Valaistuksen kehitys
LEDit eli valodiodit ovat suurin tekninen läpimurto hehkulampun jälkeen ja ne ovat mullistaneet valaisinalan viimeisten 10 vuoden aikana. Muutos ja kehitys on edennyt selvästi nopeammin ja laaja-alaisemmin kuin mitä kukaan pystyi ennustamaan tai edes kuvittelemaan. Tänään tiedämme, että LED on tulevaisuuden valonlähde. Jo nyt on saatavana LEDejä, jotka tuottavat enemmän valoa wattia kohti kuin parhaat loisteputket tai metallihalogeenit.
LEDeillä on monia suuria etuja, kun taas haittoja on vähän. Argumentit ja kokemukset 90 % energiasäästöstä ja yli 50-kertaisesta käyttöiästä puhuvat puolestaan. Nykyisin LEDien valotehokkuus ja värintoisto ovat niin hyvät, että LEDeillä kannattaa korvata useimmat valonlähteet ja valaisimet, kodin pienimmistä valaisimista toimisto- ja katuvalaisimiin. Lähestymme kokonaisvaltaista siirtymistä
LED-ratkaisuihin. Alalla arvioidaan, että LED-valaisimet vastaavat yli 95 % osuudesta Euroopan markkinoilla viimeistään vuonna 2020.
Tekniikka on luonut loputtomasti mahdollisuuksia, mutta myös vaikeuksia, koska uusi tekniikka tuo mukanaan myös monia kompastuskiviä. Ilahduttavaa on, että nykyisin on olemassa standardi, jossa määritellään, miten LEDien ja LED-valaisinten tiedot tulee esittää. Ilmoitamme aina valaisinten tiedot, kuten käyttöiän, lumen-arvot ja virrankulutuksen mitattuna valmiista valaisimesta normaaleissa käyttöolosuhteissa, juuri siten kuin standardissa on esitetty. Muista varmistaa muiden toimittajien kohdalla, että he toimivat samoin, jotta tiedot ovat vertailukelpoisia!
LED-koulussa pyritään kuvaamaan, miten LED-tekniikka toimii, sekä selventämään joitakin käytössä olevia alan termejä. Tiedot perustuvat siihen osaamiseen ja käytännön kokemukseen LED-valoista, jotka me Hide-a-litella olemme yli 10 vuoden aikana hankkineet. Tiedot pohjautuvat LEDeihin yleisesti ja erityisesti valikoimamme tuotteisiin. Valaisinstandardin lisäksi faktat on kerätty esitteistämme Värt att veta om LED, LED för belysning inom- och utomhus ja LJUSA mallen, jotka Belysningsbranschen- ja Ljuskultur-yhdistykset ovat julkaisseet. Näitä suositellaan myös aiheen syventäviksi lähteiksi.
Kaikkia tässä esitettyjä tietoja tulee pitää yleisinä ja suuntaa antavina, tarkat tiedot löytyvät kunkin tuotteen käyttöohjeesta osoitteessa www.hidealite.fi.
LED-valo
Ledin tuottama valo on monokromaattista (yksiväristä) ja hallitseva aallonpituus määrittää värin. LED voi olla väriltään punainen, oranssi, keltainen tai sininen. LED-valossa ei ole minkäänlaista IR- tai UV-säteilyä.
Valkoinen LED
Valkoinen valo syntyy sekoittamalla kolme perusväriä; punainen, vihreä ja sininen (additiivinen värinsekoitus) tai varustamalla sininen LED keltaisella tai oranssilla fosforijauheella, joka muuntaa osan säteilystä keltaiseksi valoksi. Lopputulos on valkoinen valo kuten loisteputkissa ja energiansäästölampuissa (muuntaminen). Fosforimuuntamisella saadaan parempi ja tasaisempi värientoisto ja se on myös käytetympi edullisemman hintansa vuoksi.
Valaistuksen kehitys
Valkoiset LEDit on jaettu kolmeen pääryhmään:
Lämmin valkoinen <3300k valkoinen="" 3300-5300k="" kylmä="" valkoinen="">5300K
Ominaisuudet – diodin toiminta ja rakenne
LED-moduulit
Valon väri/värilämpötila
Valonlähteen värilämpötila ilmoitetaan Kelvinasteissa (K), ja se kuvaa valonlähteen väriä lämpimän punaisesta kylmän siniseen verrattuna väriin, jonka metallilanka (musta) saa kun sitä kuumennetaan eri lämpötiloihin. Alempien lämpötilojen punaisesta valkoisen kautta siniseen korkeissa lämpötiloissa. Kynttilänvalon värilämpötila on noin 1500K, hehkulampun 2700K ja 12V halogeenilampun 3200K.
Värintoisto (CRI)
Värintoisto ilmaistaan Ra-indeksinä. Se ilmoittaa, kuinka hyvin valonlähde toistaa värejä asteikolla 0-100 % verrattuna referenssivalonlähteeseen. Ra-indeksi on 8 vakiovärin keskiarvo. Vertaa loisteputkeen, jossa indeksin arvo 830 = 80 % värintoisto (Ra) ja värilämpötila on 3000K.
Valkoisilla LEDeillä on yleensä erittäin hyvä värintoisto. Lämpimän valkoisen ja valkoisen LEDin Ra-arvo on 80-95 ja kylmän valkoisen hieman huonompi 70-85. Arvot ovat vertailukelpoisia arvoja useimpiin perinteisiin valonlähteisiin.
LEDien värintoisto on yleensä huomattavasti parempi kuin Ra-arvo ilmoittaa. Luota omiin silmiisi ja koevalaise paikan päällä yhdessä asiakkaan kanssa.
----
MacAdam 1-3 SDCM
Sopii tiloihin, joissa on suuret vaatimukset yhdenmukaisuudesta, kuten suuret valkoiset seinäpinnat
MacAdam 3-5 SDCM
Sopii useimpiin käyttökohteisiin sisätiloissa
MacAdam 5-7 SDCM
Ensisijaisesti ulkokäyttöön
Valon laatu
Värilämpötila (CT)
CIE-värikolmiossa, jolla määritetään värilämpötila, on musta linja/käyrä, eli mustan kappaleen käyrä (Planckin käyrä), joka ilmaisee tarkasti, millä värillä hehkulanka säteilee tietyssä lämpötilassa Kelvin-asteikolla (K). Hehkulamppuvalonlähteet, jotka kuumenevat samaan lämpötilaan, sijoittuvat tarkalleen samaan kohtaan käyrällä ja loistavat samalla värilämpötilalla ja värisävyllä.Ekvivalentti värilämpötila (CCT) ja värisävy
osansävyinen on alapuolella.
Valkoisen LEDin valinta/Binning
Sallittu väripoikkeama SDCM
Tämän osoittamiseksi nykyisin ilmoitetaan täydennykseksi ekvivalentille värilämpötilalla kelvinasteissa (K) myös väritoleranssi, joka on valon värin hajonnan mitta ja se osoittaa erot värilämpötilassa ja värisävyssä. Tiedot ilmoitetaan valaisinstandardien, kuten SDCM (Standard Deviation of Color Matching) MacAdam-ellipsien koossa CIE-värikolmiossa.
Valitsemalla pienen värihajonnan valaisimia voidaan LED-tekniikalla tuottaa valaistusratkaisuja, joissa yksittäisten valaisinten välisiä eroja valon värissä ei voida havaita. Tämä ominaisuus säilyy valaisimen käyttöiän ajan.
Macadam-ellipsi (1 SDCM) ilmaisee sellaisen vaihtelun värilämpötilassa ja värin sävyssä, jota ei ihmissilmin voida havaita. Normaalisti 1-3 ellipsiä takaa, että valaisinten koetaan valaisevan samalla valon värillä jopa suurilla, valkoisilla seinäpinnoilla. Vertailun vuoksi T5-loisteputken poikkeama on 4 SDCM pienloisteputkien välillä ja matalaenergialampuilla arvo on jopa 7 SDCM, jolloin värien erot ovat huomattavat. Standardin mukaisesti suurin sallittu poikkeama on 7 SDCM.
Hide-a-liten tavoitteena on pysyttäytyä arvossa 3 SDCM, ei vain valmistuksen osalta vaan myös eri tuotantolaitosten ja valaisinsarjojen välillä. Kustannukset ovat korkeammat, mutta poikkeamat selvästi pienemmät, ja voimme käyttää eriä värikolmion samasta kohtaa saaden aikaan joka kerta yhtenäisen valon värin.
CIE-värikolmio
Värikolmio ja mustan kappaleen säteilykäyrä yhdessä apuviivojen kanssa, joiden avulla määritellään valonlähteen ekivalentti värilämpötila. Valon väri voidaan määrittää X- ja Y-koordinaattien avulla.
Huom! Koko ja suuntaus vaihtelee merkittävästi värikolmiossa sijoituksen mukaan. Huomaa, että kuvan ellipsit ovat selkeyden vuoksi 10 kertaa todellista kokoa suuremmat.
Valovirta/valotehokkuus
Lämpötilan vaikutus
Diodin elinikään ja valotehoon vaikuttaa ensisijaisesti lämpötila. Diodin lämpötilaan vaikuttavia tekijöitä ovat virta, lämmönsiirto ja ympäristön lämpötila. Koska LED ei säteile lämpöä IR-säteilyn muodossa ja koska vain osa energiasta muuttuu valoksi, pitää muodostuva lämpö johtaa ympäröivään valaisimen osaan, joka toimii jäähdytyselementtinä. Lisääntynyt lämpö heikentää LEDin suorituskykyä niin lyhyellä kuin pitkälläkin aikavälillä. Lyhytkestoinen lämpö heikentää värientoistoa ja valotehoa. Pitkäkestoinen korkea lämpötila nopeuttaa valotehon laskua ja siten myös lyhentää elinikää.
Arvioituun käyttöikään vaikuttavat esimerkiksi seuraava tekijät:
• LEDin tyyppi ja laatu (valmistus)
• Ohjausvirta
• Tuotteen asennusympäristö ja sen lämpötila
• Ohjaimen laatu
• Valaisimen rakenne ja materiaali
Käyttöikä/valotehon heikkeneminen, LED-valaisimet
Kansainvälisten standardien mukaan LED-valaisinten käyttöikä ilmoitetaan kahdella arvolla: LED-moduulin ja ohjaimen käyttöiällä. Molemmat arvot tarvitaan käyttöiän vertailukelpoisuutta varten.
Wateista lumeneihin
Olemme tottuneet valitsemaan valonlähteen kannan koon ja wattimäärän perusteella. LED-tekniikan ansiosta kaksi saman wattimäärän tuotetta voivat kuitenkin tuottaa eri määrän valoa lampun muodon ja käyttötavan mukaan. LED-lamppuja valittaessa kannattaa tarkistaa, paljonko valonlähde tuottaa valoa (lm). Seuraavassa on energiaviraston laatima yhteenveto, jossa verrataan vanhoja valonlähteitä LEDeihin:
Kaikki arvot ovat suuntaa antavia. Hajonta johtuu siitä, että eri tyypit antavat hieman erilaisia arvoja. Eroja ei kuitenkaan voi tavallisesti erottaa paljaalla silmällä. Heijastinvalaisinten lumen-arvo koskee valokeilaa 90° säteilykulmalla.
LED-moduulit
LED-moduulien käyttöikä tulee antaa tunteina (h), jolloin vähintään tietty osuus valon määrästä on jäljellä (alenemakerroin), L-arvon avulla (LX). Valaistukseen käytettävissä LEDeissä on valon määrästä oltava jäljellä vähintään 70 % (L70), myös korkeampia arvoja, kuten (L80), (L90) voidaan ilmoittaa.
Täydentävänä tietona annetaan B-arvo (vikaantumiskerroin), joka ilmaisee sen osan tarkastelujoukosta, jonka odotetaan alittavan tämän arvon (By). B10 tarkoittaa, että 10 % alittaa (LX) ja B50, että puolet eli 50 % alittaa. B50 kuvataan standardissa arvolla Median Useful Life tai keskimääräinen käyttöikä.
Lighting Europe suosittaa B-arvon hylkäämistä valon vähenemisajan tiedoissa vertailun helpottamiseksi eri LED-valaisinten välillä, koska analyysin mukaan perusarvon B50 ja B10 välinen ero on niin pieni, että tarkkuus on riittävä.
L70 50 000h tarkoittaa, että 50 % (B50) tuottaa 50 000 tunnin jälkeen vähintään 70 % siitä valon määrästä, joka tuotteella oli uutena.
L80 50 000h tarkoittaa, että 50 % (B50) tuottaa 50 000 tunnin jälkeen vähintään 80 % siitä valon määrästä, joka tuotteella oli uutena.
Koska valotehon laskuun vaikuttaa nopeasti diodin ympäristön kohonnut lämpötila, mittausta täydennetään ympäristön lämpötilalla (Ta), ja sen täytyy vastata normaaleja käyttöolosuhteita. Jos ympäristön lämpötilaa ei ilmoiteta, tiedot vastaavat normaalia huoneenlämpötilaa 25 °C.
L70 50 000h Ta 25 °C tarkoittaa, että vähintään 50 % tuottaa valoa vähintään 70% alkuperäisestä valon määrästä, kun ympäristön lämpötila on 25 °C, 50 000 tunnin jälkeen.
Ilmoitamme aina valon määrän ja käyttöiän mitattuna valaisimesta todellisessa käyttötilanteessa ja huoneenlämpötilassa.
LED-valaisimet/ohjaimet
Ohjaimen viat eivät sisälly standardisoituun LED-valaisimen käyttöiän määritelmään. Ohjaimella varustettujen LED-valaisimen osalta ohjaimen käyttöikä ilmoitetaan erikseen yhdellä vikaantumisella prosentteina. 50 000 h/10 % merkitsee, että enintään 10 % ohjaimista vikaantuu ilmoitetun käyttöiän aikana (0,2 % per 1000 h). Ohjaimen käyttöikään vaikuttaa sen rakenne, komponenttien laatu ja ympäristön lämpötila käytön aikana.
Suositukset perustuvat asiakirjaan ”Evaluating performance of LED based luminaires”, jonka on laatinut Lighting Europe, tukena kansainväliset tuotestandardit IEC 62722-2-1 – LED luminaires for general lighting och IEC 62717 – LED modules for general lighting.
LEDien asennus
Kaikissa asennuksissa on tärkeää käyttää oikean tyyppisiä ja pituisia johtoja, jotta tuotteiden toiminta on varmaa ja turvallista. Asennuksissa huomioitavia asioita:
Käytä ainoastaan LED-ohjaimia. Lähes kaikki LEDit vaativat toimiakseen oikean napaisuuden, koska käytössä on tasavirta (DC), joten + ja - on kytkettävä oikein. 350mA tai 700mA vakiovirtadiodit on aina kytkettävä sarjaan, + napaan -
Useimmat LED-moduulit ovat värikoodattuja. Väärin kytketty LED ei valaise ja väärä napaisuus voi rikkoa diodin pysyvästi. (+) Punainen, ruskea tai merkinnän mukaan. (-) Sininen, musta tai merkinnän mukaan
Teho
Ohjaimet
LEDien hyvä toiminta ja pitkä käyttöikä voidaan varmistaa käyttämällä LEDeille tarkoitettuja laadukkaita ohjaimia, jotka on suojattu ylijännitteeltä, ylivirralta, ylikuormitukselta ja oikosululta. Mikäli käytetään muita kuin Hide-a-liten myymiä tai suosittelemia ohjaimia, on niissä oltava seuraavat suojat:
Kaksi eri diodityyppiä
Vakiojännite
Sisäänrakennettu virranrajoitus ja käyttöjännite, kuten 10V, 12V tai 24V, LEDstripit, valokiskot ja LEDit sisustukseen. Käytössä rinnankytkentä ja mitoitus määräytyy kokonaistehon perusteella.
Ilman virranrajoitusta ja ohjataan joko 350 mA tai 700mA virralla, LED-alasvalot suurella valon määrällä valaistukseen. Käytössä on sarjakytkentä ja mitoitus määräytyy yhteenlasketun toisiojännitteen/tehon perusteella.
Kaksi eri ohjaintyyppiä
Vakiojännite
Elektroniset tasajännitemuuntajat, kuten 10, 12 tai 24 V DC.
Vakiovirta
Elektroniset vakiovirtamuuntimet, kuten 350 mA ja 700 mA. Molempia ohjaimia löytyy sekä ilman himmennystä että himmennettävänä useimmilla valonsäädön tekniikoilla.
Nykyään markkinoilla on paljon LED-tuotteita, jotka voidaan liittää suoraan 230 V verkkoon sisäänrakennetun ohjaimen ansiosta, kuten valonlähteet GU10- ja E27-kannalla. Näitä ei aina voi himmentää, mutta markkinoilla on monia tuotteita, joita voi
himmentää tavallisella himmentimellä.
LED-valon himmentäminen
himmennin on sisäänrakennettu ohjaimeen tai se asennetaan ohjaimen jälkeen matalajännitepuolelle.
Oikealla tekniikalla toteutettu valon säätö säästää energiaa, pidentää elinikää ja parantaa valaistusmukavuutta. Suositeltavat LED-liitäntälaitteet käyttävät joko pulssinleveysmodulaatiota (PWM) tai virranrajoitusta, jota kutsujaan myös amplitudimodulaatioksi (AM).
AM-himmennyksessä alennetaan diodille menevää virtaa. Tämä tekniikka vähentää välkynnän riskiä. Molemmilla tekniikoilla valon määrää voidaan vähentää värin muuttumatta, ja ohjaus voidaan tehdä useimmilla vakiojärjestelmillä: vaihehimmennys, vaiheimpulssi, DALI, DSI, DMX, 1-10V mm.
Johtimien pituudet
Puolitettu teho/virta tai kaksinkertaistettu johtimen poikkipinta-ala = yli kaksinkertainen johtojen pituus.
Jos valojen teho on 15 W ja käytetään 0,5 mm2 johdinta, voi johdotuspituus olla 12 V järjestelmässä 8 m ja 24 V järjestelmässä 25 m.
Himmennettävässä ohjaimessa EMC-häiriöiden riski kasvaa. On erityisen tärkeää noudattaa valmistajan suosituksia ja valita laadukas liitäntälaite. Hyvä tapa vähentää tai välttää häiriöitä on käyttää suojattua ja/tai parikierrettyä kaapelia.
Taloudelliset edut
Ympäristön huomioiminen
Suuren energiatehokkuuden ja pitkän käyttöiän ansiosta ympäristövaikutukset ovat pienet, koska sähkönkulutus on pientä ja valonlähteitä ei tarvitse vaihtaa eikä niiden kierrättämisestä tarvitse huolehtia niin usein. Yölliset hyönteiset eivät myöskään häiriinny LED-valosta.
• LED-valo on monokromaattinen ja luonteeltaan erilainen kuin perinteiset valonlähteet.
• Hankintahinta on korkeampi, mutta takaisinmaksuaika on alhaisen energiankulutuksen ja pitkän käyttöiän ansiosta vain muutama vuosi.
• Valkoisilla LEDeillä voi olla väripoikkeamia ja eroja värisävyssä, mikä pitää ottaa huomioon.
Huomioitavaa
Valodiodin käyttöikään vaikuttaa eritoten lämpö (ympäristön lämpötila). Huolehdi hyvästä jäädytyksestä ja ilmanvaihdosta. Noudata aina valmistajan vähimmäissuosituksia. Käytä aina hyvänlaatuisia, LED-moduuleille tarkoitettuja ohjaimia.
Muista aina tarkistaa napaisuus kytkettäessä. Väärä napaisuus voi rikkoa diodin pysyvästi jopa muutamassa sekunnissa.
Tuotteidemme luokittelu on kapeampi kuin alalla yleensä, jotta voimme taata mahdollisimman vähäiset poikkeamat. Tästä huolimatta on olemassa mahdollisuus poikkeamiin, jotka ovat silmin nähtävissä. Siksi on tärkeää kokeilla valaisimia kohteissa, joissa vaaditaan tasaista valoa.
Tarkista aina valmistajan tapa ilmoittaa käyttöikä. Sen tulee on suhteessa valotehon laskuun, jotta luvut ovat vertailukelpoiset. Moni toimittaja ilmoittaa edelleen virheellisesti LEDin käyttöiäksi 100 000 h tai enemmänkin huomioimatta standardin vaatimuksia valotehon heikkenemisen enimmäismäärästä.
Tässä annettuja tietoja tulee pitää vain yleisinä ja suuntaa antavina. Tuotteiden tarkat tiedot ovat tuote-esitteissä ja asennusohjeissa, jotka löytyvät sähköisistä tuoteluetteloistamme kotisivultamme, www.hidealite.fi.
LEDeillä on monia etuja perinteisiin valonlähteisiin verrattuna:
Erittäin pieni koko ja ohut rakenne
Valossa ei ole IR- tai UV-säteilyä
LED toimii hyvin tai paremmin kylmässä ympäristössä. Jääkaappivalon käyttöikä on huomattavasti pidempi verrattuna huonelämpötilassa olevaan valoon.
Erittäin pitkä käyttöikä
Ei reagoi iskuihin tai tärinään
Helppo käyttää, käynnistyy heti täydellä teholla ja valotehoa voidaan säätää helposti 0-100 %
Sytyttämiset/sammuttamiset eivät vaikuta kielteisesti, käyttöikä päinvastoin pitenee
LEDeillä on suuri valoteho, ja valoa voidaan muokata helposti muovilinsseillä tai heijastimilla pienillä häviöillä
Ei sisällä elohopeaa tai muita raskasmetalleja Käytetään matalajännitteellä - helppo ja turvallinen asentaa
