FotonMag

Vnitřní pěstování klade poměrně specifické požadavky na umělé osvětlení. Pěstitelé kromě různých spektrálních požadavků, které se liší podle konkrétních druhů i odrůd plodin, vyžadují především vysokou efektivitu a dlouhou životnost – dvě věci, které se v tomto podnikání významně propisují do vstupních nákladů. Vzhledem k podmínkám při pěstování je také požadována odolnost vůči často používané a silně korozivní síře.

Přední světový výrobce světelných diod Cree proto přišel s novými produkty a upgrady do svého poměrně širokého portfolia hortikulturních LED. V produktové řadě Cree S Line tak přibyly různé nové přírůstky:

• XP-G3 Photophyll™ Select S Line (modrá a zelená část spektra)
• XP-G3 Royal Blue S Line (modré 450 nm světlo)
• XP-E2 Far Red S Line (červené 730 nm světlo)

Kromě toho, již existující červená LED XLamp XP-G3 Photo Red S line se dočkala vylepšení efektivity až o 14 %. To se možná na první pohled nemusí zdát příliš, nicméně v tomto odvětví, které je velmi citlivé na ceny energií a jejich výkyvy, se za tímto číslem skrývají nezanedbatelné úspory.

Zdroje: ledinside.com, cree-led.com

Světově největší výrobce LED, japonská Nichia, nyní uvádí na trh dvě nové UV LED s dominantní vlnovou délkou 308 nm (UV-B záření) a 330 nm (UV-A záření). Doplňuje jimi své „ultrafialové portfolio“, kde už figurují diody s vlnovou délkou 280 nm, 365 nm a 405 nm.

Všechny zmiňované vlnové délky se používají v ultrafialových ozařovacích zařízeních pro různé účely, zejména v oblasti medicíny a agrikultury. Například nová UV-B LED 308 nm poskytuje takové záření, které již podporuje vznik vitamínu D v kůži a také má své využití ve vnitřním pěstování pro kontrolu rostlinných chorob a škůdců.

V mnoha oblastech využití UV zdrojů se dodnes používají vysokotlaké sodíkové výbojky, jejichž hlavním problémem není ani tak jejich vyzařovací efektivita (ta je víceméně srovnatelná s LED) jako spíše obsah rtuti. Nové UV LED proto za ně poskytují skvělou náhradu. Jejich malé rozměry 3,5 x 3,5 mm navíc umožňují instalaci hustě osázeného světelného zdroje.

Zdroje: ledinside.com, nichia.co.jp

Německá společnost trinamiX, jež se zaměřuje na vývoj v oblasti spektroskopie a biometriky, v současnosti pracuje na speciálním spektroskopickém modulu, který by se vešel do mobilu. Díky němu by uživatelé mohli snadno kontrolovat některé své zdravotní indikátory (biomarkery).

Spektroskopie jako taková je poměrně široký fyzikální obor, který nalezl zajímavé využití i v biomedicíně. Díky spektroskopii mohou lékaři například monitorovat koncentraci hemoglobinu v krvi, rychle odhalit krvácení do mozku, nebo třeba zjišťovat určitá data o svalech nebo nádorech. Do jisté míry se jedná o neinvazivní náhradu za laboratorní rozbory krve nebo dokonce funkční magnetickou rezonanci (fMRI), ačkoli tyto diagnostické metody nedokáže zcela nahradit. A právě tuto technologii se trinamiX snaží maximálně zmenšit a poskytnout laické veřejnosti.

Pro spolupráci si trinamiX vybral předního výrobce světelných diod LUMILEDS, který poskytuje svou expertízu i vhodné infračervené LED vyzařující tzv. blízké infračervené záření (tzn. blízko viditelného spektra v rozmezí vlnové délky 0,76–1,4 µm). Americká společnost VIAVI, zaměřená mimo jiné na optické inovace, zase dodává vysoce citlivé infračervené detektory, jež snímají záření odražené od těla. Posbíraná data pak zpracovává vysoce výkonný telefonní čipset Qualcom Snapdragon 8 Gen 3, který jako první svého druhu dokáže podporovat generativní umělou inteligenci.

V některých oblastech zdraví by mohla tzv. spotřebitelská spektroskopie nahradit poměrně zdlouhavý proces odběru krve a laboratorního rozboru. Zatím není přesně známo, co všechno bude zařízení „umět“, v tiskových zprávách se prozatím mluví zejména o indikaci hydratace, zdraví pokožky, svalového výkonu a prediabetu.

Zdroje: ledinside.com, lumileds.com, trinamixsensing.com

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

Jedním ze zvláštních důsledků pandemie covidu-19 je dnes mimo jiné výraznější přehodnocení využití kancelářských prostor. Mnoho pracovníků během lockdownů pracovalo z pohodlí domova a aby je po konci pandemie firmy nalákaly zpět, mnoho zaměstnavatelů se rozhodlo zlepšit pracovní prostředí. Přitom právě osvětlení v tom hraje zásadní podíl, neboť jeho kvalita má podstatný vliv na produktivitu, zdraví a celkové rozpoložení pracujících.

Přitom již v roce 2017 upozorňovala Americká společnost interiérových designérů ve spolupráci s Cornellskou univerzitou a Innovative Workplace Institute na významný dopad designu kanceláří na chování a výkonnost. Z jejich společných studií vyšlo najevo, že 68 % zaměstnanců nebylo spokojeno s osvětlením ve své kanceláři.

Ideálním zdrojem světla je samozřejmě denní sluneční světlo, ne všechny kancelářské prostory však umožňují mít všechny stoly hned u okna. Často je nutné se spolehnout na umělé osvětlení.  Dobře se ví, že umělé bílé světlo sice zvyšuje naši aktivitu a je tedy nejlepší pro práci, na druhou stranu však není přirozené mu být vystaven 8 nebo i více hodin v kuse.

Čím dál více se tak dneska osvojuje koncept tzv. osvětlení zaměřeného na člověka (human-centric light), které se přizpůsobuje přirozeným fyzickým potřebám. Jako vhodné se v tomto ohledu jeví především to osvětlení, která při zachování stejného jasu umožňuje regulovat teplotu chromatičnosti (tj. barvu světla), a to nejlépe tak, aby světlo sledovalo přirozenou spektrální křivku, jak ukazuje graf. V průběhu dne se tak například může teplota osvětlení postupně měnit ze studeného světla 6500 K až k večernímu teplému osvětlení 2700 K, jak ukazují dvě fotky napravo.

Již několik studií (viz například náš starší článek) prokázalo, že zaměstnanci pracující pod takovýmto osvětlením vykazují vyšší produktivitu a zároveň popisují lepší pocit z prostředí, více energie a lepší zdraví. Někdy se tak k benefitům vhodného osvětlení připisuje i nižší absence v práci. Čím dál více firem proto dnes volí tento nový typ osvětlení do svých prostorů, k čemuž výrazně přispívá i neustálé klesání pořizovacích nákladů na LED osvětlení.

Zdroj: architecturalssl.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

Rozvoj technologií LED v posledním desetiletí umožnil nejen pěstování plodin v interiéru (hortikultura), momentálně už slouží i na rybích farmách (akvakultura). Nový vývoj v oblasti akvakulturních LED nyní ohlásila nizozemská společnost Signify, která mimo jiné produkuje osvětlení pod značkou Philips. Podle Signify má osvětlení velký význam pro zvýšení produkce i prosperity chovaných ryb, jako je losos, okoun či pražma.

Podobně jako rostliny pěstované uvnitř vyžadují velice specifické světelné podmínky, nejinak je tomu i rybích farem, ať už se nachází na pevnině nebo na moři. Zatímco plodiny vyžadují především správný poměr červené složky světelného spektra, u akvakultury je zase třeba myslet na specifické podmínky šíření světla pod vodou, na citlivost rybího zraku a na působení světla na rybí fotoreceptory šišinky mozkové, které ovlivňují jejich aktivitu. Signify při vývoji akvakulturních LED technologií spolupracuje s univerzitami (Stirling University, Bergen university) a financuje doktorandské a postdoktorandské programy.

Nové akvakulturní LED osvětlení Philips tak slibuje díky optimalizovanému kontrastnímu poměru zejména nižší poměr konverze krmiva na výsledné maso (tzv. feed conversion ratio). Rybí krmivo pokryje až 50 % provozních nákladů a čím nižší je tento poměr, tím lépe pro chovatele. Osvětlení má také pomalý náběh rozsvícení i stmívání, což má redukovat stres ryb. Losos je také za pomocí umělého osvětlení udržován v kontinuálním stavu léta, aby se zabránilo tření a zachovala se chuť a textura typická pro fázi růstu.

Obzvláště u mořského chovu ryb se světla instalují do hloubky přes 5 metrů pod hladinou. To má za následek, že ryby plavou spíše v nižších hloubkách a vyhýbají se tak těm úrovním, kde se nachází rybí parazité. U norského lososa chovaného na farmách přitom stojí „odvšivení“ ryb až 10 % provozních nákladů. A nakonec, instalace světel do větších hloubek také redukuje světelné znečištění.

Zdroj: ledinside.com