מהי חשיבותה של פוטומטריה אבסולוטית לעומת פוטומטריה יחסית? האם CCT הוא מדד טוב ומדויק?
תשובות לשאלות אלו ועוד במאמר שמטרתו לעשות סדר בנושא אפיון לדים ומוצרי לד, כך שתהיה לפנינו האמת, כל האמת ורק האמת.
|
מאת אינג' דניאל קלינה, מנהל מרכז המאור של געש תאורה |
אנשים רבים מתקשים להאמין לנתוני לדים ו- Solid State Lighting) SSL) ומסיבה זו, בין היתר, בחרתי להתרכז בנושאים הבאים:
1. איך קובעים את הפרמטרים למדידת נתוני לדים
2. חשיבות של פוטומטריה אבסולוטית לעומת פוטומטריה יחסית
3. הטעויות הנפוצות הנעשות בתהליכי פוטומטריה
4. דיון האם המושג CCT הוא מדד טוב ומדויק
בימים עברו, של תאורה עם נורות פריקה, הנחנו שתפוקת האור של נורה פלורסנטית היא קבועה וללא קשר לגוף התאורה: אם נכפיל את תפוקת האור בנצילות האופטית של המערכת נקבל את תפוקת האור של גוף התאורה. הנתון הפוטומטרי שהתקבל הוצג באופן מנורמל בקנדלות לכל אלף לומן.
כאשר מדובר ב-SSL קיים קשר ישיר בין תפוקת האור וטמפרטורת העבודה של מקור האור, אשר תלויה בתכנון הטרמי של הגוף, ולכן רק פוטומטריה אבסולוטית הנה רלוונטית.
כדאי לזכור שכאשר הלד מתחמם קורים הדברים הבאים:
1. שטף האור קטן
2. CCT גדל
3. CRI משתנה
|
|
|
המלצות עשה ואל תעשה
• בדוק את גוף התאורה- אל תבצע אקסטרפולציות
• בדוק את גוף התאורה אחרי שהגיע לשיווי משקל טרמי
• בדוק את ה-CCT וה- CRI של גוף התאורה השלם: אפקטים טרמיים ואופטיים משפיעים על שני הפרמטרים הללו
• השתמש בכדור אינטגרציה בעל איכות גבוהה
• וודא שגודל הכדור מותאם לגודל גוף התאורה
• בצע התאמה עבור הסתרה עצמית (SELF ABSORTION)
גוניופוטומטריה ונתונים פוטומטרים
• נתונים פוטומטרים הם סט של קבצים סטנדרטים המכילים את עוצמת ההארה בשדה רחוק (FAR FIELD LUMINOUS INTENSITY) הנמדד בקנדלה עבור כל זווית במרחב
• המדידה נעשית בעזרת גוניופוטומטר
• הנתונים מוצגים בפורמטים סטנדרטים: LDT (אירופה) או IES (אמריקה)
• טעויות יכולות לנבוע ממרווח זוויות גדול מידי או מדידת עוצמת הארה בשדה קרוב
|
|
מישורי C וזוויות Ƴ
|
|
רזולוציית הסריקה (SCAN RESOLUTION)
מישורים וזוויות של 5 מעלות ו- 15 מעלות בהתאמה, מספיקים כאשר מדובר בגופי תאורה בעלי פיזור דיפיוזי, אבל כאשר מדובר בזרקור (Spot 15ᵒ) והקרן נמדדת כל 5 מעלות, למעשה מתבצעות רק שלוש מדידות, מה שעלול להוביל לתוצאה שאינה משקפת את צורתה האמתית של הקרן, דווקא בגוף תאורה שהדיוק בו הוא האלמנט החשוב ביותר.
CCT: מדד טוב או רע?
CCT הוא למעשה מדד מפושט המשמש כדי לקבוע את הגוון של אור לבן המופק ממקור אור. בעיה קיימת דווקא באפליקציות מאוד מדויקות (רפואה, סופרמרקטים, בגדים וקוסמטיקה), בהם מקורות אור שונים יכולים להיות מוגדרים על פי אותו CCT אך בפועל להיות בעלי גוון שונה לחלוטין. בעיה זו נובעת מעצם ההגדרה המתמטית של הנתון לעומת הרגישות של העין האנושית לשינויים בצבע.
|
|
אפשר לראות שבקו המציין ISO-CCT ההבדל בצירים U / V יכול להיות רק בסדר גודל של (±0.02) אבל הפרש זה הוא למעשה 20 פעם ההבדל בצבע המינימלי המורגש על ידי העין האנושית. על יצרני גופי התאורה להימנע מלהשתמש ב-CCT כמדד העשוי להשפיע על רכש. במקום זאת יש לקבוע ולאפיין קורדינטות כרומטות CX & CY ולאפשר טולרנסים ברורים של BINING מבלי לשכוח שמדובר בתהליך חשמלי בלבד.
כאשר מדובר בלדים בשיטה של WHITE LIGHT FROM BLUE FLUORESCENCE רק הפרשים קלים במסלול האופטי דרך ציפוי הפוספור יכולים ליצור הפרשים משמעותיים ב- CCT . ככל שהציפוי דק יותר, פחות קרינה כחולה משתנה על ידי הפוספור ולכן
ה- CCT גבוה יותר ולהיפך, בציפוי עבה ה- CCT נמוך יותר.
הפער הגדול בין יצרני לדים ותעשיית התאורה
|
|
יצרני הלדים מודדים את נורות הלד תוך כדי תהליך הייצור בפולסים קצרים וה- BININIG מבוצע בטמפרטורת צומת של: Tj = 25 מעלות צלזיוס.
בתעשיית התאורה אנו מודדים את גופי התאורה, כאשר הלדים בתוך גופי התאורה הם בטמפרטורה גבוהה יותר. בגופים בהם הקירור מתוכנן היטב ה- Tj נע בין 600 ל 1000 צלזיוס. הפוטומטריה מבוצעת לא בפולסים אלא ב- STEADY DC MODE.
לסיכום: ביצועי הלד ≠ לביצועי SSL.
תקנים וסטנדרטים עבור SSL
אתייחס לאלה שקשורים באופן ישיר למקור האור ולא לתקנים נוספים הקשורים למערכת החשמל אליה הם מחוברים, כמו EMC-RFI ותקנים פוטוביולוגים ואחרים.
תופעה שכיחה אצל אנשי מקצוע הקשורים לעולם התאורה ואמונים על כתיבת דרישות ומפרטים, היא דרישה לעמידה בכל תקן היוצא לאור ללא אבחנה.
תופעה זו יוצרת כפילויות ועלויות גבוהות, הן ליצרנים והן ללקוח הסופי ועלולה אף לייצר תוצאות כשל לא אמתיות.
קיימים מספר תקנים אמריקאים אשר מובילים את נושא הפוטומטריה והקולורימטריה של SSL. חלקם מתייחסים למודולים או למנועי תאורה וחלקם לגופי תאורה. חשוב לקחת בחשבון שעמידה בתקן המתייחס לשלב מסוים בתהליך ייצור גוף התאורה, נותנת תוצאה אשר במידה ונמלא אחר תנאים מוגדרים בשלב הבא (למשל נושא פינוי חום), נבטיח לעצמנו עמידה בדרישות מבלי לחזור על בדיקות קודמות.
בין התקנים האלו ניתן למצוא:
79-08LM: פוטומטריה וקולורימטריה של מודולים, מנועי תאורה וגופי תאורה, שמבוצע בעזרת שני אמצעים עיקריים: כדור אינטגרציה וגוניופוטומטר.
לא תמיד יש צורך לחזור על הבדיקות בשני המכשירים. LUMEN OUTPUT יימדד בכדור פוטומטריה עבור כל גוף תאורה (בעיקר בגלל השפעת הטמפרטורה), בדיקת הפיזור המרחבי יהיה טיפוסי עבור כל אופטיקה ובמידה ואין שינוי באופטיקה אזי השינוי היחידי יהיה בתפוקת האור אשר נמדד כבר במכשיר השני.
|
|
82-12LM: מדידת פוטומטריה וקולורימטריה בטמפרטורה גבוה מתייחס למעשה למנועי תאורה ונורות SSL ולכן בדיקה בכדור האינטגרציה צריכה להספיק לטובת הסקת מסקנות לגבי עבודה בטמפרטורה גבוהה. אם יצרן גוף התאורה יבדוק את טמפרטורת הסביבה וה- Tj של מנוע התאורה, הדבר עשוי לגרור הבטחה לאיכות המוצר מבלי להזדקק לכפל בדיקות.
TM21/ LM80: הכוונה בתקן זה הינה ללדים ולמודולים ולא לגופי תאורה שלמים, והשלמת הבדיקה על ידי יצרן גוף התאורה המציינת את הטמפרטורה שבה יעבוד המודול יהווה גושפנקא לאורך החיים הצפוי על בסיס אחת משלושת הטמפרטורות עבורם מבוצעת בדיקתLM80 .
אני באופן אישי מצפה בקוצר רוח לאישור ואימפלמנטציה של תקן CIE 025 (2014), שאמור לטעמי לעשות אחת ולתמיד סדר בדברים ולמנוע כפילויות בדרישות התקינה. חשוב לזכור שמדינת ישראל מיושרת ומושפעת במידה רבה מהתקינה האירופאית, אשר לעניות דעתי מתאימה לנו יותר. |