ما هو طيف الضوء الذي تنتجه مصابيح LED؟
هناك العديد من أنواع مصادر الإضاءة المختلفة ، بدءًا من اللمبة المتوهجة الشائعة وحتى الابتكارات الأكثر حداثة مثل LED. ومع ذلك ، لم يتم إنشاء كل مصادر الضوء العديدة على قدم المساواة.
بالإضافة إلى خلق الضوء فقط ، لكل منها صفات مميزة ، واحدة منها هي الألوان التي تنبعث منها. يمكن أيضًا الإشارة إلى هذا على أنه طيف الضوء الفريد لكل شخص.
تحدد درجة حرارة اللون لمصباح LED طيف الضوء الذي ينبعث منه. سيكون التوزيع الطيفي لـ 6000K LED مختلفًا عن توزيع 3000K LED. سيصدر مصباح LED بقوة 6000 كيلو في الغالب ضوءًا أزرق وأخضر ، في حين أن مصباح 3000 كيلو بايت سيخلق ألوانًا أكثر دفئًا مثل البرتقالي والأصفر.
سنشير فيما بعد إلى 4000K كأساس للون ضوء LED وبالتالي طيف الضوء الخاص به باعتباره الشكل الأساسي لأن LED الطبيعي تمامًا دون أي إضافات أو تعديلات له لون فاتح حول ذلك.
التوزيع الطيفي لمصابيح LED عند 4000 كلفن
يبدو من المنطقي أننا نبدأ بـ 4000K LED لأنه يشكل الأساس الأساسي للمخطط الطيفي.
يميل الطيف عند 4000K ، كما هو موضح في الصورة أدناه ، بشكل كبير نحو النهاية الزرقاء بينما ينبعث القليل جدًا من الضوء الأحمر والأخضر. نظرًا لأن الضوء الأزرق هو المكون الأساسي للأضواء الأكثر برودة ، فإن هذا ما يمنح المصباح لونه الأبيض البارد.
حقيقة أن مصابيح LED تتكون من عدة صمامات ثنائية هي السبب الرئيسي لكونها بيضاء باردة في المقام الأول. يتم تصنيعها بطريقة تستخدم فيها ثنائيات RGB (الأحمر والأخضر والأزرق) لإنتاج الضوء الأبيض ، والذي في هذه الحالة يتم تعيينه افتراضيًا فقط إلى 4000 كلفن.
تتضمن الطريقة البديلة لصنع مصابيح LED استخدام ثنائيات LED زرقاء إلى حد كبير (إن لم يكن حصريًا) ثم طلاءها بمحلول قائم على الفوسفور لتصويب المنحنى.
نظرًا لأن ناتج الضوء الأزرق هو المصدر الأساسي للضوء في هيكل LED هذا ، فإن هذا ما ينتج عنه عادةً قمم عالية بشكل غير طبيعي في إنتاج الضوء الأزرق.
عندما يكون لديك ضوء في كل لون ، أو في كل طول موجي ، كما يمكنك تسميته بدقة ، فإنهم جميعًا يتقاربون معًا لتكوين ضوء أبيض ، وهذه هي الطريقة التي يعمل بها في المقام الأول.
في وقت لاحق من المقارنة ، سترى مدى اختلاف المخططات بناءً على مقدار اللون الأزرق والأحمر المنبعث ، والذي يرتبط بدرجة حرارة اللون.
3000K طيف LED
بعد تلك ذات درجة حرارة اللون 4000K ، ربما تكون مصابيح LED 3000K هي الأكثر استخدامًا ، ويرجع ذلك في الغالب إلى اللون الأصفر اللطيف الذي تنبعث منه.
يجب علينا أولاً فحص ما يميز 3000K و 4000K LEDs عن بعضها البعض قبل الخوض أكثر في الطيف وتفاصيله. لأننا نعلم بالفعل أن 4000K هي نقطة البداية ، فلا بد أنهم قاموا بتعديلها بطريقة ما للوصول إلى لون مشرق 3000K ، أليس كذلك؟ إنه دقيق.
وجود الفوسفور هو ما يميز 3000 كلفن عن 4000 كلفن. يتم تطبيق الفوسفور ببساطة فوق كل من ثنائيات LED ، كما هو موضح في هذا الشكل ، لإضافته.
فيما يلي توضيح رائع لكيفية استخدام الفوسفور لتسخين لون الضوء. على الرغم من أنه ليس الهدف الرئيسي ، إلا أنه عند تنفيذه بهذه الطريقة ، يكون له هذا التأثير.
الهدف الحقيقي الوحيد من ذلك هو مجرد موازنة طيف LED. هذا منطقي لأنه يمكنك أن ترى كيف أن رسم 4000K له ذروة كبيرة في اللون الأزرق ، لكن الباقي في أفضل الأحوال متوسط.
5000K بالإضافة إلى طيف LED
الآن بعد أن أصبحنا على دراية بكيفية إنتاج درجات حرارة ضوء أكثر دفئًا ، كيف يتم إنتاج 5000 كلفن وأقل من درجات الحرارة؟ هذا مثير للاهتمام للغاية لأنه ، اعتمادًا على الطريقة التي تنظر بها إليه ، يختلف عن الطريقة التي تبني بها 3000 ألف منها بشكل طفيف.
هذه الاختلافات ذات صلة أثناء عملية الإنتاج. كانت الثنائيات الحمراء والخضراء والزرقاء متوازنة دائمًا من أجل إنتاج ضوء أبيض في جميع ألوان الإضاءة السابقة. في حين أنه يختلف قليلاً عن أي شيء 5000 ألف وما فوق.
بالنسبة لهم ، ستصمم عن قصد الصمام الثنائي LED غير المتوازن. هذا يعني أن ثنائيات RGB الفردية سيتم توزيعها عن قصد بشكل غير متساو من حيث الكمية و / أو الشدة.
إنهم يوازنون ثنائيات RGB بحيث كلما زاد اللون الأزرق الذي يفضلونه في مزيج RGB ، كلما أردت أن يكون الضوء أكثر برودة. هذا يعتمد على مدى ارتفاعك على مقياس كلفن. بعبارة أخرى ، سمحوا فقط للأزرق بتجاوز الأحمر والأخضر كلما ارتفعت ، مما يجعل اللون الأزرق والأزرق أكثر بروزًا في اللون الفاتح.
يمكن القيام بذلك أيضًا بطريقة تضيف مجموعة إضافية من الثنائيات الزرقاء مرة واحدة ، مما يؤدي إلى إنشاء شيء جديد يسمى RGBB ، بدلاً من زيادة نسبة الثنائيات الزرقاء في خليط RGB.
نظرًا لأن RGBB لديه القدرة على الحفاظ على نقاء ناتج الضوء الأبيض العادي ، فإنه يفضل على RGB النقي.
هذا يرجع إلى حقيقة أن نظام RGBB يضيف فقط المزيد من اللون الأزرق إلى نظام RGB الأصلي ، مما يحافظ على تناغم ألوان RGB الأصلية.
وهذا يفسر سبب انخفاض اللونين الأحمر والأخضر نسبيًا على مخطط الطيف بينما يقفز اللون الأزرق أعلى بشكل كبير. إلى جانب جعل العناصر تظهر باللون الأزرق إلى حد ما ، فإن هذا يجعل الضوء يظهر باللون الأزرق تمامًا.
مصابيح LED كاملة الطيف
الطيف الكامل LED هو نوع مختلف من LED من هيكل LED القياسي. من المفترض أن يتكرر المنحنى الطيفي لأشعة الشمس من خلال إنشاء مصباح LED كامل الطيف.
لتحقيق ذلك ، يتم استخدام مزيج الفوسفور من ألوان مختلفة بدلاً من خليط الفوسفور المصفر الأكثر استخدامًا.
نتيجة لذلك ، يصدر LED ألوانًا أكثر ، تشبه ضوء الشمس تقريبًا أكثر مما ستصدره بدونها.
يعد الاستخدام في مصابيح النمو السبب الرئيسي لوجود مصدر ضوء يمكنه محاكاة أشعة الشمس. أضواء النمو هي مصادر الضوء التي تدعم نمو النبات من خلال إعطاء النباتات ما يكفي من الضوء الشبيه بأشعة الشمس عندما لا تحصل على ضوء الشمس الطبيعي أو لا تحصل عليها.
يتم استخدامها بشكل أساسي في المرافق التي تعتمد على إنتاج الغذاء لأن الغلات العالية أمر بالغ الأهمية. ومع ذلك ، نظرًا للطلب المتزايد على مصابيح النمو المصممة للمنزل ، فقد بدأوا الآن في الظهور في حدائق الفناء الخلفي.
مقارنة مصابيح LED عند درجات حرارة كلفن المختلفة (K)
على الرغم من عدم وجود العديد من الفروق بين هذه المصابيح عند المقارنة ، إلا أن هناك بعض الأشياء التي قد يعتقد المرء أنها مهمة.
يتمثل الاختلاف الأساسي بين مصادر الضوء المختلفة هذه في أنها تصدر ضوءًا قد يثير ردود فعل نفسية وعواطف مختلفة ، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدامات نفسها.
يعد مصباح LED 4000K مناسبًا بشكل أفضل للمساحات التي يكون فيها اليقظة الذهنية والتركيز من الأولويات ، مثل المكاتب ، في حين أن مصباح LED 3000K أكثر ملاءمة للمنازل والمساحات التي تشكل الراحة فيها مصدر قلق.
وبنفس الطريقة ، فإن استخدام أي شيء زائد 5000K أمر نادر الحدوث ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالتصميم الداخلي أو أي شيء آخر في هذا الشأن. تعد أحواض السمك تطبيقًا نموذجيًا واحدًا لـ 10000 ألف ، ولكن بخلاف ذلك ، لا توجد العديد من الأماكن الأخرى التي يمكن توظيفها فيها.
ومع ذلك ، هناك تمييز واحد مهم يجب القيام به بين 3000 ألف و 4000 ألف ، وهو يتعلق بالمسائل التكنولوجية. إذا قارنت كفاءة الطاقة بإخراج الضوء الفعلي ، فهذا هو العامل.
من الممارسات المعتادة قياس العديد من أنواع مصادر الضوء باستخدام وحدة Lumen / Watt ، حيث يمثل اللومن "مقدار الضوء" الذي ينبعث منه مصدر الضوء ويمثل الواط الطاقة التي قدمناها إلى LED.
مع وضع ذلك في الاعتبار ، من الجدير بالذكر أن مصباح LED الطبيعي بلون فاتح 4000 كلفن سيكون أكثر كفاءة (لومن / وات) من مصباح LED ذو لون فاتح يبلغ 3000 كلفن.
هذا بسبب وجود الفوسفور في 3000K LED. هذا حتى يتمكن الفوسفور من امتصاص بعض الضوء الكلي الذي ينبعث منه مصباح LED بشكل فعال.
هذا منطقي لأنه ، كما رأينا بالفعل مع لمبة LED المعدلة ، فإن الفوسفور يغطي فعليًا جميع الثنائيات الصغيرة العديدة.
ملخص
على الرغم من حقيقة أن مصابيح LED عادة ما تكون باردة ، إلا أنها يمكن أن تولد الضوء على كامل طيف الضوء المرئي.
تحتاج مصابيح LED الأكثر دفئًا إلى أن تكون مطلية بالفوسفور لتوليد ضوء أكثر دفئًا ، وبالتالي فإن مصابيح LED الباردة تكون أكثر كفاءة بنسبة 5٪ تقريبًا في تحويل الطاقة إلى ضوء.
