FotonMag

Přední japonský výrobce světelných i laserových diod Nichia vypustil do světa dvě nové neotřelé LED se speciálními pouzdry. V prvním případě se jedná o zvláštní krychlové pouzdro pro jemnější rozptýlení světla, v druhém případě je to RGB SMD čip se zvláštní zabudovanou optikou.

Podívejme se nejdříve na tu krychli, která vznikla především jako řešení pro specifický problém. Designéři různých lamp a osvětlení při své práci zpravidla operují s nějakým LED zdrojem, který má určitý úhel vyzařování a nerovnoměrné rozprostření světla, které je intenzivnější ve středu. Aby toto světlo dostali pod kontrolu, používají sekundární optiku, dejme tomu že nějakou plastovou plochu jakožto difuzér. Pokud chtějí, aby bylo světlo po celé ploše pěkně rozprostřené a nevytvářelo nechtěné vzory či „světelná kola“ kolem jednotlivých diod, pak musí nutně sáhnout po větší tloušťce materiálu.

Právě tuto problematiku se Nichia snažila vyřešit svou novou krychlovou LED NFSWL11A-D6, která má podle vlastních slov výrobce „horizontální světelnou distribuci“. Má vytvářet měkké „low-glare“ světlo, které obklopuje celé prostředí. Slibuje tak nové možnosti v oblasti designu světel, které by mohly přinést úspory v materiálu. To pak může v konečném důsledku umožnit třeba výrobu lehčího, a tudíž bezpečnějšího stropního osvětlení. V distribuci bude tato LED ve dvou variantách – v neutrální bílé a teplé bílé.

Druhá zmiňovaná LED rovněž řeší velmi specifický problém, kterým je tentokrát světelné znečištění. Jedná o SMD RGB LED, které mají sloužit v podstatě jako pixely pro velkoformátové displeje, jakými jsou například digitální billboardy. Díky speciálnímu pouzdru s čočkami má světlo vyzařovat převážně dopředu, nikoli nahoru k obloze ani dolů do očí kolemjdoucích. Vedle toho nový produkt slibuje – v porovnání s ostatními SMD – vysoký kontrast i za slunečného dne, skvělou věrnost barev při podhledu, zhruba poloviční spotřebu energie a již zmiňované omezení světelného znečištění.

Oproti jinému typu displejů, které pro jeden pixel používají tři standardní LED v samostatných pouzdrech (jejich výhodou je nízká spotřeba i nízké světelné znečištění), se jedná o mnohem lehčí a tenčí řešení. To může přinést významné úspory s ohledem na konstrukční řešení billboardů a jejich nosnost. Zdá se tedy, že nový čip od Nichie v sobě elegantně spojuje výhody obou technologií – běžných pouzder i SMD.

Zdroje: ledinside.com, nichia.co.jp

Přední japonský výrobce světelných diod, který v minulosti již mnohokrát přispěl k výraznému posunu světelných technologií kupředu, ohlásil další novinku. Jsou jí „HPS color“ LED s velice nízkou hodnotou barevné teploty 1800 K a mají sloužit zejména jako alternativa k vysokotlakovým sodíkovým výbojkám.

Ve světě LED takové hodnoty nejsou nijak běžné. Stávající LED osvětlení zpravidla míří nejníže k teplotě chromatičnosti 2700 K („teplá bílá“), což odpovídá starým wolframovým žárovkám, které byly ještě před svým zákazem oblíbené právě pro své příjemně vřelé světlo. Nové přírůstky v sériích 757 a 19 jdou tentokrát ještě o krok dál ke zmiňovaným sodíkovým výbojkám. Ty se díky svým vlastnostem dodnes používají zejména v indoor pěstování a díky nízkému světelnému znečištění také v okolí astronomických observatoří. Takto teplé osvětlení se rovněž může hodit například do kempů, neboť tolik nepřitahuje hmyz.

Nové diody přináší ve srovnání s výbojkami a zářivkami mnoho výhod. Hlavním problémem výbojek je obsah rtuti, což se LED samozřejmě netýká. Dalším významným parametrem je životnost, která je u lepších výbojek přes 20 000 h, zatímco LED od Nichia zaručuje 60 000 h. Výrazný rozdíl najdeme také v indexu podání barev (CRI) kdy LED dosahuje hodnot nad 70 Rₐ, zatímco sodíková výbojka má pouhých 5 Rₐ (ilustrativní srovnání na obrázku).

Výbojky se také velmi dlouho rozžínají (přes 5 minut) i zhasínají, což sice v mnoha aplikacích nehraje podstatnou roli, znemožňuje to však například použití pohybových čidel v méně frekventovaných oblastech. Ohledně světelné účinnosti jsou na tom oba zdroje světla zhruba obdobně, nová řada LED většinou dosahuje účinnosti kolem 125 lm/W, výbojky mají jen o pár jednotek až desítek méně. Výjimkou je pouze jeden produkt v nižší výkonnostní třídě ~0,2 W, který se může pyšnit solidní účinností 170 lm/W.

Zdroje: ledinside.com, led-ld.nichia.co.jp

Holandská společnost Signify, majitel značky Philips, oznámila novou řadu LED osvětlení MASTER UltraEfficient s velmi vysokou energetickou účinností. Ta je až o 50 % vyšší ve srovnání s předchozími modely výrobce, jedná se tedy o velmi prudký skok. Dle nových energetických štítků EU (aktualizovaných v roce 2021) řada UltraEfficient dosahuje nejvyšší energetické třídy A (dříve A++).

Podívejme se na konkrétní parametry. Nová řada osvětlení se pyšní velmi vysokou energetickou účinností 210 lm/W, což znamená, že za každý jeden watt dodaného příkonu vydá LED žárovka 210 lumenů světelného toku. Přitom účinnost stávajících průměrných LED světel, zejména těch levnějších, se pohybuje zhruba kolem polovičních hodnot, což v současnosti odpovídá energetické třídě E nebo F. Malé historické okénko: klasické wolframové žárovky měly energetickou účinnost pouhých 10 lm/W, zatímco kompaktní zářivky kolem 60 lm/W.

V portfoliu řady UltraEfficent najdeme celou řadu LED zdrojů pro různé využití v domácnosti i na pracovišti. Ekvivalenty klasických 40 W žárovek mají díky vysoké účinnosti reálný příkon pouhých 2,3 W. U 60 W ekvivalentů jsou to 4 W a u nejvyšších 100 W ekvivalentů 7,3 W. Vybírat lze z různých barevných teplot od velmi teplých 2700 K (srovnatelné s klasickou žárovkou) po chladnou bílou 4000 K (vhodnější pro práci a soustředění). Některé LED zdroje jsou navíc i stmívatelné

V řadě UltraEfficient nalezneme především designová LED světla v čirých baňkách různých tvarů s filamenty (oranžová „vlákna“), objevují se tam ale i obyčejnější produkty s mléčně bílým povrchem.

Ačkoli oficiální oznámení nové řady přišlo teprve nyní, světla jsou již několik měsíců v prodeji. Ve srovnání s průměrnými LED zdroji se pochopitelně jedná o poněkud dražší záležitost, na druhou stranu ale výrobce kromě energetické úspornosti slibuje také nominální životnost 50 000 h, tedy až násobně více než u průměrných produktů (standardem bývá 15 000 h). Na konci životnosti by měla žárovka vydávat alespoň 70 % světelného toku. Index podání barev (CRI) je 80.

Zdroje: ledsmagazine.com, lighting.philips.cz

Dezinfekce pomocí ultrafialového záření (zpravidla jde o krátkovlnné záření UVC) zažila velký boom zejména v souvislosti s globální pandemií covid-19. Od roku 2020 jsme se tak mohli setkat s mnoha zajímavými projekty využívající germicidní UVC LED, například pro dezinfekci vzduchu v místnosti, vlaků metra nebo bankomatů.

Není tedy pochyb o tom, že prodeje takovýchto germicidních UV (GUV) produktů najednou prudce stouply. Jak se teď ale ukazuje, ne všechny produkty označované výrobcem za germicidní splňují náležité technické parametry. Na časté nesrovnalosti upozornil v nové zprávě úřad CALiPER spadající pod americké ministerstvo energetiky, který testoval 13 světel označovaných výrobcem jako GUV.

Dva produkty například místo slibovan ého dezinfekčního UVC ve skutečnosti vyzařovali převážně jen dlouhovlnné UVA záření s minimálními dezinfekčními účinky, zatímco tři další dokonce nevyzařovaly ani to. Jiné produkty zase uváděly netestovatelné, protichůdné či nejednoznačné údaje o výkonu, případně používaly nesprávné jednotky či terminologii. Kromě toho se u produktů velmi lišila efektivita vyzařování, ačkoli někdy používaly ty stejné technologie.

Řešení tohoto problému se tak nabízí zejména ve vytvoření určitých průmyslových standardů ohledně dezinfekčních UVC světel, stejně jako ve vzdělávání výrobců a prodejců ohledně GUV technologií, jejich správného měření a správného uvádění technických parametrů. A ačkoli se tento velký problém momentálně provalil na americkém trhu, bylo by nejspíš zajímavé udělat takovýto průzkum i v EU.

Zdroj: led-professional.com, energy.gov

Rakouská společnost ams OSRAM oznámila vývoj speciálních fóliových LED. Svou technologii nazývá ALIOS™ a primárně s ní míří na designové osvětlení v automobilovém průmyslu. Dalších blíže neupřesněných produktů by se však dle vyjádření společnosti měli dočkat i koncoví zákazníci.

Technologicky se jedná o ohebné průhledné fólie, které jsou osázeny velkým množstvím mini-LED. OSRAM sice zatím neupřesnil žádné konkrétnější parametry, obecně se však mini-LED svou velikostí pohybují mezi mikro-LED a standardními LED v rozmezí 100-200 µm.

Tyto mini-LED jsou ve fólii navzájem propojeny velice úzkými vodiči, které jsou takřka neviditelné a nesnižují tedy znatelně průhlednost fólie. Mini-LED mohou být rozmístěny takřka libovolným způsobem do jakýchkoli tvarů. Díky průhlednosti fólií bude možné je i snadno vrstvit za sebe a vytvářet tak skutečně zajímavé 3D osvětlení.

A proč právě využití v automobilismu? Kromě již zmiňovaného designového využití má fóliové osvětlení umožňovat i animační efekty. Ty by například mohly tvořit specifickou signalizaci zatáčení či zastavení. V podstatě je možné vytvořit i jakékoli světelné vzory, symboly, obrazy nebo dokonce slova.

Na úvodním obrázku je zobrazen prototyp zadního světla, které je tvořeno třemi překrývajícími se ALIYOS™ fóliemi, což utváří zajímavý dojem hloubky. První auta s technologií ALIOYS™ by se mohla začít objevovat ke konci roku 2025, ams OSRAM momentálně čekají kroky schvalování bezpečnostních a kvalitativních standardů pro automobily.

Zdroj: led-professional.com

Pěstování rostlin ve sklenících vyžaduje značnou operační flexibilitu, aby toto rozvíjející se odvětví mohlo efektivně reagovat na rostoucí poptávku po lokálních potravinách, nedostatek pracovních sil či na výdaje spojené s energií. Situaci značně komplikuje i změna klimatu, která přináší nepředvídatelné změny počasí, vlny veder a také různé rostlinné škůdce a nemoci. I proto zde vzniká poptávka po flexibilním LED osvětlení.

Parametry stávající hortikulturních světel zpravidla nelze příliš měnit poté, co už jsou jednou nainstalovány. To může být problém zejména při změně pěstovaných plodin, při enviromentálních změnách a celkově pro vývoj odvětví jako takového.

Podstatnou změnu by však nyní mohla přinést právě umělá inteligence. Kombinace hortikulturního osvětlení s výkonným strojovým učením a analýzou dat může přinést značný posun. Celkový systém by tak mohl zautomatizovat procesy, zvýšit energetickou efektivitu a nabídnout různé „scénáře osvětlování“ plodin.

Umělá inteligence tak například může dynamicky přizpůsobovat intenzitu světla podle stávajícího slunečního záření, které zrovna svítí do skleníku, čímž ušetří energii. Také může přizpůsobit barevné spektrum světel podle biologických požadavků konkrétní vysazené plodiny i podle požadavků samotného pěstitele. Změna vlastností světla totiž výrazně ovlivňuje dozrávání, pigmentaci, chuťový profil a aroma plodin, stejně jako jejich náchylnost k nemocem.

Kromě samotného starání se o plodiny se také světelný systém s AI může do jisté míry postarat i sám o sebe. Rozpozná potenciální chyby nebo vyskytlé problémy a vydá pracovníkům skleníku výzvu k opravě nebo preventivní údržbě. V blízké budoucnosti se také předpokládá vznik uživatelsky přívětivého rozhraní (viz hlavní obrázek), pomocí kterého by šlo chytré osvětlení snadno ovládat a nastavovat.

Zdroj: ledsmagazine.com

Denní světlo a výhled z okna jsou podle zjištění mnoha studií důležité pro psychické zdraví a blahobyt. Bohužel ne vždy toho lze architektonicky dosáhnout, například ve vnitřním nemocničním pokoji nebo v kancelářích. Kdo někdy v takových prostorách bez oken pobýval, nejspíš ví, jak stísněně mohou působit. Alespoň částečnou náhradu může nyní poskytnout nová LED technologie Virtual Sun.

Za projektem stojí mladá společnost Innerscene sídlící v USA a Velké Británii, která byla založena před deseti lety právě za účelem vývoje „umělých oken“. Ačkoli tvůrci původně měli představu jakéhosi 3D displeje, který by promítal libovolnou scenérii, vývoj se nakonec vydal trochu jiným směrem a tvůrci se rozhodli zaměřit čistě na 3D iluzi modré oblohy se sluncem.

Při pohledu do těchto umělých oken má člověk dojem, že se za nimi skutečně rozprostírá široký prostor se sluncem. Při pohybu po místnosti zůstává z pohledu pozorovatele slunce „na místě“, tak jako by se chovalo skutečné slunce. Stejně tak i při kombinaci několika jednotek Virtual Sun vedle sebe má člověk spatřit jen jedno slunce, tak jako v realitě. Této iluze je dosaženo za pomocí tzv. Fresnelova hranolu.

Iluzi virtuálního slunce pak samozřejmě doplňuje náležité LED osvětlení. Jedná se o kombinaci rozptýleného světla (180°) a obdélníkového pruhu „slunečních paprsků“ (30°), který vrhá stíny. Pokud uživatel zapne mód cirkadiánního rytmu, pak virtuální slunce automaticky mění jas a barevnou teplotu světla v průběhu dne. Instalatéři dokonce mohou nastavit skutečnou polohu západu a východu slunce, podle které se jednotky budou řídit. V noci pak jednotky mohou vyzařovat měsíční paprsky se vzdáleným „měsícem“ na obloze.

V současnosti je komerčně dostupný model Virtual Sun A7. Teplota chromatičnosti se může pohybovat v rozmezí 3 000 K (ráno/večer) až 15 000 K (modrá denní obloha). Maximální světelný výstup je 5 624 lumenů. Při nejvyšším jasu jednotka spotřebovává 205 W. Každá z jednotek virtuálního slunce váží 37 kg a má rozměry 104 x 55 x 26 cm. Pro instalaci do stěny nebo stropu je proto zapotřebí patřičné hloubky. Cena je na dotázání přímo u společnosti Innerscene.

Zdroje: ledsmagazine.com, innerscene.com

Astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) zažijí za jeden pozemský den celkem 16 východů a 16 západů slunce. Jakkoli je tahle představa určitě krásná, velice tím trpí tzv. cirkadiánní rytmus člověka, který řídí nejen střídání spánku a pocitů bdělosti, ale i celou řadu jiných biologických procesů. Až do vynálezu žárovek a zářivek byl cirkadiánní rytmus úzce navázán na přirozené střídání dne a noci. Nejnovější technologie LED nicméně umožňují tento rytmus opět uměle navodit. Na ISS nyní putuje nový systém osvětlení tohoto typu.

Obecně se jedná o koncept human centric light, tedy osvětlení zaměřené na přirozené potřeby člověka. Na ISS už se s takovými světly experimentuje pár let, jedním ze základních nápadů je jednoduše proměnlivost světelných vlastností LED osvětlení na vesmírní stanici. Během „dne“ mají světla vyšší podíl modré složky, která aktivuje patřičné receptory v mozku. K večeru se naopak upřednostní teplejší barvy světla, které nebrání produkci hormonu spánku melatoninu.

Letos v srpnu nicméně z Floridy odstartuje Crew Dragon s nákladem zcela nového systému osvětlení, za kterým tentokrát stojí dánská společnost Saga Space Architects. Základ konstrukce je tvořen třemi facetami, z nichž každá vyzařuje světlo různých vlnových délek pod různými úhly. Jimi použité LED pochází od pekingské společnosti Yujileds, která se na cirkadiánní osvětlení přímo specializuje.

V čem je tato nová dánská jednotka výjimečná? Stávající systémy mají manuálně ovládaný jas a teplotu chromatičnosti. Nová jednotka na to jde trochu jinak. Ráno astronautům poskytne jasný „východ slunce“, bílé světlo se pak v průběhu dne různě proměňuje, aby nakonec večer poskytlo uklidňující „západ slunce“. Každý den se přitom bude světlo chovat trochu jinak, stejně jako i my tady dole na Zemi máme vlivem počasí den ode dne trochu jiné světlo. Alespoň částečně se tak kompenzuje monotónnost prostředí, které poskytuje vesmírná stanice na oběžné dráze.

Zdroje: ledsmagazine.com, saga.dk

Od vynálezu žárovky prošla osvětlovací technika obrovským vývojem. Revoluční změnou bylo především masové rozšíření LED, kterého jsme svědky již od začátku 21. století. Ve výhledu je nyní nová zásadní revoluce – využití umělé inteligence (AI) v ovládání velkých světelných systémů. Slibuje především vyšší úspornost energie i efektivnější využití lidské práce.

Centrální světelné ovládací systémy (lighting control system) mohou ovládat vše možné od venkovního osvětlení přes velké průmyslové haly až po jevištní osvětlení. Dnes už jsou většinou digitální a umožňují primárně plánovat zhasínání, stmívání a vypínání světel v závislosti na předem nastavených časech. Pokročilejí sytémy zahrnují i různé druhy senzorů. Aplikování standardizovaných digitálních kontrolních protokolů jako je DALI-2 D4i pak může poskytnout podpůrný rámec pro přidání umělé inteligence do těchto světelných ovládacích systémů.

Narozdíl od stávajících světelných systémů může AI poskytnout více možností, než je pouhé ovládání světel podle naplánovaných časů. Systémy AI mohou analyzovat obrovské množství dat v reálném čase a uzpůsobovat světelné nastavení v závislosti na obsazenost místností lidmi i na energetické spotřebě. Mnohou tak například mnohem lépe reagovat na časté změny ve využívání prostorů a světel.

Další změnu může AI přinést především v údržbě komplexních světelných systémů. Zatímco u stávajících systémů je třeba mnoho manuálních zásahů, zpravidla při poruchách nebo pravidelných prohlídkách, AI může předvídat potřebnou údržbu nebo náhradu přesně tehdy, kdy to je potřeba, zejména pak u LED driverů (napájecí zdroje konstantního proudu pro LED světla). To může šetřit náklady z hlediska redukce nečekaných poruch, lidské práce potřebné na údržbu a také zvýšením životnosti komponent efektivnějším řízením napájení.

Nicméně, použití AI pro světelné ovládací systémy se podle stávajících názorů vyplatí spíše jen pro skutečně veliké a komplexní světelné systémy. V menších systémech mohou zcela dostačovat stávající ovladače, ačkoli s rozvojem virtuálních asistentů by se něco takového mohlo dostat třeba i do domácností.

Zdroj: ledsmagazine.com

Foto: [1] ledsmagazine.com, [2] Nevada Sales Agency, [3] New Buildings Institute

Jeden z největších výrobců a vývojářů LED na světě, Lumileds sídlící v Kalifornii a Nizozemí, se rozhodl zaměřit na noční osvětlení. Snížením modré složky světla chce redukovat světelný smog, který má negativní účinky nejen pro profesionální a amatérské astronomy, ale zejména pro mnoho živočichů a rostlin. Lumileds svou novou LED technologii nazval NightScape, v překladu „noční scéna“.

Stávající výzkumy naznačují, že za zhoršujícím se světelným znečištěním skutečně stojí zejména stále rostoucí množství modrého světla vyzařovaného z pouličních lamp. Dnešním požadavkem na venkovní osvětlení je tak kromě co nejlepší efektivity právě i snížení modré složky spektra. Takovou vlaštovkou v tomto směru byla iniciativa na druhém největším havajském ostrově Maui (cca 170 000 obyvatel). Zdejší vedení vydalo zvláštní nařízení o ochraně temné noční oblohy. Všechna venkovní světla s výjimkou neonů nyní nesmí vyzařovat více než 2 % modré složky. A právě tuto hranici si za svou zvolili i vývojáři v Lumileds.

Lumileds rozhodně není první, kdo se o takové osvětlení pokouší. Už před lety jsme mohli zaznamenat například noční osvětlení přátelské k netopýrům a vícero výrobců již přišlo se svou řadou LED s nízkým podílem modré složky. Podle Lumileds je však většina z nich stále ještě nevyhovujících. Mohou sice splňovat onu pomyslnou dvouprocentní hranici, v jiných parametrech ale selhávají. Těmi parametry jsou především efektivita, barevná teplota (CCT), index podání barev (CRI), barevný gamut (Rg) a barevná věrnost (Rf).

Podle vyjádření mluvčího Lumileds se produkce nových LED s NightScape optimalizací rozjede už tento rok v září. Budou jimi diody LUXEON 3030 HE Plus a LUXEON 5050 Square LED.

Zdroj: ledsmagazine.com