TƯ VẤN
Kiến thức về đèn led
Ngày nay với sự phát triển như vũ bão của công nghệ Led, .vậy làm thế nào để hiểu thêm về chúng. Chúng tôi cung cấp cho bạn các khái niệm và thuật ngữ cơ bản có thể giúp bạn hiểu về công nghệ Led nhé!
Nếu bạn đang quan tâm đến các sản phẩm đèn chiếu sáng, đặc biệt là đèn LED, bạn sẽ thấy chúng có rất nhiều các thông số không tồn tại trước đây đối với bóng đèn truyền thống.
Bài viết này là căn bản về các khái niệm và thuật ngữ trong chiếu sáng mà bạn có thể cần hiểu để chọn đèn hoặc tìm hiểu kiến thức về chiếu sáng.
1. Lumen: Đơn vị của quang thông; thông lượng được phát ra trong phạm vi một đơn vị góc chất rắn bởi một nguồn điểm với cường độ sáng đều nhau là một Candela. Nói một cách đơn giản là tổng lượng ánh sáng phát ra bởi nguồn sáng.
2. Lux: Đây là đơn vị đo theo hệ mét cho độ chiếu sáng của một bề mặt. Độ chiếu sáng duy trì trung bình là các mức lux trung bình đo được tại các điểm khác nhau của một khu vực xác định. Một lux bằng một lumen trên mỗi mét vuông (1 lux = 1 lumen / m2).
3. Nhiệt độ màu (CCT)
Nhiệt độ màu, được thể hiện theo thang tính Kelvin (K) là biểu hiện màu sắc của đèn và ánh sáng mà nó phát ra.
Tưởng tượng một tảng sắt được nung đều cho đến khi nó rực lên ánh sáng da cam đầu tiên, và sau đó là vàng, và tiếp tục cho đến khi nó trở nên “nóng trắng”
Tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình nung, chúng ta có thể đo được nhiệt độ của kim loại theo độ Kelvin ( độ C + 273) và gán giá trị đó với màu được tạo ra.
Đây là nền tảng lý thuyết về nhiệt độ màu. Đối với đèn nóng sáng, nhiệt độ màu là giá trị “thực”; đối với đèn huỳnh quang và đèn có ống phóng điện cao áp (HID), giá trị này là tương đối và vì vậy được gọi là nhiệt độ màu tương quan.
Trong công nghiệp, “nhiệt độ màu “ và “nhiệt độ màu tương quan” thường .có thể được sử dụng hoán đổi cho nhau.
Nhiệt độ màu của đèn làm cho đèn trở thành các nguồn sáng “ấm”, “trung tính” hoặc “mát”. Nói chung, nhiệt độ càng thấp thì nguồn càng ấm, và ngược lại.
4. Độ hoàn màu (CRI)
Khả năng hoàn màu bề mặt của nguồn ánh sáng có thể được đo một cách rất tiện lợi bằng chỉ số hoàn màu. Chỉ số này dựa trên tính chính xác mà chiếc đèn được xem xét mô phỏng một tập hợp các màu kiểm tra so với. chiếc đèn mẫu, kết quả của độ phù hợp hoàn hảo là 100. Chỉ số CIE có một số hạn chế nhưng vẫn là đơn vị đo đặc tính hoàn màu của nguồn ánh sáng được công nhận rộng rãi nhất.
5. Hiệu suất tải lắp đặt: Đây là độ chiếu sáng duy trì trung bình được cung cấp trên một mặt phẳng làm việc ngang trên mỗi Oát công suất với độ chiếu sáng nội thất chung được thể hiện bằng lux/W/m².
6. Hệ số hiệu suất tải lắp đặt: Đây là tỷ số của hiệu suất tải mục tiêu và tải lắp đặt.
7. Nguồn phát sáng: Bộ đèn là một đơn vị phát sáng hoàn chỉnh, bao gồm một hoặc nhiều đèn cùng với các bộ phận được thiết kế để phân phối ánh sáng, định vị và bảo vệ đèn, và nối đèn với nguồn điện.
8. Độ cao lắp đặt: Độ cao của đồ vật hay đèn so với mặt phẳng làm việc.
9. Hiệu suất phát sáng danh nghĩa: Tỷ số giữa công suất lumen danh nghĩa của đèn và tiêu thụ điện danh nghĩa, được thể hiện bằng lumen trên oát
10. Chỉ số phòng : Đây là một hệ số thiết lập quan hệ giữa các kích thước dự kiến của cả căn phòng và độ cao giữa bề mặt làm việc và bề mặt của đồ đạc.
11. Hiệu suất tải mục tiêu: Giá trị của hiệu suất tải lắp đặt được xem là có thể đạt được với hiệu suất cao nhất, được thể hiện bằng lux/W/m².
12. Hệ số hiệu suất tải lắp đặt: Đây là tỷ số của hiệu suất tải mục tiêu và tải lắp đặt.
13. Nguồn phát sáng: Bộ đèn là một đơn vị phát sáng hoàn chỉnh, bao gồm một hoặc nhiều đèn cùng với các bộ phận được thiết kế để phân phối ánh sáng, định vị và bảo vệ đèn, và nối đèn với nguồn điện.
14. Độ cao lắp đặt: Độ cao của đồ vật hay đèn so với mặt phẳng làm việc.
15. Hiệu suất phát sáng danh nghĩa: Tỷ số giữa công suất lumen danh nghĩa của đèn và tiêu thụ điện danh nghĩa, được thể hiện bằng lumen trên oát
16. Chỉ số phòng: Đây là một hệ số thiết lập quan hệ giữa các kích thước dự kiến của cả căn phòng và độ cao giữa bề mặt làm việc và bề mặt của đồ đạc.
17. Hiệu suất tải mục tiêu: Giá trị của hiệu suất tải lắp đặt được xem là có thể đạt được với hiệu suất cao nhất, được thể hiện bằng lux/W/m².
18. Hệ số sử dụng (UF): Đây là tỷ lệ của quang thông do đèn phát ra tới mặt phẳng làm việc. Đây là đơn vị đo thể hiện tính hiệu quả của sự phối hợp chiếu sáng.
19. Quang thông và cường độ sáng:
Đơn vị quốc tế của cường độ sáng I là Candela (cd). Một lumen bằng quang thông chiếu sáng trên mỗi mét vuông (m2) của một hình cầu có bán kính một mét (1m) khi một nguồn ánh sáng đẳng hướng 1 Candela (nguồn phát ra bức xạ đều nhau tại mọi hướng) có vị trí tại tâm của hình cầu.
Do diện tích của hình cầu có bán kính r là 4πr2, một hình cầu có bán kính là 1m có diện tích là 4πm2 nên tổng quang thông do nguồn 1 – cd phát ra là 4π1m.
Vì vậy quang thông do một nguồn ánh sáng đẳng hướng có cường độ I sẽ được tính theo công thức:
Quang thông (lm) = 4π × cường độ sáng(cd)
Sự khác nhau giữa lux và lumen là lux phụ thuộc vào diện tích mà quang thông trải ra. 1000 lumen, tập trung tại một diện tích một mét vuông, chiếu sáng diện tích đó với độ chiếu sáng là 1000 lux. Cũng 1000 lumen chiếu sáng trên diện tích mười mét vuông sẽ tạo ra độ chiếu sáng mờ hơn, chỉ có 100 lux.
20. Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương
Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương xác định quan hệ giữa cường độ sáng từ một điểm nguồn và khoảng cách.
Định luật phát biểu rằng cường độ ánh sáng trên mỗi đơn vị diện tích tỷ lệ nghịch với bình phương của khoảng cách tính từ nguồn (về bản chất là bán kính).
E = I / d 2
Trong đó E = độ chiếu sáng, I = cường độ sáng và d = khoảng cách
Một cách viết khác đôi khi thuận tiện hơn của công thức này là:
E1 d1² = E2 d2²
Khoảng cách được đo từ điểm kiểm tra đến bề mặt phát sáng đầu tiên – dây tóc của bóng đèn trong, hoặc vỏ thủy tinh của bóng đèn mờ.
Ví dụ: Nếu đo cường độ sáng của một bóng đèn tại khoảng cách 1,0 mét được 10,0 lm/m² thì mật độ thông lượng tại điểm chính giữa của khoảng cách đó sẽ là bao nhiêu?
Lời giải: E1m = (d2 / d1)² * E2
= (1.0 / 0.5)² * 10.0
= 40 lm/m²
Phân biệt chip Led giữa Cree, Luxeon, Bridgelux và Epistar
Chất lượng ánh sáng của LED được đánh giá qua thông số CRI. CRI viết tắt của Colour Index Rendering, là một thước đo chất lượng của ánh sáng.
CRI của một ngọn đèn được tính trên thang điểm từ 0 đến 100, với 100 là chất lượng tốt nhất, có nghĩa là ngọn đèn cho ta ánh sáng như ánh sáng ban ngày.
Nichia
Nichia là hãng đầu tiên phát minh ra Blue Led dựa trên nền GaN, từ đó mở ra một kỷ nguyên mới cho việc chiếu sáng bằng đèn LED nhờ việc dễ dàng tạo ra ánh sáng trắng thông thường bằng cách phối trộn
Blue Led với ánh sáng vàng của vật liệu Phospho.
Chất lượng Led của Nichia luôn dẫn đầu thế giới nhờ tính kỷ luật và yêu cầu khắt khe của người Nhật và sự đầu tư nghiêm túc vào hoạt động R&D.
Cree
Cree một thương hiệu đến từ Mỹ và được xếp vào loại chất lượng rất cao. LED của Cree có chỉ số CRI là 80-85. Nhiệt độ màu được thực hiện trong một phạm vi lớn hơn. Ví dụ: Ánh sáng ấm của LED trong phạm vi 2650 ~ 3200K thay vì tiêu chuẩn 2700-3000K.
Luxeon
Đây là một dòng sản phẩm của Philips, Luxeon LED chip được xếp vào loại có chất lượng rất ổn định và có chỉ số CRI là 80-85.
Bridgelux
Bridgelux một thương hiệu đến từ Mỹ và được xếp vào loại có chất lượng rất ổn định. CRI khác nhau giữa các loại ánh sáng và có giá trị CRI là 75-85.
Epistar
Espistar là nhà sản xuất LED chip lớn nhất của Đài loan và LED được sản xuất đảm bảo về chất lượng. Led của Epistar được xếp vào loại có chất lượng tốt. Các đèn LED có độ sáng tiêu chuẩn và có giá trị CRI là 80.
So sánh công nghệ đèn LED: COB và SMD
Mẫu đèn LED đầu tiên, cũng như là mẫu đèn mà chúng ta nghĩ đến nhiều nhất khi nhắc đến đèn LED đó chính là Đèn LED Dual In-Line Package (DIP), được phát triển bởi Nick Holonyak vào năm 1962.
Hiện nay, có rất nhiều kiểu đóng gói đèn LED sẵn có trong ngành công nghiệp chiếu sáng trong đó 2 công nghệ phổ biến nhất đó chính là: Surface Mounted Diode (SMD) và Chip-on-Board (COB). Những kiểu đóng gói này thường gồm 3-9 con diode phát quang trên mỗi chip và có hiệu suất phát quang (lumen trên watt) cao hơn nhiều lần đèn LED DIP.
Điều gì làm cho LED SMD và COB khác với LED DIP? Có thực sự khác biệt đáng chú ý về hiệu năng và ứng dụng? Đọc tiếp để tìm hiểu nhé!
Chip LED SMD
So sánh với LED DIP, chip LED SMD có thiết kế phẳng hơn, với tuổi thọ cao hơn và sử dụng ít năng lượng hơn đến 70%.
Hơn thế nữa, với tính năng mạnh mẽ về RGB cho phép chiếu sáng với sự kết hợp 16 triệu màu sắc khác nhau.
Chip SMD có nhiều chân cắm hơn LED DIP – đôi khi số chân cắm có thể lên đến 4 hoặc 6, phụ thuộc vào số lượng diode trên mỗi chip.
Trong ứng dụng kiểu đóng gói này có thế thường tìm thấy trong dây đèn, đén báo hiệu, đèn LED High Bay và đèn pha LED, tạo ra khoảng 6 lumens trên mỗi con diode trên mỗi chip.
Từ quan điểm sản xuất, chip LED SMD được tạo ra với nhiều thiết kế khác nhau. Kích thước phổ biến nhất là SMD 3528 (chip rộng 3,5mm) và chip SMD 5050 (chip rộng 5mm).
Chip SMD được sản xuất sử dụng các lớp nano sapphire và chất dẻo gallium được cắt và liên kết với tấm nền ceramic.
Chip LED COB
Những hạn chế của LED SMD đã mở ra kỷ nguyên của LED COB.
Để bắt đầu, phong cách đóng gói hiện đại có khả năng chứa được hơn 9 điốt cho mỗi con chip, giúp cải thiện đáng kể chất lượng của chúng.
Hơn nữa, loại đèn LED này chỉ dựa vào một mạch và hai tiếp điểm – mà không tính đến số diode (thiết kế mạch đơn). Một nhược điểm lớn trong việc sử dụng kiểu đóng gói này là thiếu các tính năng thay đổi màu sắc.
Khi sản xuất, chip LED COB có thể rẻ hơn 10% so với LED SMD. Chi phí lao động và vật liệu chiếm khoảng 15% tổng chi phí sản xuất, trong khi COB LED chỉ cần 10%.
Trong ứng dụng, kiểu đóng gói này rất hữu ích cho việc cung cấp một lượng lớn lumen ở công suất cao.
Các nhà máy, bến cảng, bến và kho bãi phân phối là những ví dụ về các cơ sở công nghiệp có thể có lợi từ đèn LED COB.
Các thành phố cũng có thể sử dụng loại đèn LED này để hỗ trợ hệ thống chiếu sáng đường phố, bãi đậu xe và các thiết bị ngoài trời khác đòi hỏi sự lan truyền rộng khắp ánh sáng của vị trí.
Cuối cùng, đèn LED COB ít bị lỗi khi hoạt động trong môi trường nóng, so với LED SMD. Đây là một lợi thế rất lớn cho các cơ sở công nghiệp hoạt động với nhiệt độ cao thường xuyên.
So sánh khi sử dụng cho đèn chiếu sáng
Chip LED SMD do có kích thước nhỏ và nhiều con trên một bộ đèn nên yêu cầu độ chính xác cao, do đó yêu cầu các máy móc và thiết bị hiện đại. Rất nhiều công đoạn hiện đại mà các công ty sản xuất tại VN chưa đủ năng lực đầu tư và thực hiện.
Ngoài ra do có nhiều chân cắm nên, công nghề này phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của bo mạch, mà đại đa số bo mạch cho chip LED này sản xuất tại Trung Quốc không đảm bảo về chất lượng. Khi hỏng quá trình thay đổi mạch, thay đổi chip LED rất phức tạp và tốn kém.
Chip LED COB có kích thước lớn dễ lắp đặt, hàn cơ khí như thông thường. Công nghệ đóng gói này không cần bo mạch như công nghệ đóng gói SMD. Quá trình thay thế sửa chữa các bộ phận đơn giản không tốn thời gian và công sức.
Đèn LED SMD có độ hoàn màu cao (CRI) có thể lên đến 90. Nhưng bên cạnh đó do có nhiều chip phát sáng trên cùng một bộ đèn nên có thể tạo ra hiệu ứng đổ nhiều bóng gây khó chịu cho người sử dụng.
Đèn LED COB độ hoàn màu (CRI) có thể vượt trên 85. Do chỉ sử dụng một con chip LED duy nhất nên hiệu ứng bóng đổ giống như với đèn truyền thống.
Tuổi thọ chip LED SMD có thể lên đến 100.000 giờ nhưng tuổi thọ của bộ đèn phụ thuộc nhiều vào chất lượng sản xuất.
Tuổi thọ của đèn sử dụng chip LED COB dễ dàng lên đến 100.000 giờ vì không phụ thuộc nhiều vào các nguyên vật liệu khác trong bộ đèn.
Do chip LED SMD nhiều chip LED tách rời và có khoảng các nên sự giải nhiệt sẽ diễn ra tốt hơn so với chip LED COB.
Những yếu tố về quang thông và ánh sáng tương tự như phần đã đề cập ở trên đèn LED COB sáng hơn so với đèn SMD. Và màu sắc thay đổi thì lại là thế mạnh của SMD.
Tổng quan về tất cả những yếu tố kể trên bạn có thể thấy sử dụng đèn LED COB sẽ có nhiều ưu thế hơn, đặc biệt là trong chiếu sáng công nghiệp.
Cả lợi ích cho khách hàng và cả lợi ích cho nhà sản xuất. Đèn COB dễ sản xuất hơn, dễ sửa chữa hơn, và giá thành rẻ hơn so với đèn sử dụng chip LED SMD.
Những điều cơ bản trong ngành chiếu sáng
Lumens: Lumens là đơn vị của ánh sáng, có nghĩa là lượng ánh sáng. Nếu bóng đèn có nhãn 90 lumens/watt, điều này tương đương với sản lượng ánh sáng đầu ra sẽ là 90 nhân tổng watt của bóng đèn đó.
Không phải tất cả chúng đều là ánh sáng khả dụng, bởi một số bị lãng phí trong quá trình chiếu, phản xạ và khuếch tán.
Lux: Lux là đơn vị đo lumens trên mét vuông. Nó được gọi là Illuminance. Nó có thể được đo bằng các thiết bị đơn giản và không quá tốn kém.
CCT (viết tắt của Correlated Color Temperature)/ Nhiệt độ màu: Nhiệt độ màu là một khái niệm được rút ra từ định luật bức xạ của Plack. Có ba mức độ nhiệt độ màu:
- Trắng ấm (2700-3000K): Màu vàng và xu hướng hướng về bóng đổ màu đỏ. Loại ánh sáng này có thể được sử dụng trong các nhà hàng, khách sạn, cửa hàng ăn uống, phòng khách và phòng chức năng,…
- Trắng trung tính (4000K +): Đó tương tự như ánh sáng tự nhiên vào giữa trưa, thường được sử dụng trong chiếu sáng văn phòng, trường học, phòng học, triển lãm, thư viện…
- Trắng lạnh (6000K +): Ánh sáng tán xạ có màu hơi xanh, phù hợp để sử dụng trong không gian mở lớn: đường phố, bãi đỗ xe, tầng hàm và nhiều không gian khác.
CRI (viết tắt của Color Rendering Index): là Chỉ số hoàn màu, điều này xác định chất lượng của nguồn sáng. Hỗn hợp của các màu đỏ, xanh lá cây và xanh làm nên độ hoàn hảo của ánh sáng.
Bất kỳ khiếm khuyết nào cũng sẽ dẫn đến chất lượng hoàn màu kém. Nói chung, chỉ số này càng thấp thì bạn càng khó nhìn thấy vật một cách trung thực. Chỉ số CRI càng cao cho thấy chất lượng ánh sáng càng tốt. RA> 80% được coi là CRI tốt.
Về việc sử dụng đèn:
Chúng ta sẽ phân chia đèn chiếu sáng ra làm 2 nhóm. Nhóm đầu tiên là những chiếc đèn dùng với mục đích để học, đọc, làm việc, quan sát, kiểm định…
Hay nói cách khác chúng trực tiếp phục vụ hoạt động của con người. Ta gọi loại đèn này là đèn dân dụng. Nhóm còn lại là đèn trang trí.
- Đèn dân dụng
Ánh sáng cần được cung cấp đầy đủ để thực hiện những chức năng nhất định. Nhiệt độ màu (CCT) và chỉ số hoàn màu (CRI) quan trọng đối với ánh sáng từ đèn chiếu loại này. Dưới đây sẽ là một số ví dụ yêu cầu về Lux ở những địa điểm khác nhau:
Nhà bếp yêu cầu 250 đến 500 lux, trong khi showroom hoặc cửa hàng yêu cầu 500-1000 lux. Nếu bạn không thể đo lux, bạn có thể tính toán xấp xỉ lux bằng cách sử dụng một số phép toán.
Lấy ví dụ: một cửa hàng có diện tích 18 m². Để cung cấp được 1000 lux chúng ta phải tính lumens.
Lumens = Lux * Sq.mt
Lumens = 1000 * 18 = 1800.
Giờ chúng ta có thể ước tính số lượng đèn. Nếu bạn sử dụng đèn 20W (2000 lumens), thì phải lắp đặt 9 đèn để đủ chiếu sáng. Nếu bạn sử dụng đèn 10W (1000 lumens), thì sẽ cần đến 18 bóng đèn.
Ánh sáng cần được cung ứng đầy đủ để đáp ứng chức năng của khu vực được chiếu sáng
Đây là danh sách một số địa điểm và mức độ ánh sáng tối thiểu được khuyến nghị:
| Khu vực | Loại hình công việc | Lux yêu cầu |
| Phòng khách | Nói chung | 150 |
| Khu vực thư giãn, đọc, viết,… | 1000 – (500) | |
| Bếp | Nói chung | 150 |
| Bồn rửa, bàn bếp | 500 – (250) | |
| Phòng ngủ | Nói chung | 150 |
| Khu vực gương, giường của trẻ. | 200 – (70) | |
| Hành lang-cầu thang | 150 | |
| Khu vực đỗ xe | 150 | |
| Sân bóng | 750 |
Đèn chiếu sáng chức năng ngoài trời thì không theo một yêu cầu cụ thể nào, nó còn tùy thuộc vào công trình. Ví dụ như một vài con đường sử dụng đèn đường 20W nhưng có những địa điểm khác lại sử dụng đèn đường 50W;
một số dự án lắp đặt cột đèn vơi khoảng cách 15m nhưng một số khác lại được lắp đặt ở khoảng cách 30m,… Như vậy, việc dùng đèn chiếu sáng ngoài trời còn tùy thuộc vào công trình.
Thực tế thì cột đèn hay các yếu tố khác còn tùy thuộc nhiều vào mong muốn của khách hàng.
- Đèn trang trí
Đèn trang trí nhìn chung không cần phải tính toán. Chúng mang tính nghệ thuật và thể hiện sự sáng tạo của nhà thiết kế nội thất cũng như chủ nhân công trình.
Loại đèn này ít đóng góp vào việc chiếu sáng, tuy nhiên cũng có nhiều trường hợp nhà thiết kế sử dụng chúng với mục đích tương tự như các đèn chức năng.
Đèn trang trí thường có màu trắng ấm và sử dụng mức điện năng thấp. Chúng thường được lắp đặt ở các khu vực như: trần, kết cấu tường, khung ảnh, các tác phẩm nghệ thuật và một vài khu vực đặc thù khác…
Đèn trang trí có thể là đèn nhiều màu, đèn animation hay đèn disco. Những chiếc đèn này có nhiều màu sắc, rất sinh động.
