Материалы для FAQ по светодиодному освещению

[<Alkash>]

Всем привет! Это мой первый пост на этом форуме и, надеюсь, далеко не последний

Светодиоды все прочнее и прочнее занимают нишу в освещении. Они практически по всем параметрам переплевывают другие источники света - КПД, мощность светового потока, плотность светового потока, плавный спектр, вся палитра видимого и невидимого излучения, высокая прочность, долговечность, надежность, отсутствие ядовитых веществ... Минусов у светодиодов мало, основные это - высокая цена(очень спорно, последнее время прослеживается тенденция к существенному удешевлению), необходимость охлаждения, необходимость стабилизации тока. Как-то больше и не вспомнил) Минусы, на самом деле не минусы, а особенности, которые легко решаются. За диодами будущее, и даже уже настоящее. Перспективной ветвью развития являются органические светодиоды.

nanolab, спасибо за ваши труды в данной теме, много полезного почерпнул и узнал.

У меня на данном этапе стоит вопрос о переходе домашнего освещения на диодное. Сначала уже было решил затарится новыми диодами от ничии(Nichia 219B). И вокруг нее собирать свет. Но в последний момент отдернул себя. А причина одна - не полный спектр. Такой, как и у большинства современных белых светодиодов, с ямой в сине-зеленой зоне. Если уж собирать свет на века, то и качество света должно быть на века, а не довольствоваться "веяниями моды".

Так вот. Хочу сделать домашний полноспекторный диодный свет.
Есть небольшой вопрос. nanolab, что есть полноспекторный источник излучения? На сколько я понимаю это определение, это есть источник света, спектр которого максимально приближен к излучению абсолютно черного тела.



Спектр солнечного света, попадающий на поверхность земли немного отличен от спектра излучения абсолютно черного тела. Хотя считается, что он "полноценный"...



Поидее любой источник света, совпадающий с кривыми Планка имеет Cri=100 и является полноспектроным? Будь то тело разогретое до 1 000*С или до 50 000*С?
В домашних условиях наиболее комфортный и уютный свет имеет источник света с температурой свечения 2 700-4 000К. Тут уж кто как привык. В рабочих условиях обычно более уместен свет с температурой свечения 6 000К. И в любых условиях наиболее правильный и приятный именно полноспетороный свет - лампы накаливания, галогенки, солнечный свет тому подтверждение. Еще важно, чтобы свет помимо его так сказать температуры, не имел еще завалов в зеленый, розовый и воспринимался как чистый белый, теплый или холодный.

Поэтому, nanolab, стоит такая задачка - подобрать светодиоды для домашнего освещения, максимально приближенного спектра к "идеальному свету" температурой, скажем 3 000К(более классический вариант) и 3 500К(такой хотел бы я свет), соблюдая условие, чтобы не заваливался оттенок. Мощность излучения примем под такие условия: комната 15м'2 аналогичная яркость установленной люстры с галогенками 40Вт х 5шт.

По всей видимости к теплому белому необходимо добавить циан, голубой и возможно, глубокий красный 660нм. Вот на счет дип ред. На сколько он целесообразен в домашнем освещении? Как его воспринимает глаз? И что с фиолетовым, ближе к 420-400нм?

[<Alkash>]

Сообщение от Алекс СПС

Прошу о помощи в рассчете освещения акавариума:
размер 130 (длина) х 80 (высота) х 45 (ширина);
объем 460 литров, крышка для светильников на тросах (регулируемая).
Хочу поменять освещение на полностю светодиодами. Вентиляция хорошая.
В аквариуме трава и дискусы.
Посоветуйте - сколько и какие выбрать.

Попробую я ответить, а знающие - поправьте.
При мощности 30лм\л необходимо 13800 люмен.
При мощности 40лм\л - 18400 люмен.
Учитывая большую высоту, аж 80 см, не обойтись без вторичной оптики.
Поэтому придется брать диоды типа cree xm-l. Матрицы не подойдут.
Для вторичной оптики желательно коллиматоры.

А вот под какие углы - не скажу, думаю надо 30-45градусов.

Итого - надо 15-20 диодов типа XM-L плюс на них оптику плюс драйвера в сумме на 150-200Вт и обязательно толковое активное охлаждение.

[nanolab]

Сообщение от <Alkash>

У меня на данном этапе стоит вопрос о переходе домашнего освещения на диодное. Сначала уже было решил затарится новыми диодами от ничии(Nichia 219B). И вокруг нее собирать свет. Но в последний момент отдернул себя. А причина одна - не полный спектр. Такой, как и у большинства современных белых светодиодов, с ямой в сине-зеленой зоне. Если уж собирать свет на века, то и качество света должно быть навека, а не довольствоваться "веяниями моды".

Так вот. Хочу сделать домашний полноспекторный диодный свет.
Есть небольшой вопрос. nanolab, что есть полноспекторный источник излучения? На сколько я понимаю это определение, это есть источник света, спектр которого максимально приближен к излучению абсолютно черного тела.

Я под полноспектральным понимаю источник, который более-менее равномерно светит во всем диапазоне длин волн, которые требуются объекту.
Например, для земноводных сюда входит и ультрафиолет В (315-400 нм), а для человеческого глаза важны длины волн в пределах спектра его чувствительности (примерно от 460 до 660 нм).

Сообщение от <Alkash>

Спектр солнечного света, попадающий на поверхность земли немного отличен от спектра излучения абсолютно черного тела. Хотя считается, что он "полноценный"...
Поидее любой источник света, совпадающий с кривыми Планка имеет Cri=100 и является полноспектроным? Будь то тело разогретое до 1 000*С или до 50 000*С?

Если цветовая температура источника света менее 5000 К, качество цветопередачи принято сравнивать с излучением абсолютно черного тела, если выше, то - с солнечным спектром соответствующей цветовой температуры (стандартный источник D).

Сообщение от <Alkash>

Поэтому, nanolab, стоит такая задачка - подобрать светодиоды для домашнего освещения, максимально приближенного спектра к "идеальному свету" температурой, скажем 3 000К(более классический вариант) и 3 500К(такой хотел бы я свет), соблюдая условие, чтобы не заваливался оттенок. Мощность излучения примем под такие условия: комната 15м'2 аналогичная яркость установленной люстры с галогенками 40Вт х 5шт.

По всей видимости к теплому белому необходимо добавить циан, голубой и возможно, глубокий красный 660нм. Вот на счет дип ред. На сколько он целесообразен в домашнем освещении? Как его воспринимает глаз? И что с фиолетовым, ближе к 420-400нм?

Теплый белый свет с высоким индексом цветопередачи лучше формировать на основе нейтрально-белых светодиодов, поскольку у них значительно выше светоотдача.

По поводу того, что домешивать, приведу такой пример.
1. Имеем 6 нейтрально-белых светодиодов (4620 К) со световым потоком 155 лм и индексом цветопередачи CRI=84. 155 лм/Вт.
2. Если добавить красный светодиод 625 нм/57 лм, получим источник 3860 К со световым потоком 987 лм, CRI=93. Световая отдача - 146 лм/Вт.

Второй пример (также для 7 светодиодов):
- 5 теплых белых (2900 К) 115 лм
- гипер-красный 550нм/350 мВт (20 лм)
- циан 505 нм/70 лм
Получим 3310 К, 665 лм, CRI=98, 97 лм/Вт.

Т.е. наиболее простой и главное эффективный способ повысить качество цветопередачи источников теплого света - использовать красный светодиод.
Дальнейшее повышение индекса цветопередачи возможно, в т.ч. путем применения циана и гипер-красного светодиодов, но связано со значительным снижением светоотдачи.
Добавлять синие светодиоды в источниках теплого света смысла нет, поскольку в белых светодиодах излучения в этой области спектра достаточно.

По поводу освещения комнаты. 5 галогенок по 40 Вт - это световой поток 2450 лм. Можете по предыдущим примерам прикинуть количество.
Чтобы советовать применение конкретных светодиодов, нужно понимать, какие у вас приоритеты. Что на первом/втором месте. Цена, качество цветопередачи, энергоэффективность или что-то другое.

[nanolab]

Сообщение от Алекс СПС

Прошу о помощи в рассчете освещения акавариума:
размер 130 (длина) х 80 (высота) х 45 (ширина);
объем 460 литров, крышка для светильников на тросах (регулируемая).
Хочу поменять освещение на полностю светодиодами. Вентиляция хорошая.
В аквариуме трава и дискусы.
Посоветуйте - сколько и какие выбрать.

А можете показать фото аквариума? Чтобы было видно растения и раскраску дискусов.

[Алекс СПС]

В данный момент сделать это не могу - нахожусь не в Украине,
сделаю фото с удовольствием позже. Спасибо

[<Alkash>]

nanolab, спасибо за развернутый ответ.
Да, получается нет большого смысла в холодящем циане и тем более голубом при в теплом свете. И светоотдача у хайкри диодов в том числе и в сборке получается невысоким. Хотя, это как посмотреть.

Не поделитесь, какая методика в определении цветовой температуры? Если сложить диоды с температурой 6000К и 3000 выйдет 4500К? Еще как определяется температура "кривых" источников света - зеленящих, розовеющих?

Вот на счет цены. Чем таким архиважным отличаются по спектру диоды КРИИ от китайских Эпистаров, помимо эффективности? Поклацал визуализатор спектра из первого поста. Различия на глаз разных диодов одной температуры не шибко существенны. Ну, в "высококришных" диодах видно уменьшение провала сине-зеленой зоны и небольшое увеличение диапазона в красную зону. И все. Мне кажется любой кривой зеленеющий или ущербный спектр можно подкорректировать в нужном направлении цветными диодами. Или мысль пошла не в том направлении?

Еще интересно. Если в теплых диодах холодная зона не существенна, то в холодных диодах эта же сине-фиолетовая зона имеет бОльший "вес". А вот какраз в фиолетовой части белых диодов и происходит спад за пиком роял-блу. Используется ли в аквариумистике дополнительное досвечивание фиолетовыми диодами? И много ли флуорисцирующих видов аквариумных рыб есть? Неоны, например, флуорисцируют или просто "блестят"?

[nanolab]

Сообщение от <Alkash>

Не поделитесь, какая методика в определении цветовой температуры? Если сложить диоды с температурой 6000К и 3000 выйдет 4500К? Еще как определяется температура "кривых" источников света - зеленящих, розовеющих?

Если интересна именно методика, то она вкратце описана здесь.
А для того, чтобы всегда иметь возможно прикинуть спектр, цветовую температуру и другие фотометрические характеристики при цветосмешении от разных светодиодов, советую скачать с сайта Osram LED Color Calculator.

Сообщение от <Alkash>

Вот на счет цены. Чем таким архиважным отличаются по спектру диоды КРИИ от китайских Эпистаров, помимо эффективности? Поклацал визуализатор спектра из первого поста. Различия на глаз разных диодов одной температуры не шибко существенны. Ну, в "высококришных" диодах видно уменьшение провала сине-зеленой зоны и небольшое увеличение диапазона в красную зону. И все. Мне кажется любой кривой зеленеющий или ущербный спектр можно подкорректировать в нужном направлении цветными диодами. Или мысль пошла не в том направлении?

Во-первых, немного наоборот: это светодиоды Cree производятся в основнов в Китае, а Epistar - тайваньская контора
Во-вторых, Epistar производит чипы, в том числе для Cree.

Вы наверное под "Эпистарами" имеете в виду светодиоды, которые по бросовым ценам продаются на китайских интернет-площадках?
Действительно, если белые светодиоды будут использоватьмя совместно с цветными, их спектр (индекс цветопередачи) особого значения не имеет. Тут вы абсолютно правы.
Но и недооценивать их низкую эффективность также не стоит. Нужно учитывать, что даже те невысокие цифры, которые указываются в описании, на самом деле в абсолютном большинстве случаев завышены.

Сообщение от <Alkash>

Еще интересно. Если в теплых диодах холодная зона не существенна, то в холодных диодах эта же сине-фиолетовая зона имеет бОльший "вес". А вот какраз в фиолетовой части белых диодов и происходит спад за пиком роял-блу. Используется ли в аквариумистике дополнительное досвечивание фиолетовыми диодами? И много ли флуорисцирующих видов аквариумных рыб есть? Неоны, например, флуорисцируют или просто "блестят"?

Аквариумистика - это не только рыбы
Фиолетовые светодиоды используются в рифовых аквариумах. Есть перспективные направления, связанные со стерилизацией (уничтожением бактерий) и управлением пигментацией (цветом) растений.
Флуоресцирующие пигменты у некоторых аквариумных рыб есть, но по-настоящему флуоресцируют только генетически модифицированные рыбы

[<Alkash>]

Сообщение от nanolab

Если интересна именно методика, то она вкратце описана здесь.
А для того, чтобы всегда иметь возможно прикинуть спектр, цветовую температуру и другие фотометрические характеристики при цветосмешении от разных светодиодов, советую скачать с сайта Osram LED Color Calculator.

Методика нуегонафик А программа интересная и полезная. Только у меня почему-то не хочет сохранять варианты и картинки спектров. Ну это ничего. Жалко что мало вариантов белых диодов. Не пойму, можно ли редактировать диаграмму распределения энергии излучения?

Сообщение от nanolab

Во-первых, немного наоборот: это светодиоды Cree производятся в основнов в Китае, а Epistar - тайваньская контора
Во-вторых, Epistar производит чипы, в том числе для Cree.

Вы наверное под "Эпистарами" имеете в виду светодиоды, которые по бросовым ценам продаются на китайских интернет-площадках?
Действительно, если белые светодиоды будут использоватьмя совместно с цветными, их спектр (индекс цветопередачи) особого значения не имеет. Тут вы абсолютно правы.

Но и недооценивать их низкую эффективность также не стоит. Нужно учитывать, что даже те невысокие цифры, которые указываются в описании, на самом деле в абсолютном большинстве случаев завышены.

Под эпистарами я и имел в виду нонейм диоды, очень смахивающие на диоды фирмы Epistar(не знал что они из тайваня ). Это они и есть? На сколько я понимаю основные проблемы этих чипов - устаревшая технология и отсутствие контроля качества на выходе? Но ведь тем не менее, бакс за жменьку - весомый аргумент в противовес на 30% более низкой эффективности. Опять же можно вместо ХТЕ от кри взять 10Вт матрицу и гонять ее на 5ти ваттах, при этом имея хороший запас мощности и приемлимую эффективность?Или все-таки не стоит заморачиваться на этом "мусоре"?

Сообщение от nanolab

Аквариумистика - это не только рыбы
Фиолетовые светодиоды используются в рифовых аквариумах. Есть перспективные направления, связанные со стерилизацией (уничтожением бактерий) и управлением пигментацией (цветом) растений.
Флуоресцирующие пигменты у некоторых аквариумных рыб есть, но по-настоящему флуоресцируют только генетически модифицированные рыбы

Да, почитал и про рифы и про растения. И калькулятор говорит, что на CRI дополнительный фиолетовый почти никак не отражается. Но все таки ведь есть много цветных пресноводных рыбок, разве досвечивание фиолетовым не увеличит их цветовую насыщенность и общую привлекательность?

Что скажете на счет рассеивателя для диодных сборок? Матированный вроде бы много поглощает? Как лучше размазать цвет диодов в условиях квартирного света, не потеряв много в эффективности? И я еще заметил, что в аквариумах светодиодные светильники используют без рассеивателя и иногда ловят от этого неприятные цветные тени. Как с этим бороться?

[nanolab]

Сообщение от <Alkash>

Методика нуегонафик А программа интересная и полезная. Только у меня почему-то не хочет сохранять варианты и картинки спектров. Ну это ничего. Жалко что мало вариантов белых диодов. Не пойму, можно ли редактировать диаграмму распределения энергии излучения?

Сохранить картинку - есть кнопка "Customize/Save spectrum plot to file".
Можно импортировать свои спектры. Формат файла - две колонки - длина волны в нм и интенсивность излучения в отн. единицах. Прикрепляю свою базу спектров (наиболее распространенные светодиоды и люмлампы). Импортировать: "User Spectra" - "Import data file".

Сообщение от <Alkash>

Под эпистарами я и имел в виду нонейм диоды, очень смахивающие на диоды фирмы Epistar(не знал что они из тайваня ). Это они и есть? На сколько я понимаю основные проблемы этих чипов - устаревшая технология и отсутствие контроля качества на выходе? Но ведь тем не менее, бакс за жменьку - весомый аргумент в противовес на 30% более низкой эффективности. Опять же можно вместо ХТЕ от кри взять 10Вт матрицу и гонять ее на 5ти ваттах, при этом имея хороший запас мощности и приемлимую эффективность?Или все-таки не стоит заморачиваться на этом "мусоре"?

Заморачиваться или не заморачиваться - дело каждого
Наверняка можно тот же световой поток получить дешевле. Но нужно не забывая о том, что подложки для светодиодов тоже не бесплатные.
И разница не в 30%, а в 1,5 раза: реальный световой поток на 700 мА у холодных "3 Вт" ноунейм светодиодов не более 180 лм, у, например, Сеула SZ5, которыя я использую - 280 лм.

Сообщение от <Alkash>

Да, почитал и про рифы и про растения. И калькулятор говорит, что на CRI дополнительный фиолетовый почти никак не отражается. Но все таки ведь есть много цветных пресноводных рыбок, разве досвечивание фиолетовым не увеличит их цветовую насыщенность и общую привлекательность?

Чувствительность человеческого глаза к фиолетовому очень низкая, именно поэтому он никакак не влияет на CRI.
Даже если к каждому белому светодиоду добавите по фиолетовому, никакой разницы в картинке не заметите.

Сообщение от <Alkash>

Что скажете на счет рассеивателя для диодных сборок? Матированный вроде бы много поглощает? Как лучше размазать цвет диодов в условиях квартирного света, не потеряв много в эффективности? И я еще заметил, что в аквариумах светодиодные светильники используют без рассеивателя и иногда ловят от этого неприятные цветные тени. Как с этим бороться?

Есть разные технологии матирования. Сейчас у всех ведущих производителей пластиков есть серии светотехнических материалов. Самая известная торговая марка - PLEXIGLAS.
В описании обращайте внимание на светопропускание. У рассеивателя светильника оно должно быть около 90%.

Для светорассеяния применяются пластики с текстурированной поверхностью, типа микропризмы.

Для цветосмешения используется серия Plexiglas GS SATINICE или аналоги других производителей. Бывает с односторонним или двусторонним матированием. Это как раз для аквариумов

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от nanolab

Чувствительность человеческого глаза к фиолетовому очень низкая, именно поэтому он никакак не влияет на CRI.
Даже если к каждому белому светодиоду добавите по фиолетовому, никакой разницы в картинке не заметите.

Это распространенное заблуждение, основанное на предположении "по умолчанию". Советую ознакомиться с технологией Philips CrispWhite, можно начать с дайджеста: http://www.led-professional.com/prod...ite-technology

Если в двух словах. Относительно небольшая добавка фиолетовой части спектра к теплым белым (ССТ 3КК) диодам значительно увеличивает визуальную насыщенность цветов под этим светом. Особенно выигрывает белый цвет. При этом производитель отдельно отмечает выдающийся CRI, цитирую отсюда: http://www.philipslumileds.com/produ...ith-crispwhite
"CrispWhite Technology has great color rendering performance. CRI over 90 gives good general color perception"

[nanolab]

Сообщение от Dmitry Karpenko

Это распространенное заблуждение, основанное на предположении "по умолчанию". Советую ознакомиться с технологией Philips CrispWhite, можно начать с дайджеста: http://www.led-professional.com/prod...ite-technology

Если в двух словах. Относительно небольшая добавка фиолетовой части спектра к теплым белым (ССТ 3КК) диодам значительно увеличивает визуальную насыщенность цветов под этим светом. Особенно выигрывает белый цвет. При этом производитель отдельно отмечает выдающийся CRI, цитирую отсюда: http://www.philipslumileds.com/produ...ith-crispwhite
"CrispWhite Technology has great color rendering performance. CRI over 90 gives good general color perception"

Давайте и я процитирую по вашей ссылке: "Creating a second blue peak (~410-415nm) in the spectrum that activates fluorescent whitening agents paints/fabrics", т.е. пик в фиолетовой области активирует флуоресценцию красителей в тканях. Показано на примере галстука. Понятия не имею, какие пигменты используются в тканях, и какое число из них флуоресцирует. Может быть действительно в современных красках таких пигментов полно, а может галстук специально чем-то покрасили

Но то, что фиолетовые светодиоды практически не влияют на индекс цветопередачи, это однозначно. Не путайте, пожалуйста, людей.
Просто применили эту технологию в теплых Hi-CRI матрицах.

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от nanolab

Но то, что фиолетовые светодиоды практически не влияют на индекс цветопередачи, это однозначно.

Вы пытаетесь чрезмерно упростить этот вопрос. Дело в том что без фиолетовой части спектра невозможно получить так называемые "экстраспектральные" цвета, в частности ту же фуксию или маженту. Как нетрудно убедиться, этих ярчайших цветов - примерно 20% от всех, которые различает человеческий глаз. А теперь скажите пожалуйста - если некий источник света не позволяет видеть 20% видимых человеческим глазом цветов - может ли он иметь высокий CRI? А если мы скорректируем спектр источника таким образом, что он сможет показывать эти 20% цветов, вырастет ли у него CRI?

[nanolab]

Сообщение от Dmitry Karpenko

Вы пытаетесь чрезмерно упростить этот вопрос. Дело в том что без фиолетовой части спектра невозможно получить так называемые "экстраспектральные" цвета, в частности ту же фуксию или маженту. Как нетрудно убедиться, этих ярчайших цветов - примерно 20% от всех, которые различает человеческий глаз. А теперь скажите пожалуйста - если некий источник света не позволяет видеть 20% видимых человеческим глазом цветов - может ли он иметь высокий CRI? А если мы скорректируем спектр источника таким образом, что он сможет показывать эти 20% цветов, вырастет ли у него CRI?

Еще раз. Что касается именно индекса цветопередачи (CRI), то влияние фиолетового светодиода очень легко проверить в специализированных пакетах, например, в утилите Osram (см. выше) или других из области светотехники, колориметрии и т.д. Есть еще бесплатная утилита от NIST (американский национальный институт стандартов), легко найти в сети.
Добавление фиолетового пика к теплому светодиоду, такой же амплитуды, как у Филипса, повышает CRI всего на 1. Попробовал на нескольких теплых спектрах с разными значениями начального CRI.

Но CRI - это всего лишь мера соответствия цветовосприятия при освещении источником в сравнении с лампой накаливания либо спектрами солнца. Причем мера далеко не идеальная и постоянно критикуемая. Недаром появилась альтернативная система CQS (color quality scale).
Причем при вычислении CRI анализируется цветопередача только четырнадцати наиболее распространенных тестовых цветов.

Поэтому я хоть и сомневаюсь , но спорить не могу - вполне возможно, что эффект насыщения некоторых цветов действительно ощутим. Нужно пробовать.
А вы ведь работаете с Филипсом, не заказывали образцы CrispWhite?

[AleksandrMiki]

тут вопрос появился.
допустим есть светодиод UV EFEV-1BE1 405нм - Edison - у которого , читаю-световой поток 256мВт. и есть еще один диод, у которого указан поток 15 лм.
как их сравнить? как эти мВт перевести в лм, или лм в мВт?

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от nanolab

Причем мера далеко не идеальная и постоянно критикуемая. Недаром появилась альтернативная система CQS (color quality scale).

Совершенно полностью согласен.

Причем при вычислении CRI анализируется цветопередача только четырнадцати наиболее распространенных тестовых цветов.

Именно. А ранее - и того менее.

А вы ведь работаете с Филипсом, не заказывали образцы CrispWhite?

К сожалению, там даже для пресняка чересчур много длинноволнового излучения, а для моря и подавно. А просто на побаловаться - такой большой охоты нет. Если у вас есть желание - запрошу семпл при очередном заказе.