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Illuminazione a LED per malattie infantili
Dopo una serie di previsioni ottimistiche sull'imminente affollamento di LED a incandescenza, c'è stata una pausa. I primi campioni di lampade a LED non hanno suscitato gioia, ma piuttosto perplesso. Sono questi occhi patetici e accecanti sorgenti luminose progettato per sostituire le solite lampadine con filamento?
Proviamo a rispondere a questa e a molte altre domande. L'avvento dei LED blu nel 1998 ha spianato la strada a sorgenti di luce bianca a stato solido. Successivamente, l'ambito dei LED ha iniziato ad espandersi rapidamente: dall'illuminazione tradizionale dei cruscotti alla sostituzione di lampade fluorescenti in televisori e monitor con pannelli LCD.
Ma l'impressionante progresso delle fonti di semiconduttori non ha influenzato l'illuminazione domestica. Secondo una versione, lampadine a led troppo costosi, quindi non sono popolari tra gli acquirenti. Cercheremo di capire se questo motivo da solo inibisce la richiesta delle ultime sorgenti luminose.
Varietà di disegni lampadine a led Non riflette la popolarità della sorgente nelle applicazioni domestiche, ma piuttosto, tenta di superare le difficoltà che l'ingegneria dell'illuminazione ha incontrato nell'introduzione di sorgenti luminose a stato solido.
Queste difficoltà sono associate alle peculiarità dei LED: sono fonti "reali" di punti ed emettono luce in un angolo solido (spaziale) stretto con una luminosità paragonabile all'arco di una saldatrice.
Prima di allora, avevamo a che fare con lampade che brillano in un ampio angolo solido vicino a 360 gradi. Negli apparecchi di illuminazione, a causa di vari trucchi, il flusso luminoso delle lampade viene ridistribuito nella giusta direzione, mentre il 20-25% della luce viene perso.
L'effetto accecante dei filamenti "puntuali" è soppresso dall'uso di diffusori che, a loro volta, "riprendono" parte del flusso luminoso. Questo era il caso prima dell'avvento dei LED.
I LED hanno un'area radiante di una giunzione a semiconduttore che è davvero a punta, con dimensioni micron. Dopo aver raccolto la radiazione con elementi ottici interni, otteniamo un'immagine insolita di una fonte luminosa e accecante con uno schema di emissione di luce stretto, simile a un petalo di camomilla. Non è stato ancora possibile espanderlo per ottenere la consueta distribuzione del flusso luminoso senza gravi perdite.
Un altro problema dei LED, specialmente quelli potenti, è il degrado del cristallo che emette con l'aumentare della temperatura. Leggendo sulla fantastica durata della vita delle lampade a LED, ci si meraviglia dell'abilità dei venditori. Indicano i valori che si ottengono quando si testano i LED nei laboratori del produttore, a una temperatura del cristallo fissa.
In queste condizioni, la vita utile è fino a 100 mila ore o più. In generale, se fosse possibile mantenere la temperatura della giunzione dei semiconduttori a temperature inferiori allo zero, i LED funzionavano "per sempre".
In pratica, nei diodi ad alta potenza, la temperatura di transizione può raggiungere i 100-120 gradi, mentre i droganti a causa della diffusione “lasciano” la zona di transizione e il flusso luminoso, il che significa che l'efficienza diminuisce drasticamente.
I LED ad alta potenza con correnti superiori a 100 mA richiedono dispositivi di alimentazione speciali che "rigidamente" supportano il valore nominale della corrente attraverso il diodo. La deviazione della corrente operativa in entrambe le direzioni riduce drasticamente l'efficienza del LED e l'eccesso è irto di guasti del cristallo che emette.
Ora sulla vita di servizio. Per le lampade con un gruppo, inclusione sequenziale di diodi, l'affidabilità diminuisce in proporzione al numero di diodi. Con diverse decine di elementi, non è necessario aspettarsi una durata di servizio superiore a 5-10 mila ore.
I potenti LED durano più a lungo, fino a 50 mila ore.Ma richiedono l'uso di un alimentatore speciale: un driver singolo o multicanale (convertitore CA / CC con stabilizzazione). Per rimuovere il calore è inoltre necessario un dissipatore voluminoso. Pertanto, tali lampade sono molto più costose.
Cosa abbiamo in pratica? Luce insolita, illuminazione irregolare della stanza con punti luminosi in un posto e ombre in un altro: queste sono le conseguenze più innocue della sostituzione delle lampade tradizionali con quelle a LED. Diventa subito evidente che la potenza delle fonti a stato solido per ottenere la normale illuminazione non è sufficiente. Hai bisogno di lampade a LED più potenti. Ma sembreranno anche estranei stranieri, creando la stessa irregolarità dell'illuminazione.
C'è una via d'uscita da questo punto morto? Certo che c'è! Per questo, al consumatore finale non dovrebbe essere offerta una lampada separata, ma un kit lampada-lampada, in cui i parametri di illuminazione di nuove sorgenti luminose sono ottimizzati per il normale ambiente di illuminazione delle stanze. Puoi già offrire diverse soluzioni oggi.
Il primo di questi è l'uso di fibre ottiche. Un tempo popolari sistemi di illuminazione, negli ultimi anni non sono stati praticamente utilizzati a causa della difficoltà di messa a fuoco e introduzione della luce nei sistemi. Ma i LED sono ideali per tali sistemi di illuminazione distribuiti. Un flusso luminoso stretto introdotto dalle estremità è sparso lungo la lunghezza della fibra, fornendo l'illuminazione morbida e uniforme della stanza. In questo caso, l'abbagliamento dei LED viene completamente eliminato.
Materiali moderni usati per sistemi a strisce (lineari) di tipo decorativo a LED cordapotrebbe benissimo diventare la base per apparecchi di forma insolita con potenza accettabile.
Un normale disco in materiale polimerico adatto, con moderni LED posizionati sul bordo (un analogo dell'illuminazione delle matrici di cristalli liquidi), sembra molto più attraente delle lampade a LED nei lampadari tradizionali.
La situazione con le lampade a LED e la loro applicazione è ora così complicata che delle principali società di illuminazione, solo Philips ha rischiato di rilasciare molti dei suoi modelli di lampade in vendita. Il resto dei "grandi" della tecnologia di illuminazione o aspetta, o senza fonti di rumore, sviluppa fonti che possono davvero trovare ampia applicazione nella vita di tutti i giorni.
Nel frattempo, il mercato è stato catturato da molte aziende cinesi che vendono molte lampade a basso consumo, spostando il problema del loro adattamento alle condizioni di illuminazione domestica agli acquirenti. Per coloro che già oggi vogliono passare dalle parole alle azioni e in pratica assicurarsi della realtà dei problemi di cui sopra, è possibile raccomandare i parametri di diversi modelli di lampade disponibili sul mercato.
Dei modelli di lampade con una connessione di gruppo di LED, sono adatte lampade a pannocchia con un modello circolare di emissione di luce. Ad esempio, il modello Maxsus A60 con una potenza di 12 watt, un flusso luminoso di 1100 lumen e un prezzo di circa $ 20 per lampada. Dei produttori più noti, è adatto un prodotto Philips con una potenza di 10,5 W, 900 lumen al prezzo di $ 50. Per un lampadario a 3 corni, il costo varia da 50 a 150 dollari.
Ma in questo caso, devi essere preparato al fatto che l'illuminazione della tua stanza sarà insufficiente. Il fatto è che abbiamo omesso un'altra spiacevole caratteristica dell'illuminazione a LED: la percezione fisiologica della luce da tali fonti. Pertanto, l'illuminazione richiesta è superiore del 25-30% rispetto alle lampade a incandescenza.
Un successo significativo nello sviluppo e nella produzione di LED e moduli LED con potenza fino a 100 W porterà inevitabilmente alla comparsa di sistemi di illuminazione che sono convenienti per l'uso nella vita di tutti i giorni. Finora, sfortunatamente, non ci sono lampade a LED adatte all'illuminazione domestica.
22.04.2013
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