نحوه انتخاب و محاسبه روشنایی LED

با افزایش قیمت برق، رواج روندهای زیست محیطی در جهان و همچنین کاهش قیمت LED ها، روشنایی LED به طور فزاینده ای محبوب می شود. با مصرف کم انرژی، دوام، ایمنی و طیف وسیعی از محصولات، این نوع از وسایل روشنایی به سرعت در بازار جای پای خود را به دست آورده و جایگاه شایسته خود را در تعداد زیادی از خانه ها باز می کند.

با توجه به اینکه ویژگی های دستگاه های LED با لامپ های رشته ای کلاسیک و دستگاه های تخلیه گاز متفاوت است، هنگام تعویض به آنها، اغلب این سوال پیش می آید:. همچنین تسلط در فروش لامپ های دیودی مقرون به صرفه که قدرت پایینی دارند نیز بر مشکلاتی افزوده می شود. در نتیجه، برخی از کاربران ممکن است نظر نادرستی در مورد فناوری به عنوان یک کل داشته باشند و پتانسیل واقعی آن را دست کم بگیرند. این مطالب برای اصلاح وضعیت فعلی در نظر گرفته شده است. هدف آن کمک به کشف استنحوه محاسبه مساحت روشنایی لامپ های LED، در مورد مناسب ترین نوع لامپ تصمیم بگیرید و آنچه را که چینی ها اغلب نگه می دارند را درک کنید و نظر نادرستی در مورد LED ایجاد کنید.

تفاوت های اساسی بین LED و تکنولوژی های کلاسیک

گشتی کوتاه در تاریخ

دستگاه های LED بیش از هشتاد سال پیش به موازات چندین مهندس (از جمله فیزیکدان روسی اولگ لوسف) اختراع شدند. با توجه به ویژگی های خاص نیمه هادی ها، دانشمندان به تأثیر درخشش آنها هنگام عبور جریان الکتریکی دست یافته اند. با این حال، اولین نمونه ها با هزینه ساخت بالا متمایز شدند، روشنایی بسیار کم و عمر مفید یکسانی داشتند. بعدها، در دهه 50-80 قرن بیستم، اولین LED هایی که می توانند در عمل مورد استفاده قرار گیرند در ایالات متحده آمریکا و ژاپن ایجاد شدند. دانشمندان منابع نور نیمه هادی قرمز، سبز، آبی، سفید و همچنین فرابنفش و مادون قرمز را توسعه داده اند. تا دهه 1970 بود که این فناوری نسبتاً مقرون به صرفه شد، قبل از آن هر دیود صدها دلار هزینه داشت.

در دهه 90، هنگامی که عناصر و تجهیزات LED نسبتاً ارزان برای تکثیر انبوه آنها (هزاران و میلیون ها نسخه) ظاهر شد، امکان استفاده از آنها به عنوان منابع روشنایی خانگی فراهم شد. قبل از آن، آنها عمدتا به عنوان نشانگر در مهندسی برق مختلف استفاده می شدند. و تنها در دهه 2000، زمانی که تولید انبوه LED های ارزان قیمت در سراسر جهان راه اندازی شد، و مهمتر از همه، در چین، هزینه یک لامپ LED قدرتمند (به اندازه کافی روشن که منبع نور اصلی در خانه باشد) از ده ها کاهش یافت. دلار به واحد پس از آن رونق لامپ های ال ای دی در جهان آغاز شد.

دستگاه لامپ ال ای دی

طراحی لامپ LED تفاوت اساسی با سایر منابع نور دارد. تفاوت اصلی در چیدمان چند عنصری است. "لامپ ایلیچ" به دلیل حرارت دادن به درجه حرارت فوق العاده بالا (حدود 3000 درجه سانتیگراد) رشته تنگستن، نور را در محدوده مرئی ساطع می کند. یک لامپ تخلیه گاز (شوم رسان) این کار را با برافروختن یک لایه فسفر روی دیواره های داخلی یک لوله شیشه ای پر از گاز هنگامی که جریان از آن عبور می کند، انجام می دهد. هر دو نوع چنین دستگاه های روشنایی با این واقعیت متحد می شوند که منبع تابش قابل مشاهده در طراحی آنها، به عنوان یک قاعده، یکی است. مقیاس بندی قدرت با افزایش اندازه فیکسچر یا استفاده از چندین لامپ به صورت موازی به دست می آید. در این زمینه، لامپ های LED بسیار متفاوت هستند، زیرا در واقع مجموعه ای از ده ها LED مینیاتوری هستند. با تغییر تعداد آنها و اصلاح الکترونیک کنترل، می توان منابع نور روشن را در یک بسته فشرده ایجاد کرد. با انواع سنتی روشنایی، این امکان پذیر نیست، زیرا افزایش روشنایی منجر به افزایش قابل توجهی در اندازه می شود.

ویژگی‌های چیدمان لامپ‌های ال‌ای‌دی مزیت‌های متعددی را ارائه می‌کنند، اما تعدادی محدودیت را نیز تحمیل می‌کنند که قبل از در نظر گرفتن مهم است.. برای اتصال ده ها عنصر به یکدیگر، یک برد مدار چاپی ویژه مورد نیاز است و یک واحد الکترونیکی کنترل نیز باید در محفظه قرار گیرد. بنابراین، لامپ های LED تفاوت های قابل توجهی با آنالوگ ها دارند.

نحوه محاسبه روشنایی LED: انواع لامپ

بدنه لامپ به دلیل وجود برد مدار چاپی با سیستم کنترل تا حدی مات است. تولیدکنندگان که مایل به حفظ سازگاری با لوسترهای معمولی، لامپ های کف، دیوارکوب ها، لامپ های رومیزی هستند، سعی می کنند به فرم کلاسیک پایبند باشند. محبوب ترین آنها انواعی هستند که در اصطلاح رایج نام "گلابی" و "ذرت" را دریافت کرده اند. "شمع" تا حدودی کمتر رایج است.

چراغ گلابی

"گلابی" به نوعی از لامپ های LED اطلاق می شود که شکل آنها شبیه یک لامپ رشته ای معمولی است. بدنه چنین لامپ LED نیمی از پلاستیک مات با دنده هایی برای بهبود خنک کننده ساخته شده است. قسمت دوم آن یک نیمکره شفاف، سایه دار یا رنگی با لایه ای از فسفر است. در مرز این قطعات یک برد با دیودهای هدایت شده در یک جهت وجود دارد. با توجه به این طراحی، زاویه پراکندگی نور تقریباً 360 درجه نیست (مانند لامپ های رشته ای که "منطقه مرده" آن فقط روی ناحیه با پایه قرار می گیرد)، بلکه فقط 180 درجه یا کمی بیشتر است.

چراغ ذرت

در هیئت مدیره "ذرت" با دیودهای قرار داده شده عمود بر پایه، در امتداد محور طولی لامپ است. می توان آن را به صورت صفحه، لوله ای گرد، مربع یا چند ضلعی (از 3 تا 8) ساخت. عناصر LED در قسمت جلویی آن قرار دارند، در حالی که قطعات الکترونیکی در پایه، ناحیه نزدیک آن یا داخل لوله پنهان شده اند. به دلیل شباهت تخته ای که نیمه هادی ها روی آن قرار می گیرند، با بلال ذرت، این نوع لامپ ها نام محاوره ای خود را به خود اختصاص دادند. چنین لامپ هایی با زاویه پوشش بزرگ متمایز می شوند، زیرا دو "منطقه کور" فقط در نواحی پایه و در انتهای مخالف لامپ قرار دارند. اگر دیودها در انتها نیز وجود داشته باشند، ممکن است مورد دوم کاملاً وجود نداشته باشد.

چراغ شمع

«چراغ شمعی» به دلیل بدنه کشیده، سازش بین «گلابی» و «ذرت» است. زاویه درخشندگی وسیع تری نسبت به اولی فراهم می کند، اما از نظر اندازه و قدرت محدود است. حوزه اصلی "شمع" - لامپ های رومیزی و روشنایی محلی مناطق کوچک است.

نحوه انتخاب لامپ های LED بر اساس شکل

قبل از، نحوه محاسبه نور LED برای اتاق، تعیین نوع لامپ مورد استفاده ضروری است. تا حد زیادی بستگی به این دارد که از تجهیزات روشنایی موجود (لوستر، لامپ سقفی، لامپ کف) استفاده شود یا سیم کشی برق جدید طراحی شود.

در مورد اول، ارزش توجه ویژه به منطقه و زاویه پراکندگی نور را دارد. بسته به نوع وسایل نصب شده در اتاق، نوع دستگاه های LED نیز تعیین می شود.

سقف آویز یا لوسترکه در آن لامپ ها به سمت پایین هدایت می شوند، به طور بهینه با لامپ های گلابی ترکیب می شوند که نور را در سراسر منطقه و دیوارها پخش می کنند. "منطقه کور" چنین نورپردازی LED در فضای زیر سقف خواهد بود که معمولاً از آن استفاده نمی شود. "ذرت" با دیودهای انتهایی نیز برای سقف آویزان عالی است، زیرا کف، دیوارها و فضای سقف را روشن می کند.
نورافکن های نصب شده در سازه سقف کاذب،با گلابی نیز خوب می شود. پایه لامپ و قسمت مات آن توسط یک لایه تزئینی از مواد تکمیلی پنهان می شود، اما نور ساطع شده از قسمت کار دستگاه به طور یکنواخت کل فضا را پر می کند. اما شما نباید "ذرت" را در چنین دستگاه هایی قرار دهید - بخش قابل توجهی از دیودها به فضای زیر سقف هدایت می شود.
لوستری که در آن کارتریج ها به سمت بالا هدایت می شوند با "گلابی" ناسازگار است! تنها استثنا اتاق هایی با سقف آینه ای هستند. نور چنین لامپ دیودی به سمت بالا هدایت می شود و یک ناحیه سایه دار در زیر آن تشکیل می شود. بدتر از همه، قسمت مرکزی اتاق روشن می شود، جایی که حتی سقف آینه ای نمی تواند به طور کامل کمبود روشنایی را جبران کند.
نورافکن ها و دیوارکوب های نصب شده روی دیوارها،به طور بهینه با لامپ های مستطیلی "ذرت" ترکیب شده است. نور ساطع شده توسط آنها هم به پایین و هم به سمت بالا و روی دیوارها هدایت می شود. جهت کارتریج (سوکل بالا، پایین یا موازی با زمین) در این مورد عملاً هیچ اهمیت عملکردی ندارد.
نورافکن های فرو رفته در ضخامت دیوار، با "ذرت" بدتر ترکیب می شوند. در اینجا وضعیت مشابه همتایان سقفی است: فقط انتهای لامپ نور "مفید" را منتشر می کند (جایی که دیودهای کمی وجود دارد) و عناصر LED جانبی طاقچه ای را که دستگاه در آن قرار دارد روشن می کند.
برای چراغ های رومیزی، دیوارکوب ها، لامپ های کف، جایی که کارتریج به پایین "به نظر می رسد"., خرید "گلابی" یا "شمع" مطلوب است. وظیفه چنین سازه های روشنایی این است که به طور موثر یک سایت را با یک منطقه کوچک روشن کنند و یک "گلابی" که در طرفین با یک لامپ سقفی پوشانده شده است، به بهترین شکل با آن مقابله می کند. "ذرت" همچنین مناسب است، اما، دوباره، بخشی از نور برای روشن کردن دیوارهای سقف (که همیشه ویژگی های بازتابی خوبی ندارند) از بین می رود.
وسایل سقفی که در آنها سوکت به موازات کف قرار می گیرد، بهترین ترکیب با "ذرت". "گلابی" فقط در صورتی مناسب است که نیاز به تمرکز حداکثر نور در یک قسمت از اتاق داشته باشید و از قسمت دیگر غافل شوید. اما حتی در این شرایط نیز نمی توان از کمبود نور در قسمت مرکزی اتاق جلوگیری کرد.

اگر نورپردازی از ابتدا طراحی شده باشد و اهداف خاصی در نظر گرفته شده باشد (مثلاً پر شدن روشن یکنواخت کل فضای اتاق با نور یا تمرکز آن در مناطق خاص)، می توانید نوع دستگاه را برای نوع لامپ انتخاب کنید. ، و نه برعکس. قبل از،نحوه محاسبه روشنایی اتاق، ledکافی است تجهیزات وجود و مکان "مناطق مرده" را تجزیه و تحلیل کنید تا مدل های لامپ بهینه را خریداری کنید. در غیر این صورت، تمام موارد گفته شده در بند قبل در این مورد قابل اجرا است.

قبل از، نحوه محاسبه نور LED برای اتاق، مهم است که این واقعیت را در نظر بگیریم که دیودها از گرم شدن بیش از حد می ترسند. اگر اتاق بزرگ است (بیش از 20 متر مربع)، و لامپ ها در یک محفظه فشرده و بسته (جزئی یا کامل) نصب می شوند، ممکن است یک لوستر مرکزی کافی نباشد. این به دلیل این واقعیت است که یک لامپ قدرتمند نصب شده در چنین طرحی گرمای زیادی تولید می کند که به طور موثر دفع نمی شود و منجر به گرم شدن بیش از حد نیمه هادی های LED می شود. اگرچه این اتلاف گرما چندین برابر کمتر از "لامپ ایلیچ" است، اما لامپ رشته ای مخصوص دماهای فوق العاده بالا طراحی شده است، اما روند تخریب دیودها حتی در دمای زیر 100 درجه سانتیگراد نیز تسریع می شود. راه برون رفت از این وضعیت استفاده از لوسترهای چند لامپ یا نصب لامپ های اضافی در گوشه های دورافتاده اتاق است.

نحوه محاسبه مساحت روشنایی لامپ های LED

لومن (lm) واحد اساسی برای اندازه گیری روشنایی یک شار نور است که توسط سازندگان روشنایی پذیرفته شده است. کندلا (cd) مربوطه نیز محبوب است، اما کمتر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا کار با آن دشوارتر است. در SNiP، که هنجار روشنایی را تنظیم می کند، از واحدی استفاده می شود که از لومن - lux (lx) مشتق شده است.

1 لوکس = 1 لیتر بر متر مربع

بنابراین، قبل ازنحوه محاسبه نور LED برای اتاق، باید مساحت آن را بدانید و همچنین هدف عملکردی اتاق را در نظر بگیرید.

با توجه به این واقعیت که لامپ های رشته ای با توان 40 تا 100 وات برای سال های متمادی محبوب ترین منبع نور خانگی بوده اند و همچنین برای کاهش تعداد اعداد "خشک" و واضح تر کردن فرآیند، ویژگی های آنها که می تواند به عنوان یک راهنما مورد استفاده قرار گیرد.

در سال 2011، مقامات فدراسیون روسیه قانونی را تصویب کردند که فروش لامپ های رشته ای با توان 100 وات یا بیشتر را ممنوع می کرد. با توجه به این واقعیت که مقدار دقیق این پارامتر به ولتاژ شبکه (که در زمان های مختلف روز، به ویژه در مناطق صنعتی، می تواند از 200 تا 250 ولت متغیر باشد) و همچنین ویژگی های فردی یک نمونه لامپ خاص بستگی دارد. ، محاسبه دقیق توان غیرممکن است. تولیدکنندگان لامپ برای دور زدن این ممنوعیت، شروع به برچسب زدن محصولات 100 واتی به عنوان 99، 95 یا 90 وات کردند (که در یک ولتاژ مشخص درست است)، اما خود دستگاه ها تغییری نکرده اند. بنابراین، محاسبات، که در آن یک لامپ 100 وات به عنوان نقطه مرجع روشنایی در نظر گرفته می شود، برای آنالوگ های 90-99 وات نیز قابل استفاده است.

طبق مقررات، شار نوری یک لامپ رشته ای 40 وات از 415 لومن، 60 W - 710 lm، 75 W - 935 lm و 100 W - از 1340 lm است. همانطور که از داده های بالا مشخص است، هر چه لامپ قدرتمندتر باشد، از نظر روشنایی اقتصادی تر، اما به طور کلی حریص تر است. دستگاه های LED چنین اشکالی ندارند، زیرا هر دیود جریان ثابتی را مصرف می کند و کل مصرف تقریباً مستقیماً با تعداد عناصر نیمه هادی متناسب است. بسته به دسته قیمت لامپ، 70-150 lm / W (در مقابل 13-16 lm / W برای یک لامپ رشته ای 100 وات) است، یعنی به طور کلی، دستگاه های LED 5-11 برابر کارآمدتر هستند.

کمی در مورد چینی ها

اخیراً لامپ های LED ارزان اغلب در فروش یافت می شوند که قیمت آنها 100-200 روبل است. اغلب آنها را می توان با یک بسته مقوایی با کتیبه های روسی تکمیل کرد، اما گاهی اوقات آنها را در یک بسته ساده، به اصطلاح OEM یا یک جعبه بدون امضای روسی تحویل می دهند. اینها معمولاً محصولات کارخانه های چینی هستند که مستقیماً از چین یا از طریق OEM های روسی تهیه می شوند.

محصولات پادشاهی میانه اغلب می توانند با ویژگی های نادرست بسته بندی شوند. این تقصیر یا تولید کنندگان بی پروا یا مشتریان روسی آنها است که می خواهند هزینه محصولات فروخته شده را کاهش دهند. در توضیحات لامپ‌هایی که در فروش هستند، اغلب می‌توانید جملات بلندی مانند "مصرف 10/15/20 برابر کمتر از یک لامپ معمولی" پیدا کنید. هنگام انتخاب چنین محصولاتی، باید به خاطر داشت که این نشانگر اغلب با دقت 5 یا 10 به سمت بالا گرد می شود. در واقع، یک لامپ LED با قیمت 100-200 روبل، به سادگی نمی تواند از نظر کیفیت از نظر فیزیکی مشابه یک محصول باشد. یه برند معروف دنیا مثل همون فیلیپس. چنین شرکت هایی از رقابت آگاه هستند و برای شهرت خود ارزش قائل هستند، بنابراین صدها درصد از سود خود را به طور غیرمنطقی به دست نمی آورند.

لامپ های ارزان قیمت چینی اینگونه به نظر می رسند

به اظهارات فروشندگانی که ادعا می کنند یک لامپ LED 5 واتی با قیمت 100 روبل معادل 75 یا 100 وات "لامپ ایلیچ" است، نباید اعتماد کرد. تمرین نشان می دهد که نسبت واقعی روشنایی آنها حدود 1 به 5، در بهترین حالت، 1 به 7 است. یعنی، 1 وات یک لامپ LED از نظر روشنایی معادل 5-7 وات یک لامپ رشته ای است. مهم است که قبلاً این را در نظر بگیریددسته بودجه

کاربران تصمیم می گیرند لامپ های ارزان بخرند یا نه. فقط شایان ذکر است که دستگاه هایی که به قیمت هیچ فروخته می شوند (حدود 100 روبل) ممکن است دارای الکترونیک کنترل نیز باشند. در بهترین حالت، آنها به سادگی در مدت زمان کوتاهی می سوزند، در بدترین حالت، سوسو می زنند و به تدریج ویژگی های اصلی خود را از دست می دهند و منجر به خستگی مزمن چشم می شوند. بنابراین، هنگام خرید یک لامپ ارزان، بهتر است بلافاصله آن را در فروشگاه یا محل تحویل تست کنید.

محاسبه توان لامپ های ال ای دی

طبق هنجارهای SNiP در روسیه، استانداردهای روشنایی زیر برای انواع ساختمان های زیر تایید شده است:

دفتری که در آن کار با رایانه انجام می شود - 300 lx (300 lm / m2).
دفتری که در آن کار نقشه کشی انجام می شود - 500 lx.
سالن کنفرانس - 200 لیتر.
پله های اداری - 50-100 لوکس.
پله های ساختمان های مسکونی - از 20 لوکس.
اتاق های پاساژ (راهروها، سالن ها، لابی ها)، اتاق های ابزار، انبارها و بایگانی ها، حمام ها، توالت ها، اتاق های رختکن و رختکن - از 50 تا 75 لوکس.
اتاق خواب، آشپزخانه، کودکان و سایر اتاق های نشیمن - 150-200 لوکس.
دفتر، کتابخانه - 200 لوکس.

با توجه به اینکه قدرت یک لامپ LED ارزان قیمت تا 80-90 لیتر بر وات است، برای اطمینان از روشنایی کافی اتاق خواب با مساحت 10 متر مربع، به 1500 لیتر نیاز دارید و یک لامپ رشته ای 100 وات می باشد. قادر به انجام این کار، یک لامپ LED ارزان قیمت از 18 وات یا 3 دستگاه از این دستگاه در 6 وات است. هنگام استفاده از محصولات مارک، خروجی نور بالاتر خواهد بود - از 100 lm / W. برای همان اتاق خواب 10 متر مربعی، یک لامپ LED 14-15 وات مورد نیاز است.

اگر روشنایی رشته ای، که برای مدت طولانی در داخل خانه استفاده شده است، از نظر روشنایی رضایت بخش است، و انتقال به LED ناشی از تمایل به صرفه جویی در قبوض آب و برق / کمک به حفاظت از محیط زیست / همگام شدن با زمان / تغییر دمای رنگ نور (هرکسی ممکن است دلیلی داشته باشد) - می توانید به سادگی یک محاسبه را انجام دهید و از پارامترهای موجود شروع کنید. بنابراین، یک لامپ رشته ای 100 وات را می توان با یک "LED" 13-16 وات جایگزین کرد، یک جایگزین برای "هفتاد و پنج" یک LED 10 وات خواهد بود، و یک "زاغی" با یک 3 با کیفیت بالا جایگزین می شود. لامپ ال ای دی W.

انتخاب دمای رنگ

لامپ های LED دارای یک پارامتر دیگر هستند که قبل از آن باید در نظر گرفته شود. این دمای رنگ است که رنگ نور ساطع شده را تعیین می کند. بر حسب کلوین (K) اندازه گیری می شود. هر چه این شاخص بالاتر باشد، تشعشع به سایه های سفید و آبی نزدیکتر خواهد بود. برای لامپ های رشته ای، این نشانگر از 2000 K (25 W) تا 2800 K (100 W) متغیر است و مربوط به رنگ زرد روشن یا نارنجی روشن است.

دمای رنگ منابع روشنایی LED از 2500 تا 7000 کلوین متغیر است.

2500-3000 K. نور زرد گرم، نزدیک به نور رشته ای.
3000-4000 K. سفید گرم، با رنگ زرد، نزدیک به نور روز.
4000-5000 K. سفید خنثی، نزدیک به نور روز.
5000-7000 K. سفید سرد، با سایه های آبی در لبه بالایی.

کدام یک را انتخاب کنید تا حد زیادی به ترجیحات طعم بستگی دارد. با این حال، باید در نظر داشت که کارشناسان دمای رنگ های مختلف را برای انواع مختلف محل ها توصیه می کنند.

سایه های گرم (تا 4000 K) برای اتاق خواب، اتاق نشیمن، آشپزخانه ترجیح داده می شود. رنگ های خنثی و سرد برای حمام ها، زیرزمین ها، دفاتر اداری، سالن ها، راهروها، حمام ها مناسب هستند. فیزیولوژیست ها خاطرنشان می کنند که در زیر نور با دمای 4000-6000 کلوین است که بدن انسان حداکثر بهره وری کار را نشان می دهد و اطلاعات را به بهترین شکل درک می کند.

یکی از طرفداران پر و پا قرص تکنولوژی چینی با کیفیت بالا، عاشق صفحه نمایش شفاف. حامی رقابت سالم بین تولیدکنندگان. او اخبار دنیای گوشی های هوشمند، پردازنده ها، کارت های ویدئویی و سایر سخت افزارها را از نزدیک دنبال می کند.