Jakie spektrum światła wytwarzają diody LED?
Istnieje wiele różnych rodzajów źródeł światła, od zwykłych żarówek po bardziej nowoczesne innowacje, takie jak diody LED. Jednak nie wszystkie z tych wielu źródeł światła są sobie równe.
Oprócz samego tworzenia światła, każdy z nich ma charakterystyczne cechy, z których jedną jest emitowany przez nie kolor. Można to również nazwać unikalnym spektrum światła każdej osoby.
Temperatura barwowa diody LED określa spektrum emitowanego przez nią światła. Rozkład widmowy diody LED o temperaturze 6000 K będzie inny niż w przypadku diody LED o temperaturze 3000 K. Dioda LED 6000 K będzie emitować głównie światło niebieskie i zielone, podczas gdy dioda LED 3000 K będzie tworzyć bardziej ciepłe kolory, takie jak pomarańczowy i żółty.
W dalszej części będziemy odnosić się do 4000K jako podstawy dla koloru światła LED, a co za tym idzie, jego widma światła jako formy podstawowej, ponieważ całkowicie naturalna dioda LED bez żadnych dodatków lub zmian ma barwę światła zbliżoną do tej.
Rozkład widmowy diod LED przy 4000 K
Sensowne wydaje się rozpoczęcie od diody LED 4000K, ponieważ stanowi ona fundamentalną podstawę diagramu widmowego.
Widmo przy 4000K, jak widać na poniższym obrazku, mocno pochyla się w stronę niebieskiego końca, jednocześnie emitując bardzo mało światła czerwonego i zielonego. Ponieważ światło niebieskie jest głównym składnikiem chłodniejszych świateł, to właśnie ono nadaje diodom LED chłodną białą barwę.
Fakt, że diody LED składają się z kilku diod, jest głównym powodem, dla którego są one przede wszystkim zimne. Są one wykonane w taki sposób, że wykorzystują diody RGB (czerwony, zielony i niebieski) do wytworzenia białego światła, które w tym przypadku ma domyślną wartość 4000K.
Alternatywna metoda wytwarzania diod LED polega na wykorzystaniu głównie (jeśli nie wyłącznie) niebieskich diod LED, a następnie pokryciu ich roztworem na bazie luminoforu w celu wyprostowania krzywej.
Ponieważ wyjście niebieskiego światła jest głównym źródłem światła w tej strukturze LED, zwykle powoduje to nienormalnie wysokie szczyty w produkcji niebieskiego światła.
Kiedy masz światło w każdym kolorze lub w każdej długości fali, jak możesz to dokładniej nazwać, wszystkie one zbiegają się razem, tworząc białe światło, co w ogóle działa.
W dalszej części porównania zobaczysz, jak bardzo diagramy różnią się w zależności od tego, ile emitują niebieskiego i czerwonego, co jest związane z ich temperaturą barwową.
Widmo LED 3000K
Po tych o temperaturze barwowej 4000 K, diody LED 3000 K są prawdopodobnie najczęściej stosowane, głównie ze względu na przyjemny żółtawy odcień, który emitują.
Najpierw powinniśmy zbadać, co odróżnia diody LED 3000K i 4000K od siebie, zanim zagłębimy się w widmo i jego specyfikę. Ponieważ wiemy już, że punktem wyjścia jest 4000K, musieli to w jakiś sposób dostosować, aby osiągnąć jasny kolor 3000K, prawda? Jest dokładny.
Obecność luminoforu odróżnia 3000K od 4000K. Luminofor jest po prostu nakładany na wierzch każdej z diod LED, jak widać na tym rysunku, aby go dodać.
Oto świetna ilustracja tego, jak wykorzystują fosfor do ogrzania światła. Chociaż nie jest to główny cel, realizowany w ten sposób, ma taki wpływ.
Jedynym prawdziwym celem tego jest po prostu zrównoważenie widma dla diody LED. Ma to sens, ponieważ widać, jak grafika 4000K ma duży szczyt w kolorze niebieskim, ale reszta jest w najlepszym razie średnia.
5000K plus widmo LED
Teraz, gdy wiemy, jak wytwarzać cieplejsze temperatury światła, w jaki sposób wytwarzane są temperatury 5000 K i niższe? Jest to dość intrygujące, ponieważ w zależności od tego, jak na to spojrzeć, różni się tylko nieznacznie od sposobu, w jaki budujesz te 3000K.
Różnice te są istotne podczas procesu produkcyjnego. Czerwone, zielone i niebieskie diody zawsze były zbalansowane, aby generować białe światło we wszystkich wcześniejszych kolorach. Chociaż jest trochę inaczej dla wszystkiego o temperaturze 5000K i wyższej.
Dla nich celowo zaprojektowałbyś niezrównoważoną diodę LED. Oznacza to, że poszczególne diody RGB celowo byłyby rozmieszczone nierównomiernie pod względem ilości i/lub intensywności.
Równoważą diody RGB w taki sposób, że im bardziej faworyzują niebieski w miksie RGB, tym chłodniejsze ma być postrzegane światło. To zależy od tego, jak wysoko zajdziesz w skali Kelvina. Innymi słowy, po prostu pozwalają, aby niebieski przeważał nad czerwonym i zielonym, im wyżej się podniesiesz, dzięki czemu kolory niebieski i bardziej niebieski będą bardziej widoczne w jasnym kolorze.
Można to również zrobić za pomocą metody, która dodaje jednocześnie dodatkowy zestaw niebieskich diod, generując coś nowego, określanego jako RGBB, zamiast zwiększać udział niebieskich diod w mieszance RGB.
Ponieważ RGBB ma potencjał utrzymania czystości wyjściowego zwykłego białego światła, byłby preferowany w stosunku do czystego RGB.
Wynika to z faktu, że system RGBB po prostu dodaje więcej koloru niebieskiego do oryginalnego systemu RGB, zachowując harmonię oryginalnych kolorów RGB.
To wyjaśnia, dlaczego czerwień i zieleń są stosunkowo nisko na wykresie widma, podczas gdy niebieski przeskakuje znacznie wyżej. Oprócz tego, że przedmioty wydają się nieco niebieskie, powoduje to również, że światło wydaje się być całkiem niebieskie.
Diody LED o pełnym spektrum
Dioda LED o pełnym spektrum to inny rodzaj diody LED niż standardowa struktura diod LED. Widmowa krzywa światła słonecznego ma być replikowana przez konstrukcję diody LED o pełnym spektrum.
Aby to osiągnąć, stosuje się kombinację różnych kolorów luminoforu zamiast częściej stosowanej żółtawej mieszaniny luminoforu.
W rezultacie dioda LED emituje więcej kolorów, bardziej przypominających światło słoneczne niż bez niej.
Zastosowanie w oświetleniu do uprawy jest głównym powodem posiadania źródła światła, które może naśladować światło słoneczne. Światła do uprawy to źródła światła, które wspierają wzrost roślin, dając im wystarczającą ilość światła przypominającego światło słoneczne, gdy nie mają one wystarczającej ilości naturalnego światła słonecznego.
Stosowane są przede wszystkim w obiektach zależnych od produkcji żywności, ponieważ kluczowe znaczenie mają wysokie plony. Jednak ze względu na rosnące zapotrzebowanie na oświetlenie do domu, zaczynają one pojawiać się w przydomowych ogrodach.
Porównanie diod LED w różnych temperaturach Kelvina (K)
Chociaż nie ma wielu różnic między tymi diodami LED w porównaniu, istnieje kilka rzeczy, które można by uznać za znaczące.
Podstawowa różnica między tymi różnymi źródłami światła polega na tym, że emitują one światło, które może wywoływać różne reakcje psychologiczne i emocje, co czyni je nieodpowiednimi do tych samych zastosowań.
Dioda LED 4000 K lepiej nadaje się do pomieszczeń, w których priorytetem jest czujność i koncentracja, takich jak biura, podczas gdy dioda LED 3000 K jest znacznie bardziej odpowiednia do domów i miejsc, w których liczy się komfort.
Jednak w ten sam sposób używanie czegokolwiek 5000K plus jest rzadkie, szczególnie jeśli chodzi o projektowanie wnętrz lub cokolwiek innego w tym zakresie. Akwaria to jedno z typowych zastosowań dla 10 000 K, ale poza tym nie ma wielu innych miejsc, w których można by je zastosować.
Istnieje jednak jedno zasadnicze rozróżnienie między 3000K a 4000K, które ma związek z kwestiami technologicznymi. Jeśli porównasz efektywność energetyczną z rzeczywistą mocą świetlną, to jest to czynnik.
Powszechną praktyką jest mierzenie wielu rodzajów źródeł światła za pomocą jednostki lumen/wat, gdzie lumen reprezentuje „ilość światła”, jaką emituje źródło światła, a wat reprezentuje energię, którą dostarczyliśmy do diody LED.
Mając to na uwadze, warto zauważyć, że naturalna dioda LED o barwie światła 4000 K będzie bardziej wydajna (lumenów na wat) niż dioda LED o barwie światła 3000 K.
Wynika to z obecności luminoforu w diodzie LED 3000K. Dzieje się tak, aby luminofor mógł skutecznie pochłaniać część ogólnego światła emitowanego przez diodę LED.
Ma to sens, ponieważ, jak już widzieliśmy w przypadku zmodernizowanej żarówki LED, luminofor fizycznie pokrywa wszystkie małe diody.
Streszczenie
Pomimo faktu, że diody LED są zazwyczaj zimne, mogą generować światło w całym zakresie światła widzialnego.
Cieplejsze diody LED muszą być pokryte luminoforem, aby generować cieplejsze światło, dlatego chłodne diody LED są o około 5 procent wydajniejsze w przekształcaniu energii w światło.
