Световой спектр светодиодных ламп: Взгляд изнутри: светодиодные лампочки / Habr – Выбор светодиодных ламп. 3. Спектры источников света / Habr

Содержание

Цветовая температура светодиодных ламп: таблица, какой свет лучше

В данной статье мы поговорим о цветовой температуре и рассмотрим таблицу параметров светодиодных ламп. На многих лампах можно встретить такой параметр и на него нужно обращать внимание.

Цветовая температура показывает длину волны, которую может выпустить элемент, освещающий помещение. Измеряется она в Кельвинах.

Наши глаза могут видеть излучения в диапазоне 800-25000 К, и каждый из них по-разному воспринимается. Далее мы поговорим об этом и о том, какое освещение лучше воспринимается нашими органами зрения. Также рассмотрим, какая температура света лучше всего подходит для определенного помещения.

Понятие цветовой температуры

Цветовая температура – важнейшая характеристика светодиодных электроосветительных изделий. Именно от нее зависит то, насколько комфортно вы будете ощущать себя в интерьере, освещаемом светодиодными лампами, лентами или светильниками.

Светодиодными лампами оснащаются новые авто, освещаются дома, помещения предприятий и стенды наружной рекламы. Они применяются в прожекторах, уличных и офисных светильниках, а также во множестве других изобретений человека.

Понятие цветовая температура светодиодных ламп даже не подразумевает количество отдаваемого ими тепла, а имеет совершенно другое значение. Это – визуальный эффект восприятия источника освещения человеческим глазом. По мере приближения цветового спектра света к солнечному (желтому) определяют «теплоту» каждой лампы.

Можно также привести ассоциацию с пламенем свечи, и вы тут же поймете, как это явление описывается. Напротив, голубоватый оттенок света ассоциируется с пасмурным небом, снежным ночным сиянием. Этот свет вызывает у нас холодные, бледные образы. Но всему есть определенное научное объяснение.

При нагреве куска металла у него появляется характерное свечение. Сначала диапазон цвета находится в красных тонах. При повышении температуры цветовой спектр постепенно начинает смещаться к желтому, белому, ярко синему и фиолетовому.

Условно мы имеем следующую таблицу цветовой температуры светодиодных ламп:

Каждому цвету свечения металла соответствует свой температурный диапазон, что позволяет описать явление при помощи известных физических величин. Это помогает дать характеристику цветовой температуре не как случайно взятой величине, а как определенному промежутку нагрева до получения требуемого цвета спектра.

Спектр цвета свечения светодиодных кристаллов несколько иной. Он отличен от возможных цветов свечения металла благодаря другой методике своего происхождения. Но общая суть остается той же: для получения выбранного оттенка потребуется определенная цветовая температура.

Стоит отметить, что этот показатель никак не связан с количеством тепла, выделяемым осветительным прибором.

Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К).

По европейским нормам все источники света по цветности разделены на три группы:
теплый белый (Тц = ниже 3500 K)
нейтральный белый или дневной (Тц = 3500-5300 K)
холодный белый (Тц = выше 5300 K)

Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 К, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).

Для большинства видов работ и помещений рекомендуются «нейтральные» источники света (Тцв = 4000-4500 К). Если говорить о влиянии цветовой температуры на человека, то теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта, а более холодные тона помогают организму концентрироваться и настраивают на рабочий лад.

Еще раз хочу отметить, не стоит путать цветовую температуру и физическую температуру (количества тепла) которую выделяет ваша лампа – это разные показатели.

Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачное решение покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.

Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500-3000 К).
Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000-4000 К).
Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000-6500 К).
Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.

Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера. Наши глаза различают около 10 миллионов различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Что измеряется в Кельвинах

Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).

Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
Оранжевый цвет – 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
Жёлтый цвет – 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
Белый цвет – 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
Голубой цвет – 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.

Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел. Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах – сравнительный условный показатель.

Как это работает в обычной жизни

Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.

При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.

Цветовая температура, K	Оттенок	Применение
2500–3000	Тёплый оранжевый	Уютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники.
3000–4000	Тёплый желтоватый	Комфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников.
4000–5000	Нейтральный белый	Дневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников.
5000–6500	Голубоватый	Такую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях.

Для определённых зон в доме или квартире, а также под конкретные ситуации (для гостиной — приём гостей, романтический ужин и т. д.) подбирают источники света с наиболее комфортным оттенком и соответствующей цветовой температурой.

Шкала цветовой температуры

Сегодняшний отечественный рынок предлагает огромный ассортимент источников света на светодиодных кристаллах. Все они работают в различных температурных диапазонах.

Обычно их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, ведь каждая такая лампа создает свой, индивидуальный облик. Одно и то же помещение можно существенно преобразить, изменив в нем лишь цвет освещения.

Для оптимального применения каждого светодиодного источника света следует заранее определиться, какой цвет вам наиболее удобен. Понятие цветовой температуры не связано конкретно со светодиодными лампами, его нельзя привязать и к определенному источнику, оно зависит лишь от спектрального состава выбранного излучения.

Цветовая температура всегда была у каждого светового прибора, просто при выпуске стандартных ламп накаливания их свечение было только «теплым» желтым (спектр излучения был стандартным).

С появлением люминесцентных и галогеновых источников освещения вошел в обиход белый «холодный» свет. Светодиодные лампы характеризуются еще более широкой цветовой гаммой, за счет чего самостоятельный выбор оптимального освещения усложнился, а все его оттенки стали обуславливаться материалом, из которого выполнялся полупроводник.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200 К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта.

Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

Характеристика	Коэффициент	Примеры ламп
Эталон	99–100	Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошая	Более 90	Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая	80–89	Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая	70–79	Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая	60–69	Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная	40–59	Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая	Менее 39	Лампы ДНат (натриевые)

Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Маркировка цветовой температуры

На упаковке каждой лампы освещения производители указывают ее технические характеристики. Среди всех прочих характеристик, таких как мощность, напряжения, частота сети, обязательно указывается цветовая температура светодиодных ламп (это относится не только к LED лампам).

На этот основной фактор обязательно стоит обращать внимание перед покупкой лампы.

Кстати говоря, данная характеристика отображается не только на упаковке, но и на самой лампе. Вот один из примеров, LED лампа мощностью 7 Вт и температурой 4000 К. Установлена она у меня дома, на кухне, светит приятным дневным светом.

А вот еще один пример обозначения на светодиодном точечном светильнике для гипсокартонных потолков, температура 2800 Кельвинов. Светильники с такой цветовой температурой светят теплым светом похожим на лампу накаливания и были установлены в спальной комнате на одном из объектов.

Связь цветовой температуры и освещения

Четкое знание табличных значений данной характеристики помогает осознать, о каком цвете будет идти дальше речь. Каждый из нас отличается своим цветовосприятием, поэтому определить визуально холодность или теплоту светового потока удается лишь единицам.

За основу принимают усредненные показатели группы изделий, работающих в заданном спектре, а при окончательном выборе светодиодных светильников учитывают конкретные условия их эксплуатации (место установки, освещаемое пространство, назначение и др.).

Сегодня все источники освещения в зависимости от их диапазона свечения относят к трем основным группам:
теплого белого света – работают в температурном диапазоне от 2700 K до 3200K . Излучаемый ими спектр белого теплого света сильно схож со свечением обычной лампы накаливания. Лампы с такой цветовой температурой рекомендованы к использованию в жилых помещениях.
дневного белого света (нормального белого) – в диапазоне от 3500 K до 5000 K. Их свечение визуально ассоциируется с солнечным утренним светом. Это световой поток нейтрального диапазона, который можно использовать в квартирных технических помещениях (прихожей, ванной, туалете), офисах, учебных классах, производственных цехах и так далее.
холодного белого света (дневного белого) – в диапазоне от 5000 K до 7000 K. Напоминает яркий дневной свет. Им освещают больничные корпуса, технические лаборатории, парки, аллеи, парковки, рекламные щиты и др.

Казалось бы, для чего нужны светодиоды теплого и холодного цветов, если они не способны обеспечить нормальные условия восприятия.

Одной из основных областей применения светодиодов с низкой цветовой температурой (2400-3000 К) — освещение в «зашумленной» оптической среде. Проще говоря, освещение в условиях плохой видимости.

Возьмём автомобильную фару. При сильном тумане белый свет из-за малой длины волны отражается от водяной пыли, что существенно ограничивает дальность видимости. У желтого света длинна волны в несколько раз больше, она не отражается от мелких предметов, а огибает их. Поэтому противотуманные фары в автомобилях делают жёлтого цвета.

В то же время короткие волны распространяются без затухания дальше. В качестве аналогии рассмотрим радиоволны и жесткое коротковолновое рентгеновское излучение.

Радиоволну блокирует даже тонкий лист металла, а для защиты от рентгена используют толстый свинец. Холодный белый свет используют в системах дальнего оповещения, прожекторах, сигнальных и поисковых фонарях.

Какие лампы выбрать для офиса

В нормативном документе СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» рекомендует использовать различные источники излучения в зависимости от их типа, мощности, построения и характеристик светового потока.

Помещения жилого фонда предписывается оборудовать небольшими и низкотемпературными «теплыми» световыми приборами, а в нежилом фонде устанавливать более крупные светильник нормального «белого» света.

Доказано, что белое освещение оптимально для рабочего процесса, так как содержащаяся в нем часть синего спектра благотворно влияет на человека, помогает ему сконцентрироваться, ускоряет реакцию и рабочие процессы организма.

Хорошо выбирать источники излучения именно от 3500 K до 5600 K, с белым или нейтральным светом, с чуть синеватым оттенком. Такое освещение даст возможность увеличить работоспособность до максимальной отметки.

Подойдут как люминесцентные, так и светодиодные светильники, хоть последние дадут существенную экономию энергоресурсов.

Напротив, большой ошибкой будет установка в таком месте светильников холодного белого света с диапазоном, близким к 6500 K. Это приведет к быстрой утомляемости работников, жалобам на головную боль и резкому снижению работоспособности.

На рабочем месте цветовая температура должна быть максимально близка к цвету естественного освещения.

Если при белом свете и длительной работе человека принять его выработку за 100 %, то при желтом свете она составит лишь 93 %, при зеленом 92 %, при голубом 78 %, при красном и оранжевом 76 %. Т.е. на рабочем месте дневной свет будет более полезным (примерно 4000-4500 К).

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Светильники с белым нейтральным светом хорошо подойдут для освещения кухни, санузла, впишуься в интерьер прихожей. Их температура может варьироваться от 4000 K до 5000 K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700 до 3200 K. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500 K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

Хотя наши глаза на протяжении многих лет привыкли к мягкой белой цветовой температуре лампы накаливания, это не означает, что они обязательно являются самым лучшим вариантом для освещения всего дома.

Например, из-за их теплой цветовой температуры, эти мягкие белые огни часто тянут теплые цвета из комнаты (предметы красного, оранжевого цвета), изменяют контрасты во всем пространстве. Вот несколько советов о том, как наиболее эффективно осветить разные комнаты в вашем доме:

Теплый белый свет (2700-3200 К)

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Нейтральный белый свет (3200-4500 К)

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Холодный белый свет (более 4500 К)

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например, смотровые кабинеты, операционные.

Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогут утром быстрее войти в рабочий тонус.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека. Теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют активность.

Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.
Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.
Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.
При низком уровне освещенности (мало света) человек лучше чувствует себя при «теплом свете» (Тцв=3000 К), а если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).
Температура света влияет на психологическое состояние человека, создаёт определённую атмосферу в помещении, активизирует работу организма или, напротив, расслабляет.
Какой это цвет
Как бы странно это не звучало, свет имеет свою цветовую температуру! В вашей квартире, доме, офисе или продуктовом супермаркете через дорогу установлены лампы и устройства освещения.
И от того, какую цветовую температуру они имеют, зависит ваше восприятие объектов и даже настроение. Давайте же разберемся в этих цифровых значениях, сколько Кельвинов какое свечение.
2700 К – в народе звучит как теплое свечение или теплый белый.
4000-4200 К – это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время.
5500-6000 К – яркий белый или близкий к дневному свету.
В интерьере и экстерьере используют разные типы ламп, исходя из задач, условий и личных предпочтений человека.
В классическом дизайне интерьера в основном используют теплый или теплый белый свет(2700 К). Для этих нужд идеально подойдут светодиодные лампы. В графе цветовая температура поставьте галочку «теплое свечение».
Для быстро развивающего мира все больше подходит температура свечение в 4000-4200 К, так в Hi-tech дизайн-интерьерах используют естественно белый свет.
Для офисов, конференц-залов, лабораториях и для других высокоточных работ, выполняющихся в помещениях, используют яркий белый от 6000 К и выше.
Теплый свет сколько Кельвинов
Тёплый оранжевый: 2500–3000 Кельвинов – поможет создать уютную вечернюю атмосферу в спальне и гостиной. Применяется в торшерах, бра, прикроватных светильниках, для освещения обеденного стола.
Тёплый желтоватый: 3000–4000 Кельвинов – расслабляющий и комфортный свет для жилых комнат. Обычно используют в настенных и потолочных светильниках.
Холодный белый свет сколько Кельвинов
Холодный белый – цветовая температура выше 5300 K. Если на рабочем месте более уместен дневной свет (примерно 4000-4500 К), то для чтения же полезен более холодный белый свет (но только до 6500 К).
2700 Кельвинов какой свет
Цветовая температура привычной лампы накаливания – примерно 2800 Кельвинов, поэтому тепло-белый свет свечения светодиодных ламп наиболее привычен глазу (от 2700 до 3500 К).
3000 Кельвинов какой цвет
Цветовая температура желтого цвета примерно 3000 К – это лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа.
Цветовая температура 4000 K – какой это цвет
4000-4200 К – это естественно белый, хотя многие считают его холодным белым или холодным свечением, хотя данная температура наиболее приближена к утреннему солнцу и солнцу в обеденное время.
4300 Кельвинов цвет
4300-4500 K – утреннее солнце и солнце в обеденное время. Если говорить об автомобилях, штатный ксенон, который ставится непосредственно на заводе, имеет цвет свечения 4300 Кельвинов. При замене автомобильных ламп с целью максимально добиться лучшей видимости специалисты советуют ставить ксенон с цветом 4300 К.
6000 Кельвинов какой свет
Цвет излучения при 6000 К становится голубоватым. Так светит люминесцентная лампа с цветностью дневного света 6000 К.
6500 Кельвинов какой свет
6500 К – стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету. Для рабочей кухонной зоны рекомендуется использовать лампочки холодного света (выше 6500 К), такой свет будет бодрить.
Какой свет лучше: теплый или холодный
Лампы холодного и теплого света
Свет принято разделять на теплый и холодный. Теплый лучше всего подходит для вечера, в дневное же время наиболее естественен холодный свет. Играя важную роль в формировании циркадных ритмов человека, теплый свет помогает нам расслабиться, забыть о дневных заботах и подготовиться ко сну.
Холодный же, наоборот, держит нас в тонусе, заставляет быть бодрее и энергичнее. Но и холодный, и теплый свет могут нарушить работу наших внутренних часов, застав нас в неподходящее время.
Цвет света выражается в цветовой температуре (измеряемой в кельвинах), равной температуре абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение такого же цвета. Вас может смутить, что теплому свету соответствует низкая температура, а холодному – более высокая, но, к сожалению, это именно так.
Так, свет с цветовой температурой 2700-3000 K называется теплым, имеет желтоватый оттенок и является типичным для ламп накаливания. Как видно из их названия, светятся они за счет раскаленной вольфрамовой спирали, фактическая температура которой напрямую связана с температурой цвета.
Люминесцентные лампы бывают как мягкого белого света с температурой 3000 K, так и с холодным светом – от 4000 до 6500 К.
Во время восхода и заката солнечный свет чуть теплее, чем свет лампы накаливания – около 1800 К, в полдень в ясную погоду – 6500 К. Именно поэтому теплый свет от искусственных источников ассоциируются у нас с вечером, а холодный – с ярким солнечным днем.
Стоит заметить, в пасмурный день рассеянный солнечный свет может достигать температуры 10000 К, что наряду с отсутствием видимых теней действует на человека угнетающе. К счастью, лампы с такими характеристиками практически не встречаются (разве что у фотографов).
От Луны по ночам исходит голубоватый холодный свет с температурой 4100 K. Свет пламени спички или свечи обычно имеет температуру в диапазоне 1700-1900 K.
При теплом освещении мы воспринимаем цвета предметов, как правило, немного не так, как при обычном дневном. Лампа накаливания, например, усиливает теплые тона, и приглушает холодные.
На это стоит обратить внимание при покупке мебели и деталей интерьера. Во избежание неприятных сюрпризов их следует выбирать при освещении, максимально приближенном к имеющемуся у вас в квартире. Также помните, что на цвет могут влиять не только характеристики самой лампы, но и абажуры, плафоны и прочие рассеиватели.
С возрастом хрусталики в наших глазах могут немного желтеть, поэтому мы начинаем видеть все в более теплых тонах. Добавление холодного света в освещение может помочь в такой ситуации.
Теплый или мягкий белый свет отлично подходит для создания ощущения уюта в жилых пространствах, где мы хотим чувствовать себя расслабленно и комфортно. Избыток теплого света на рабочем месте может влиять на вас усыпляюще и мешать сосредотачиваться на нужных задачах. Именно поэтому в офисных помещениях обычно преобладают светильники с холодным светом.
Тёплый свет в Кельвинах
Теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта. Теплый белый: цветовая температура ниже 3500 K. Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, так как у разных производителей понятия «теплый» могут различаться.
Так что же лучше
Чаще всего лучшим вариантом будет сочетание холодного и теплого света, а также возможность управления осветительными приборами по отдельности для создания определенного настроения во всем помещении или его части.
Таким образом, вы сами всегда сможете получить атмосферу тепла и комфорта, используя освещение теплого диапазона. Или, наоборот, использовать холодный свет для решения задач, требующих внимательности и концентрации.
Вечером можно включить лампы накаливания, разжечь камин, чтобы расслабиться и отдохнуть в атмосфере теплого света. А если вдруг захотелось почитать книгу, воспользуйтесь отдельным светильником, который дает более холодный свет.
Теплое освещение отлично впишется в небольшую квартиру, оформленную в винтажном стиле с преобладанием теплых тонов в интерьере, а холодный свет выгодно подчеркнет современные дизайнерские решения в просторном помещении с предметами ярких цветов и светлыми стенами.
Автор:
Сергей Владимирович, инженер-электрик.
Подробнее об авторе.
Безопасные светодиодные настольные лампы, которые сохранят зрение
Развитие современных технологий привело к появлению новых источников цвета с различным спектром. Раньше использовались источники света с нитями накаливания, затем широкое распространение получили люминесцентные лампы, которые уже обладали неровным спектром света. Каждый из видов имел свои преимущества и недостатки. Протестируем светодиодные настольные лампы, которые обеспечивают качественное освещение и лишены недостатков.

Заявленные характеристики

Образцы Флора и Орион представлены торговой маркой Remez от ООО «Ромати», которая является представителем немецкого производителя Remilicht GmBH. В них используются Южнокорейские светодиоды Sunlike, обеспечивающие освещение, которое по спектру максимально приближено к естественному солнечному свету, безопасно для зрения, не нарушает гормональный фон и обладает высоким индексом цветопередачи.

Питание осуществляется от внешнего блока питания, это позволило максимально сократить размеры настольных светодиодных светильников и разместить подальше от стола высоковольтную часть. Если при рисовании красками ребенок разольет воду, то не будет опасного высокого напряжения на смоченной поверхности.
Конструкция светильника Орион

Светодиодный светильник Орион имеет множество настроек положения за счёт 4 подвижных элементов. Так же изменяется угол наклона элемента, в котором расположены светодиоды. За счёт этого вы получите достаточное освещение под необходимым углом в любом положении. На задней стенке расположено USB гнездо зарядного устройства на 5 Вольт 1 Ампер.
Конструкция светильника Флора

Настольный светильник Флора имеет основание в виде цветочного горшка, в котором можно разместить канцелярские принадлежности. Большой зелёный стебель крепления светодиодов выполнен полностью гибким и подвижным. Небольшой полупрозрачный лист работает в качестве ночника. В основании листа расположен светодиод, который подсвечивает лист изнутри.
Освещенность

Образцы прогреваются в течение 1 часа до стабилизации параметров. Проводим замеры освещенности на рабочем столе на минимальной и максимальной яркости при помощи люксметра.
По нормативам уровень освещения рабочего места должен составлять минимум 300 люкс. Этот показатель относится к выполнению мелких работ, чтению, рисованию и другим видам.

Результаты замеров показали максимальную освещенность до 1320 и 970 люкс соответственно, что с запасом хватает для любых точных работ.
Отличие от обычных светильников

Данные модели светодиодных настольных ламп сочетают в себе преимущества различных источников света, которых нет у обычных светильников:
высокий индекс цветопередачи CRI>95, как у ламп накаливания;

низкое энергопотребление 8-10W, как у люминесцентных лампочек;

плавное изменение цветовой температуры, от накаливания до люминесцентной;

компактные размеры, как у светодиодных источников освещения;

дизайн сочетается с многофункциональностью конструкции.

Спектр

Изучения спектра обычных светодиодных и люминесцентных ламп выявило влияние на зрение и состояние человека. В обычных светодиодах присутствует большое количество синего цвета на длине волны 450нм, который не позволяет зрачку нормально сужаться. Зрачок пропускает много синего света, который ускоряет ухудшение зрения. Большое количество синего света снижает выработку гормона сна мелатонина, что может ослаблять иммунную систему и влиять на другие процессы.
В настольных лампах Орион и Флора используются новые корейские светодиоды Sunlike, которые обладают ровным спектром и лишены большого пика синего света. Свет получается максимально приближенным к естественному солнечному свету по спектру.
Во многих смартфонах уже реализован ночной режим и режим чтения, которые используют когда отсутствует внешнее освещение, экран смартфона становится единственным источником света. В этих режимах уменьшают излучение в синем спектре, оттенок изображения смещается в теплую часть спектра.
Коэффициент пульсаций

У обычных светильников при изменении яркости появляюся пульсации с частотой 100 Герц.
Они незаметны глазу и достаточно вредны, ухудшается самочувствие, работоспособность, головные боли, усталость. Все эти симптомы я почувствовал, когда работал в офисе с дешевым освещением.

Измерения показывают, что при изменении яркости пульсаций нет. Это хороший результат и встречается в светильниках редко.
Цветовая температура

Одним из преимуществ светодиодных настольных ламп Орион и Флора является возможность плавной регулировки цветовой температуры. При включении светит нейтрально белым светом 4300К, оттенок плавно изменяется двумя сенсорными кнопками. Измеренный диапазон регулировки составил от 2700К до 6700К, что соответствует теплому и холодному белому свету. Это позволит создать комфортное освещение рабочего места в зависимости от ваших предпочтений.
Индекс цветопередачи

Высокий индекс цветопередачи обеспечивает точную передачу цветов и контрастность, особенно необходимую при чтении и работе с документами. По результатам измерений цветопередача находится в пределах CRI 93-97, что является отличным результатом.
У обычных светодиодных источников света индекс цветопередачи составляет CRI 70-80, когда по нормативу требуется минимум CRI80 для жилых помещений. Для чтения и точных работ требуется CRI90 и выше. Чаще всего производители экономят и ставят самые дешевые светодиоды с CRI70, хотя в характеристиках указывают CRI80.
Инструкция

Где купить

Купить протестированные светодиодные настольные лампы можно по указанным ссылкам или в других интернет-магазинах:
Итоги

Протестированные модели обеспечивают самое лучшее освещение по сравнению с другими источниками света, которое по спектру аналогично естественному солнечному свету. Светодиодные светильники Flora и Orion с высоким индексом цветопередачи CRI могут послужить хорошим подарком для школьников и пожилых людей. Чем раньше вы начнёте заботится о своём зрении, тем дольше вы его сохраните.
Автор: Сергей Казанцев
Образцы протестированы в лаборатории, официальный сайт led-obzor.ru
Тестирую светодиодные лампы для дома, светодиодные ленты, светильники, прожекторы.
Автомобильные лампочки, галогенные и ксеноновые, противотуманные фары, дневные ходовые огни.
Методика тестирования светодиодных ламп (страница 2)
Измеритель интенсивности излучения
Методика тестирования ориентирована на светодиодные светильники белого цвета свечения. Их излучающее устройство, светодиод, состоит из двух элементов: светодиодного излучающего элемента (Light-Emitting Diode) и люминофора. Первый испускает излучение в «синей» части спектра, а люминофор – в красно-зеленой, что позволяет получить белый цвет свечения.

Для измерения свойств каждой части устройства требуется измеритель яркости на двух датчиках, работающих в синем-УФ и зеленом-красном диапазонах. С его помощью можно как оценивать изменение уровня излучения светодиодов при исследовании их характеристик, так и проводить построение диаграммы направленности излучения лампы.
Конструктивно, датчик выполнен в виде небольшой трубки с черной поверхностью, в которую установлено два датчика. На фотографии ниже представлен первый фотодиод ФД10В. Советский светодиод ФД-10
Это обычный кремниевый pin диод с оптической системой фокусировки и «традиционной» спектральной чувствительностью, свойственной всем кремниевым фотодиодам. Для коррекции ее полосы пропускания на корпус фотодиода нанесено селективное покрытие в области 500-650 нм.

Второй датчик достался мне без маркировки и технических данных. Спектральная чувствительность его неизвестна, кроме одного – рабочая полоса простирается от УФ до длины волны где-то 550 нм. Для приведения к требуемому виду на его поверхность нанесено селективное покрытие (примерно) 300-500 нм. Отсутствие возможности откалибровать датчик исключает получение абсолютных значений, но позволяет производить качественную оценку относительного изменения излучения при изменении условий работы. По возможности, он будет заменен или откалиброван.
Примененные фильтры. Синий. Синий+УФ фильтр для фотодатчика
Спектрометр собран на основе фотоаппарата, который обрезает все, что не входит в видимый диапазон. Если судить по четкому отрезу и ровному, без скоса, уровню, то полоса пропускания фильтра явно распространяется и на ближний УФ диапазон.

Второй фильтр, для кремниевого фотодиода.
Зелено-красный фильтр для фотодатчика
Не особо ровно, в чем основная заслуга использованного фотоаппарата, но фильтр со своей задачей справляется, компоненты короче 480 нм вырезаются достаточно эффективно. Легкое нарушение баланса между красным и зеленым несущественно, поскольку фотодатчик используется для сравнительной оценки, а полная кривая взвешивания с учетом видимости реализована в фотометрическом шаре.
Проверка конструкции фотометрического шара
Сделаем небольшой тест, чтобы проверить, влияет ли место расположения лампы на величину показаний. Саму лампу перемещать затруднительно, тем более что стенд этого не позволяет, поэтому проверку можно выполнить несколько иначе – в фотометрический шар на свое обычное место устанавливается измеряемая лампа, плюс еще одна лампа в похожем исполнении в качестве «мешающего» элемента. Проверяются два случая: дополнительная лампа вверху и дополнительная лампа в геометрическом центре шара. Уровень светового потока изменился следующим образом:

«Вверху» (за цоколем лампы) = -2.5%;

«В центре шара» = -6%.
Довольно любопытно. Судя по первому результату, фотометрический шар весьма неплохо «интегрирует», коль скоро помещение «помехи» в самую неосвещаемую точку шара сказывается на показаниях датчика. Второй результат еще интереснее – лампа небольшого размера (а в тесте участвовали светодиодные лампочки с внешним диаметром 60 мм) не особо сильно поглощает свет, а значит в шаре диаметром 60 см можно обойтись без дополнительной калибровки при переходе от одной лампы к другой.
Сама цифра «6%» весьма ощутима и перед началом работы с фотометрическим шаром калибровка обязательна. В первой версии стенда вспомогательная лампа отсутствует и настройка выполняется установкой известной лампы в штатный патрон, впоследствии она будет добавлена. Остается только вопрос, а как измеряют аналогичные лампочки в шарах меньшего диаметра, да еще и без вспомогательной лампы? Так или иначе, требование ГОСТ’а в 2% весьма осмысленно и действительно сказывается на качестве измерений.

Анализатор спектра
Для проведения работ требуется не только измерять уровни интенсивности излучения, но и производить анализ спектра. Например, фотоаппаратом можно сделать снимок включенной лампы и получить невразумительную картинку ее цветовой характеристики. Можно, но смысла очень мало, нужен спектрометр. Готовое устройство стоит весьма чувствительных денег, но вполне можно сделать что-то подходящее и в кустарных условиях. По счастью, самой труднодоставаемой деталью является дифракционная решетка, что не является серьезной проблемой и здорово упрощает жизнь.
Для проведения работ используется щелевой дифракционный спектрометр по самой тривиальной технологии:

Все просто – свет проходит через узкую щель, попадает на дифракционную решетку и разлагается в спектр. Обычно подобную конструкцию изготавливают из элементов сантехники и на сборку уходит всего пара часов. Но, увы, ничего осмысленного с данного аппарата получить не выйдет – фотоаппарат не предназначен для снятия спектра. По крайней мере, та «мыльница», что была использована в моем аппарате. Проблема даже не столько в насыщении пиков уровня, основной вред заключается в нелинейности фильтров R-G-B матрицы фотоаппарата.

В качестве образца света взята галогенная лампа накаливания. По теории, интенсивность цвета должна снижаться по мере перемещения в высокочастотную часть спектра (синий цвет), здесь же творится черт-те что, особенно на стыке зеленого и красного. Вполне очевидно, что «измерения» на таком оборудовании откровенно несостоятельны.
Однако существует механизм калибровки, который может повысить точность – спектр образцового источника света (лампы накаливания) монотонно снижается от красных к синим цветам, причем эта зависимость известна и зависит, по большому счету, только от температуры нити накала. Это означает, что хотя данный фотоаппарат совершенно и подходит по качеству работы, но его можно использовать с калибровочным профилем.
Для выполнения данной процедуры пришлось написать свою простенькую программу, попутно обнаружились нелинейности не только по разделительным фильтрам, но и по амплитуде – для данного фотоаппарата гамма не постоянна и уменьшается по мере снижения уровня. Конечно, я пробовал найти более подходящий вариант фотоаппарата, но среди «мыльниц» плохо то одно, то другое. Где-то игнорируется фиксированный режим цветового баланса, где-то чудовищно обрезается уровень (насыщение). Увы, «дешево и хорошо» – это сказка.
Кроме калибровочной таблицы, программа выполняет и, собственно, анализ спектра – строит диаграмму цветового пространства CIE 1931, что позволяет получить цветовую температуру источника света.
К обычному графику температуры черного тела и «рискам» температур добавлена сетка зон на соответствие инструкции №602.
Измеряемые характеристики
Ранее были рассмотрены некоторые способы определения качества работы лампы, остается лишь перевести эти «пожелания» в конкретные методики измерения. И начнем с общих характеристик лампы.
Световой поток
Лампа помещается в фотометрический шар на время, достаточное для установления тепловых и световых режимов. Для светодиодных ламп формата «лампа накаливания 100 Вт» время установления стационарных тепловых режимов составляет 35-45 минут, измерение статических (долговременных) характеристик свечения будет осуществляться через 60 минут.
Попутно, кроме измерения уровня светового потока, будет выполняться измерение температуры корпуса лампы (радиатора) в месте, максимально приближенном к блоку светодиодов. При этом второй термодатчик используется для фиксирования температуры окружающего воздуха на уровне лампы. Во время измерений устанавливается номинальное значение напряжения питания 220 В с частотой 50 Гц.
Практически все производители нормируют характеристики своих светильников при напряжении питания 230 вольт, но оборудование обязано соответствовать нормативным документам того региона, где оно будет реализовано, поэтому тестирование и измерение характеристик будет осуществляться именно при напряжении питания 220 В переменного тока частотой 50 Гц.
Цветовая температура
Для получения Тц используется самодельный щелевой дифракционный спектрометр с последующей программной обработкой. В устройстве применен обычный фотоаппарат, что затрудняет получение абсолютных значений амплитуд спектра, поэтому на графиках отображаются относительные значения, выровненные по максимальному значению полученных данных.
Диаграмма направленности
Получение данной диаграммы довольно просто в исполнении и не содержит сложных элементов – комбинация из гониометра и измерителя излучения, описанного выше, позволяет снимать диаграмму направленности лампы, после чего остается лишь измерить углы свечения по снижению интенсивности до 50% и 10%, при этом за «100%» принимается максимальная величина излучения. В результате получится «угол пучка» (Beam angle) по порогу «50%» и «угол рассеивания прожектора» с критерием «10%».
Изменение светового потока после удаления колбы
Эта характеристика не является классификационной и служит скорее для простейшей оценки степени поглощения рассеивающей колбы, если таковая есть. Измерение производится в фотометрическом шаре после проведения замеров светового потока.
Мощность потребления
Данный параметр измеряется в момент получения величины светового потока по окончании долговременной выдержки в фотометрическом шаре. Мощность потребления измеряется на номинальном напряжении питания 220 В частотой 50 Гц, информация считывается с эмулятора сети.
Коэффициент мощности
Эта характеристика измеряется одновременно с мощностью потребления в тех же условиях. Как и мощность потребления, информацию представляет эмулятор сети.
Уровень пульсации светового потока
Оценка пульсаций производится во время измерений светового потока и заключается в получении осциллограммы формы напряжения светового потока фотодатчиков фотометрического шара с последующим расчетом значения по формуле 100%*(Макс-Мин)/(Макс+Мин). Если во время проведения измерений обнаруживаются какие-либо аномалии, то выбирается график с наибольшим уровнем девиации сигнала.
Широкий диапазон напряжения питания лампы
Тест выполняется на прогретой лампе и заключается в измерении ее светового потока и мощности потребления при изменении напряжения питания от 250 до 90 вольт переменного напряжения частотой 50 Гц. Нижняя граница в 90 В является ориентировочным значением, тест прекращается, если в работе лампы обнаруживается очевидное ухудшение качества работы.
Время включения и выключения
После выполнения предыдущего теста лампа выдерживается некоторое время при напряжении питания 220 В для восстановления теплового режима, после чего кратковременно выключается (несколько секунд), включается (примерно 2 секунды) и выключается. При этом на осциллографе одновременно записывается наличие напряжения питания и величина светового потока с датчика фотометрического шара.
Поддержка светорегулятора
Данный тест проводится только для светодиодных ламп с поддержкой подобного режима работы. Лампа получает питание через светорегулятор от эмулятора сети, на котором настраиваются нормальные установки сети (220 В, 50 Гц). В качестве светорегулятора используется простейший регулятор с ручкой, производитель и марка устройства неизвестны. В связи с «типичностью» тиристорных светорегуляторов нет необходимости проводить исследование на устройствах разных фирм.
Процедура тестирования заключается в оценке качества регулирования светового потока (фотометрический шар) и выявлении каких-либо дефектов в работе, в том числе в уровне пульсаций. Если какие-либо аномалии отсутствуют, то финальной характеристикой является таблица уровня светового потока при значении ручки регулятора в положениях: 0%, 25%, 50%, 75%, 100%. При обнаружении проблем таблица дополняется новыми позициями.
Температура кристалла
Температура кристалла является одной из основных характеристик светодиода, прямо влияющей на срок службы. По данным журнала «Полупроводниковая светотехника» при превышении пороговой температуры кристалла на 25-30 градусов время работы светодиода снижается в шесть раз. К сожалению, на «неизвестные» светодиоды не определена величина критической температуры, получаемые измерения носят лишь ориентировочный характер.
Температура кристалла получается сложением разности температур перехода «кристалл-плата» и температуры самой платы светодиодов. Для получения последнего используется температура радиатора лампы, полученная в долговременном режиме работы лампы при измерении светового потока, с добавлением тепловых потерь от платы светодиодов до того места радиатора, где снималась его температура.
Прямое измерение температуры платы затруднено наличием светорассеивающей колбы, поэтому процесс получения разбивается на две части – вначале получается температура радиатора после долговременной работы лампы в штатном режиме в фотометрическом шаре, потом с лампы снимается колба и выполняется измерение потерь на пути «плата-радиатор». Помимо этого прямое измерение температуры платы лишено смысла – без колбы меняется активная поверхность теплоотвода, что сильно исказит получаемые данные.
Тепловой и стресс-тест светодиода
Блоки светодиодов в конкретных лампах работают при некоторых фиксированных значениях тока, но не совсем ясна мера оптимальности выбранной величины. Если в фирменной продукции, скорее всего, рабочие режимы подобраны верно, то от менее ответственных производителей можно ожидать всякого. Сам светодиод будет светить ярко и при нормальном токе, и при «разогнанном», вот только срок службы будет очень даже разным.
Для получения информации о качестве работы светодиодов производятся замеры как эффективности свечения платы светодиодов при изменении тока через них в интервале от 10% до 150%, так и температуры нагрева платы до +50 градусов (к температуре окружающего воздуха, то есть абсолютное значение составляет 75 градусов). При стресс-тесте по изменению рабочего тока плата светодиодов устанавливается на радиатор достаточно большого размера, что исключает ее дополнительный нагрев. Для теста на тепловой нагрев плата перемещается на радиатор существенно меньшей величины, что обеспечивает медленное повышение температуры платы за счет выделения тепла на светодиодах.
Если требуемая температура не достигается, что часто случается при низком значении тока светодиодов, то производится дополнительный подогрев радиатора (с противоположной стороны от светодиодов) горячим воздухом с помощью паяльной станции. Этот тест позволяет оценить стабильность работы светодиода как от величины тока, так и от значения температуры внутри лампы. Кроме общей оценки этот тест является дополнением к измерению температуры кристалла и может подтвердить (или опровергнуть) предположения о температуре кристалла и меры деградации свойств по отношению к критической температуре (значение которой, в большинстве случаев, окажется неизвестно).
Графики строятся в несколько необычном варианте исполнения, использована не зависимость яркости от тока (и температуры), а мера сохранения приращения яркости при этих воздействиях. Например, при изменении тока через светодиод с 100 мА до 200 мА яркость возросла до 190% (за 100% принимается уровень свечения при токе 100 мА). Если представить график в обычном виде (зависимость яркости от тока), то полученная (почти) прямая линия окажется малоинформативной, особенно при небольших нарушениях линейности. Если же значения продифференцировать, то на графике окажется два отсчета: 100% и 90%, что хорошо заметно и сразу несет качественную информацию о том, что эффективность светодиода уменьшилась.
Плотность тока через кристалл светодиода
Через светодиод протекает ток известной величины, геометрические размеры его кристалла можно оценить по характеру свечения. Из этой информации вполне возможно вычислить плотность тока через кристалл. Эта характеристика несколько повторяет «температуру кристалла», полученную ранее, и тоже позволяет оценить степень надежности работы светодиода.
Фактически, оба параметра сильно взаимосвязаны – возрастание тока приводит к повышению перепада температур «кристалл-плата» и при превышении порогового значения тока наступает критический перегрев кристалла. Но оба критических параметра неизвестны, и для получения оценки надежности работы светодиода (срока службы) требуются разнообразные тесты, причем их результаты не будут являться окончательными и представляют скорее интерес при сравнении с другими лампами схожего типа.
Эффективность излучения
Светодиод излучает в широком диапазоне спектра, но за световой поток принимается лишь его видимая часть, причем совместно со специальным взвешивающим фильтром видимости глаза. Для оценки излучения по всему спектру предлагается проводить измерение полной мощности излучения светодиода как разность между подведенной и рассеянной тепловыми мощностями. Для этого на небольшом радиаторе размещается исследуемая плата светодиодов и нагревательный элемент. Размер и тепловое сопротивление радиатора выбирается из рабочей мощности светодиодов таким образом, чтобы плата прогревалась на типичную величину, свойственную их работе в составе лампы (+35…45 градусов).
Тест состоит из двух фаз:
Нагрев платы светодиодов до стационарного состояния пропусканием неизменного тока (соответствующего номинальному току при работе в составе лампы) с фиксированием достигнутой температуры;

Подбор такой мощности нагревательного элемента, чтобы температура в контрольной точке составила то же значение, что и в первой фазе.
В первой фазе нагрев радиатора осуществлялся за счет тепла от светодиодов, во второй – от нагревательного элемента. Причем переход от первой ко второй фазе выполняется без каких-либо манипуляций с самой измерительной системой, что обеспечивает неизменность коэффициента теплового рассеивания. В результате излучаемая мощность светодиодов получается как разность между двумя фазами теста.
Электронный балласт
Светодиодная лампа состоит из двух основных частей – некоторого набора светодиодов и электронного балласта (инвертера) для обеспечения их питания стабильным током. Электронный балласт должен обеспечить именно постоянный ток с высоким коэффициентом полезного действия, но это выполняется далеко не в каждом устройстве, что порождает либо повышенный нагрев, либо дефекты свечения того или иного вида.
Типичным случаем является повышенный уровень пульсаций светового потока с удвоенной частотой сети (100 Гц). При необходимости будет осуществляться разборка блока электроники (полная или частичная) для выяснения схемной реализации и возможных причин появления недостатков свечения.
Кроме изучения особенностей схемного решения, будут выполняться обычные проверки на электробезопасность – измерение электрической изоляции на мегомметре при измерительном напряжении 1000 В (мегомметр Ф4102/1-1М) и оценка величины емкостной связи корпуса лампы с сетевой частью.
Serj
Sunlike — светодиодный свет нового поколения / LampTest corporate blog / Habr
Современные белые светодиоды, использующиеся для освещения, работают по одному принципу — светодиод светит синим светом, а люминофор, которым он покрыт, преобразует свет в белый, добавляя в него красную и жёлтую составляющую. Недостаток такой конструкции в неравномерности спектра, синем пике (из-за него некоторые учёные даже выдвинули теорию о небезопасности светодиодного освещения), и «провале» на голубом и зелёном цвете.
Компания Seoul Semiconductor разработала технологию Sunlike, в которой используются светодиоды с фиолетовым светом, покрытые трёхкомпонентным люминофором, преобразующим фиолетовый свет в полноспектральный с полноценной красной, зелёной и синей составляющей.

Технология неспроста называется Sunlike (в переводе — «как солнце»). Спектр света таких светодиодов действительно похож на спектр солнечного света, а индекс цветопередачи составляет около 97. Фактически, качество света таких светодиодов не уступает качеству света ламп накаливания.
На сайте Seoul Semiconductor указано, что маломощные модули Sunlike 0.2W с цветовыми температурами 2700K, 3000K, 4000K, 5000K и 6500K уже поставляются, а мощные модули с цветовой температурой 3000K пока в разработке.
На самом деле эти же модули, но с цветовой температурой 4000K и 5000K уже поставляются в небольших количествах отдельным заказчикам, но стоят пока очень дорого — 6 евро за 6-ваттный, 13 евро за 10-ваттный, 19 евро за 15-ваттный и 23 евро за 25-ваттный.
Энтузиасту из Беларуси, который называет себя GrowByLEDs, удалось добыть 25-ваттные модули и сделать на них экспериментальные лампы, которые я протестировал.
Круглый COB-модуль диаметром 15 мм помещён на квадратную алюминиевую подложку 19×19 мм.
Для получения более точных результатов индекса цветопередачи, цветовой температуры и спектра я измерил свет ламп со снятыми колпаками. Спектрометр Uprtek MK350D показал следующие результаты.
Спектр действительно более ровный, чем у обычных светодиодных ламп. Индекс цветопередачи около 97.
Я сравнил спектры Sunlike 4000K, обычной светодиодной лампы 4000К, люминесцентной лампы, галогенной лампы и солнца.
В экспериментальных лампах, которые я протестировал, модули Sunlike 25 Вт используются на пониженной мощности — готовые лампы потребляют 11.7 Вт. При этом лампа с модулем 4000К даёт 960 лм, лампа с модулем 5000K — 1000 лм. Со снятыми колпаками лампы дают 1133 лм и 1180 лм соответственно.
Получается, что эффективность модулей Sunlike в таком режиме составляет 97-101 лм/Вт, что не уступает обычным современным светодиодам и это очень здорово.
Белорусские лампы на модулях Sunlike можно купить уже сейчас (от $20 за 6-ваттную до $50 за 18-ваттную). Я не публикую здесь ссылки, но в копии этой статьи на lamptest они будут.
Seoul Semiconductor не единственная компания, наладившая выпуск светодиодов нового поколения. Китайская Yuji LED также начала производить модули с фиолетовыми светодиодами и RGB-люминофором, дающие свет с CRI 97, но судя по информации на их сайте, фиолетовый пик в спектре существенно больше и эффективность модулей меньше — 65-85 лм/Вт.
Светодиодное освещение уже используется повсеместно и не может не радовать, что появляются новые технологии, делающие этот свет более качественным.
Новая технология только зарождается и лампы с модулями Sunlike пока дорогие, но весьма вероятно, что через 2-3 года существенная часть осветительных светодиодов будет выпускаться по новой технологии и лампы с модулями Sunlike или аналогичными будут стоить так же дёшево, как обычные светодиодные лампочки сейчас.
© 2018, Алексей Надёжин
Разоблачаем мировой заговор или как измерить световой поток светодиодов на коленке
Все вы, наверное, слышали про мировой заговор. ~~Масоны, инопланетяне и евреи~~ Производители электрических лампочек вступили в него сто лет назад, чтобы лампочки не служили вечно, а перегорали каждый месяц и жрали уйму электричества. И только сейчас путы заговора разорваны и лампочковые магнаты раздавлены великой империей Китая, завалившей весь мир вечными и экономичными светодиодными лампами. Но не расслабляйтесь – мировой заговор не сдается. Теперь он явился в виде Великой Светодиодной ~~Ложи Лажи~~ Лжи. Короче, все врут (с).
Шутки шутками, а в той или иной степени врут, наверное, все производители LED-светотехники. Кто-то нагло и откровенно, кто-то так, слегка подвирает – но так или иначе, кажется, нет ни одной фирмы, которая не завышала бы параметров своих изделий. Разными способами – кто-то просто пишет красивые цифры от фонаря, порой запредельные с точки зрения здравого смысла. А кто-то – просто пишет характеристики вполне правдивые, но полученные в условиях, далеких от реальных условий эксплуатации. Например, световой поток, измеренный при температуре 25°С в импульсном режиме. Так или иначе, а 15-20% «припуска на вранье» давать придется.
Освещенность измерить просто, световой поток – сложно и дорого. Необходимо собрать весь свет, испущенный лампой и в равной степени учесть лучи по всем направлениям. То есть, нужен фотоприемник в виде полой сферы с одинаковой светочувствительностью каждого участка ее поверхности. Изготовление такой фотометрической сферы и ее последующая калибровка – задача весьма непростая.
Другой подход – по точкам промерить диаграмму направленности источника света и проинтегрировать по всей сфере. Но и это непросто: надо иметь солидных размеров темное помещение с темными стенами. И гониометрическая головка с двумя осями нужна, желательно с автоматическим приводом, чтобы не задолбаться вручную выставлять углы для каждой из нескольких сотен точек.
Впрочем, есть пара частных случаев, которые часто встречаются на практике и для которых можно ограничиться одним измерением. Об одном из них я и хочу поведать хабрасообществу.
Этот частный случай – плоский косинусный излучатель. Косинусным называется такой излучатель, яркость которого не зависит от угла между нормалью к его поверхности и направлением на наблюдателя. Диаграмма направленности такого излучателя определяется исключительно геометрией – а именно видимой площадью поверхности. И для плоского косинусного излучателя существует простое соотношение между световым потоком и силой света в направлении нормали к плоскости:
.
То есть достаточно измерить люксметром освещенность в метре от источника света и умножить ее на 3,14 – и мы уже имеем величину светового потока (либо, если расстояние не равно метру, его придется учесть по закону обратных квадратов). Разумеется, источник света должен быть много меньше расстояния до люксметра – иначе закон обратных квадратов работать не будет и результат измерения будет завышен.
Какие же источники света можно с достаточной для практики точностью считать плоскими косинусными излучателями? Это практически любые белые осветительные светодиоды без линзы и плоские сборки на их основе. Всевозможные китайские 5730, 2835, 5050, 3030 и прочие, что встречаются обычно в светодиодных лампах с алиэкспресса, а также продаются там же отдельно в катушках за копейки – это оно. А также матрицы. И китайские квадратные на 10 ватт, и Cree CXA и CXB. А вот для любых светодиодов с линзой, а также для светодиодов без люминофора (например, RGB) такой метод не годится — их диаграмма направленности существенно отличается от косинусной. Плоские светильники, встраиваемые в потолок и закрытые молочным стеклом, также неплохо соответствуют этой модели.
Итак, давайте уже что-нибудь измерим. В качестве подопытных кроликов у нас сегодня:
1. Сборка китайская на 90 ватт из 156 светодиодов 5730 (в каждом по два кристалла 13х30 mil) со встроенным драйвером на CYT3000B. По заверениям китайцев, должна давать 9200 лм.

Потребляемая мощность по приборам — 85 Вт, на ней и остаемся.
2. Матрица CXA2530, новая версия, 3000 кельвин, Ra>80. Световой поток при 800 мА и 85°С согласно даташиту — не менее 3440 лм, а при 25°С (такой температуры не бывает, если только не захолодить сам светодиод до температуры ниже нуля — тепловое сопротивление не даст) — не менее 4150 лм.

Заводим на токе 800 мА, потребляемая мощность составила 28,64 Вт.
3. HPR20D-19K20 — древняя, как мамонт (покупалась году в 2010, если не раньше) матрица на 20 ватт фирмы HueyJann, похожая на нынешние 10-ваттные матрицы, отличается от них большим количеством кристаллов под люминофором — их 16 штук вместо девяти (4 штуки последовательно в каждой из четырех параллельно включенных цепочек). Заявлено 1830 лм при токе 1,7 А, реально на глаз не ярче, чем CXA2011 с подводимой мощностью 11 Вт.

Запускаем на паспортном токе 1,7 А, напряжение составило 12,2 В, мощность 20,74 Вт.
Освещенность измеряем люксметром UT382 (Uni-T), на «глазок» которого надеваем бленду из черной бумаги, чтобы не ловил отраженный от стен свет в неподготовленном помещении. Расстояние во всех случаях — метр. Результаты в таблице.
Выходит, что световой поток китайской сборки соответствует заявленному (в пределах погрешности люксметра), у Cree’шной матрицы тоже все в пределах даташита (учитывая, что температура ее неизвестна), а вот у HueyJann’овской матрицы обещанных люменов нет и близко.
Но что-то затерзали меня смутные сомнения: 9000 с хвостиком люмен при 85 ваттах, учитывая КПД драйвера 80% и при том, что светодиоды работают далеко не в облегченном режиме, по полватта на корпус, а пиковый ток вдвое больше среднего (никакого фильтрующего конденсатора у этих плат нет) — это очень даже круто. Вдобавок как-то не видно от этой сборки значительно большей освещенности в комнате по сравнению с люстрой, в которой пять лампочек по 950 лм (энергосберегайки).
Подозрение падает на люксметр — не все из них адекватно измеряют светодиодные источники. Те из них, что сделаны на базе фотодиода BPW21R, имеют очень приблизительное соответствие спектральной чувствительности стандартной кривой видности, и относительная чувствительность к излучению 450 нм (это длина волны, соответствующая синему пику, имеющемуся в спектре почти всех белых светодиодов) превышает относительную чувствительность глаза в этой области в несколько раз. В данном приборе фотоприемник другой, что и являлось одним из критериев при выборе прибора, но все же сходим в охрану труда и возьмем другой люксметр. Это оказался ТКА-Люкс. В его методике поверки содержится проверка спектральной характеристики, то есть она должна соответствовать кривой видности с нормируемой погрешностью. Повторяем измерения с ним. Вот результаты:
Ну что тут сказать? Врут не только производители светодиодных ламп, но и мой люксметр. Причем врет, как и ожидалось, по-разному для разных светодиодов. Для матрицы CXA2530 разница с профессиональным аппаратом минимальная, скорее в пределах погрешности обоих приборов. Но у этой матрицы провал в спектре почти незаметен, если смотреть через компакт-диск (реально он, конечно, есть). А вот остальные подопытные «провалились» прилично. И теперь прекрасно видно, что до заявленных люменов они не дотягивают более чем заметно: китайская 90-ваттная сборка — на 25%, а матрица HPR20D-19K20 — почти вдвое.
Отсюда можно сделать следующие выводы:

Да, описанным образом можно оценить световой поток, испускаемый светодиодами, матрицами и сборками (в пределах описанного частного случая).

С измерением освещенности от светодиодов люксметром надо быть осторожным и убедиться, что он имеет корректную кривую спектральной чувствительности. Ибо врут все (с).

Если измерения показывают, что китайским изделием достигнуты заявленные характеристики, значит, вполне вероятно, что прибор проградуирован в китайских люксах:).

Если вам захочется таким же образом оценить световой поток светодиодной лампочки с полусферическим рассеивателем, нужно снять рассеиватель. Под ним скорее всего будут вполне подходящие светодиоды. Но сам рассеиватель вносит потери 15-20 и более процентов светового потока.
Да, и последнее. Описанная методика ни в коей мере не является ни метрологически строгой, ни точной. Она оценочная и не более того. Именно поэтому я не привел здесь анализа погрешностей.
понятие и сравнение с другими видами ламп
Содержание статьи:
Популярность светодиодных ламп привела к возникновению различных вопросов относительно особенностей их функционирования. Есть много слухов и домыслов о воздействии светодиодов на человека.
Свет, его спектры и влияние на людей

Спектр излучения светодиодных ламп
Свет является видимым излучением, выступающим в роли единственного раздражителя глаза, который приводит к зрительным ощущениям, обеспечивающим визуальное восприятие мира. На сетчатке глаза возникают изображения и формируются зрительные образы. Кроме этого, свет способствует осуществлению других важных реакций, обладающих рефлекторным и гуморальным характером.
Падение света на орган зрения вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга. Зависимо от интенсивности происходит возбуждение или угнетение центральной нервной системы, при этом перестраивается физиологическая и психическая реакции, меняется общий тонус организма и поддерживается деятельное состояние.

Под спектром подразумевают распределение значений интенсивности излучения по длине волн. Различают красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый спектры света. Каждый из них специфически влияет на человеческий организм.
Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи ламп
В плане влияния на человека и качества освещения важно значение CRI светодиода. Сolour Rendering Index, также известный как индекс цветопередачи – это параметр, характеризирующий, насколько соответствует естественному цвету тела видимый цвет при освещении используемым источником тепла. Рассчитывается его значение как среднее для восьми цветов, которые обозначаются от R1 до R8.
Отдельного внимания заслуживает красный цвет. Он обозначается R9. Указывается далеко не всегда. Значение R9 влияет на качество передачи тона человеческой кожи. Красный оттенок очень тонко воспринимается человеческим глазом. Заметны даже самые небольшие отклонения. Если освещение некачественное, человеческий глаз сразу всё замечает: все дефекты, например, прыщи и бледность. Поэтому проверка по R9 проводится для получения более точного результата.
Расчет качества
Индекс цветопередачи для светодиодных ламп необходим, чтобы определять качество источника света в процессе его создания. Для расчета значения индекса используют специальную проверочную таблицу. Она имеет восемь стандартизированных цветов, все блеклые и ненасыщенные.
Измеряют значение параметра для каждого цвета. Эти замеры позволяют узнать, как будут передаваться цвета под конкретным светильником. Для замеров используется эталонный свет. Затем полученную информацию сравнивают, используя методику Международной комиссии освещения, и получают сведения о степени отклонения от эталона.
Рекомендуемые значения

Яблоко при разном освещении
Максимальное значение CRI равно 100. Но стремиться к такому показателю нужно не всегда. Разные типы ламп обладают отличающимися значениями индекса. Одни подходят для помещений, в которых проводятся точные работы. Другие подойдут для складских построек. Витрины магазинов, торгующие тканями или отделочными материалами, должны корректно передавать палитры. Такие же требования для выставок в музеях. В таком случае значение параметра должно колебаться в диапазоне от 90 до 100.
В помещениях, где важно, чтобы был комфортный свет для глаз, а отображение насыщенности роли не играет, допустимым считается диапазон индекса цветопередачи от 70 до 90. Цветопередача у светодиодных ламп в подавляющем большинстве случаев находится именно в этом диапазоне. Достичь лучшего результата возможно, но это приводит к существенному повышению цены конечного изделия. Когда диод применяется в жилых, учебных, офисных и медицинских помещениях, диапазона 70-90 хватает с лихвой.

Где цвет не важен, используют источники освещения, у которых показатель индекса находится ниже 60. Это относится к уличному освещению и подсветке складских помещений. Человеческий глаз замечает отклонения в цветовой палитре, если значение индекса отличается больше, чем на 5 пунктов. Меньшие различия для глаза неуловимы.
Эталоном считается солнечный свет северного полушария и свет вольфрамовой лампочки. Значение цветопередачи для них равно 100. Но и здесь есть свои подводные камни. Например, если измерить свечение солнца в северном полушарии, можно заметить, что оно хуже передаёт красные оттенки. У вольфрамовой лампочки есть проблема с синим спектром.
Сложности в измерении
Несмотря на кажущуюся логичность, коэффициент CRI сложно назвать идеалом. Проверки показывают, что у белых светодиодов существуют проблемы с R9 – некорректно отображается красная область спектра. Поэтому в 2007 году международная комиссия признала, что использовать индекс цветопередачи светодиодных ламп не корректно по отношению к светодиодам.
Источники света могут обладать одинаковым параметром индекса. Однако визуальная оценка отображения цвета будет сильно отличаться. Из-за большого количества различных источников искусственного освещения возникла потребность в более тщательной проверке осуществляемой цветопередачи. Хотя СRI до сих пор является основным обязательным параметром, который используется во время оценки качества света, уже предлагаются альтернативные варианты. К таковым относится CQS и ТМ-30.
Альтернативные варианты оценки
Символика CQS используется для обозначения шкалы качества цвета, в котором используется 15 насыщенных цветов. В отличие от CRI, для расчетов применяют другую формулу. Например, в случае с индексом цветопередачи светодиоды, у которых есть провалы в красном спектре, могли оставаться с большим итоговым показателем. CQS такую возможность ликвидировал. Значение индекса рассчитывается как корень суммы квадратов изменений по каждому цвету. Поэтому недостатки даже одного сильно влияют на конечное значение. Но и эта методика имеет свои минусы, ведь она не до конца учитывает тон и насыщенность цветов.

В 2015 году была сделана ещё одна попытка и представлен ТМ-30-15. В нём замеры осуществляются по 99 контрольным цветам. Использование стандарта ТМ-30-15 позволяет увеличить учет тона и насыщенности при контроле качества света. По сути этот стандарт включает в себя два индекса. Точность имеет значения от 0 до 100, а насыщенность от 60 до 140. Расчет значения этого стандарта является самым сложным делом и не только из-за количества контрольных цветов. Приходится упрощать результаты до 99 точек, делить их на 16 цветовых групп и распределять на специальной векторной диаграмме. Затем полученные значения сравниваются с эталоном.
Сравнение значения индексов и фактического света

Влияние спектра света на цветопередачу
Если используется хорошая лампочка, все три упомянутых коэффициента будет совпадать. Но у некачественных товаров можно наблюдать расхождения. Связано это с тем, что «очень хитрые» производители изготавливают люминофор таким образом, чтобы акцент уходил на 8 главных оттенков, используемых для сравнения. Все остальные просто не учитываются. Но человеческий глаз всегда замечает такие подделки.
Важно проверять лампочки, особенно когда речь идёт о приобретении в детскую комнату. Когда что-то появляется впервые в жизни, это воспринимается как норма. И потом переучиться становится сложно.
Другие источники освещения

Сравнение мощности спектра излучения различных искусственных источников света с дневным солнечным светом
Измеряться должны все используемые лампы. Получаются следующие значения:
Лампы накаливания. Обладают близкой к солнечной цветопередаче. По шкале CRI их значение равно 100. Но визуально наблюдается смещение к области теплых оттенков.
Галогенные лампы. Цветопередача близка к значению вольфрамовых лампочек, поэтому, наблюдается большой световой поток.
Натриевые лампочки. Светильники обеспечивают довольно низкое отображение цветов. Значение индекса колеблется около 40.
Дуговые ртутные люминесцентные лампы. По своим значениям находятся около натриевых. Преобладает синий спектр, поэтому, ДРЛ не используют для выращивания растений.
Люминесцентные лампочки. Диапазон изменений может колебаться в существенных границах: от 60 до 90. Точное значение зависит от используемого люминофора.
Светодиодные лампочки занимают промежуточное положение с показателями в 70-90 по шкале CRI.
Влияние на людей
Следует знать, как могут повлиять на людей светодиодный лампочки:
Основное количество потребляемой мощности идёт на световое излучение. Остальная энергия уходит на нагрев, но её значение настолько невелико, что лед не растает за несколько минут, если его поднести впритык. Поэтому опасаться ожогов не нужно.
Светодиодные лампочки не содержат в себе тяжелых металлов, радиоактивных элементов или токсических веществ.
В случае повреждения светодиодные лампы принесут для человеческого здоровья меньше вреда, чем все другие возможные варианты. Поэтому лучше зависеть от такого источника освещения, нежели от других более опасных ламп.
«Освещение растений — LED (светодиодные лампы) VS ДНАТ
Вообще то если говорить об источниках света для растений, нельзя однозначно ответить какой из них лучше. Каждый производитель хвалит свой товар.
Важнее знать как действует спектр на растение и какая интенсивность оного нужна для полного цикла роста. Известно что растения употребляют более широкий диапазон световых волн чем видит человеческий глаз. Он начинается от УФ-С( 370- 410 нм) и заканчивается ближним ИК-А (700-780 нм). Так вот,зная воздействие каждого участка спектра можно решать различные задачи выращивания.
УФ-С(370-410 нм) нужен для развития зеленой массы и корневой системы,выработки гармонов.
Синий (410-480 нм),при нём происходит синтез хлорофила и естественно сам фотосинтез,из-за того что УФ и синий цвета несут большую энергию фотонов(2.56-3.26 эВ) растение набирает зеленую массу и развивает корневую систему,вырабатывается устойчивость к заморозкам и каротинойды. Большое количество синего цвета в источнике освещения растений подойдет для выращивания рассады и растений дающих зеленую массу;
Голубой и зеленый(480-565 нм) ,эта как раз та часть при которой мы видим. Не особо компетентные продавцы говорят что он не нужен растениям, что он отражается от листа и потому мы видим растения зелеными,но это заблуждение. Зеленый цвет нужен для нижних ярусов листьев и стебля. Когда основные цвета ,красный и синий ,туда не доходят,зеленый приходит на помощь. Если он вовсе отсутствует в источнике освещения ,то мы сможем наблюдать бледность нижних ярусов листьев из-за отсутствия хлорофила в них. Допустим в ДНаТах и люменисцентных лампах он немного но есть…;
Желтый и оранжевый (565-625 нм) с этой части спектра начинается возрастание процесса фотосинтеза,фотоморфогинеза,ну и продолжается синтез хлорофила,и опять же имея энергию фотонов 2.19-1.98 эВ ,эти цвета помогают расти нижним ярусам листьев,вырабатывается бетта-каротин;
Красный и ИК-А (625-780 нм) пожалуй в этой части спектра как и в синей происходят самые важные процессы ,пик которых приходится на 660 нм. Много красного и ИК излучений в источнике освещения способствует перегреву растения,вытягиванию его(говорят: У меня рассада вытянулась от недостатка света! И это правильно, в источнике присутствует много ИК света и нет зеленого ,синего и УФ),красный нужен для созревания плодов. Большое количество красного иногда вредит соцветиям из-за чего они могут опасть. Много красного заставляет испарят растение много воды с поверхности листьев(это тот же перегрев), и растение начинает употреблять больше воды чем питательных элементов. ИК излучение определяет циркадный ритм растения( различие дня и ночи).
Зная свойство спектра для растений можно сделать вывод об источнике освещения. ДНаТ больше подходит для теплолюбивых растений,для созревания плодов,в нем больше красного свечения,люминесцентные лампы( различают лампы с температурой свечения от 3000К до 4000К в них больше красного свечения,но есть и зеленый и совсем чуть-чуть синего,и есть лампы от 4000К до 20000К- в них спектр сдвигается в синюю и УФ область,есть зелёный и совсем мало красного) подбирая люминесцентные лампы можно добиться желаемого результата в выращивании. Светодиодные источники хороши тем ,что в них можно составлять какой угодно спектр,управлять контроллером выбирая различные режимы,но они дороговаты и не так уж надежны(пока) как их оппоненты. Светильники на светодиодах можно запитывать от альтернативных источников энергии 12-100 В постоянного напряжения » на прямую». Так что зная спектр вас не смогут облапошить ушлые продавцы.
Что бы выращивать кофе,нужно знать что это за растение и в каких условиях оно растет в дикой природе.Все знают что кофе это дерево тропическое ,а в тропиках влажно,жарко и очень ярко светит солнце(от того и жарко в принципе),длина светового дня 15-16 часов…
Извиняюсь за грамматические ошибки и за пропуски букв,писал с телефона