كفاءة استخدام الطاقة، والمتانة، والقدرة على التكيف في الصمام الثنائي الباعث للضوء-.أضواء (LED).لقد أحدثت تحولاً كاملاً في قطاع الإضاءة. ومع ذلك، ظهرت مخاوف بشأن الآثار الصحية المحتملة لمصابيح LED لأنها تحل محل المصابيح المتوهجة والفلورسنت التقليدية. يعد الوميض-تغيرًا مفاجئًا ومتكررًا في ناتج الضوء-إحدى المشكلات المهمة. لا يقتصر وميض LED على هذه الأجهزة فقط، ولكن في بعض الحالات، قد تؤدي طريقة تصنيعها وعملها إلى تفاقم الأمر. تتناول هذه المقالة الآثار الصحية السلبية للوميض في إضاءة LED، وكيفية قياسه، وكيفية تقليل آثاره السلبية.
فهم وميض إضاءة LED
وميض : ما هذا؟
يصف مصطلح "الوميض" التغير التدريجي في شدة الضوء. وينتج عن التبديل السريع للتيار الكهربائي الذي يعمل على تشغيل الصمام الثنائي في مصابيح LED. يتم تشغيل وإيقاف مصابيح LED بشكل فوري نسبيًا، مما يجعل الوميض أكثر وضوحًا إذا لم يتم التحكم فيه. وهذا على النقيض من المصابيح المتوهجة، التي تحتفظ بالحرارة وتتوهج بين الدورات.
أنواع وميض
الوميض المرئي: الاختلافات التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة، والتي تحدث عادة عند ترددات أقل من 80 هرتز.
يُعرف تعديل التردد العالي-(أكثر من 80 هرتز) والذي قد يكون له تأثير على الصحة حتى لو كان غير ملحوظ باسم "الوميض غير المرئي".
أسباب وميض LED
مشاكل في مصدر الطاقة: قد يؤدي التحويل غير الفعال للتيار المتردد (AC) إلى التيار المباشر (DC) بواسطة محركات LED الرخيصة إلى تذبذبات متبقية.
تقنيات التعتيم: إحدى تقنيات التعتيم الشائعة، وهي -تعديل عرض النبض (PWM)، تعمل على تشغيل وإيقاف مصابيح LED بسرعة، مما يؤدي إلى حدوث وميض.
تصميم الدوائر: الأجزاء غير المتوافقة أو الدوائر سيئة البناء يمكن أن تجعل الاختلافات أكثر وضوحًا.
آثار وميض LED على الصحة
يؤثر الوميض على الصحة بطرق نفسية وفسيولوجية. يعد التكرار والشدة وطول التعرض والحساسية الشخصية من بين المتغيرات التي تؤثر على الشدة.
1. إجهاد العين وضيق البصر
يجب أن تتكيف حدقة العين وخلايا الشبكية باستمرار بسبب الوميض، مما يسبب:
تشمل أعراض الوهن الرؤية الضبابية وجفاف العين وصعوبة التركيز.
الصداع والصداع النصفي: تحت الضوء الوامض، يبلغ الأشخاص الحساسون-وخاصة أولئك الذين يعانون من الصداع النصفي-عن المزيد من النوبات.
2. التأثير على الأعصاب
يمكن أن يتسبب الوميض الذي يتراوح بين 3 و70 هرتز في حدوث نوبات لدى شخص واحد من كل 4000 شخص مصاب بالصرع الحساس للضوء.
الأداء المعرفي: تشير الأبحاث إلى أن الوميض يرتبط بانخفاض التركيز وزيادة الأخطاء في المهام. وفقًا لبحث أجرته شركة Lighting Research & Technology عام 2019، ارتكب المشاركون أخطاء أكثر بنسبة 23% أثناء الوميض عند 100 هرتز.
3. اضطراب إيقاع الساعة البيولوجية
يتم تنظيم إنتاج الميلاتونين عن طريق الضوء. حتى عند الترددات العالية، يمكن أن يعيق الوميض هذه العملية، مما قد يؤدي إلى:
تشمل اضطرابات النوم انخفاض جودة النوم وتأخر بدء النوم بسبب انخفاض مستويات الميلاتونين.
اضطرابات المزاج: يرتبط الاضطراب العاطفي الموسمي والاكتئاب باضطراب الساعة البيولوجية المزمن.
4. المخاطر الممتدة
قد تتفاقم الحالات المزمنة بسبب التعرض لفترة طويلة:
قد يؤدي الوميض عالي التردد- إلى تسريع تنكس الشبكية، وفقًا للأبحاث التي أجريت على الحيوانات.
الصداع المزمن: الصداع المستمر أكثر شيوعًا بين العاملين في المكاتب الذين يتعرضون لهوامض المصابيح.
مقاييس وأدوات الرجفة
يستخدم مهندسو الإضاءة أدوات متخصصة وقياسات كمية لتقييم الوميض:
1. مقاييس مهمة
صيغة نسبة الوميض هي (Amax−Amin)(Amax+Amin)×100%.
(Amax+Amin)(Amax−Amin)×100%=نسبة وميض
حيث يتم الإشارة إلى مخرجات الضوء الأعلى والأدنى بواسطة Amax و Amin. تتم الإشارة إلى وميض أسوأ بنسب أعلى.
يحسب مؤشر الوميض نسبة الضوء الناتج الذي يكون أعلى أو أقل من المعدل الطبيعي. من 0 (بدون وميض) إلى 1 (وميض شديد)، تختلف القيم.
التردد هو العامل الرئيسي في تقييم الإدراك. على الرغم من أنه لا يمكن اكتشافه في الغالب، إلا أن الوميض الذي يزيد عن 200 هرتز قد يكون له تأثيرات فسيولوجية.
2. أدوات القياس
أجهزة قياس الوميض هي أدوات محمولة تقيس التردد ونسبة الوميض، مثل PRC LMK-5.
يمكن رؤية الأشكال الموجية للضوء باستخدام راسمات الذبذبات، ولكنها تحتاج إلى كاشف ضوئي.
تطبيقات للهواتف الذكية: يوفر "Flicker Tester" والأدوات الأولية الأخرى تقييمات متاحة بسهولة ولكنها غير دقيقة.
3. المبادئ التوجيهية والمعايير
IEEE 1789-2015: بالنسبة للتطبيقات منخفضة المخاطر، يجب إبقاء الوميض أقل من 8% عند 90 هرتز أو 3% عند 1200 هرتز.
ENERGY STAR: يتطلب أن تحتوي منتجات LED على تردد لا يقل عن 120 هرتز ووميض لا يزيد عن 30%.
تخفيف وميض إضاءة LED
1. التصميم والحلول الهندسية
برامج تشغيل عالية الجودة-: للحصول على إخراج ثابت، استخدم برامج تشغيل التيار الثابت (CCD) بدلاً من PWM.
تعمل مقومات الموجة الكاملة- على تقليل التموج المتبقي عن طريق تحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر سلس.
يتم استخدام PWM والتعتيم التناظري في التعتيم المختلط لتقليل الوميض عند مستويات الإضاءة المنخفضة.
2. معايير الصناعة والتنظيم
IEC TR 61547-1: يضع معايير المناعة لأجهزة الإضاءة.
كاليفورنيا العنوان 24: يتطلب من الهياكل التجارية أن يكون لديها وميض أقل من أو يساوي 30%.
3. معرفة المستهلكين
الشهادات: تحقق من توافق IEEE 1789 أو علامات "الوميض-الخالية".
ابتعد عن مصابيح LED الرخيصة نظرًا لأنها تتنازل في كثير من الأحيان عن جودة برنامج التشغيل.
اختبره قبل الشراء: تحقق من الوميض في المتاجر باستخدام تطبيقات الهواتف الذكية.
4. التطورات القادمة
تعمل مصابيح LED التكيفية في أنظمة الإضاءة الذكية على تعديل مخرجاتها وفقًا للبيئة المحيطة.
Flicker-أبحاث مجانية عن برامج التشغيل: هدف التقنيات الناشئة هو التخلص من الوميض دون المساس بالفعالية.
بالرغم منإضاءة LEDله العديد من المزايا، إلا أن الوميض لا يزال يمثل مشكلة خطيرة ذات مخاطر صحية حقيقية. وتسلط المخاطر، التي تتراوح من تهيج العين-قصير المدى إلى التأثيرات العصبية والإيقاعية طويلة المدى-، الضوء على ضرورة وجود إرشادات قياس صارمة وتقنيات تخفيف. يمكن لقطاع الإضاءة أن يضمن أن مصابيح LED ترقى إلى مستوى وعدها كخيار آمن وصديق للبيئة من خلال التركيز على المكونات عالية الجودة-واتباع اللوائح وتشجيع تعليم العملاء. سيتم تقليل الوميض بشكل أكبر مع تقدم الأبحاث، مما يحمي صحة الإنسان والتقدم التكنولوجي.
