در این قسمت مطالب کلیدی و مهم قرار داده شده اند

نمایی طبیعی از نورپردازی طبیعی در آسمان.ترکیب زیبای رنگ های آبی ، بنفش و زرد ایجاد حسی آرامش بخش و در عین حال انرژی زا می کند.

معماری نور ، هنر طراحی نورپردازی

معماری نور ، هنر طراحی نورپردازی

آسمان زیبای شب-معماری طبیعی نور

آسمان زیبای شب-معماری طبیعی نور

در این سال هایی که بنده به حرفه ی طراحی نورپردازی مشغول بودم ، مشکلات چندانی در راه طراحی نورپردازی مشاهده کردم ، لذا بر آن شدم که مفهومی به نام معماری نور را پایه گذاری کنم.

مشکلات فوق شامل موارد زیر می شوند که همیشه دست طراح نور و نورپردازی را در طراحی خود می بندند:

  • نبود یک طرح نمای خوب و متناسب با نورپردازی.

که اغلب نماهای طراحی شده این مشکل را دارند.یک نمای خوب نمایی است که قابلیت خودنمایی در طول روز و شب را داشته باشد ، لیکن اکثر نماهای طراحی شده در کشور -حتی آن هایی که دارای زیبایی بصری فوق العاده هستند- قابلیت نورپردازی مناسب و متناسب در شب را ندارند ، چرا که بسیاری از معماران تفکر و تخصص طراحی نورپردازی را ندارند و بسیاری از آن ها نه منابع نوری را به خوبی می شناسند و نه تجربه کافی کار با آن ها را دارند و خیلی از طراحان نما اصلا به نمای شب آن فکر نمی کنند.

  • نبود امکان جایگذاری مناسب منابع نوری بر روی نما و ایجاد خیرگی و نازیبایی نا خواسته.

گاهی اوقات یک نما دارای قابلیت نورپردازی مناسب و متناسب را دارد،لیکن مکان مناسبی برای جایگذاری منابع نوری ندارد ، لذا منابع نوری در طول روز ایجاد نازیبایی می کنند و در طول شب چشم مخاطب و دیگران را آزار می دهد و مفهوم نورپردازی را به کل تحت الشعاع قرار می دهد.

  •  نبود سیستم برق رسانی مناسب

علاوه بر مشکلات فوق می توان به نبود سیستم برق رسانی و تامین انرژی برای نورپردازی اشاره کرد ، لذا با توجه به اتمام کار بنا امکان حفر مسیر و سیم کشی توکار نیست و چاره ای جز کاهش کیفیت نورپردازی و یا سیم کشی روکار و تخریب نمای بنا نیست.

بهترین راهکار برای اصلاح روند طراحی نورپردازی ، معماری نور:

معماری نور هنر طراحی نما متناسب با اصول طراحی نورپردازی است

معمار نور کسی است که آشنایی کامل با اصول معماری و طراحی نما ، منابع نوری رایج و مناسب برای نورپردازی ، روانشناسی رنگ نور ، مخاطب شناسی و اصول ابتدایی جامعه شناسی ،اصول اولیه انتقال انرژی،خیرگی و اصول رفع خیرگی داشته باشد.

معمار نور با استفاده از این ابزارها می تواند برخلاف یک معمار و یا یک طراح نورپردازی دو نمای مناسب و متناسب برای شب و روز نما ارائه دهد که تناسب بین نمای روز و شب ، عدم ایجاد خیرگی در شب ، عدم اعمال نازیبایی در روز ، در برداشتن مفاهیم معماری در روز و شب ، کاهش هزینه های اولیه ، کاهش هزینه های ثانویه ، کاهش مصرف انرژی در نورپردازی ، کاهش نیاز به روشنایی مصنوعی داخلی در طول روز و …… را در برداشته باشد.

تحلیل دمایی فریم پروژکتور اندورا
تحلیل دمایی تخصصی هیت سینک منابع نوری ال ای دی LED

تحلیل دمایی تخصصی هیت سینک منابع نوری ال ای دی LED

همان طور که می دانید از مهم ترین عوامل تاثیرگزار بر طول عمر منابع نوری ال ای دی LED مسئله انتقال حرارت است.برای انتقال حرارت تولید شده از ال ای دی LED به محیط و کاهش دمایی چیپ chip ال ای دی LED از انتقال دهنده های دما یا هیت سینک Heatsink بهره می برند.هیت سینک Heatsink ها عموما از یک مسیر اصلی انتقال دما به  پره ها به اضافه تعدادی پره های انتقال دهنده دما به محیط بهره می برند.برای تحلیل هیت سینک Heatsink ها روش های متفاوتی وجود دارد ، لیکن یکی از دقیق ترین روش های محاسبه انتقال حرارت در این سیستم ها پس از آزمایشات تجربی ، روش های محاسبات کامپیوتری دما است.این نرم افزارها با استفاده از روش های محاسبه عددی و تحلیل قدم به قدم دمای یک هیت سینک می توانند برآورد دقیقی از نتیجه نهایی ارائه نمایند.

تحلیل دمایی فریم پروژکتور اندورا

تحلیل دمایی فریم پروژکتور اندورا

معماری نور کهربا مفتخر است به این که جزو معدود شرکت های ارائه دهنده خدمات تحلیل دمایی سیستم های انتقال حرارت الکترونیکی است ، و می تواند با کمترین هزینه و نهایت ایمنی نسبت به تحلیل دمایی ساختار های الکترونیکی اقدام نماید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید با دفتر شرکت تماس حاصل نمایید.

یک نمونه COB LED گرد. چیپ های LED به خوبی دیده می شوند

COB LED چیست(ال ای دی سی او بی)؟

توضیحی در مورد لامپ های COB

ال ای دی COB 10 وات خطی

ال ای دی COB 10 وات خطی

COB مخفف “Chips on Board” به معنی چیپ (تراشه ) هایی بر روی بورد می باشد.در این فناوری جدید ، تعدادی لامپ LED به صورت چیپ بر روی یک بورد و ماژول سوار می شوند ، به صورتی که زمانی که روشن شدند به صورت یک پنل روشن دیده می شوند.

مزایای لامپ COB

همانطور که می دانید ال ای دی (LED) ها به عنوان یک محصول فناوری جدید دارای بازده نوری خوب و طول عمر فوق العاده ای هستند.مشکل اصلی لامپ های ال ای دی این است که در سایز کوچکی نور فوق العاده زیادی از خود منتشر می کنند و این باعث می شود که نور این منابع نوری به نسبت منابع نوری گذشته همچون لامپ های فلورسنت دارای درخشندگی بیشتری باشند که این خود باعث آزار بصری مخاطب می گردد.یک راه حل برای این مورد قرار دادن یک پوشش پخش کننده نور است ، ولی این پوشش باعث هدردهی نور می شود.

لامپ های COB این مشکلات را ندارند ، به این صورت که دیگر خود منبع نور در مساحت بیشتری نور تولید می کند و این باعث خیرگی کمتری نسبت به منابع ال ای دی دیگر می شود.در عین حال نیازی به پوشش خارجی نیز ندارد و این باعث جلوگیری از هدرهی نور می شود.

علاوه بر این ، باید گفت که تولید کنندگان ال ای دی می توانند در سایز های کوچک نوری با بازده بیشتر تولید کنند.مثلا در بهترین حالت یک منبع نور کوچک ال ای دی می تواند تا ۲۴۹  لومن به ازای هر وات تولید کند (به ازای ۲۰ میلی آمپر جریان) ، این در حالی است که یک منبع نور ال ای دی بزرگ تر نهایتا تا ۱۶۱ لومن بر وات قادر (به ازای ۳۵۰ میلی آمپر جریان)  به تولید نور می باشد.این کاهش بازده نور به علت سایز بزرگ تر و جریان کشی بیشتر حاصل می گردد.لذا با این شرایط لامپ های COB می توانند مجموعه ای از لامپ های ال ای دی کوچک تر باشند و این یعنی بازده نور بیشتر نسبت به منابع مشابه SMD

یک نمونه COB LED گرد. چیپ های LED به خوبی دیده می شوند

یک نمونه COB LED گرد.
چیپ های LED به خوبی دیده می شوند

نرم افزار مبدل واحدهای روشنایی معماری نور کهربا

نرم افزار مبدل واحدهای روشنایی

در لینک زیر می توانید نرم افزار مبدل واحدهای روشنایی،توسعه یافته به وسیله گروه صنعتی کهربا را دانلود کنید :

نرم افزار مبدل واحدهای روشنایی معماری نور کهربا

نرم افزار مبدل واحدهای روشنایی معماری نور کهربا

MNK-Light-Unit-Convertor-Setup

اسپکتروم نور مرئی

اثر بخشی نور و بازده نور چیست؟

اثر بخشی نور و بازده نور چیست؟

در قرن های اخیر که با افزایش جمعیت مسئله بازده انرژی اهمیت ویژه ای پیدا کرده است و برای هر محصول و پدیده ای عاملی به نام بهره وری انرژی و بازده تعریف می شود ، منابع نوری نیز دارای تعریف متناسب و مناسبی از بازدهی و بهره وری نور شده اند.

یک منبعی نوری الکتریکی که مانند هر منبع نوری دیگری بر پایه تبدیل انرژی کار می کند ، عموما با تبدیل انرژی الکتریکی به نور(یا گاها انرژی الکتریکی به گرما و گرما به نور) کار می کند.در این میان، هر چه منبع نور با صرف کمترین انرژی تاثیر بیشتری در بینایی انسان داشته باشد ، منبع نور بازده بیشتری دارد.

منابع نور ، منابعی متفاوت از انرژی :

منابع نور تفاوت عمده ای با دیگر منابع انرژی دارند.به عنوان مثال،یک منبع گرمایی یا جنبشی تعریف ساده ای از انرژی خروجی دارد (به عنوان مثال وات) اما یک منبع نوری تعریف بسیار پیچیده ای از انرژی دارد.به عنوان مثال،یک منبع نوری آبی رنگ یک وات بسیار سخت تر از یک منبع نوری سبز رنگ یکسان به وسیله چشم انسان دیده می شود.در این جا چشم انسان (به صورت میانگین) معرف مقدار نور خروجی است و چشم انسان نسبت به فرکانس های متفاوت نور پاسخ هایی غیر خطی و متفاوت نشان می دهد.چشم انسان به طول موج ۵۵۵ نانومتر سبز رنگ بیشترین حساسیت را نشان می دهد.در زیر یک تصویر از منحنی میانگین حساسیت چشم انسان به نور ملاحظه خواهید کرد :

اسپکتروم نور مرئی

اسپکتروم نور مرئی

تعریف اثربخشی نور:

همانطور که گفتیم ، چشم بشر به طول موج های متفاوت نور حساسیت متفاوتی نشان می دهد.لذا برای یک طول موج خاص می بایست مقدار نور خروجی منبع نور را محاسبه کرده (یا اندازه گیری کرده) و در حساسیت چشم انسان ضرب کرده (نتیجه بر مبنای لومن) و بر توان مصرفی آن تقسیم کرد.اما برای یک منبع نور با طول موج های متفاوت گسسته یا پیوسته می بایست به ازای هر طول موج خاص این مقدار را بدست آورده و در حساسیت چشم ضرب کرد و از این مقادیر انتگرال گرفت و بر مقدار توان مصرفی منبع نوری تقسیم کرد.

البته به منظور تسهیل این فرآیند ، سنسورهای نوری متفاوت و پیشرفته ای به بازار آمده اند که این مقادیر را بر اساس لوکس (که از انتگرال روی سطح آن،مقدار لومن به دست می آید) به صورت تقریبی و مطابق با چشم انسان محاسبه می کنند.این سنسورها در اشکال مختلف موجود هستند که ساده ترین نوع آن ها سنسورهای اندازه گیری دستی یا لوکس متر ها هستند.

منابع نوری مختلف،اثر بخشی های متفاوت:

این مقدار اساسا متناسب با نوع تولید نور است.هرچه یک منبع نور در فرآیند تولید نور مسیر کوتاه تر و اتلاف کمتری را داشته باشد این بازده بیشتر است.همچنین هر چه رنگ منبع نور به منبع نوری سبز رنگ ۵۵۵ نانومتر نزدیک تر باشد بازده آن بیشتر خواهد بود.

تعریف بازده نور:

همانطور که پیش از این گفتیم،منبع نوری سبز رنگ با طول موج ۵۵۵ نانومتر بیشترین مقدار خروجی نور را دارد.لذا یک منبع نور ایده آل با این طول موج را به عنوان مرجع انتخاب می کنیم و بازده نوری منابع مختلف را نسبت به آن می سنجیم.این مقدار(بازده نوری) با تقسیم مقدار اثر بخشی نور بر مقدار اثر بخشی نور این منبع ایده آل (۶۸۳ لومن بر وات) بدست خواهد آمد.

مقدار اثر بخشی نور و بازده نور منابع نوری مختلف :

دسته بندی نوع منبع نور مقدار اثر بخشی نور منبع (lm/W ) بازده نوری منبع
احتراقی

شمع

۰٫۳ ۰٫۰۴%

گردسوز

۱–۲ ۰٫۱۵-۰٫۳%
التهابی تنگستن ۲۳۰ ولت (۱۰۰ – ۲۰۰ وات) ۱۳٫۸ ۲%

۱۵٫۲

۲٫۲۰%

هالوژن تنگستن ۲۳۰ ولت(۱۰۰-۲۰۰-۵۰۰ وات)

۱۶٫۷

۲٫۴۰%

۱۷٫۶

۲٫۶۰%

۱۹٫۸

۲٫۹۰%

التهابی تنگستن ۱۲۰ ولت (۵-۴۰-۱۰۰ وات)

۵

۰٫۷۰%

۱۲٫۶

۱٫۸۰%

۱۷٫۵

۲٫۶۰%

هالوژن تنگستن ۵٫۲ ولت ۲٫۶ وات

۱۹٫۲

۲٫۸۰%

هالوژن تنگستن کوآرتز ۱۲-۲۴ ولت

۲۴

۳٫۵۰%

لامپ های پروژکتوری و عکاسی

۳۵

۵٫۱۰%

ال ای دی(LED)

ال ای دی (LED ) سفید (بدون در نظر گرفتن تغذیه)

۴٫۵–۱۵۰ ۰٫۶۶–۲۲٫۰%

لامپ ال ای دی(LED) 120 ولت ۴٫۱ وات (با سرپیچ)

۵۸٫۵–۸۲٫۹ ۸٫۶–۱۲٫۱%

لامپ ال ای دی(LED) 100 ولت ۵٫۴ وات (با سرپیچ)

۱۰۱٫۹ ۱۴٫۹۰%

لامپ ال ای دی(LED) 120 ولت ۶٫۹ وات (با سرپیچ)

۵۵٫۱–۸۱٫۹ ۸٫۱–۱۲٫۰%

لامپ ال ای دی(LED) 120 ولت ۷ وات (PAR 20)

۲۸٫۶ ۴٫۲۰%

لامپ ال ای دی(LED) 110 تا ۲۳۰ ولت ۷ وات (PAR 20)

۶۰ ۸٫۸۰%

لامپ ال ای دی(LED) 120 ولت ۸٫۷ وات (با سرپیچ)

۶۹٫۰–۹۳٫۱ ۱۰٫۱–۱۳٫۶%

نهایت حد علمی برای ال ای دی (LED ) سفید

۲۶۰٫۰–۳۰۰٫۰ ۳۸٫۱–۴۳٫۹%
لامپ قوس الکتریکی

لامپ قوس الکتریکی زنون

۳۰–۵۰ ۴٫۴–۷٫۳%

لامپ قوس الکتریکی زنون-جیوه

۵۰–۵۵ ۷٫۳–۸٫۰%
فلورسنت

لامپ T 12 با بالاست مغناطیسی

۶۰ ۹%

لامپ فلورسنت فشرده (کم مصرف) ۹-۳۲ وات

۴۶ ۸%
۷۵ ۱۱٫۴۵%

لامپ T 8 با بالاست مغناطیسی

۸۰–۱۰۰ ۱۲–۱۵%

لامپ PL-S 11 وات U شکل بدون در نظر گرفتن تلفات بالاست

۸۲ ۱۲%

لامپ T 5

۷۰–۱۰۴٫۲ ۱۰–۱۵٫۶۳%
تخلیه الکتریکی

۱۴۰۰ وات گوگردی

۱۰۰ ۱۵%

لامپ متال هالید

۶۵–۱۱۵ ۹٫۵–۱۷%

لامپ بخار سدیم پر فشار

۸۵–۱۵۰ ۱۲–۲۲%

لامپ بخار سدیم کم فشار

۱۰۰–۲۰۰ ۱۵–۲۹%
کاتودولومینسنس

لامپ نورافشان الکترونی

۳۰ ۵%
منابع ایده ال

منبع نور سیاه جسم با دمای نور ۵۸۰۰ کلوین

۲۵۱ ۳۷%
مقایسه اسپکتروم لامپ های مختلف (مربوط به CRI)

CRI (Color Rendering Index) یا اندیس نمود رنگ چیست؟

CRI یا اندیس نمود رنگ چیست؟

CRI  به واقع مخفف “Color Rendering Index” به معنای اندیس نمود رنگ می باشد.برای درک بهتر این مفهوم ، باید بگوییم که انسان چون موجودی زمینی است و در زندگی پایه خود از نور خورشید به عنوان منبع اصلی نور استفاده می کند ، لذا بهترین و طبیعی ترین حالت دید برای بشر در زیر نور خورشید است.از این رو ، بهترین منابع نوری از لحاظ بصری ، منابعی هستند که شبیه ترین طیف نور را به طیف نور طبیعی خورشید داشته باشند.در همین راستا،برای نشان دادن کیفیت یک منبع نور از درصدی به نام اندیس نمود رنگ استفاده می کنند که بین صفر تا صد متغیر است و مقدار آن با کیفیت تولید نور سفید متناسب است.

همانطور که می دانید ، طیف نور خورشید دارای طیف طول موج کاملی (غیر طول موج هایی که در طی مسیر خود تا زمین تضعیف می شوند) از رنگ ها است و این موضوع باعث می شود ، که هر رنگی، در زیر نور خورشید جلوه و نمای خود را به خوبی نشان دهد.منابع نوری مختلف نیز هر کدام طیف های خاصی از رنگ های متفاوت را تولید می نمایند.در زیر به بررسی چند منبع نور رایج می پردازیم:

CRI در لامپ های التهابی (رشته ای – تنگستن) و لامپ های هالوژن :

منحنی اسپکتروم لامپ التهابی (رشته ای) (مربوط به CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ التهابی (رشته ای) (مربوط به CRI)

لامپ های التهابی و هالوژن – که هر دو بر پایه یک فرآیند فعالیت می نمایند – از فرآیند التهاب ماده سایه بهره می برند.توضیح این که این لامپ ها ، با افزایش دمای یک رشته فلزی (مثل تنگستن) و التهابی آن ، اقدام به تولید نور سفید می نمایند.این فرآیند مشابه فرآیندی است که در خورشید نیز بر اثر گرمایش سطح آن اتفاق می افتد ، با این تفاوت که  در اینجا دمای جسم سیاه بسیار پایین تر است.لذا در این لامپ ها ما نوری مشابه نور خورشید ، اما با دمای رنگ نور پایین تر تولید می کنیم.این لامپ ها (خصوصا نوع هالوژن،چون دمای نور پایین تری دارد) به واقع شبیه ترین نور ساخته دست بشر را به نور خورشید تولید می کنند ، و بهترین نوع منابع نوری برای روشنایی فروشگاه ها،آزمایشگاه ها ، کارگاه ها ، موسسات طراحی ، چاپخانه ها و غیره هستند ، هر چند قیمت تولید نور بسیار بالایی دارند.

CRI در لامپ های فلورسنت (مهتابی)، فلورسنت فشرده (کم مصرف)،بخار جیوه پوشیده:

این لامپ ها ، که به واقع رایج ترین لامپ های روز دنیا و ایران هستند ، بر پایه تولید نور ماوراء بنفش ، و تبدیل آن به نور سفید کار می کنند.این لامپ ها برای این کار از دو یا سه ماده فلورسنس (فسفرسانس) و ترکیب رنگ نور آنها برای رسیدن به نور سفید فعالیت می نمایند.لذا می بینیم که نور این لامپ ها به نسبت رنگ نور کم کیفیتی را تولید می نمایند و طیف نور آنها از دو یا چند رنگ بهره می برد.البته باید ذکر کنیم که در سالهای اخیر ، با آمدن لامپ های فلورسنت جدیدتر ، این مشکل تا حدود بسیار زیادی رفع شده است (همچون لامپ های دولوکس اسرام و لامپ لومیلوکس در ایران).لامپ بخار جیوه پوشیده نیز فرآیند تولید نور مشابهی دارد.

منحنی اسپکتروم لامپ کم مصرف (CFL) (مربوط به CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ کم مصرف (CFL) (مربوط به CRI)

CRI در لامپ های سالید استیت – ال ای دی (LED):

این لامپ ها که در حال حاضر در گسترش هستند و در بسیاری از محیط های بسته در جهان مورد استفاده قرار می گیرند.تحلیل کیفت نمود رنگ این لامپ ها کمی پیچیده تر است، زیرا بر خلاف لامپ های دیگر ، ما در اینجا سه روش برای تولید نور را بررسی می کنیم:

تولید نور به روش تولید و ترکیب چند رنگ : این نوع از تولید نور سفید ، بهترین نوع تولید نور است ، اما پیچیدگی ساخت آن بسیار بیشتر است.در این روش ، نور سفید با تولید چندین رنگ مختلف و ترکیب آن ها به نور سفید حاصل می گردد.

تولید نور به روش تولید رنگ آبی و تولید رنگ های مکمل به وسیله ماده فلورسنس: این روش معمولا نوری با CRI پایین تر تولید می کند.

تولید نور به روش تولید نور ماوراء بنفش و تولید چند رنگ مکمل هم: این روش نیز مشابه روش قبل ، نوری با CRI پایین تر تولید می کند.

منحنی اسپکتروم لامپ ال ای دی (LED) (مربوط به CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ ال ای دی (LED) (مربوط به CRI)

لامپ های بخار سدیم کم فشار ، لامپ های بخار جیوه بدون پوشش :

این نوع لامپ های تخلیه الکتریکی به صورت مشابه لامپ فلورسنت عمال می کنند ، با این تفاوت که در این لامپ ها از ماده فلورسنت به صورت پوششی استفاده نمی شود و عملا خود گاز اقدام به تولید رنگ خروجی می نماید.لذا این لامپ ها دارای یک طیف موج خطی باریک و کم کیفیت هستند (در ازای بازده انرژی فوق العاده) و عملا کمترین مقدار CRI را در میان انواع لامپ ها دارا هستند.البته بازده بسیار بالای این لامپ ها باعث شده است که همچنان این لامپ های به عنوان منابع نوری در بزرگراه ها و امثال آن مورد استفاده قرار گیرند.

منحنی اسپکتروم لامپ متال سدیم کم فشار (LPS) (Low Pressure Sodium) مربوط به (CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ متال سدیم کم فشار (LPS) (Low Pressure Sodium) مربوط به (CRI)

CRI در لامپ های متال هالاید و سدیم پر فشار:

لامپ های متال هالید و بخار سدیم پر فشارهم شرایطی مشابه لامپ های بخار سدیم کم فشار دارند ، با این تفاوت که در اینجا به جای یک گاز ، از چند گاز متفاوت با طیف نور خروجی متفاوت استفاده می شود.در نتیجه این لامپ ها علاوه بر دارا بودن بازده نور مناسب دارای CRI بالاتری نیز هستند.

منحنی اسپکتروم لامپ متال هالاید (Metal Halide) (مربوط به CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ متال هالاید (Metal Halide) (مربوط به CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ بخار سدیم پرفشار (HPS) (High Pressure Sodium) (مربوط به CRI)

منحنی اسپکتروم لامپ بخار سدیم پرفشار (HPS) (High Pressure Sodium) (مربوط به CRI)

CRI در لامپ های IEFL  و LVD ها:

این لامپ ها که در واقع نوع القای مغناطیسی لامپ های دیگر هستند ، در عمل تفاوت چندانی با اصل لامپ ندارند ، الا این که در این لامپ ها به دلیل عمر بالای آنها ، استفاده از مواد فلورسنت با کیفیت تر و یا گازهای متناسب مقرون به صرفه تر بوده و این عامل باعث بهبود کیفیت نور خروجی می گردد.

مقایسه اسپکتروم لامپ های مختلف (مربوط به CRI)

مقایسه اسپکتروم لامپ های مختلف (مربوط به CRI)

جدول اندیس نمود رنگ برای منابع نوری مختلف :

اندیس نمود رنگ CRI
دمای رنگ نور(CCT)(K)
نوع منبع نور

۱۸۰۰

بخار سدیم کم فشار (LPS/SOX)

۱۷

۶۴۱۰

بخار جیوه شفاف

۲۴

۲۱۰۰

بخار سدیم کم فشار (HPS/SON)

۴۹

۳۶۰۰

بخار جیوه پوشش داده شده

۵۱

۲۹۴۰

فلورسنت سفید گرم هالوفسفات

۶۴

۴۲۳۰

فلورسنت سفید سرد هالوفسفات

۷۳

۲۹۴۰

فلورسنت سفید گرم سه فسفره

۷۶

۶۴۳۰

فلورسنت سرد(نور روز) هالوفسفات

۸۲

۲۷۰۰

بار سدیم مخصوص سفید “White” SON

۸۵

۴۲۰۰

متال هالید کوارتز

۸۹

۴۰۸۰

فلورسنت سفید سرد سه فسفره

۹۶

۵۴۰۰

متال هالید سرامیکی

۱۰۰

۳۲۰۰

لامپ التهابی/لامپ هالوژن

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

یک نمونه مهندسی روشنایی انجام شده به وسیله نرم افزار 3ds max Design

مهندسی روشنایی(مهندسی نور)

مهندسی روشنایی(مهندسی نور)،محاسبات روشنایی،هنر مصرف بهینه

یک نمونه مهندسی روشنایی انجام شده به وسیله نرم افزار 3ds max Design

یک نمونه مهندسی روشنایی انجام شده به وسیله نرم افزار ۳ds max Design

مهندسی روشنایی ، به مجموعه تکنیک هایی گفته می شود ، که به وسیله آن ها می توان مقادیر روشنایی یک محیط خاص را محاسبه کرد.

علاوه بر روش های عملی و استفاده از سنسورهای مختلف و متفاوت نور، می توان از یک سری محاسبات بر پایه فیزیک نور و اپتیک بهره برد.نور نیز همانند هر عنصر فیزیکی دیگر،رفتار و قوانین منحصر به خود دارد،که ما با دانستن این قوانین می توانیم نور را نیز به راحتی تحلیل کنیم.این قوانین می تواند یک سری قوانین تجربی و آماری باشد،و یا قوانینی بر پایه تابش و بازتابش ، دیفیوز و شکست نور و مسائلی دیگر باشد.

این دانش نیز همانند هر دانش دیگر، می تواند باعث بهبود شیوه زندگی ما و کاهش موارد ناخواسته همچون تلفات نور و تلفات انرژی الکتریکی شود.این دانش که مهندسی نور نام دارد،شامل یک سری قوانین الکتریکی،فیزیکی،و یک سری قوانین معماری است.

سایت نورپردازی ایران ، که سابقه ای چند ساله در این زمینه دارد،می تواند مشاور خوبی برای کسانی باشند که می خواهند با صرف کمترین انرژی الکتریکی و هزینه،با بهترین و زیباترین شیوه نوردهی و روشنایی،محیطی جذاب و کارا داشته باشید.

مقایسه دمای رنگ نور سه منبع نور رایج 550 کلوین-3500 کلوین-2700 کاوین

دمای رنگ نور یا CCT

دمای رنگ نور یا CCT

همانطور که قبلا در مباحث مربوط به CRI گفته بودیم ، منابع نوری متفاوت ساخته دست بشر را با منبع نور طبیعی هستی ، یعنی خورشید می سنجند. حتما می دانید که در دنیای طبیعت ، ستارگانی که از خود نور سفید ساطع می کنند ، با رسیدن به یک دمای خاص ، نوری با رنگ خاص تولید می کنند.به عنوان مثال یک کوتوله سرخ ، به علت وجود دمای پایین ، تولید نور قرمز می نماید.از آن طرف کوآزار ها و ستارگان غول آسا،از خود نوری با طیف نوری آبی ساطع می نمایند.برای درک بهتر این مطلب ، بهتر است مثالی ملموس تر بزنیم. هنگامی که یک جسم تیره (که به خودی خود نوری ساطع نمی نماید) ، به یک دمای خاص برسد ، از خود نور ساطع می نماید.مثلا یک آهن داغ بر روی شعله ، رنگی قرمز رنگ به خود می گیرد.با بالا بردن دما،رنگ این جسم به رنگی زرد رنگ تغییر می نماید.با افزایش این دما (مثل دمای یک لامپ هالوژن) ، این نور به سفید متمایل می شود ، با بالاتر بردن این دما (مثل ستارگان غول آسا) این رنگ به رنگ آبی متمایل می شود.

نمودار دمای رنگ نور

نمودار دمای رنگ نور

تفاوت دمای رنگ نور ، با گرمای رنگ در معماری و نقاشی:

CCT که به واقع ، مخفف کلمه Correlated Color Temperature است.این مقدار بر اساس درجه کلوین (Kelvin) محاسبه می شود.این عدد بیانگر مشخصه دمایی یک منبع نور است.چرا که انسان های متفاوت ، تمایلاتی متفاوت به رنگ های متفاوت دارند.مثلا کسی که طبع سرد دارد ، در یک اتاق با دمای رنگ نور پایین احساس بهتری خواهد داشت.البته باید توجه داشته باشید ، که مفهوم دمای رنگ نور ، کاملا متفاوت با گرمای رنگ در نقاشی و معماری دارند.در معماری و نقاشی ، رنگ های طیف قرمز به عنوان رنگ گرم (به دلیل تشابه به آتش) و رنگ های طیف آبی به عنوان رنگ سرد (به دلیل شباهت به آب و آسمان) شناخته می شوند ، ولی در اینجا معیار تعیین دمای رنگ نور ، شباهت آن به یک جسم سیاه نورافشان است ، که در اینجا اجسام سرد (مثل آهن گداخته) دارای طیف قرمز ، و اجسام گرم (همچون ستارگان غول آسا) دارای طیف آبی رنگ هستند.

شیوه محاسبه دمای رنگ نور منابع نوری متفاوت:

در مقالات دیگر توضیح دادیم که در منابع نور مصنوعی ، روش های مختلفی برای تولید نور وجود دارد ، به عنوان مثال ، در منابع نوری التهابی ، این نور با التهاب یک جسم ایجاد می شود (مانند آن چه در ستارگان رخ می دهد) ، لذا دمای نور این منابع ، به واقع دمای جسم ساطع کننده نور است.در نقطه مقابل ، منابع نور سفیدی را داریم که به جای تولید نور با اعمال گرما ، از روش هایی همچون تخلیه الکتریکی استفاده می نمایند.در این منابع ، برای محاسبه دمای رنگ نور (CCT) ، نزدیک ترین رنگ از منابع نوری التهابی به آنها را پیدا نموده ، و دمای آن را به عنوان دمای رنگ نور انتخاب می نمایند.

نکته : برای محاسبه این مقداریا آشنایی با دمای رنگ نور،می توانید از نرم افزار مدل واحد های روشنایی ، ساخت معماری نور کهربا استفاده نمایید.

 

جدول مقایسه مقادیر دمای رنگ نور منابع نوری مختلف

مقایسه دمای رنگ نور سه منبع نور رایج 550 کلوین-3500 کلوین-2700 کاوین

مقایسه دمای رنگ نور سه منبع نور رایج
۵۵۰ کلوین-۳۵۰۰ کلوین-۲۷۰۰ کاوین

دمای رنگ نور

منبع نور

۱,۷۰۰ K شعله کبریت
۱,۸۵۰ K شعله شمع ، طلوع و غروب خورشید
۲,۷۰۰–۳,۳۰۰ K لامپ التهابی
۳,۰۰۰ K لامپ فلورسنت فشرده سفید ملایم
۳,۲۰۰ K لامپ های مخصوص استودیو
۳,۳۵۰ K لامپ های CP استودیو
۴,۱۰۰–۴,۱۵۰ K نور مهتاب ، لامپ زنون
۵,۰۰۰ K نور افقی خورشید
۵,۰۰۰ K لامپ فلورسنت/فلورسنت فشرده ، نور روز
۵,۵۰۰–۶,۰۰۰ K نور عمودی خورشید ، فلاش الکترونیکی
۶,۵۰۰ K نور روز
۶,۵۰۰–۹,۳۰۰ K صفحه های LCD و لامپ CRT

 

 

 

 

 

 

 

لامپ هالوژن بدون محافظ

لامپ و انواع آن

لامپ:

لامپ وسیله ای است تعویض پذیر که برای تبدیل الکتریسیته به نور طراحی شده است.این وسیله اکثرا شامل پایه ای از جنس سرامیک ، فلز، شیشه، یا پلاستیک است که اتصال الکتریکی با پایه لامپ را برقرار می کند.این اتصال ممکن است یا یک سرپیچ ،دو پایه فلزی یا دو فلز کلایه شکل برقرار شود.

انواع لامپ:

حباب شیشه ای لامپ التهابی (رشته ای)

حباب شیشه ای لامپ التهابی (رشته ای)

لامپ التهابی (رشته ای) :

لامپ التهابی با رشته تنگستن ، در سال ۱۹۲۰ میلادی به بازار آمد.گاهی اوقات این لامپ با لامپ رشته کربنی که در ۱۸۹۰ معرفی شد اشتباه گرفته می شود.این نوع از لامپ علاوه بر لامپ حبابی رایج شامل انواع زیادی از لامپ های کم توان و ولتاژ پایین نیز می شود که کاربرد زیادی دارند اما در حال حاضر بسیاری از آنها با مشابه LED جایگزین شده اند.

بسیاری از کشورها رغبت زیادی به جایگزینی بعضی از انواع این لامپ ها نشان داده اند ، مانند برنامه جایگزینی لامپ های التهابی در استرالیا تا سال ۲۰۱۰ ، زیرا که این لامپ ها از لحاظ بازده تبدیل الکتریسیته به نور مقرون به صرفه نیستند. کمتر از ۳% انرژی دریافتی در این لامپ ها به نور تبدیل می شود.تقریبا تمام انرژی دریافتی به گرما تبدیل می شود که باعت گرمی هوا می گردد و باید توسط تهویه های مطبوع یا هواکش ها از ساختمان دفع شود که اغلب باعث اتلاف بیشتر انرژی می شود.

در بعضی مناطق تاریک و سرد که به گرما و نور نیاز دارند گرمای تولید شده ی ناخواسته ، ممکن است دارای ارزش باشد.
لامپ هالوژن بدون محافظ

لامپ هالوژن بدون محافظ

لامپ هالوژن:

لامپ های هالوژن اکثرا بسیار کوچک تر از لامپ های رشته عادی می باشند،زیرا برای کارکرد موفق باید دمای داخل حباب بیشتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد باشد.به همین منظور باید حبابی از جنس سیلیکای سیم کشی شده یا بعضی اوقات شیشه آلومینوسیلیکات باشد.اغلب این حباب داخل یک لایه شیشه ای دیگر پوشیده می شود.لایه بیرونی برای احتیاط قرار داده میشود تا پرتو ماوراء بنفش را کاهش دهد و در برابر انفجاری که گاهی اوقات برای این نوع لامپ ها رخ می دهد لایه ای محافظ تشکیل دهد.همپنین برای کاهش اثر ضایعات ناشی از اثر انگشت این شیشه قرار داده شده است.احتمال آتش سوزی برای لامپ  های بدون پوشش بیشتر است که استفاده از آنها اگر در حفاظ مناسب قرار نگیرند در بعضی مکان ها ممنوع می باشد.مدل های ساخته شده برای ولتاژهای ۱۲ و ۲۴ ولت رشته های فشرده تری دارند که به دلیل کنترل نوری مناسب به این شکل در آمده اند.لامپ های التهابی هالوژنی بازده نوری (لومن بر وات) بیشتر و عمر بیشتری نسبت به مدل های التهابی غیر هالوژنی دارند.مقدار نور خروجی هم تقریباً در طول عمر لامپ  ثابت است.

لامپ فلورسنت مشهور به مهتابی :

تصویر انواع لامپ فلورسنت و مهتابی

تصویر انواع لامپ فلورسنت و مهتابی

لامپ فلورسنت- که توسط نیکلای تسلا اختراع و ثبت شد- بازده نور بسیار بیشتری از لامپ های التهابی دارد.برای رسیدن به نور یکسان ، این لامپ ها حدوداً  نسبت به لامپ های التهابی ۱/۴ تا ۱/۳ مصرف می کنند.
تا دهه ۱۹۸۰ شکل این نوع لامپ به دو نوع خطی و دایره ای محدود می شد و شکل های دیگر زیاد محبوبیت پیدا نکردند.لامپ های فلورسنت فشرده (CFL ) – که در ایران یه نام کم مصرف مشهورند – در اوایل دهه ۱۹۸۰ به بازار آمدند.
اکثر لامپ های CFL دارای بالاست الکتریکی داخلی می باشند و به سرپیچ فلزی یا پایه های میخی مجهز هستند.بعضی از انواع CFL دارای بالاست جداگانه می باشند که لامپ و بالاست را می توان جداگانه تعویض کرد.
عمر متوسط نامی برای یک لامپ فلورسنت خطی در مقایسه با عمر ۷۵۰ ساعت (لامپ التهابی ۱۱۰ ولت) و ۱۰۰۰ ساعت (لامپ التهابی ۲۴۰ ولت ) ۱۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ ساعت می باشد .
بعضی از انواع بالاست های لامپ فلورسنت در محیط سرد به سختی لامپ را روشن می کنند به همین دلیل در مناطق سردسیر باید بالاست منبع نور که در فضای باز مورد استقاده قرار می گیرد برای این شرایط طراحی شده باشد تا لامپ به طور مناسب فعالیت کند.
لامپ های فلورسنت در رنگ های متنوعی از لحاظ دمای رنگ ( منظور از دمای رنگ تناسب نور لامپ با نور یک جسم تاریک گرم با یک دمای خاص است.) ساخته می شود.در بعضی کشورها نوع سفید سرد (CW) رایج تر است در صورتی که در بعضی دیگر رنگهای سفید گرم تر طرفداران بیشتری دارند.
در آمریکا لامپ فلورسنت اکثراً در رنگ سفید سرد مورد استفاده قرار می گیرد (CW) ،که به همراه لامپ های التهابی که رنگی متمایل به صورتی دارند رنگ سفید گرم (WW) تولید می کنند .در این بین رنگ “سفید بهینه شده” (CW) نیز استفاده می شود ،که طبیعی تر به نظر می رسد.همچنین رنگ سفید آفتابی بسیار سرد (DW ) نیز وجود دارد.لامپ های فلورسنت فشرده اکثراً به صورت سفید گرم به بازار عرضه می شوند،تا مانند لامپ  های التهابی نوری متمایل به زرد از خود ساطع کنند.سردی و گرمی نور امری نسبی و اکثرا سلیقه ای است .به همین دلیل دمای رنگ و اندیس نمود رنگ (CRI ) به عنوان مبنای کامل رنگ برای لامپ های فلورسنت و گاهی اوقات برای انواع دیگر منابع نور مورد استفاده قرار می گیرد.

لامپ LED :

ال ای دی (Powe LED) وات UV ماوراء بنفش

ال ای دی (Powe LED) وات UV ماوراء بنفش

تا دهه ۱۹۷۰ LED ها -لامپ های حالت جامد- به عنوان نشانگر رواج داشتند . در سالهای اخیر ، مبحث بازده و خروجی مورد توجه قرار گرفت تا آنجا که هم اکنون LED ها جایگاه ویژه ای در کاربرد روشنایی و نورپردازی پیدا کردند.
LED های نشانگر به دلیل عمر بالایشان تا ۱۰۰،۰۰۰ ساعت شناخته شده هستند،اما LED های به منظور روشنایی بنا بر روال گذشته کمتر مورد استفاده قرار گرفتند (به دلیل قیمت زیاد LED در آن زمان ) ، و همینطور عمر بسیار پایین تری هم داشتند.
بدلیل قیمت بالای LED به نسبت لامپ های دیگر ، روشنایی های LED عموما برای مصارف توان پایین-نوعاً زیر ۱۰ وات- کاربرد داشتند. LED در سال های گذشته بیشتر برای کاربردهای توان پایین و مقرون صرفه مثل نورپردازی در شب و چراغ های قوه  کاربرد داشتند.اما در حال حاضر با توجه به کاهش قیمت و بهبود خروجی نور آن ، از آن به منظور روشنایی استفاده های زیادی می شود.LED های رنگی همچنین می توانند برای موارد زیبانمایی مانند نورپردازی اشیاء شیشه ای  یا حتی برای قطعات یخ در نوشیدنی ها و میهمانی ها  مورد استفاده قرار گیرد.همچنین در جشن ها به صورت روزافزونی مورد استفاده قرار می گیرند.

  • بازده LED در بازه بسیار زیادی متغیر است.به طوریکه می توان LED هایی با بازده پایین در حد ۴۰ لومن بر وات تا بالاتر از ۱۵۰ لومن بر وات پیدا کرد.
  • LED های تک رنگ فناوری ساخت بسیار مناسبی دارند ، در حالی که LED های سفید هنوز مشکلات اندکی در بهبود کیفیت نور خروجی خود دارند.
  • (CRI) فهرست تولید رنگ بعضی از آنها مناسب نیست.که باعث تولید رنگ های نچندان دقیق می شود.
  • توزیع نور ساطع شده از ماده فسفری(در مانیتور ها) با توزیع نور ناشی از LED متفاوت است که باعث می شود دمای رنگ تولیدی از زوایای مختلف متفاوت باشد.
  • در بعضی انواع بی کیفیت ، کیفیت ماده فسفرسانس در طول زمان کاهش پیدا می کند، که باعث می شود دمای رنگ و شدت نور در طول زمان کاهش پیدا کند.
  • فناوری LED برای طراحان نور مناسب است زیرا مصرف توان و تولید دمای بسیار پایین ، کنترل روشن/خاموش آنی ، و در مورد نور تک رنگ ، ثبات رنگ بسیار بالایی در گذر زمان بسیار مناسبی دارند.

در سال های اخیر ، نرم افزارهایی برای تلفیق نور و تصویر طراحی شده تا تصاویر ویدیویی را در LED های نصب شده به تصویر بکشند تا دیواره هایی تصویری با رزولوشن پایین را به وجود آورند.

لامپ قوس کربنی:

لامپ قوس کربنی دو الکترود میله ای کربنی در هوای آزاد دارد که با یک بالاست محدود کننده جریان تغذیه می شود. قوس الکتریکی با نزدیک کردن دو الکترود به هم و سپس جدا سازی آنها ایجاد میگردد.قوس حاصله  نوک دو الکترود را گرم می کند تا به رنگ سفید در بیایند.این لامپ ها بازده بیشتری نسبت به لامپ های رشته ای دارند  ، اما میله های کربنی زود عمر خود را از دست می دهند و نیاز به تنظیم مداوم دارند.این لامپ ها اشعه ماوراء بنفش بسیار زیادی تولید می کنند ،در محیط های سربسته نیاز به تهویه دارند، و به علت نور بسیار شدیدشان نیاز به محافظی در مقابل دید مستقیم دارند.
لامپهای قوس کربنی در توان های بالا کار می کنند ،و به نسبت لامپ های ابتدایی دهه ۱۹۲۰ بازده بیشتری داشتند.همچنین آنها منبع نور نقطه ای هستند.این مشخصات آنها را برای منابع نوری مورد استفاده در جستجو،نورهای راهنما و پروژکتورهای فیلم سازی مناسب ساخته بود.
نیاز مداوم آنها به توجه و تنظیم ، و تعویض مداوم میله ها استفاده انها را برای مصارف عادی دشوار می سازد ،به همین دلیل از آنها زمانی که منبعی مشابهی وجود نداشت به عنوان منابع نوری پرتوان استفاده می شد. لامپهای قوس کربنی علارغم جایگاه ویژه شان در اواسط جنگ جهانی دوم و بعد از ان از رده خارج شدند.

لامپ تخلیه الکتریکی :

لامپ تخلیه الکتریکی شامل دو الکترود فلزی -که با گاز از هم جدا شده اند- است که به وسیله شیشه یا سیلیکا پوشش داده شده است.این گازها شامل گازهایی چون نئون ، آرگون ، زنون ، سدیوم ، متال هالید و جیوه می باشند.
اساس کار این لامپ ها همانند لامپ قوس کربنی است،اما واژه لامپ قوسی فقط به لامپ قوس کربنی اطلاق می شود،بدلیل استفاده از روش های نوین تخلیه گازی عموماً به این لامپ ها لامپ تخلیه الکتریکی گفته می شود.در بعضی از انواع لامپ تخلیه الکتریکی ولتاژ بسیار بالایی برای ایجاد قوس مورد استفاده قرار می گیرد.این عمل نیاز به مداری الکترونیکی به نام igniter دارد که قسمتی از مدار بالاست را تشکیل می دهد.پس از تشکیل قوس ، مقاومت داخلی گاز کاهش می یابد ، و در نتیجه بالاست جریان کاری را محدود می کند.بدون استفاده از بالاست جریانی مازاد عبور خواهد کرد که باعث تخریب سریع لامپ خواهد شد.
بعضی از این لامپ ها مقدار کمی نئون دارند که اجازه ایجاد جرقه در ولتاژ عادی را بدون نیاز به igniter می دهد.لامپ های سدیم کم فشار اینگونه عمل می کنند.
ساده ترین نوع بالاست تنها یک سلف است ، و زمانی که همانند تامین روشنایی خیابان ها ، هزینه در اولویت است این نوع بالاست ها مورد استفاده قرار می گیرند. ممکن است بالاست های پیشرفته تری برای تولید نوری ثابت در طول عمر لامپ مورد استفاده قرار گیرند ، که لامپ را با موجی مربعی درایو  می کنند تا خروجی کاملا بدون پرشی ایجاد کند و در زمان بروز نقص های جدی لامپ را خاموش کند.به طور مثال این نوع پیچیده از بالاست در صنایع مربوط به تولید فیلم مورد استفاده قرار می گیرند.

لامپ در الکترونیک:

لامپ های رشته ای مدت زیادی است که به عنوان ترمیستورهایی سریع در مدارات الکترونیک مورد استفاده قرار می گرفتند:
. تثبیت  موج سینوسی اسلاتورها
. محافظت ار تویتر ها (اسپیکرهای سازنده فرکانسهای بالا)
. تنظیم اتوماتیک کنترل حجم صدا در تلفن های

سمبلهای مداری لامپ:

در دیاگرام های مداری اکثراً لامپ ها را با سمبل های نشان می دهند.به عنوان مثال لازم نیست یک متخصص برق به ازای هر لامپ یک حباب نقاشی کند و بهترین راه ممکن استفاده از یک سمبل است.دو نوع سمبل برای لامپ وجود دارد:

نماد مداری لامپ

نماد مداری لامپ

یک ضربدر میان یک دایره که اکثراً یک لامپ به عنوان نمایشگر را نشان می دهد.

نماد مداری لامپ

نماد مداری لامپ

یک نیم دایره میان دایره که اکثراً یک لامپ را به عنوان منبع نوری یا چراغانی نشان می دهد.

ال ای دی (Powe LED) وات UV ماوراء بنفش

LED چیست(ال ای دی)؟

LED چیست(ال ای دی)؟

ال ای دی (Powe LED) وات UV ماوراء بنفش

ال ای دی (Powe LED) وات UV ماوراء بنفش

شاید تا به حال مقالات زیادی درباره LED خوانده باشید و شاید بسیاری از این مقالات برای شما کارآمد بوده باشند ، لیکن در این مقاله و مقالات مرتبط در همین سایت سعی می شود توضیحاتی کامل و کاربردی در رابطه با لامپ LED به شما داده شود.

همانطور که می دانید LED مخفف کلمه Light Emitting Diode است.شاید برای شما باور نکردنی باشد ، اما تمام انواع دیود ها ، حتی همان دیود های یکسوساز مدارات رایانه شما نیز از خود نور ساطع می کنند،اما سوال اینجا است که پس این LED های موجود در بازار که می خواهید درباره آنها صحبت کنید چه تفاوت هایی دارند؟ باید بگویم که دیودهای غیر نورانی مورد استفاده در صنعت الکترونیک ، در یکی از موارد “فرکانس نور خروجی” ، “انتقال نور از جانکشن دیود به بیرون” و یا “پکیج مورد استفاده جهت آماده سازی دیود” نقص دارند ،و اینجا است که دیود های LED برجستگی پیدا می کنند.در تولید LED ها سعی می شود از کریستال ها و نیمه رساناهای شفاف ، دارای فرکانس تولید نورمناسب و یک پکیج مناسب استفاده شود.

اولین LED ساخته شده که دارای نور مرئی بود در سال ۱۹۶۲ و به وسیله نیک هولونیاک (Nick Holonyak) در موسسه جنرال الکتریک ساخته شد.البته پیش از او نیز افراد بسیاری توانسته بودند LED هایی با نور مادون قرمز بسازند، لیکن این اولین بار بود که نوری مرئی بوسیله LED تولید می شد.بعد از او شاگرد او توانست LED هایی با رنگ های زرد و نارنجی تیره تولید کند.البته باید متذکر شویم که این LED ها قیمت هایی بالا در حدود ۲۰۰ دلار داشتند و عملاً فقط برای مصارف خاصی همچون انتقال دیتا از طریق فیبر نوری (البته بوسیله LED های شفاف که بعدها ساخته شدند) مورد استفاده قرار می گرفتند.

در سال های بعد کمپانی های مونسانتو (Monsanto Company) و اچ پی (Hewlett Packard (HP)) اقدام به تولید انبوده LED قرمز کردند و برای این کار از نیمه رسانای گالیوم ارسناید فسفاید ((GaASP)Gallium arsenide phosphide) استفاده می کردند.از این LED ها بیشتر در تولید حروف الفبایی یا ماشین حساب ها استفاده می شد. در سال ۱۹۷۰ شرکت نیمه رسانای Fairchild LED هایی ساخت که قیمتی کمتر از پنج سنت داشتند.در این دوران LED ها رنگ هایی همچون قرمز ، زرد ، نارنجی و نهایتا سبز داشتند و همانطور که می دانید ، با ترکیب این رنگ ها نمی شد به رنگ سفید دست یافت.لذا در این دوران LED ها (که معمولا پکیج های ۳ میلی متری یا ۵ میلی متری ، لنزدار یا بودن لنز داشتند) بیشتر نقش ساین (Sign) یا نشانگر و یا نقش نمایشگر را ایفا می کردند. از آنجا که برای تولید نور سفید ، حداقل به نور آبی نیاز بود ، تحقیقات بر روی تولید نور آبی ادامه یافت ، تا این که در سال های بعد (اواخر تابستان ۱۹۹۱) شرکت ژاپنی نیچیا (Nichia Corporation) با تلاش های آقای شوجی ناکامورا (Shuji Nakamura) توانست بوسیله نیمه های گالیوم نیتراید (GaN) اقدام به تولید LED پرنور با نور آبی بنماید.البته پیش از این نیز LED های آبی بوسیله اعمال ولتاژ بالا به نیمه هادی سیلیسم کربناید تولید شده بودند ، لیکن این اولین بار بود که LED آبی با این شدت نور (۱۰۰ ها برابر نوع قبل) تولید می شد.در ادامه این تحقیقات محققین در سال ۱۹۹۵ توانستند با یک ابداع جدید ، شفافیت جانکشن (junction) یا محل اتصل نمیه رسانا را با به کارگیری ایندیوم تین اکساید(ITO) (تین به معنای روی است) بهبود دهند. لذا پس از این امکان تولید LED های سفید کاربردی فراهم شد.

اما این سوال مطرح است که LED چگونه نور تولید می کند؟ و نور سفید چگونه بوسیله LED تولید می شود؟در این جا جوابی ساده به این پرسش می دهیم.همانطور که در فیزیک و شیمی خوانده اید ،عناصر شیمیایی دارای لایه های از انرژی به نام مدار هستند ،که هر مدار دارای تعدادی الکترون است.هر یک از این مدار ها با مدارات دیگر اختلاف انرژی دارد والکترون برای رفت و برگشت به مدارات بالاتر نیاز به دریافت و از دست دادن این اختلاف انرژی دارد.لذا مثلا اگر الکترونی از بالاترین مدار طبیعی خود بخواهد یک یا چند مدار بالاتر رود ، باید انرژی از نوع الکتریکی یا گرمایی یا نور یا امثال آن دریافت نماید و پس از دریافت آن می تواند با از دست دادن انرژی خود (که این انرژی میتواند از نوع نور باشد) به مدارات پایین تر سقوط نماید.البته این سقوط برای رسیدن به حالت پایدار حتمی است.در LEDها و لامپ های فلورسنت ، الکترون ها با دریافت انرژی الکتریکی به سطوح بالاتر می روند و سپس با از دست دادن انرژی خود ،اقدام به تولیدنور می نمایند.این نور در LED های تک رنگ نوری با همان رنگ است ، ولی در لامپ های فلورسنت یا LED های سفید می تواند نور ماوراء بنفش یا آبی باشد.در LED های سفید می توان به چند روش اقدام به تولید نور سفید کرد :

  • تولید نور سفید به صورت ترکیبی از چند LED با رنگ های مختلف.
  • تولید نور سفید به صورت ترکیب نور آبی LED و اضافه کردن نور زرد (یا زرد ترکیبی) با استفاده از خاصیت فلورسنس
  • تولید نور سفید به صورت اعمال یک نور ماوراء بنفش به مخلوط چند ماده فلورسنس و بدست آوردن نورترکیبی سفید از این مواد.

در عمل بیشتر دو مورد آخر در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرند، چرا که هزینه تولید پایین تری دارند، اما روش های فوق به ترتیب از بالا به پایین بازده بیشتری دارند.زیرا که مواد فلورسنس به صورت ناخواسته مقداری از انرژی را در هنگام تقلیل انرژی الکترون از دست می دهند.لازم به ذکر است که هر چقدر تعداد رنگ های بکار رفته در تولید نور سفید بیشتر باشد، نور سفید بهتر و با CRI بالاتری خواهیم داشت.

اما بگذارید  به صورت مکمل تعریفی مختصر نیز از پدیده فلورسنس داشته باشیم.این پدیده نیز همانند پدیده فوق الذکر ، بر مبنای ارتقاء و تقلیل سطح انرژی الکترون های ماده صورت می گیرد.این بار الکترون با دریافت نور به تراز بالاتر رفته و با از دست دادن انرژی به صورت نور (این انرژی کمتر از انرژی دریافتی است) به مدار پایین تر نزول می کند.

 

برای دریافت توضیحات تکمیلی ، یا طرح سوال ، می توانید به مقالات موجود در سایت مراجه کرده و یا از طریق های مختلف از ما در خواست نمایید.همچنین می توانید پیشنهاد طرح هر نوع مقاله ای در حوزه نور را به ما ارائه نمایید.