอรัสแดงจาก Intematix (อังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ไฟ LED ควอนตัมดอท (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ต้นแบบไดโอดทั้งหมดสีแดง 609 นาโนเมตรของ Osram ที่มีประสิทธิภาพ 61% แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
เปลี่ยนไปใช้โครงสร้าง GaN-on-Si (ภาษาอังกฤษ) แอลอีดีมืออาชีพ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
ทิม วิเทเกอร์การร่วมทุนเพื่อสร้างไฟ LED สีขาว ZnSe (ภาษาอังกฤษ) (6 ธันวาคม 2545) เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 27 ตุลาคม 2555 สืบค้นเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2555
,หน้า. 426

วรรณกรรม

ชูเบิร์ต เอฟ.อี.ไฟ LED - ม.: Fizmatlit, 2551. - 496 หน้า - ไอ 978-5-9221-0851-5
ไวน์เนิร์ต ดี.ไฟ LED: คู่มือ - ฟิลิปส์, 2010. - 156 หน้า - ไอ 978-0-615-36061-4