• להתקשרות מהירה

אור וגופי תאורת לד


מה זה אור:

תחום צר מאוד של ספקטרום הקרינה האלקטרו מגנטית הנפלטת ממיזוג אטומי מימן בתוך השמש.

מיזוג של שני אטומי מימן לאטום הליום משחרר כמות עצומה של אנרגית פוטונים בדמות קרינת גמא .

פוטון הגמא מתחיל את דרכו ממרכז השמש כאשר הוא עובר בדרך ומתנגש באטומים וחלקיקים רבים המעכבים את התקדמותו ובדרך מפחיתים את רמות האנרגיה שלו דרך קרני X, קרינת UVולבסוף כאשר הוא נפלט מפני השמש (לאחר כמיליון שנה מהרגע שנוצר), הוא יוצא כאור נראה ומתחיל את דרכו לחלל.

לאחר 8.5 דקות הוא פוגש את כדור הארץ שבעזרת מעטה האטמוספירה מפחית חלק מהאנרגיה UV ומפזר חלק מאורכי הגל הקצרים (לכן השמיים כחולים), עד שהפוטון פוגע בפני כדור הארץ ומומר סופית לחום ולאנרגית הפוטוסינתזה בצמחים. חלק מהפוטונים מוחזר חזרה לחלל.




העין האנושית הותאמה במשך מיליוני שנות אבולוציה לתחום צר של אורכי הגל 400-780 ננומטר.

תחום הקרינה האלקטרו מגנטית רחב מאוד ומתחיל מהאנרגטית ביותר קרינת הגמא ועד לחלשה ביותר קרינת הרדיו.

בחלק קטנטן מאוד ממנו, ממוקם התחום המתורגם לעיין האנושית, כאור נראה. אצל חרקים למשל זה התחום הכחול וה-UV.

מעל לתחום הנראה ישנה קרינת האולטרה-ויולט ((UVשהיא עדיין מספיק חזקה כדי לגרום לשינויים גנטיים ברקמות חיות ולכן היא מסוכנת.

בצד השני ישנה את הקרינה התת אדומה (IR) שלא רואים אתה אבל אפשר לחוש בה ע"י החום שהיא פולטת (בדומה לתנור חשמלי).






שילוב של שלושה קולטנים בעין (RGB) מאפשר למוח שלנו לתרגם את שלושת צבעי היסוד למספר מיליוני גוונים שונים.

                                                     

כל גוף בטבע (מלבד חור שחור) מקבל את הקרינה האלקטרו מגנטית ופולט חזרה רק את חלקה (החלק הנותר בפנים הופך בעיקר לחום).

החלק הנפלט חזרה, חסר חלק מהאור שנכנס וזה בדיוק מה שיוצר אצלנו את תחושת הצבע במגוון אין סופי של אפשרויות, למשל: עלים של צמחים משתמשים באור האדום והכחול לתהליכי הגדילה וייצור סוכרים ופולטים חזרה את הקרינה הירוקה שבהם הם לא משתמשים, זו הסיבה שהם נראים ירוקים.

בפועל: צבע זה תרגוםבלבד של המוח שלנו לאורכי הגל השונים בקרינה האלקטרו-מגנטית, הוא באמת לא קיים.





שבירת אור השמש הלבן בעזרת פריזמה, מאפשר לנו לראות בעיקר את שבעת צבעי הקשת המרכיבים את האור הלבן, מהאדום ועד לאינדיגו והסגול.

פירוק והגדלת טווח ההבחנה של אור הפריזמה, תאפשר לנו לראות שיש פסים שחורים דקים מאוד, אלה הם האזורים שאטומים בפני השמש "בלעו אותם" (כמו שעלים בולעים את האדום והכחול).

לכל יסוד בטבע יש תבנית אופיינית לאור שהוא בולע ולכן באופן זה ניתן לדעת איזה אטומים יש על פני השמש וכנ"ל לגבי שאר הכוכבים בגלקסיה.






מקור אור שחסר לו אחד ממרכיבי הצבע, לא יאפשר לראות אובייקט בגוון האור הנכון שלו (למשל: אובייקט אדום המואר באור נטול אדום, יראה שחור).

אור השמש מכיל עוצמה זהה של כל הצבעים (זה נכון רק בחלל). אבל בכדור הארץ חלק מהאור מסונן ע"י האטמוספירה שמעבירה טוב יותר את אורכי הגל הארוכים (אדום) ופחות את הקצרים (סגול) ולכן השמש הצהובה שאנו רואים, היא למעשה לבנה. זו גם הסיבה שהשמיים כחולים כאשר השמש בצהריים ואדומים בשקיעה (האור עובר מסלול ארוך יותר דרך האטמוספרה ויותר אור כחול נבלע ומשאיר את האדום).






היכולת של מקור אור לתת את מרכיבי הצבע הנכונים, נקראת CRI (Color Rendering Index) ומומלץ לעבוד עם גופי תאורה מעל 75% CRI כדי לקבל גוונים אמתיים.


השמש שמוגדרת כמקור האור הטבעי משמשת לנו גם כייחוס לקביעת ערך ה- CRIשהוא 100%.

בכל מקור אור שחסר לו את אחד הצבעים באופן מלא או חלקי, ערך ה- CRI שלו יורד מ-100%.

ביום יום יהיה לנו קשה להבחין בתאורה הגבוהה מ-CRI של 85-100 ולכן מקורות אור מומלץ שיהיו מעל 80% כדי לאפשר הבחנת צבעים טבעית.






גוף תאורה


מה זה גוף תאורה:


התקן המיועד להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה אלקטרו מגנטית בתחום הנראה (אור).




חלק מגופי התאורה ממירים גם לתחום הלא נראה ובכך פולטים גם קרינת UV מסוכנת (פלורסנטים, הלוגן, מטאל וכספית) ואינפרה אדומה מחממת ובזבזנית (ליבון והלוגן).

ככל שגוף תאורה ממיר יותר אור בפחות אנרגיה מבוזבזת (למשל כחום), הוא נחשב יעיל יותר וחסכוני.




מה נדרש מגוף תאורה כללי:

תפוקת אור – כמות אור כללית מספיקה (לפי המלצת התקן לאזורי העבודה השונים ובהתחשב בתאורה טבעית הקיימת שלעיטים אפילו מסנוורת ומפריעה).

כמות האור הנחוצה נמדדת בערכים של לוקס למ"ר (Lux) ונעשית בעזרת מד לוקס.

בשנים האחרונות כתוצאה מירידה משמעותית בעלויות תפוקת האור (יותר אור בפחות וואטים), חלה עלייה בהמלצת עוצמות התאורה במקומות עבודה.

עוצמת התאורה המומלצת היא:

מחסן ליקוט – 200-400 לוקס.

עבודה מסוג Low tech – 300-500 לוקס.

כיתת לימוד - 500-700 לוקס.

עבודה ברמת הבחנה משופרת – 600-800 לוקס.

עבודה בבקרת איכות והבחנה גבוהים – 800-1000 לוקס.

במקומות בהם קיימת תאורה טבעית אופקית, נחוצה אפילו רמת תאורה גבוהה יותר מהמומלץ.




פיזור אור מותאם לשימוש – מכוון רק לאזור הנדרש, אך לא עולה על זווית של 45° למנוע סינוור, ופיזור אור אחיד באזור העבודה (תלוי בתכנון התאורה).

יש לבצע תכנון תאורה המאפשר פיזור אור אחיד ככל האפשר לפי האזורים השונים, למשל: עוצמת תאורה באזור העבודה שונה מהעוצמה במעבר.

יש לקחת בחשבון אזורים המוצפים בתאורה טבעית ומאיזה כיוון וכן אזורים המחזירים אור ממשטחים וקירות.

יש להימנע בפיזור אור למקומות שאינם נדרשים, למשל: למקם גופי תאורה מעל מדפים או מכונות בתאורת פנים או פיזור אור מעל האופק או לתוך בתים בתאורת חוץ.




נצילות אורית – זהו היחס בין יחידות התאורה לצריכת החשמל, נמדד בלומן/לוואט, מומלץ ערך גבוה מ-130lm/W. (השוואת גוף תאורה לפי ההספק, לא נכונה).

מה עדיף: גוף של 100W שמפיק 100 לומן לוואט או גוף של 66W שמפיק 150 לומן לוואט?

תשובה: שניהם נותנים את אותה עוצמת תאורה אבל הגוף הקטן גם צורך פחות חשמל.



איכות אור – גוון אור (CCT) מותאם לאופי הפעילות (אור חם או קר). מדד איכות הצבעים המרכיבים את האור הלבן נקרא (CRI) אור השמש זה 100%.

ממחקרים נמצא שגוון אור חם, גורם לתחושת והרדמות ולעומתו הגוון הקר גורם להגברת הערנות.

ולכן מומלץ בסוף היום בבית בחדרי השינה להשתמש באור חם לעומת זאת בסלון, במטבח ובמקומות העבודה, מומלצת תאורה קרה.

מחסור בתאורה קרה במהלך היום, משפיע על רמת הורמון המלטונין בדם וגורם לחוסר איזון במחזור השינה (למשל בארצות הצפון הקר, יש אחוז גבוה של אנשים עם דיכאון ולרוב הטיפול שהם מקבלים זה חשיפה לתאורה קרה).

בנוסף לגוון האור יש גם את גורם איכות הצבעים שמקור האור פולט (CRI) , מקור אור שחסר לו צבעים מסוימים, יגרום לעצמים להראות בצבעים חסרים ולא טבעיים.

יש לזה גם חשיבות בהבחנת איכות מוצר במפעל יצרני ובתחושות העובדים מהאווירה בסביבת העבודה.




אמינות – הצורך בתחזוקה נמוך מאוד ורמת תקלות אפסית במשך שנים (מומלץ פחות מ- 1.0% בשנה).

מחירו של גוף תאורה אינו נמדד רק בעלות הרכישה הראשונית, אלא גם בעלות התחזוקה לאורך זמן.

למשל: יכול להיות שרוכש גופי תאורה יחסוך 200 ₪ בקניית גוף אבל ישלם 1000 ₪ עבור חשמלאי עם במת הרמה כדי לפרק ולתקן את הגוף בהמשך. או לחילופי עלות אלטרנטיבית של אנשי אחזקה שמבלים במצטבר הרבה זמן בתחזוקת התאורה ויכולים לתרום למקום העבודה במקומות פרודוקטיביים יותר.




בטיחות – עומד בדרישות התקנים לגופי תאורה (תקן מת"י 20), ללא קרינת UV, ללא רעלים (RoSH), בטיחות פוטו-ביולוגית, שתי נקודות עגינה, בטיחות חשמלית, חיבור ארקה ומונע קרינה אלקטרו-מגנטית EMC.

לא כל גופי התאורה הנמצאים בשוק, עברו את בדיקות הבטיחות והתקינה הנדרשים (חלקם נכנסו לארץ ומשווקים למשל כפרוג'קטורים שאינם דורשים תקינה במכס) ולכן הסיכוי שהם לא יחזיקו מעמד בהמשך או גורע מזה יגרמו לנזק בריאותי או כלכלי, הוא גבוה יותר.




מה נדרש במיוחד מגוף תאורת לד מבחינה טכנית:


איכות דרייבר גבוהה – אמינות לשנים, הגנת מקפיצות מתח, זרם עבודה יציב וללא ריצוד. (ריצוד משפיע לרעה על תחושת העובדים).   

הדרייבר הוא ההתקן הממיר את מתח הרשת שלא תמיד נקי ויציב, לזרם העבודה היציב והמותאם לרכיבי הלד. 

זהו למעשה הרכיב הבודד החשוב ביותר בגוף התאורה וחשוב מאוד שאיכותו תהייה גבוהה ככל הניתן כדי למנוע כשל בתוך זמן קצר (או מייד בסיום האחריות).

                                                            




רכיבי לד איכותיים – בעלי אורך חיים גבוה מ- 70,000 שעות ואיכות צבעים (CRI) גבוה מ-75%.

                                                            

ככל שאורך חיי הלדים גבוה יותר כך קצב הדעיכה אמור להיות נמוך וגוון האור ישמר לזמן רב יותר. אך לא פחות חשוב מזה, אלה שאר התנאים הסביבתיים שבהם הלד עובד כדי להבטיח עמידה בהבטחות יצרן הלדים.




מערכת צלעות קירור – גדולה ויעילה (משקל הגוף מעיד על מסת הקירור) וממוקמת נכון ביחס לרכיבי הלד ולזרימת אוויר חופשית.    

                                                                       


גם אם גוף התאורה מכיל את הלדים הטובים בעולם, הם לא יחזיקו מעמד זמן רב אם אין תנאי קירור מותאמים ומספיקים לפי סביבת העבודה של גוף התאורה.




צימוד איכותי של רכיבי הלד – איכות מעבר חום הלד למשטח הקירור, קריטית מאוד לאורך חיי הלדים (צלעות קירור קרות מידי בזמן העבודה, מעידות על מעבר חום גרוע).

רמת צימוד רכיבי הלד למשטח הקירור, סוג החומרים, העובי שלהם, האחידות שלהם ואחידות פני השטח, כל אלה קובעים אם מעבר חום הלדים יהיה יעיל ויאריך את חיי הלד או יהיה לקוי ויגרום להרס מהיר של הלדים (את זה יודעים רק לאחר שהלדים הפסיקו לעבוד).




מרחק בין הלדים – קובע את מידת ההשפעה המזיקה של חום רכיבי הלדים השכנים (נמדד בשטח משטח הלדים יחסי להספק).  

                                                                  

ככל שהלדים קטנים יותר וככל שהמרחק ביניהם גדול יותר, כך גדל הסיכוי שהביצועים של רכיבי הלד ישמרו לאורך זמן.    




מספר רכיבי הלד – קובע את ההספק הכללי המתחלק לפי מספר הלדים וקובע את העומס על כל לד ביחס להספק המקסימלי המוגדר ע"י יצרן הרכיבים.        

                                                             

ככל שעובדים על הספק נמוך יותר על רכיבי הלד ממה שהם תוכננו אליו כך עולה אורך החיים שלהם, היציבות האופטית נשמרת והנצילות האורית (lm/W) משתפרת.




עדיף כמות לדים גדולה בהספק נמוך מאשר כמות לדים קטנה בהספק גבוה.

בהמשך להסבר לגבי המרחק בין הלדים לשמירה על טמפרטורה נמוכה יותר, אפשר לראות גם שלד גדול זה למעשה שני לדים קטנים שצמודים אחד לשני, גם זה פחות טוב.




מיקום הדרייבר ביחס לצלעות הקירור – האם הדרייבר חוסם את מעבר החום של הלדים, מחממם אותם ומתחמם מהם.  

                                                                                                                                                                                                           




הדרייבר צורך חלק מהאנרגיה החשמליים המסופקת לגוף התאורה ולכן גם הוא מתחמם.

במידה והחום שלו מועבר לרכיבי הלד או חום הלד נחסם ע"י מיקום הדרייבר, הדבר שוב מקצר את אורך חיי הלדים וגם של הדרייבר.





מהי תאורת לד.








-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


מהי תאורת לד ((LED?

תאורת לד ((LEDבשנים האחרונות קיבלה תאוצה משמעותית לאור פיתוחים בטכנולוגיית ייצור במבנה גביש הלד((LED לאור הלבן ובציפוי החומר הפלורוסנטי מסביב ללד((LEDשאחרי על יצירת האור הלבן בדומה למנורת פלורסנט.

בנוסף שיפרו את כמות האור (לומנס) הנפלטת מהלד, ביחס להספק ולזרם החשמלי העובר דרך הלד.

היחס בין עוצמת האור המתקבלת (לומנס) להספק החשמלי המושקע במנורה, נקרא נצילות אורית ונמדד בערכים של לומינס לוואט (lm/W).

להשוואה: מנורת חוט להט הרגילה (אגס) של 100W ששימשה עד לא מזמן כמקור אור עיקרי בבתים, נותנת ערך נמוך של 15-17 lm/W בלבד.

מנורת הפלורסנט יעילה יותר ומפיקה כ- 30-40 lm/W

מנורות המטל והכספית המשמשים לתאורה מפעלים, בתעשייה, מחסנים, מגרשי ספורט, מוסכים, אולמות ספורט, תאורת חוץ, רחובות, כבישים, שבילי, גינות ואולמות ייצור, מפיקות כ- 60-80 lm/W אך רק כאשר המנורה חדשה ולתקופה קצרה.

לאחר כשנה דועכת כמות התאורה לכדי 30-40 lm/W ולאחר שנתיים ויותר, עוצמת התאורה מגיע 15-20 lm/W.

ז"א כמות תפוקת האור מאוד נמוכה (צריכת החשמל נשארת גבוהה ועוצמת האור יורדת לרבע מעוצמתה ההתחלתית).

לעומת זאת היעילות האורית של תאורת לדים((LED המשווקים היום באופן מסחרי, מגיעים לערכים של 40-60 lm/W עבור לדים((LED באיכות הירודה ולערכים של 80-110 lm/W עבור לדים((LED באיכויות טובה ושל יצרנים ידועים.

היתרונות הרבים של תאורת הלדים((LED, כגון:

  1. חיסכון משמעותי בחשמל.
  2. קצב דעיכה לאורך שנים, קטן.
  3. אורך חיים גדול במיוחד (50,000 שעות ומעבר).
  4. אין צורך בתחזוקה כלל.
  5. כמות פליטת חום, נמוכה.
  6. אינו מכיל חומרים רעילים (כגון כספית המקובל היום ברוב המנורות).
  7. אינו פולט קרינת UV מזיקה.
  8. אינו פולט קרינה אלקטרו מגנטית.
  9. תחום גוונים של האור לבן, רחב (אור "חם" גוונים אדומים עד אור "קר" גוונים כחולים ואור יום).

תאורת לדים((LED הולכת ומחליפה את כל התאורות הקיימות היום, כגון: תאורת חוט הלהט, פלורוסנטים ומיני פלורוסנטים למיניהם, תאורת הכספית, מטל, נל"ג(תאורות הרחוב הכתומות), אינדוקציה.

קצב ההתפתחות של תאורת לדים((LED גובר על כל סוגי בתאורה הידועים כיום, ובעלי איכות ועוצמת האור הטובה ביותר ובחיסכון בעלויות החשמל והתחזוקה.

המבנה של הלד

הגביש (Chip):

מורכב ממוליך למחצה המאפשר לזרם חשמלי העובר דרכו להיות מומר לאנרגית אור ובנצילות הגבוה ביותר מבין מקורות האור הנמצאים היום בשימוש.

 


גודל רכיב גביש הלד, 0.45 מ"מ בלבד.

מבנה מכאני של הלד:


גביש הלד פולט האור, מורכב על בסיס מגשר תרמי המאפשר העברת חום ביעילות לבסיס האלומיניום וממנו למפזר החום של המנורה.

זרם חשמלי המגיע דרך המגעים מאפשר לגביש לפלוט את אור מפני שטח הרכיב כלפי העדשה, (בלדים לבנים, גוון האור: כחול) המופנה לעבר שכבת הפוספור ללא צורך ברפלקטור הגורם לבזבוז בכמות האור הנפלט מהרכיב ובסופו של דבר מגוף התאורה.

שכבת הפוספור ממירה את האור הכחול לשאר צבעי הקשת ובכך מייצרים את הצבע הלבן לגווניו השונים (מגוון "אור קר" עד "אור חם" לפי השימוש של גוף התאורה ונוחות המשתמשים). למשל הגוונים החמים טובים במקומות בהם הצבע הם בעלי משמעות, למשל בית דפוס והקרים בתעשייה שבהם חשוב העוצמה פחות מהגוון).

תפקידה של העדשה לרכז את זווית הקרנת האור מ-° 140(זווית בסיסית ברכיבי הלד) לעבר הזווית הרצויה לפי השימוש של גוף התאורה (אור ממוקד או מפוזר).

מאחר והאור היוצא רק בפני השטח של הגביש ולא מכל ההיקף (בדומה למנורת אגס) אין צורך בשימוש ברפלקטורים הפוגעים ביעילות משום והרפלקטורים לא מחזירים את כל האור ובמשך הזמן נפגם החזר האור מהציפוי.

  • מספר היצרנים ואיכות של רכיבי לדים בעולם, היא גדולה מאוד וחשוב לבחור את הלדים מיצרנים מוכרים שמקפידים על איכותי מוצר ובקרת איכות טובה.
  • במוצר בעל איכות נמוכה, כמות האור ההתחלתית טובה מאוד אך היא נחלשת לאחר פרק זמן עבודה יחסית קצר.
  • רק לאנשים עשירים יש את היכולת לקנות מוצר זול.

בחרת נכון! תקבל גוף תאורה בעוצמת תאורה רבה ובעלויות חשמל ותחזוקה נמוכים ולאורך שנים (באותה צריכת החשמל תקבל פי 8 עוצמת האור).