Свет здорового человека. Лучший источник света. Так ли хороши светодиоды?
Доброго времени суток, товарищи!
Раз уж ты здесь оказался, мой дорогой читатель, значит интересуешься темой хорошего света, в частности, автомобильного.
Чувствую, после прочтения этой записи у многих знатно воспылает газопровод , ведь я собираюсь наехать на святое – на всеми любимые светодиоды. Нет, ну а что, галоген, значит, можно обсирать (désolé pour mon français), а светодиоды – нет?) И хоть я и закоренелый галогенщик, в этих околонаучных мемуарах я хочу быть максимально объективным и разобраться в вопросе, опираясь лишь на факты.
Прежде чем начать, стоит оговориться, что рассматривать колхозные лампы я не буду, это я сделал в предыдущей записи. Я лишь рассмотрю самые популярные источники света в автомобилях, физику процессов, в них происходящих и как итог, сравню их преимущества и недостатки.
Начать предлагаю с азов – какие бывают источники света и как они работают? Да, далеко не все люди знают, как устроен светодиод, чем отличается лампа накаливания от галогенной, а галогенная от металлогалогенной. А это в контексте записи очень важно. Объяснить постараюсь на пальцах, нудных терминов и так достаточно в интернете.
Лампа накаливания
Начну с самого простого и древнего источника света. Нет, под словом «древний» я не имел в виду факел или керосиновую лампу, речь исключительно об электрических светилах 🙂
Принцип работы лампы известен всем и до безобразия прост – спираль из тугоплавкого металла, помещенная в среду вакуума или инертного газа при прохождении через неё электрического тока нагревается. Причём, нагревается очень сильно, некоторые лампы могут греться аж до 3400К! Спираль, нагреваясь, начинает испускать ИК излучение, которое мы и чувствуем, как тепло. Но если спираль нагреть еще сильнее, то диапазон излучения расширяется и в скором времени станет «задевать» видимый свет – спираль покраснеет. Если греть её ещё сильнее, то помимо ИК и красного цветов, спираль начнет излучать жёлтый, зелёный и даже немного синего. Всё это происходит очень быстро, но тем не менее требует времени. Недостатком это вряд ли можно назвать (в теме освещения), а вот преимуществом – легко, именно благодаря этому яркость лампы можно регулировать ШИМ-сигналом (Повторяющиеся с высокой частотой импульсы максимального тока и напряжения, ширина которых определяет сколько времени лампа будет светить и не светить до наступления нового импульса), при том не будет никаких пульсаций яркости – лампа не успеет сильно остыть между импульсами!
Лампа накаливания – это вовсе не осветительный прибор, а нагревательный. Её свет – лишь побочный эффект от нагрева спирали, доля которого (КПД Лампы) составляет в лучшем случае 15% (Теоретический максимум при 3400К), а на практике и того значительно меньше (5% для лампы 60 Вт – 2700К)! Из-за этого лампа очень прожорлива, а света даёт достаточно мало. Зато её КПД как нагревателя очень высок. Тепло свет фары никак не улучшает, однако свою роль в жизни машины имеет. Например, выжигает рефлектор со временем – пластик плавится и зеркальное покрытие спустя некоторое время начнёт облезать. Но и польза от тепла тоже есть, заметна она становится зимой – фара быстро нагревается и лёд со снегом с неё стекают, царапать фару скребком не приходиться. То же касается и налипания снега в дороге, он очень быстро станет водой.
Но вернёмся к главному, к свету лампы накаливания. Она имеет очень широкий спектр излучения с наибольшим излучением красного цвета. С уменьшением длины волны (цвет ближе к УФ) интенсивность света падает. Отличается великолепной цветопередачей, несмотря на явное преобладание в свете «теплых» оттенков. Благодаря отсутствию УФ излучения и минимуму синего и фиолетового цветов, её свет не вызывает усталость глаз (впрочем, к физиологии вопроса я вернусь в следующих записях по теме света). Свет плохо рассеивается при переходе в другую среду (воздух-вода и вода-воздух), благодаря чему такие лампы хорошо освещают дорогу в любую погоду, минимально ослепляя всех вокруг рассеянным светом.
Галогенные лампы — следующая ступень развития ламп накаливания. Добавив в колбу пары галогенов удалось уменьшить испарение металла с поверхности спирали и увеличить её температуру, соответственно, расширив диапазон света и увеличить яркость свечения. Как приятное дополнение – удалось значительно уменьшить размер колбы.
Очень серьёзный недостаток таких ламп – небольшой срок службы. Особенно актуально в нашу эпоху перегретых ламп, которые по уверениям маркетологов должны светить ярче солнца, а по факту лишь немного ярче самых простых. Но с учётом их цены (лампа за 100 рублей принципиально ничем не отличается от лампы за 1000 рублей) этот недостаток покрывается лишь необходимостью иногда менять эти самые лампы.
Металлогалогенные лампы
Источник света, ставший популярным в кругах автомобилистов лет так 15 назад и именуемый не иначе как «ксенон». Название это нельзя назвать верным, ксеноновые дуговые лампы никогда не использовались в фарах, это источник очень качественного белого света, как правило очень большой мощности, который используют при съемке, в проекторах или для освещения очень больших площадей.
От «настоящего ксенона» МГЛ отличаются достаточно сильно, представляя собой больше ртутную лампу, чем ксеноновую. Основными газами-наполнителями таких ламп являются пары ртути и аргон. Для быстрого запуска лампы в колбу добавляют небольшое количество ксенона. Ртутная лампа имеет очень неравномерный спектр, являясь, по сути источником жёсткого УФ излучения и некоторых видимых цветов, потому в колбу добавляют также галогены, чтобы те внесли свой вклад в свет такой лампы – нагреваясь, они испаряются и сами начинают испускать свет, частично заполняя промежутки в спектре излучения ртути.
Работает она следующим образом – на лампу подаётся высокое напряжение (несколько кВ), которое вызывает появление электрической дуги между электродами лампы. Дуга сильно разогревает колбу и вызывает испарение всего её наполнения и последующее свечение газов. Для поддержания горения дуги нужно уже гораздо меньшее, крайне желательно – переменное, напряжение. По мере прогрева лампа достигнет своего номинального спектра и максимальной яркости. Запуск МГЛ требует времени и может занимать до нескольких секунд, из-за чего дальним можно поморгать только в би-линзах. Дуга неустойчива в пространстве и её положение в колбе зависит от магнитного поля и перемещения лампы. Именно поэтому «ксеноновые» фары мерцают при езде по неровностям.
Светят МГЛ очень ярко, спектр широкий, но прерывистый, с сильными «пиками». Оттенок может быть различный в зависимости от состава газовой смеси в колбе. Присутствует сильное УФ излучение, пагубно влияющее на отражатели и стекла фар (пластиковые), лишь дорогие и качественные лампы имеют колбу, способную несколько уменьшить интенсивность УФ. Цветопередача таких ламп далеко не самая лучшая, к тому же огромное количество высокочастотного света (ближе к УФ) хорошо рассеивается как при переходе в другую среду – при езде по мокрой дороге очень много света будет рассеяно в воде, что сильно снижает освещенность, так и на поверхности отражателя, что делает невозможным применение таких ламп в рефлекторной оптике. Свет МГЛ вреден для глаз из-за сильного УФ, фиолетового и синего излучения и вызывает усталость.
МГЛ довольно экономичны, однако требуют наличие пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), это удорожает конструкцию фары. К тому же неизбежны наводки на радио, их не дают лишь некачественные блоки ПРА, которые питают лампы постоянным током, вызывая повышенный и неравномерный износ электродов.
Очень серьёзный недостаток МГЛ – высокая стоимость при относительно небольшом сроке службы. Дешёвые лампы есть, но они не обеспечат фильтрацию УФ и подпишут приговор вашей оптике. А насчёт срока службы – казалось бы, светить МГЛ будет очень долго, но вот только со временем лампа будет терять в яркости и полноте спектра излучения, постепенно уходя в «синеву», усугубляя свои недостатки. Поэтому через несколько лет эксплуатации МГЛ их замена на точно такие же новые вызовет «вау-эффект».
Светодиоды
Диод – простейший полупроводниковый прибор, который способен пропускать через себя электрический ток, но только в одном направлении. Казалось бы, и как он нам интересен? В начале XX века несколько учёных (в том числе, наш соотечественник – Олег Владимирович Лосев) обнаружили явление электролюминесценции – излучение света при проходе тока через p-n переход (коим диод и является). Это и стало началом развития светоизлучающих диодов (LED – Light Emitting Diode). Примечательно то, что один светодиод может излучать один лишь цвет, как видимый, так и невидимый (ИК, УФ). Несколько цветов диод излучать никак не может, но ведь белые светодиоды существуют, а белый свет – ни что иное, как излучение всего видимого спектра, или по крайней мере большей его части. Как же заставили светодиод светить несколькими цветами?
Способов существует несколько, первый из которых – использовать в одном корпусе несколько кристаллов. Именно так и устроен RGB светодиод. Свет, который он излучает, мягко говоря, фиговый. Для освещения он не годится, поскольку имеет отвратительную цветопередачу, но широко используется в декоративной подсветке, где широко раскрывается возможность менять яркость отдельных кристаллов и тем самым менять оттенок света!
Второй же способ используется не только в светодиодах. Заключается он в применении люминофора, как основного источника света. То есть берем источник высокочастотного света (ртутную лампу) и помещаем её внутрь колбы, с нанесённым на неё слоем люминофора. Ртутная лампа создаёт сильное УФ-излучение, которое заставляет люминофор самому излучать свет. Получим мы многим известную лампу ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминесцентная). Спрашивается, чего это я заговорил о ДРЛ? Дело в том, что если её заменить синим светодиодом (можно, конечно и фиолетовым, и даже УФ), суть ничуть не измениться. Именно синий светодиод, на кристалл которого нанесён слой люминофора и есть то, что сейчас называется белым светодиодом!
Светит этот «бутерброд» очень ярко, излучая «два горба» – огромное количество синего света и спектр излучения люминофора. Эти «горбы» должны быть хорошо между собой сбалансированы по яркости и цветовому тону, именно тогда светодиод не будет противно «синюшным» (важно — я не про высокую цветовую температуру) и спектр будет максимально равномерным. Светодиоды разной цены, разных производителей и сделанные по разным технологиям могут очень сильно друг от друга отличаться. Дорогой и качественный светодиод может обладать (не факт, что обладает) весьма хорошей цветопередачей и высоким КПД, дешёвые же этим похвастать не могут – сильно греются и плохо светят плохим светом.
Светодиоды могут иметь различный оттенок, достаточно использовать нужный люминофор. Но синий свет остаётся всегда – благодаря ему светодиод вообще работает, именно он является основой света диода, как ИК излучение есть основа света галогеновой лампы. И синева эта только и ждёт момента, чтобы подложить свинью – стоит дороге намокнуть, или туману появиться, как свет начинает неистово рассеиваться во влаге (как и в случае с «ксеноном»). Получается, что люминофор дорогу освещает, а кристалл светодиода ему мешает, засвечивая воздух. И чем «синевы» больше (особенно явно проявляется в дешёвых светодиодах), тем сильнее светится воздух и хуже освещается дорога. Хотя по сухому же светило!
Светодиодные фары вообще можно выделить как отдельный вид осветительных устройств. Какого-либо сменного светоизлучающего элемента (вроде лампы) в них нет, светодиод изначально встроен в фару и замена его невозможна. И нет, светодиодные лампы в фары для галогена (пусть даже линзы) или ксенона это фуфел. Не существует «правильных» светодиодных ламп.
Итак, о чём это я… Люминофор, как ни горько это признавать, не вечен. Со временем он теряет свои свойства и светодиод становится все менее «дорогим и качественным», теряя яркость и приобретая противную «синеву». Конечно, кристалл тоже не вечен, и он может сгореть, но при хорошем охлаждении это произойдёт значительно позже полной деградации люминофора. Замена такой фары выйдет очень дорого, ведь помимо светодиода придётся менять оптику и драйвер!
Есть у светодиодов и вполне реальные преимущества. Например, огромная яркость на единицу потребляемой мощности. Это очень экономный, при том яркий источник света, что ставит светодиод вне конкуренции при использовании в аккумуляторных устройствах. Ну правда, в наше время никому же не придёт в голову ставить в фонарик телефона лампу накаливания? Да хоть и в ручной фонарик. Светодиоды гораздо выгоднее при освещении, скажем, дома или квартиры (хотя свет большинства светодиодных ламп не подходит для жилых помещений, но об этом в другой раз).
Что насчёт вопроса в заголовке? Так ли хороши светодиоды? Достаточно хороши, чтобы иметь право на существование. Технология находится в процессе развития, есть перспективы появления несравнимо более качественных светодиодов с «правильным светом», с большим КПД. Рано или поздно они вытеснят в большинстве сфер использования МГЛ, ДРЛ и многие другие, не говоря уже про архаичный галоген. Но лучший ли они источник света? Нет!
Каждый из источников света имеет как преимущества, так и недостатки. Галоген прожорлив и светит относительно слабо, но в плохую погоду освещать дорогу он будет лучше, чем остальные. МГЛ – яркие, но капризные. Светодиоды – яркие, но чрезвычайно дорогие. Лучший источник света должен совместить в себе максимум преимуществ и исключить максимум недостатков. Как бы не было грустно это признавать, но пока что такого ещё не придумали. Поэтому придётся выбирать из того, что есть. Каждый из существующих источников света имеет право на существование, выбор любого из них – исключительно субъективен.
Субъективная сторона
Что касается лично меня – я не противник светодиодов. Я целиком и полностью за любой хороший свет. Кроме матричных фар – это воистину воплощение зла и да гори в аду их создатель… Кхм.
Во всех моих машинах установлены галогеновые лампы и менять фары на другие я не собираюсь. Мне нравиться свет галогена, а как владельцу патриота с его прекрасными фарами мне вообще грех жаловаться:
Ваш выбор – это Ваш выбор, и он не хуже выбора других. Кроме случаев, если этот выбор сделан в пользу колхозного света 🙂
От себя могу лишь добавить некоторое сравнение света фар разных типов, найденные на просторах интернета. Видно, что галоген светит не хуже других источников света, а иногда даже лучше из-за отсутствия пересвета вблизи.
Кроме оттенка заметна только небольшая разница в контрастности, мокрые участки дороги (следы от шин) светодиоды освещают хуже, чем галоген.
Прошу обратить внимание на самый дальний столбик, который «ксенон» не освещает, а также рядом стоящее дерево – подсветка знаков на галогене лучше.
Отчётливо видно, что светодиоды здесь светят шире, но галоген ярче освещает гораздо более важные зоны – обочины. Дальний у галогеновых фар несравнимо лучше показывает себя, светя шире и дальше.
И пару слов добавлю насчёт рассеивания света в тумане. Возьмём самые худшие условия – сильный туман и дальний свет, для максимальной наглядности.
Думаю, комментарии излишни. Законы физики на то и законы, чтобы они не нарушались.
Ну а по случаю, поздравляю всех с наступающим 2023 годом! И да пусть он будет хоть чуточку лучше прежнего) Удачи на дорогах и хорошего света!
Светодиодный датчик апогея
Вы используете Internet Explorer устаревшей и не поддерживаемой более версии. Чтобы не было проблем с отображением сайтов или форумов обновите его до версии 7.0 или более новой. Ещё лучше — поставьте браузер Opera или Mozilla Firefox.
Обсудить и задать вопросы можно в этой теме.
pinko #03.12.2019 08:16 @Xan#03.12.2019 07:47
pinko
опытный
Xan> Однако синие светодиоды хороши тем, что они совершенно не чувствительны к квантам слабее синих.
В целом светодиоды в качестве фотодиодов реагируют на длину волны, равную или короче основного излучаемого цвета в качестве светодиода.
RocKI #03.12.2019 12:27 @Xan#03.12.2019 07:47
RocKI
опытный
Xan> Однако синие светодиоды хороши тем, что они совершенно не чувствительны к квантам слабее синих.
Xan> И не надо никаких фильтров, чтоб зелёные и красные не влияли.
С синими светодиодами все понятно, к тому же датчик на них по определению надежней, поскольку работает на переключении знака напряжения на противоположный. Проверено неоднократно. Но все равно, в идее EG54 есть смысл, особенно если использовать именно синий участок спектра, дающий значительную разницу от неба и от земли. По крайней мере, интересно будет узнать результаты испытаний.
EG54 #03.12.2019 20:48 @RocKI#03.12.2019 12:27
EG54
аксакал
Xan>> Однако синие светодиоды хороши тем, что они совершенно не чувствительны к квантам слабее синих.
Xan>> И не надо никаких фильтров, чтоб зелёные и красные не влияли.
RocKI> По крайней мере, интересно будет узнать результаты испытаний.
теперь мне и самому интересно. Сперва хотел рефлектор использовать в качестве обтекателя и отверстие требовалось закрыть, к примеру линзой. Но под рукой оказался стеклянный шарик зеленого цвета( диаметром 1 см, а отверстие 0.4 см). Солнечная панель на вертикали работала нормально и в горизонте тоже все срабатывало. Даже показалось, что зеленый шарик работает лучше( четче определял горизонт, без гуляний вокруг возможного сектора. , чем цветные колпачки). Хотя сперва думал, что стеклянный шарик не пропустит свет в отверстие рефлектора, ведь фокус в шарике находиться в центре.
Но во всех своих опытах про спектр и не задумывался. Теперь получилось , что проверил розовый и зеленый свет. На очереди синий. Ищу материал, прозрачносиний, потом выдавлю форму.
Светодиоды хороши тем что они
: —>
Есть несколько важных аспеков, влияющих на качество светового потока:
Пульсация (мерцание) света. Многие некачественные лампы имеют высокий уровень пульсации света. Такой свет визуально некомфортен и человек от него быстро устаёт, при этом его практически невозможно увидеть невооруженным взглядом. Проверить пульсацию света можно с помощью камеры смартфона (если посмотреть на свет через камеру смартфона, как правило при мерцании света по экрану будут идти полосы, причём чем они ярче, тем мерцание сильней). Лампы с видимой пульсацией опасно использовать в жилых помещениях.
Угол освещения. Угол освещенности имеет большое значение для комфорта в помещении – чем больше угол, тем большую площадь освещает светильник. Многие светодиодные лампы имеют угол освещения от 25 до 30°, что обеспечивает отличное освещение на рабочем месте. Такие лампы хорошо подойдут для точечного освещения, например, для светильника на рабочем столе, торшера на столике или точечных светильников на кухне. Лампы на светодиодных нитях или прозрачных дисках имеют такой же большой угол освещения, как обычные лампы накаливания. Светодиодные лампы с углом рассеивания 60° пользуются большой популярностью, поскольку они позволяют создать акцентное освещение и эффектно подсвечивать предметы интерьера. Для общего освещения помещения чаще выбирают лампы с углом в 120° — сильные и яркие лампы создают оптимальное освещение, а возможность приобрести лампы с показателями 270 и 360° позволяют создавать оригинальные дизайнерские решения в любой квартире.
Несоответствие светового потока и эквивалента заявленным значениям. Часто на упаковке светодиодных ламп пишут завышенные значения светового потока и эквивалента.
Преждевременный выход ламп из строя. Производители указывают срок службы светодиодных ламп от 15000 до 50000 часов, по факту же лампы иногда ломаются через несколько месяцев работы.
Светодиоды хороши тем что они
Запросить прайс-лист
Главная ⁄ Статьи ⁄ Светодиод — что это такое, принцип работы
Светодиод — что это такое, принцип работы
Светодиод — это довольно простое изобретение с огромным потенциалом для изменения отрасли освещения в лучшую сторону. Светодиодные лампы отличаются от обычных ламп накаливания тем, как они излучают свет. Лампы накаливания пропускают электричество через тонкую проволочную нить, в то время как светодиоды излучают свет при помощи полупроводника, который излучает свет, когда через него проходит электрический ток (подробнее об этом чуть ниже).
Этот способ получения света отличается и от энергосберегающих лампочек, которые для создания ультрафиолетового излучения пропускают энергию через пары ртути (а, как известно, ртуть – это очень опасный химический элемент), которые затем поглощаются люминофорным покрытием внутри лампы, тем самым вызывая ее свечение.
Если вы не особо осведомлены о том, что такое светодиод, то в этой статье мы расскажем вам три важных аспекта, которые вы должны знать о нем знать! Приступим!
1. Что такое светодиод?
LED = светодиод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED). Диод — это электрическое устройство с двумя электродами (анодом и катодом), через которые проходит электричество. Диоды, как правило, изготавливаются из полупроводящих материалов, таких как кремний или селен, — веществ, которые при одних обстоятельствах проводят электричество, а при других — нет (например, при определенных напряжениях, уровнях тока или интенсивности света).
2. Что такое светодиодное освещение?
Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, которое излучает видимый свет, когда через него проходит электрический ток. По сути, это противоположность фотоэлектрохимической ячейке (устройство, которое преобразует видимый свет в электрический ток).
А вы знали, что устройство, похожее на светодиод, называется IRED (инфракрасный излучающий диод). Вместо видимого света IRED излучает инфракрасную энергию, когда через нее проходит электрический ток.
3. Чем хороши светодиодные светильники?
Светодиоды, хоть и являются самым дорогими лампами, тем не менее имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами ламп:
- Во-первых, они являются максимально энергосберегающими, так как потребляют на 90% меньше энергии, чем лампы накаливания, и могут окупить себя за счет экономии энергии всего за пару месяцев. Для сравнения, те же самые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) потребляют на 60-80% меньше энергии, чем лампы накаливания, а галогены на 20-30% меньше.
- Во-вторых, светодиоды претендуют на сверхдлительный срок службы – 35 000-50 000 часов (около 6 лет).
- В-третьих, когда вы нажимаете на включатель, то светодиоды начинают излучать свет практически мгновенно. Те же самые люминесцентные лампы после включения начинают мигать и только после этого начинают ярко светить.
- В-четвертых, исследования показали, что светодиодные и галогенные лампы отлично работают даже в условиях низких температур, в то время как КЛЛ с этой задачей не справляется.
НПО «Светал» — это ведущий производитель светодиодных осветительных приборов, предлагающий высококачественные, инновационные, экологически чистые светодиодные светильники по конкурентоспособным ценам.
СВЕТОДИОДНЫЕ
СВЕТИЛЬНИКИ
656043, Алтайский край, г. Барнаул, ул.Ползунова, д.51 sop2@svetal.pro, 9039471588@mail.ru – ответим в течение дня