nestormedia.com nestorexpo.com nestormarket.com nestorclub.com
на главнуюновостио проекте, реклама

О месте LED вне приборостроения


О месте LED вне приборостроения Сегодня наружное освещение достаточно широко представлено всей совокупностью существующих принципиально различных источников света — лампами накаливания, газоразрядными лампами и светодиодами.

Хотя современная наследница разработок Лодыгина и Эдисона (простейшая лампа накаливания — решение, все еще наиболее доступное как большинству граждан, так и большинству хозяйственников-бюджетников), по-видимому, уходит в историю, говорить об абсолютном приоритете того или иного источника все же, пожалуй, не стоит — сегодня все они естественным образом делят соответствующий сектор рынка инженерного оборудования.

Современные светоизлучающие диоды (LED — light emitting diodes) характеризуются высокой яркостью (тысячи кандел на квадратный метр) и высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую (до единиц люмен на ватт), а также высоким внешним квантовым выходом излучения (до 45% в инфракрасном диапазоне), высоким быстродействием (до единиц наносекунд), надежностью и большим сроком службы (до сотен тысяч часов). Вследствие этого сегодня области применения LED столь обширны и многообразны.

Лампы накаливания, в которых излучение света происходит вследствие нагрева тонкой вольфрамовой нити, получили чрезвычайно широкое распространение. Обычные лампы накаливания обладают малой светоотдачей (7-15 лм/Вт); большей (115 лм/Вт) является светоотдача натриевой лампы, которая применяется в городских фонарях и обладает желтоватым светом. Ртутные лампы низкого давления в виде трубок известны как лампы дневного света.

Свет получается в два этапа: на первом ртутные пары под действием тлеющего разряда излучают ультрафиолетовые лучи. Это излучение возбуждает центры люминесценции люминофоров, вызывая их свечение, спектр которого близок к дневному. Лампы, в которых в качестве источника излучения применяются газы, называются газоразрядными. Тот же принцип используется в неоновых трубках, и сегодня широко востребованных рекламной индустрией.

Между двумя электродами на концах трубки, заполненной инертным газом, пропускается разряд, и в трубке вспыхивает свечение, цвет которого завит от природы газа. В светодиодах в качестве источника видимого излучения тоже используются люминофоры, но наносятся они поверх излучающего кристалла наподобие линзы.

В настоящее время светоизлучающие диоды вытеснили лампы накаливания в таких областях, как визуальная индикация и подсветка в устройствах отображения информации. С определенными допущениями можно говорить о наличии конкуренции между неоновыми трубками и светоизлучающими диодами.

Моментом изобретения неоновой трубки, излучающей видимый свет, считается 1910 г. С тех пор данная технология изменилась незначительно, и можно сказать, что неон выдержал проверку временем. Существует, впрочем, определенное ограничение при использовании неон-технологии. Это диаметр трубки, который не может быть меньше определенного размера. Соответственно, малые световые элементы, в том числе светящиеся символы, таким образом созданы быть не могут.

Первый светодиод был изобретен в 1960 г. Он излучал лишь тускло-желтый свет, и лишь в течение нескольких часов. Сегодня светодиоды, организованные в RGB-массивы, отображают мельчайшие оттенки цветов. Цветовой модуль RGB — совокупный модуль, в котором красный, зеленый и синий цвета, часто используемые в световых совокупных модулях, различным образом комбинируются с целью генерирования других цветов. Легко видеть, что и название модуля, и сама аббревиатура RGB происходят от названий трех исходных основных цветов, а именно: red — красный, green — зеленый и blue — синий.

Яркость их можно регулировать в зависимости от освещения, продолжительность же работы достигает 100.000 часов. Несколько лет назад, когда был изобретен белый диод, представители крупнейших инженерных компаний заговорили о возможном переходе на диодную технологию при создании любых экранов (даже экранов мобильных телефонов). Министерство энергетики США говорит о 90-процентном снижении затрат на освещение благодаря внедрению светодиодной технологии.

Многие корпорации инвестируют в развитие светодиодных технологий, поэтому стоит ожидать дальнейших значительных подвижек в их совершенствовании. Светодиодные технологии постепенно занимают лидирующие позиции на рынке внутренней и наружной рекламы, оформления торговых и иных площадей, вывесок и указателей.

Гигантские экраны в крупных аэропортах и на улицах городов, электронные табло, бегущие строки в торговых центрах, на станциях метрополитена, в салонах общественного транспорта, информационные табло в кинотеатрах, светодинамические вывески и видеополосы везде, где требуется донести информацию или привлечь внимание людей, — это работа маленьких LED.

Помимо высокой световой отдачи, малого энергопотребления и возможности получения любого цвета излучения, светодиоды обладают целым рядом других замечательных свойств. Отсутствие нити накала благодаря нетепловой природе излучения светодиодов и обусловливает тот срок службы, о котором говорилось выше.

Производители светодиодов действительно декларируют срок службы до 100 тыс. часов (11 лет непрерывной работы). Данный срок сравним с жизненным циклом многих осветительных установок. Отсутствие же стеклянной колбы определяет очень высокую механическую прочность и надежность. Малое тепловыделение и низкое питающее напряжение гарантируют высокий уровень безопасности, а безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие (например, для стоп-сигналов). Сверхминиатюрность и встроенное светораспределение определяют другие, не менее важные достоинства. Световые приборы на основе светодиодов оказываются неожиданно компактными, плоскими и удобными в установке.

Пожалуй, самое интересное — это процесс вторжения светодиодных технологий в традиционное освещение. Начался он с установок, где не требуется высокого уровня освещенности (дежурное и аварийное освещение, ночное интерьерное освещение, знаки и таблички, маркировочное освещение). Насыщенный цвет светодиодных световых маркеров позволяет использовать светодиоды для цветового зонирования пространства, создания цветовых акцентов.

Сочетание светопрозрачных конструкций (окна, стеновые панели, стеклянная мебель) с гибкими линейными светодиодными модулями позволяет создавать светящиеся и меняющие цвет формы. Применение сверхминиатюрных источников света позволяет создать альтернативные яркие световые образы для привычных предметов интерьера. С ростом световой отдачи и удешевлением приборов светодиодная экспансия распространяется не только на локальное, но и на общее освещение, в котором лидирующее положение пока занимают традиционные и галогенные лампы накаливания (жилые помещения) и люминесцентные лампы (офисные помещения).

То, что в ходе реализации того или иного спецпроекта предпочтение отдается именно светодиодам, разработчики-светодизайнеры объясняют целым рядом соображений.

Прежде всего, это интенсивность цветных световых потоков, излучаемых специально сконструированными под конкретный проект светодиодными светильниками, существенно превышает яркость галогенных ламп с цветными фильтрами.

К тому же, цветовая гамма таких фильтров весьма ограничена, в то время как различные комбинации основных цветов в светодиодной матрице позволяют получить до 16 млн всевозможных оттенков (это оказывается возможным благодаря цифровому управлению световыми установками на базе RGB-диодов). Кроме того, цветные фильтры не выдерживают воздействия мощного излучения галогенных ламп и довольно быстро выцветают. Явно на стороне светодиодов преимущество и с точки зрения чистоты излучаемого ими света. Еще одним аргументом в пользу светодиодов стала их абсолютная устойчивость к многократным включениям и выключениям, за счет которых, собственно, и создается светодинамический эффект.

Аналогичный режим работы галогенных ламп существенно сокращает срок их службы. Да и при постоянной нагрузке эти лампы выходят из строя как минимум в 10 раз быстрее, чем светодиоды. В отличие от мощных галогенных ламп, низковольтные, слаботочные светодиоды (потребляемая мощность — 6 Вт) практически не представляют опасности при эксплуатации в воде, что имеет значение при светодизайне фонтанов, мостов, набережных. Вообще говоря, светодиодная система подсветки — достаточно дорогой вариант по сравнению с той же галогенной альтернативой. Впрочем, это касается только единовременных затрат на производство и монтаж. По оценкам специалистов, светодиодный вариант неминуемо оправдает себя в ходе эксплуатации и даст практически пятнадцатикратную экономию.

Как источник света светодиоды применяются отдельно (в качестве точечной подсветки) или объединяются в модули самых различных форм и размеров — от линеек до кластеров, встраиваемых в светильники. Отдельное размещение светодиодов обусловлено их использованием в качестве миниатюрных источников света, чаще всего в декоративных целях. Сегодня это и световое декорирование предметов интерьера (мебели, зеркальных стен, подвесных потолков), и акцентирование архитектурных элементов из различных материалов, и оформление рекламной и сувенирной продукции.

Отдельное размещение светодиодов может играть и функциональную роль (например, при внутренней подсветке информационных указателей). Светодиодные модули — это выход из многих проблемных ситуаций, так или иначе связанных с компактностью, нестандартными формами осветительных установок и посадочной глубиной. Под каждую конкретную задачу, практически под любой элемент, требующий подсветки, возможно изготовить модуль требуемой определенной формы и размеров, с определенным количеством и типом светодиодов, определенной конфигурацией их размещения на плате. И тогда те или иные архитектурные особенности объекта перестанут быть препятствием для художника по свету.

Например, габариты светодиодной линейки позволяют встроить ее в любую конструкцию — от металлической трубы (скажем, поручня лестницы) до узкой потолочной ниши. А вот габариты лампы нужной мощности нередко ставят дизайнера перед выбором: или кардинально менять конструкцию и размеры подсвечиваемого элемента, или вообще отказаться от света. Многие предметы интерьера просто получают новую жизнь при грамотной подсветке.

Лестница в стиле high tech может выглядеть следующим образом: желтая подсветка ступеней изнутри, поручни из хромированной трубы и исходящий изнутри этой трубы через овальные прорези насыщенный синий свет. В такой конструкции гораздо проще применить узкую линейку, нежели встраивать какой бы то ни было другой источник света, даже самый компактный. Кстати, в Европе обязательное условие при проектировании и строительстве лестниц — световая маркировка ступеней. Органично вытекающий вопрос замены перегоревших ламп в труднодоступных местах перестает быть проблемой при применении светодиодов: они просто не перегорают.

Например, при освещении моста в Дуйсбурге (Германия) были использованы светодиодные модули, вмонтированные в герметичные металлические столбы ограды. Игра света и цвета — наиболее эффективный способ создания живой и органичной среды в дизайне жилого пространства и архитектурной подсветке. Для получения цветного света применяются цветные лампы или светофильтры, пленочные и дихроичные.

Однако цветные лампы (а также дихроика) зачастую не обеспечивают нужной передачи цвета, его четкости и насыщенности, а пленочные светофильтры имеют особенность со временем выгорать или мутнеть. Благодаря насыщенности и четкости цвета светодиод решает и такие проблемы, при этом красный цвет оказывается красным, а не алым, а зеленый — зеленым, а не бледно-салатовым.

Имеет место, правда, следующее наблюдение. Некоторые торговые центры, попытавшиеся применить светодиодное освещение для объемных букв, вернулись к неону. При сроке работы вне помещений, приближающемся к полутора годам, выделение света светодиодными вывесками этих центров деградировало к недопустимому значению. Доказано, что температуры эксплуатации (даже краткосрочной) выше 65°С разрушают светодиоды, в итоге в течение нескольких недель интенсивность световыделения падает на 70%. Это говорит о том, что окончательное решение в пользу неона либо светодиодов должно быть продуманным во всех отношениях в каждом конкретном случае.

В течение последних полутора веков появился целый ряд различных видов источников электрического света. Многие из этих решений еще используются на рынке. И сопоставить их не всегда бывает просто. В частности, сложно получить сопоставимые характеристики для изделий, не относящихся напрямую к освещению, тем более получить их непосредственно от производителей светодиодов. Так или иначе, понятно, что светящаяся поверхность может быть очень яркой и при этом очень маленькой. Но крошечная яркая поверхность не выделяет огромное количество света — каждому свое. Поэтому не стоит пахать на «Мерседесах».

Сергей ЗОЛОТОВ


Поделиться
Еще из раздела светильники декоративные
Besa представляет стеклянные потолочные светильники Juli GE представляет елочную подсветку OLED Gotham представила новый светодиодный даунлайт Newlightpower: потолок + освещение
© 2017 Новости электрики

Сайт работает на платформе Nestorclub.com