Milyen spektrumú fényt produkálnak a LED-ek?

Sokféle fényforrás létezik, a közönséges izzóktól kezdve a modernebb újításokig, mint például a LED. Ennek a sok fényforrásnak azonban nem mindegyike egyenlő.

Azon túl, hogy fényt hoznak létre, mindegyiknek van sajátos tulajdonsága, amelyek közül az egyik a kibocsátott szín. Ezt nevezhetjük minden ember egyedi fényspektrumának is.

A LED színhőmérséklete határozza meg a kibocsátott fény spektrumát. A 6000K-os LED spektrális eloszlása ​​eltér a 3000K-os LED-ekétől. A 6000K LED többnyire kék és zöld fényt bocsát ki, míg a 3000K LED melegebb színeket, például narancsot és sárgát hoz létre.

A továbbiakban a 4000K-ra hivatkozunk, mint a LED-fény színének alapjára, következésképpen a fényspektrumára, mint az alapformára, mivel egy teljesen természetes LED minden kiegészítés vagy változtatás nélkül ennek a fényszíne körül mozog.

LED-ek spektrális eloszlása ​​4000 K-en

Csak logikusnak tűnik, hogy a 4000K LED-del kezdjük, mivel ez képezi a spektrális diagram alapvető alapját.

Az alábbi képen látható 4000K-es spektrum erősen a kék vég felé hajlik, miközben nagyon kevés vörös és zöld fényt bocsát ki. Mivel a kék fény a hidegebb lámpák elsődleges alkotóeleme, ez adja a LED hidegfehér színét.

Az a tény, hogy a LED-ek több diódából állnak, az az elsődleges oka annak, hogy hidegfehérek. Úgy készültek, hogy RGB (vörös, zöld és kék) diódákat használnak fehér fény előállítására, amely ebben az esetben az alapértelmezett 4000 K.

A LED-ek előállításának alternatív módja a nagyrészt (ha nem kizárólag) kék LED diódák felhasználása, majd a foszfor alapú oldattal való bevonása a görbe kiegyenesítése érdekében.

Mivel a kék fénykibocsátás az elsődleges fényforrás ebben a LED-szerkezetben, ez az, ami általában abnormálisan magas csúcsokat eredményez a kék fény előállításában.

Ha minden színben vagy minden hullámhosszban van fény, ahogy pontosabban nevezhetjük, akkor ezek mind összefolynak, és fehér fényt alkotnak, ami eleve így is működik.

Később az összehasonlítás során látni fogja, hogy a diagramok mennyire változnak attól függően, hogy mennyi kéket és vöröset bocsátanak ki, ami összefügg a színhőmérsékletükkel.

3000K LED spektrum

A 4000K színhőmérsékletűek után talán a 3000K LED-eket használják a legszélesebb körben, leginkább az általuk kibocsátott kellemes sárgás árnyalat miatt.

Először is meg kell vizsgálnunk, hogy mi különbözteti meg a 3000K és a 4000K LED-eket egymástól, mielőtt tovább mélyednénk a spektrumban és annak sajátosságaiban. Mivel már tudjuk, hogy a 4000K a kiindulási pont, biztosan beállították valamilyen módon, hogy elérjék a 3000K-os élénk színt, igaz? Pontos.

A foszfor jelenléte különbözteti meg a 3000K-t a 4000K-tól. A foszfort egyszerűen felvisszük az egyes LED-diódák tetejére, amint az ezen az ábrán látható, hozzáadásához.

Íme egy nagyszerű példa arra, hogyan használják fel a foszfort a világos szín felmelegítésére. Bár nem ez a fő cél, ha ilyen módon hajtják végre, ennek megvan a hatása.

Ennek egyetlen valódi célja a LED spektrumának kiegyensúlyozása. Ez logikus, mivel láthatja, hogy a 4000K-s grafika nagy csúcsa a kék színben, de a többi legjobb esetben is átlagos.

5000K plusz LED spektrum

Most, hogy tisztában vagyunk azzal, hogyan állíthatunk elő melegebb fényhőmérsékletet, hogyan állítható elő az 5000 K-nél alacsonyabb hőmérséklet? Ez eléggé érdekfeszítő, mivel attól függően, hogyan nézzük, csak kis mértékben tér el attól, ahogyan a 3000K-t építjük.

Ezek a különbségek a gyártási folyamat során relevánsak. A piros, zöld és kék diódákat mindig is kiegyensúlyozták, hogy az összes korábbi fényszínben fehér fényt hozzanak létre. Bár ez egy kicsit más, ha 5000K és magasabb.

Számukra szándékosan kiegyensúlyozatlan LED diódát tervezne. Ez azt jelenti, hogy az egyes RGB diódák mennyiségben és/vagy intenzitásban szándékosan egyenlőtlenül oszlanak el.

Úgy egyensúlyozzák az RGB diódákat, hogy minél több kék színt részesítenek előnyben az RGB-keverékben, annál hűvösebbnek szeretnéd érzékelni a fényt. Ez attól függ, hogy milyen magasra megy a Kelvin-skála. Más szóval, csak hagyják, hogy a kék felülmúlja a pirosat és a zöldet, minél magasabbra megy, így a kék és a kékebb színek jobban kiemelkednek a világos színben.

Ez megtehető egy olyan módszerrel is, amely egy további kék diódát ad hozzá egyszerre, valami újat, RGBB-t generálva ahelyett, hogy növelné a kék diódák arányát az RGB keverékben.

Mivel az RGBB képes fenntartani a normál fehér fény kibocsátásának tisztaságát, előnyben részesítik a tiszta RGB-vel szemben.

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az RGBB rendszer csupán több kéket ad az eredeti RGB rendszerhez, megőrzi az eredeti RGB-k harmóniáját.

Ez megmagyarázza, hogy a vörös és a zöld miért viszonylag alacsonyak a spektrumdiagramon, míg a kék drámaian feljebb ugrik. Amellett, hogy az elemek kissé kéknek tűnnek, a fény is egészen kéknek tűnik.

Teljes spektrumú LED-ek

A teljes spektrumú LED a szabványos LED-szerkezettől eltérő típusú LED. A napfény spektrális görbéjét a teljes spektrumú LED felépítésével kívánják megismételni.

Ennek elérése érdekében a legjellemzőbb sárgás foszfor keverék helyett különböző színű foszfor kombinációt alkalmaznak.

Ennek eredményeként a LED több színt bocsát ki, és jobban hasonlít a napfényhez, mint anélkül.

A növényi lámpákban való használat a fő oka annak, hogy olyan fényforrással rendelkezzünk, amely képes utánozni a napsütést. A növekedési lámpák olyan fényforrások, amelyek támogatják a növények növekedését azáltal, hogy elegendő napfényhez hasonló fényt biztosítanak a növényeknek, amikor nem kapnak elegendő természetes napfényt, vagy egyáltalán nem kapnak napfényt.

Elsősorban élelmiszertermeléstől függő létesítményekben használják őket, mivel a magas hozam döntő fontosságú. Mégis, a házba tervezett termesztőlámpák iránti növekvő kereslet miatt mostanra kezdenek megjelenni a háztáji kertekben.

LED-ek összehasonlítása különböző Kelvin hőmérsékleteken (K)

Habár nincs sok különbség ezek között a LED-ek között, ha összehasonlítjuk, van néhány dolog, amelyet az ember jelentősnek tart.

Az alapvető különbség e különféle fényforrások között az, hogy olyan fényt bocsátanak ki, amely különféle pszichológiai reakciókat és érzelmeket válthat ki, így alkalmatlanná teszi őket ugyanarra a felhasználásra.

A 4000K LED jobban megfelel azokban a helyekben, ahol a mentális éberség és a koncentráció a prioritás, például irodák, míg a 3000K LED sokkal inkább otthonokba és olyan helyiségekbe, ahol a kényelem aggodalomra ad okot.

Ugyanígy ritka az 5000K plusz bármi, különösen, ha belsőépítészetről vagy bármi másról van szó. Az akváriumok az egyik tipikus alkalmazási terület 10000K, de ezen kívül nem sok más helyen lehet alkalmazni.

Mégis, van egy lényeges különbségtétel a 3000 és 4000 000 között, és ez a technológiai kérdésekhez kapcsolódik. Ha összehasonlítja az energiahatékonyságot a tényleges fénykibocsátással, ez a tényező.

A bevett gyakorlat sokféle fényforrás mérése a Lumen/Watt egységgel, ahol a lumen a fényforrás által kibocsátott "fénymennyiséget", a watt pedig azt az energiát jelenti, amelyet a LED-be juttattunk.

Ezt szem előtt tartva érdemes megjegyezni, hogy a 4000K fényszínnel rendelkező natúr LED hatékonyabb lesz (lumen/watt), mint a 3000K fényerősségű LED.

Ennek oka a fénypor jelenléte a 3000K LED-ben. Ez azért van így, hogy a fénypor hatékonyan elnyelje a LED által kibocsátott teljes fény egy részét.

Ez logikus, mivel – amint azt már láttuk az utólag beépített LED izzónál – a fénypor fizikailag befedi a sok kis diódát.

Összegzés

Annak ellenére, hogy a LED-ek jellemzően hidegek, képesek fényt generálni a látható fény teljes spektrumában.

A melegebb LED-eket fényporral kell bevonni a melegebb fény előállításához, ezért a hideg LED-ek körülbelül 5 százalékkal hatékonyabban alakítják át az energiát fénnyé.