Почему не делают белые светильники без люминофора на основе RGB?

Question

[romvup]

Фитолампы используют красные и синие светодиоды. Плюс очевиден - нет люминофора, значит эффективность и срок службы выше. Зелёные светодиоды не добавляют, якобы зеленый не нужен для фотосинтеза, хотя есть статьи утверждающие обратное. Но если бы в фитолампы добавляли зелёные светодиоды, был бы более полный спектр, уже ближе к солнечному свету, и приятен для глаз, что расширяет возможности применения фитоламп в быту. Аквариумные лампы по-моему используют зелёные светодиоды, но все равно свет какой-то слишком холодный. Почему бы не сделать RGB лампу, откалибровать ее на 4500K нейтрального белого, и так же дать возможность подстройки, к примеру 3000-6000K.

Для экспериментов у меня есть адресная RGB лента WS2813 на 125 светодиодов, всунул ее в светильник с рассеивателем длиной 900мм.
Под рукой только БП на 5V 3A. Так что на полную мощность не включу, но т.к. у меня есть ещё одна такая же лампа на 10W (потребление светодиодов, драйвер кушает 20W) температурой 4500K, то есть с чем сравнить. Конечно будет тусклее светить, WS2813 должно быть имеет не высокий КПД. Но можно побаловаться с цветом. Может кто уже делал подобное?

Answer 1

[Сергей П]

Зелёные светодиоды не добавляют, якобы зеленый не нужен для фотосинтеза, хотя есть статьи утверждающие обратное.

Если бы зелёный нужен был бы для фотосинтеза, его не отражали бы листья в таком количестве.

Но если бы в фитолампы добавляли зелёные светодиоды, был бы более полный спектр, уже ближе к солнечному свету, и приятен для глаз, что расширяет возможности применения фитоламп в быту.

Прочитайте сто такое индекс цветопередачи (CRI) и как на самом деле устроено наше зрение.
RGB-светодиоды дают три очень узких пика на гистограмме освещённости, а люминовор подбирают и смешивают так, чтобы он заполнял спектр как можно ближе к солнечному. То есть там гораздо меньше скачков и нелинейностей.

Почему бы не сделать RGB лампу, откалибровать ее на 4500K нейтрального белого, и так же дать возможность подстройки, к примеру 3000-6000K.

Потому что всё несколько сложнее. чем просто температура.


А вот статья про это от очень крутого перца, который ведёт проект lamptest.ru. У него, кстати, есть оборудование чтобы замерять качество света от лампочек.

Comments

[romvup]

Если бы зелёный нужен был бы для фотосинтеза, его не отражали бы листья в таком количестве

Так не у всех растений листья зеленые)) Солнечный свет пока является эталоном, а у него вполне достаточно зеленого спектра. Значит он как минимум не вредит растениям.

RGB-светодиоды дают три очень узких пика на гистограмме освещённости, а люминовор подбирают и смешивают так, чтобы он заполнял спектр как можно ближе к солнечному. То есть там гораздо меньше скачков и нелинейностей.

Вот это имеет смысл. Печально. Я себе представлял это более плавной волной, и думал, что смешавшись они дадут неплохой спектр.

Но все же. На рынке уже не первый год существует такая штука как фитолампа. Можно даже опустить теорию, фотосинтез и т.п. Просто примем как факт, что они существуют любых форм и размеров и очень хорошо продаются. Я вот нередко вижу их в окнах многоэтажек.
Конструктивно в ней красные и синие светодиоды, ни одного светодиода с люминофором, и судя по обзорам и отзывам они вполне справляется со своей задачей.

И если такие лампы используются где-то в теплице или в кладовке, никаких вопросов. Но освещать ими стелажик в жилой комнате - это ж просто пытка для глаз. Даже если в комнате есть хорошие яркие лед панели, все равно будет этот фиолетовый оттенок. Я же просто предлагаю к фитолампе добавить зеленые светодиоды, просто чтобы уравновесить цвет. Даже если CRI будет низким, уж точно не будет ниже, чем у фитолампы. На растения хотя бы посмотреть можно будет.

Ну и про надежность. Я конечно могу ошибаться, но разве в отсутствии люминофора светодиод (если не перегревать) не будет практически вечным? Я как купил паяльную станцию перепаял уже под 100 smd светодиодов в сгоревших лампах, и на них всегда была темная/черная точка на люминофоре.

[Сергей П]

romvup, ох, вы путаете постоянно причины и следствия.
По порядку.
Фитолампы не для того ставят, что под ними растения лучше растут, а для того, чтобы при той же или меньшей затрате энергии получить больше нужного растениям света. Фотосинтез - это вполне конкретный, хотя и сложный химико-биологический процесс, ему нужны вполне конкретные длины волн. Тот факт, что некоторые растения красноватые или не вполне зеленые не означает, что у них фотосинтез как-то иначе устроен, просто им для какой-то цели понадобилось вот такой вот цвет иметь. Причин может быть много, это ж не осознанное движение признаков, это эволюция. Хаос+фильтрация.
Думаю там даже не в цвете дело, а в куче других причин, а цвет, может юыть, побочное явление, которое, как водится в природе, не слишком сильно вредит выживаемости.

Итак. Фитолампа нужна, чтобы экономить энергию и не светить лишние ватты бестолку. Если вам надо комфортно смотреть на растения, включайте обычные лампочки! Они даже дешевле фитоламп. Посчитайте, может быть фитолампы у вас на электроэнергии и не окупятся никогда! Светите обычными белыми и всё!

Дальше. Про люминофор. Вы конечно наблюдение сделали, но с чего вы взяли, что именно в люминофоре проблема? Светодиод перестаёт светить не от прогарания или порчи люминофора, а из-за того, что происходит перегрев p-n перехода с последующей деградацией излучающей способности. Черная точка - это побочный эффект, который не является причиной поломки, а лишь следствием локального сильного перегрева.
А ещё светодиоды перегорают от некачественного драйвера, который пропускает ему на вход слишком большой ток. Напряжение в сети скачет, а задача драйвера регулировать ток, но не всегда это получается гладко. А ещё китайцы хотят поменьше алюминия в радиатор засунуть, но чтоб лампочка сильнее светила, ведь покупатели любят яркий свет. Вот и получается. что они завышают режимы светодиодов и они работают на бОльшем токе, чем им следовало. Всегда в цепочке есть самое слабое звено, он первым и перегорает спасая остальные... от работы=)
Если вы его закоротите, то драйвер по-прежнему будет стараться регулировать ток и у него даже получится, но это только до следующего выгоревшего "слабого звена". Люминофор ни при чем. Разве что он немного ухудшает охлаждение кристалла, сам по себе греется от рассеивания света на частицах люминофора и компаунде. При дОлжном охлаждении это не проблема. Поставьте на лампочку массивный радиатор и если не будете допускать перегрева она у вас будет очень долговечной даже с люминофором. Можете вентилятор поставить даже. Но учтите, что греется в светодиоде крооохотная точка - p-n-переход - и тепло должно от нее успевать уходить по радиатору. При слишком тонком радиаторе или отсутствии вентиляции (конвекции), или избыточной мощности на площадь радиатора отчегоон нагревается, его скорость отвода тепла ухудшается и светодиод перегорает. Тот, на котором больше падение напряжения, то есть у которого больше сопротивление при поданном на него напряжении.

Обычно самоделкины сверлят в колбе светодиодной лампочки и в цоколе иногда много дырочек, чтобы воздух циркулировал и охлаждал радиатор. Так лампочка живёт дольше. А ещё можно занизить немного мощность лампочки, чтобы более низкий ток более щадяще грел диоды. Лампочка станет чуточку тускнее, но проживёт ГОРАЗДО дольше. Нелинейная там зависимость.

В итоге: светодиодная лампочка сгорает не от того, что у неё прогорает люминофор, а наоборот. Люминофор прогорает оттого, что на одном из последовательных p-n-переходов выделяется больше всех тепла и он выходит из строя от перегрева, а черная точка - следствие этого перегрева и люминофор тут играет косвенную роль. Проблема только в перегреве.

Старайтесь разбираться глубже в сути наблюдаемых явлений и не делайте поспешных выводов.
В сети полно информации обо всём этом и в ютубе полно полезных познавательных роликов.
Не делайте культ вокруг фитоламп, они для экономия энергии и денег, а не вашего зрения и спокойствия=)

[romvup]

Сергей П, ток я уже научился сбавлять на лампах с резистором у микрухи, эти лампы как раз у меня работают годами без каких либо проблем.

А как вы объясняете такое явление?: темная точка по центру люминофора есть даже на работающих светодиодах, причем тех, которые вполне ярко горят, и при этом понятно, что не долго им жить осталось. На сгоревших просто эта точка чернее.
Мне казалось логичным такое объяснение - люминофор со временем выгорает, темнеет, это в свою очередь блокирует пропускание света, задержавшиеся лучи переходят в тепло, светодиод нагревается ещё сильнее, люминофор выгорает ещё быстрее и так пока не образуется черная точка, за счёт которой светодиод просто разогревается до предела и сгорает.

Доводилось ли вам когда-нибудь менять сгоревший индикаторный светодиод, сожженный не высоким током, а временем?

[Сергей П]

romvup,

А как вы объясняете такое явление?: темная точка по центру люминофора есть даже на работающих светодиодах, причем тех, которые вполне ярко горят, и при этом понятно, что не долго им жить осталось.

Непрозрачность люминофора вносит наверняка свой вклад, но изначально это происходит именно из-за перегрева. Обычно, кстати, в таких "диодах" не один, а три светодиода последовательно под одной блямбой люминофора. Ток при последовательном подключении одинаков на всех, а нагрев больше идёт на том, на которым выше сопротивление. Оно немного отличается у всех и происходит перекос. Все светодиодные сборки работают на пределе у дешевых лампочек - без запаса прочности, вот и находится один кристалл где сгорает самое слабое звено.

Доводилось ли вам когда-нибудь менять сгоревший индикаторный светодиод, сожженный не высоким током, а временем?

Чем выше ток, тем быстрее деградирует диод. Вы можете индикаторный тоже перегреть до деградации слишком высоким длительным током. Просто для осветительных это режим задуманный производителя такой. Индикаторный работает в горадо более щадящем режиме штатно. Снизьте ток в сборке и те же диоды не будут сгорать. Поставьте активное охлаждение или радиатор побольше, чтобы повысить теплоотвод и тоже ничего не сгорит. Ну в разумных пределах по току конечно. Есть же ещё и температурный дрейф параметров. Это тоже сказывается. Тот, что сильнее нагрелся, сильнее изменит свои параметры.

[romvup]

Сергей П,

Обычно, кстати, в таких "диодах" не один, а три светодиода последовательно под одной блямбой люминофора

Это те что питаются примерно от 9 вольт и на них через камеру видно несколько точек света?

У меня для растений над стеллажами установлены светодиодные линейки без корпуса (72 белых светодиода: 2 параллельно, 36 последовательно), (на каждом было 3в 45мА стало 20 мА на светодиод, по даташиту 60мА). Линейка едва теплая, если на губу)) На ней нет следов износа, но и срок совсем маленький. Вы полагаете, что в отсутствии перегрева они смогут десятилетиями светить? Я думал, что это примерно пропорционально, в 2 раза ниже ток, в 2 раза дольше прослужит, ну может в 3

[Сергей П]

romvup, да, без перегрева они очень долго прослужат. Нет, не пропорционально. Там нелинейная зависимость.
Квадратичная. Тепловыделение пропорционально квадрату тока. В какой-то момент с прибавлением очередного миллиампера нагрев растёт быстрее, чем свечение.

Answer 2

[kalapanga]

Почему бы не сделать RGB лампу, откалибровать ее на 4500K нейтрального белого

Значит другие способы получать нейтрально белый свет более эффективны.

дать возможность подстройки, к примеру 3000-6000K.

Такая функция есть у большинства "умных" ламп - пользуйтесь!

Заодно сравните цену "обычной" лампы на конкретную цветовую температуру и "настраиваемой".

Comments

[romvup]

Вы немного не поняли мою идею.
Разумеется экономически выгодно производить синие светодиоды и покрывать их жёлтым люминофором, так и дешевле, и легко программировать срок службы.
У настраиваем лампы оба светодиода белые, оба с люминофором, чередуются 3000К и 6000К к примеру. Это все далеко не полный спектр и на цену такие светодиоды не влияют. На цену влияет только драйвер, с двумя независимыми каналами ШИМ на высокой (не вредной для глаз) частоте, которые будут управлять яркостью теплых и холодных светодиодов.

В быту, я имею в виду не в туалет выкрутить или в настольную лампу. А для любителей флоры и фауны, будь то морской аквариум с актиниями или микрозелень (не в промышленных масштабах, а в жилых комнатах). Вот тут часто и используют фитолампы, которые для человеческого глаза вообще не есть хорошо, не говоря уже о эстетике.

У белого света из RGB есть недостатки, конечно это большое кол-во электронных компонентов и как следствие цена, допускаю что есть и другие. Я просто рассуждаю. Ведь фитолампы продаются отлично, а вот RGB нет, хотя они по сути такие "фитовые", но только излучают белый естественный свет, а не фиолетовый выколиглаза

[kalapanga]

У настраиваем лампы оба светодиода белые, оба с люминофором, чередуются 3000К и 6000К к примеру.

Я не об этом. Я писал о лампах типа такой: https://market.yandex.ru/product--umnaia-lampochka...
В ней всё, что Вы просите - любой цвет, любая температура (в разумных пределах).

Ведь фитолампы продаются отлично, а вот RGB нет, хотя они по сути такие "фитовые", но только излучают белый естественный свет, а не фиолетовый выколиглаза

Вот это я реально не понимаю о чём. Кому нужна фитолампа, тот покупает фитолампу. Кому нужен конкретный белый свет, тот покупает лампу белого света с нужной температурой. Кому нужно менять цвет или температуру белого, тот покупает RGB лампу. ("RGB" пишу просто для краткости, там может быть более сложная конструкция)

[romvup]

kalapanga,

Я писал о лампах типа такой

В ней такие же белые светодиоды с люминофором, как и в обычных лампах, в добавок несколько цветных и независимое управление яркостью. Вот и получается, что можно ее хоть в белый хоть в зеленый включить. Это не имеет никакого отношения к тому, о чем говорю я.

В ней всё, что Вы просите

Я не прошу любой цвет, я говорю про полный спектр белого цвета, максимально приближенный к солнечному.

Про регулировку теплоты в диапазоне 3000-6000 я написал просто как про дополнительную опцию.

Вот это я реально не понимаю о чём

Вот пример, человек растит цветочки, ну хобби у него такое, дабы ускорить фотосинтез он поставил фитолампу (это такая лампа, где чередуются красные и синие светодиоды), такая комбинация цветов в сумме дает фиолетовый. И вроде бы все классно, растет цветет быстрее, но такая лампа освещает комнату в фиолетовый (может вы видели такие окна с улицы, там у них на подоконнике рассада с фитолампой) а это как бы жилая комната. И человеку наверное не очень приятно делать что либо в этой комнате с фиолетовым оттенком. Я просто говорю, почему бы не добавить зеленые светодиоды к уже имеющимся красным и синим, чтобы получить белый. Под которым цветочки расти будут ни чуть не хуже, зато в комнате будет нормальный белый свет, а не фиолетовый

[kalapanga]

romvup,

почему бы не добавить зеленые светодиоды к уже имеющимся красным и синим, чтобы получить белый.

Да потому, что это крайне неэффективный способ получения белого света. И свет не белый и дорого.

[romvup]

kalapanga, а вы RGB светодиод в руке держали? Дают они вполне белый свет при определенной настройке

[kalapanga]

romvup, Вы же сами в комментариях к соседнему ответу согласились, что это не так. Вот Ваши слова:

Вот это имеет смысл. Печально. Я себе представлял это более плавной волной, и думал, что смешавшись они дадут неплохой спектр.

А сейчас Вы всё с начала начинаете.
Такая дискуссия абсолютно бессмысленна. Я завязываю.

Answer 3

[lonelymyp]

Потому что фигня получается, мало того что при свете такой лампы цвета все дико искажаются, так ещё и возникают паразитные цветные блики. Разве что для дискотек годится.

Comments

[romvup]

Ну цветных бликов то нет, я сделал с RGB лентой в плафоне, вполне белый свет, вот то что цвета неверно отображаются это факт, особенно оранжевый и красный (они прям светятся). Морские аквариумы подсвечивают чем-то подобным.

[lonelymyp]

romvup, Светится возможно потому, что синие светодиоды ещё ультрафиолет дают.