نشریه ماهنامه امواج برتر – چگونه لامپ یا چراغ مناسب LED خریداری کنیم؟

نویسنده: “علی توانائی جبارزاده” – این روزها که بازار محصولات LED داغ شده است و یواش یواش فروغ لامپ های به اصطلاح کم مصرف یا همان فلورسنت فشرده [1]CFL نیز کم می شود، بر خلاف گذشته با انبوهی از چراغ ها و لامپ های متنوع روبرو هستیم که توسط تولید کنندگان داخلی و وارد کنندگان کالا وارد بازار فروش شده اند. حالا این وسط خریدار می ماند و انبوهی از اطلاعات علمی ضد و نقیض که فروشنده ها سعی می کنند برای فروش محصول خود به  او بقبولانند و محصول ارزان قیمت خود را خوب و یا محصول گران قیمت خود را توجیه پذیر معرفی کنند. پس برای درک بهتری از این اطلاعات و انتخاب بهتر، با ما همراه باشید :

نکته: تمام لامپ و چراغ های موسوم به COB[2] (MCOB[3]) یا [4]SMD یا Power LED  و یا OLED[5] همه از نوع LED ها هستند.

1. انتقال دما :

شاید بگویید، انتقال دما؟ مگر رادیاتور می خواهم بخرم؟ بله! شما برای خرید یک لامپ یا چراغ LED ، نیازمند یک رادیاتور یا در واقع هیت سینک [6]مناسب و متناسب هستید! چرا؟؟؟ چون بر خلاف تکنولوژی های پیشین که گاهی گرما به کارکرد بهتر لامپ کمک می کرد، بالا رفتن دما باعث کاهش قابل توجه طول عمر محصولات LED می شود. به همین دلیل هم هست که عمده چراغ های بر پایه LED ، به صورت یک پارچه ارائه می شوند و به واقع اکثرا خود چراغ و لامپ یکی شده و تعویض و تعمیر چنین لامپی نیازمند تخصص است.

البته لامپ LED به شکل مجزا نیز وجود دارد، تولید کنندگان این لامپ ها برای جایگزینی بهتر لامپ های پیشین با انواع LED و همین طور امکان استفاده در لوستر ، لامپ های LED را تولید می کنند. در واقع این لامپ ها نوعی چراغ فشرده هستند، یعنی معمولا برخلاف لامپ های متداول قدیمی دارای هیت سینک و سنگین تر هستند. البته بماند که بعضی تولید کنندگان برای کاهش قیمت و راضی کردن مشتری به خرید محصول ، هیت سینک را کوچک و یا حذف کرده اند که این مطمئنا باعث کاهش بازده لامپ و طول عمر آن نیز خواهد شد.

 

همان طور که گفته شد ، در چراغ های LED هیت سینک قسمت اصلی چراغ است ، در ادامه هیت سینک را بیشتر توضیح خواهیم داد

چه هیت سینکی مناسب است:

در اینجا قصد نداریم با فرمول و اصطلاحات ذهن شما را مشغول کنیم.سعی می شود مسائل با تقریب خوبی به صورت عمومی تر مطرح شود.

• 

  قسمت های مختلف یک هیت سینک به روایت تصویر منبع

  یک هیت سینک مانند رادیاتور شامل تعدادی پره[7] است. چون معمولا وجود یک عنصر مکانیکی در چراغ می تواند باعث سر و صدا و یا خرابی شود، در بیشتر چراغ ها از Fan استفاده نمی شود. در نتیجه باید بین پره ها ، فضای کافی برای عبور خود به خودی هوا باقی بماند. هر چه ضخامت پره ها (خصوصا در ابتدای پره)، ارتفاع و تعداد پره ها بیشتر باشد، انتقال هوا بهتر خواهد بود. همین طور هر چه ضخامت فلز یا سرامیک (به طور کلی هادی گرمایی) واسط بین منبع (منابع) نور تا این پره ها بیشتر، و فاصله آن ها تا پره ها کمتر باشد بهتر است.

• جنس هیت سینک باید از آلومینیوم ،بعضی از انواع سرامیک، و یا یک هادی مناسب گرما باشد و معمولا انواع پلاستیکی انتقال حرارت مناسبی ندارند.
• در مجموع تمام این ها باعث افزایش وزن بدنه و افزایش قیمت می شود، پس یکی از دلایل بالاتر بودن قیمت لامپ و چراغ های با کیفیت تر، همین وزن بیشتر هادی های گران قیمت گرما است. البته این قضیه برعکس نیست و وزن زیاد معنی کیفیت بهتر نیست چرا که بعضی اوقات طراحی اشتباه (مثلا ضخامت نامتناسب هادی در حالی که سطح تماس کافی با هوا ندارد) می تواند بدون بهبود شایسته ی کیفیت، باعث افزایش وزن شود.
• در مجموع باید گفت، انتقال بهتر دما = عملکرد بهتر LED و بازده بالاتر انرژی در آن=طول عمر بیشتر LED
• دمای بالا ،رفته رفته باعث کاهش کیفیت و مقدار نور می شود.

 

2. عامل دوم، کیفیت LED :

چراغ های متفاوت ، محصول تولید کنندگان متفاوت، از انواع مختلف LED بهره می برند. کیفیت LED هم در کنار ساختار مناسب چراغ و یا لامپ در کیفیت آن چراغ و لامپ موثر هستند. مثلا برند های مطرح بین المللی ارجح بر برند های سطح پایین گم نام هستند. همین طور ساختار خود LED هم باعث بهبود کیفیت و طول عمر آن ها می شود. مثلا انواع SMD ریز و کم توان (مثلا 0.5 یا 0.2 وات) که در تعداد بالا بر روی بردهای وسیع قرار میگیرند، گرما را بهتر دفع می کنند و در نتیجه بازده و طول عمر بیشتر خواهند داشت. انواع COB که سایز های کوچک و توان زیادی دارند، و تمرکز نور بهتری را ارائه می دهند، نیاز به هیت سینک بهتری دارند، ولی در عوض COB های پهن تر و دارای تراکم توان کم تر، دارای تمرکز کمتر و مدیریت گرمای بهتری هستند. لامپ های COB فیلامنتی [8]که از COB  های باریک و بلند و شبیه رشته بهره می برند، کیفیت انتقال حرارت کمی دارند، ولی خوب، زیبا تر هم هستند!

نکته : کیفیت یک LED ، شامل مواردی مانند بازده نوری، و کیفیت نور می شود.

 

3. عامل سوم، درایور[9] :

درایور یا راه انداز کاری مشابه ترانس های قدیم دارد و هدفش تامین مشخصات الکتریکی مورد نیاز منبع نور است، درایور می تواند صرفا یک خازن و یا مقاومت ساده باشد که بسیار کم کیفیت خواهد بود، و می تواند دارای طبقات مختلف کاهش ولتاژ[10]، تثبیت جریان[11]، ایزولاسیون[12]، محافظت در مقابل ولتاژ بالا[13] و امثالهم باشد. همه این طبقات باعث بهبود کیفیت و در نتیجه افزایش قیمت می شوند. نمی توان کلی گفت، اما معمولا در یک توان یکسان، هر چه تعداد قطعات یک درایور بیشتر باشد و در نتیجه حجیم و سنگین تر باشد، کیفیت بهتری دارد. یک درایور خوب مزایای خیلی بیشتر از این ها دارد! باعث می شود کیفیت نور بهتری داشته باشید و همین طور نور کمتر پرش[14] داشته باشد. باعث می شود خطرات برق گرفتگی در خروجی کمتر باشد، باعث می شود نوسانات ولتاژ بر عمر چراغ تاثیر نگذارد، باعث می شود بهای کمتری برای انرژی بپردازید (بازده بهتری دارد و توان راکتیو کمتری مبادله می کند). البته باید گفت بعضی از مزایای درایور خوب را شرکت برق بهتر درک می کند! مثل THD[15] پایین یک درایور.

نکته : اخیرا انواع LED اصطلاحا درایور سرخود در بازار رایج شده اند ، که قیمت بسیار پایین تری از یک منبع نور به اضافه  یک راه انداز دارند، لیکن طبیعتا طول عمر و کیفیت نور کمتری هم خواهند داشت.

نکته2 : کیفیت قطعات یک درایور در قیمت و عمر آن تاثیر گذار اند، تجربه نشان داده در بیشتر لامپ ها و چراغ های مرسوم، درایور یکی از اولین قسمت هایی هست که دچار مشکل می شود و نیازمند تعویض خواهد بود.

 

4. عامل چهارم ، کیفیت نور:

البته همان طور که گفته شد، کیفیت LED و راه انداز آن بر کیفیت نور تاثیر گذار است، اما، علاوه بر این ها  هر تولید کننده قطعه ای می تواند با  یک نوع LED ، نورهای با کیفیت مختلفی ارائه دهد که همین کیفیت بر کارایی مطلوب شما و قیمت تمام شده تاثیر کننده خواهد بود.

دمای رنگ ، دمای رنگ[16] CCT که معمولا اولین بار پس از معرفی لامپ های فلورسنت،با نام عامیانه آفتابی/مهتابی در بازار رایج شد، نشان دهنده دمای یک جسم سیاه است که در آن دما رنگ نوری مشابه لامپ/چراغ ما تولید می کند،واحد آن کلوین[17] است که به اختصار K نشان داده می شود (مثلا دمای سطح خورشید 5778 کلوین است). خوب! در محیط هایی با کاربری متفاوت، ما نورهایی با دماهای رنگ متفاوت نیاز

داریم، مثلا در محیط کافی شاپ یا هر جایی که نیازمند استراحت هستیم، مانند خانه یا هتل، ترجیحا بهتر است دمای رنگ پایین تر و در اصطلاح هنری نور گرم تر باشد. حتما میگویید دمای پایین تر و نور گرم تر، بله ، در تعریف هنری رنگ گرم شامل طیف قرمز ، یا نارنجی و زرد و خانواده آن هاست و رنگ سرد شامل آبی،بنفش و امثالهم است که در واقع حس هنری را منتقل می کنید، لذا هیچ ارتباطی به دمای رنگ مورد نظر ما در نورپردازی ندارد. در LED های مشابه، دمای رنگ هر چه پایین تر باشد، نشان می دهد که LED شما نور آبی کمتری تولید می کند و در نتیجه بدن شما بتواند به خوبی ملاتونین[18] تولید کند، مغز شما شب را بهتر درک کند و از لحاظ روحی در تعادل بیشتری باشید. البته که برای محیط های کاری باید از دماهای نوری بالا بهره ببرید (غیر از زمان های استراحت) ، تا کارمندان کمتر دچار خواب آلودگی شوند (آبی بیشتر! ملاتونین کمتر!). همین طور معمولا (و نه همیشه) بهتر است برای نمایش بهتر رنگ ها، مثلا در نمایشگاه لباس، از دماهای رنگ نور پایین تری بهره برد. می توان یک رابطه هم بین رنگ های محیط و دمای رنگ برقرار کرد! محیط با رنگ های سرد (مثل آبی) ، بیشتر با دماهای رنگ نور بالا زیبا می شوند و محیط های دارای رنگ های گرم (مثل قرمز) بیشتر با دماهای رنگ نور پایین. البته همیشه یک طراح مسائل

مختلفی را در نظر می گیرد و مباحث فوق کلی مطرح شدند.

نور واقعی تر! زندگی طبیعی تر! خوب، شاید این مسئله کمتر مورد توجه قرار بگیرد، اما خوب، LED های سفید طیف طول موجی مشابه خورشید ندارند! اصلا سفید هم نیستند، ما آن ها را سفید می بینیم، در واقع ، خودشان را سفید نشان می دهند، و عموما ترکیب آبی + زرد (حاصل از نور آبی + مواد فسفرسان[19]) هستند. به همین دلیل هم انواع خاصی از LED ها تولید شدند، که هدفشان نزدیک تر کردن طیف به طیف خورشید بود، که در تصاویر می بینید، این منابع نوری ، محیط شما را شبیه به چیزی می کنند که باید زیر نور خورشید دیده می شد، پس شما حس طبیعی تری به محیط و رنگ های محیط خواهید داشت، مثلا یک چاپخانه چنین نوری نیاز دارد! دو شاخص مطرح برای شباهت نور به نور خورشید وجود دارد که به صورت درصد، کیفیت را مشخص می کنند، نمود رنگCRI[20]  یا  ، و یا واحد جدید تر و دقیق تر به نام  که کمیتی بین 0 تا 100 هستند و هر چه به صد نزدیک تر باشد نشان دهنده شباهت بیشتر نور به نور خورشید است، البته موضوع بیشتر از این ها جای شرح دارد، ولی باشد برای بعد.

نکته: معمولا با افزایش نمود رنگ بازده کاهش پیدا می کند.

رنگ های جلوه گر! نور خورشید خوب اس ، طبیعی است، بله، اما گاهی اوقات ما می خواهیم از طبیعت پیشی بگیریم…. ، اما چطور؟ بعضی از ما دوست داریم رنگ ها را رنگی تر ببینیم! یعنی چه؟ یعنی همان کاری که در بعضی دوربین های عکاسی و بعضی فیلترهای عکس نرم افزارها می کنند، رنگ ها را رنگی تر نشان می دهند،

یعنی، کنتراست را بیشتر نشان می دهند، پس شما تفاوت بیشتری بین قرمز و سبز خواهید دید! مثلا قرمزتان قرمز تر از چیزی که هست دیده می شود، این نور ها که جدیدا بیشتر باب شده اند، محیط را فانتزی و کمی غیر واقعی می کنند، اما جان می دهند برای صحنه های نمایشی، مثلا فروشگاه های لباسی که می خواهند لباس های شان بیشتر جلوه کنند! واحد این مفهوم، شاخص گستره اشباع رنگ GAI[22] می باشد که این شاخص عددی بر حسب درصد است که هر چه بیشتر باشد اشباع بیشتر خواهد بود و اعداد بالای 100 نشان دهنده نور رنگ نما تر از نور خورشید است (100 یعنی نور خورشید).

 

5. عامل پنجم، خیرگی:

خوب، این مورد هم بسیار مهم است، بعضی اوقات مهم تر از تمام موارد بالا! نوری که بخواهد چشم شما را آزار بدهد، نباشد بهتر است!!! مثلا بعضی چراغ های LED مناسب منزل شما نیستند، شاید کودک شما در حال بازی یا استراحت بر روی زمین، به آن نور خیره شود و چشم های حساس اش آسیب ببیند، اینجا است که اگر لامپ و چراغ LED، درست

انتخاب نشود، ممکن است آزار دهنده یا حتی خطرناک باشند، پس برای محیط هایی که نیاز به آرامش است، ترجیحا از منابع نوری دارای مات کننده[23] که عمدتا منابع نوری آن هااز نوع SMD های ریز است، بهره ببرید. همین طور بعضی منابع نوری COB دارای یک مات کننده موضعی هستند که در زاویه مستقیم، صرفا خود منبع نور را می پوشاند. البته بعضی منابع نوری دارای پوشاننده[24] هایی هستند،  که باعث می شوند در زوایایی، خیرگی کم تر شود،  و به عنوان مثال در کلاس های درس کاربرد دارند، چرا که چشم دانش آموز را در دید مستقیم رو به تخته  نمی آزارند و نور را در جهت عمود بر دید پخش می کنند.

در کنار خیرگی می توان به آلودگی نوری هم اشاره کرد، که این مهم، خودش داستانی دارد طول و دراز که یک مبحث دیگر می طلبد.

6. عامل ششم، پخش نور:

هر منبع نور ، یک سری بسته انرژی الکترومغناطیسی با نام فوتون به اطراف گسیل می کند، این بسته ها هر چه دور تر می روند بیشتر در سطح پخش می شوند و به همان اندازه کم انرژی تر می شوند. در بعضی منابع نوری ، مثل چراغ قوه ها، برای این که شدت نور در یک جهت بیشتر شود و نور به اصطلاح کمتر پرت برود، از سیستم های نوری[25] (اپتیکی) بهره می برند تا نور را در جهتی که مطلوب است روانه کنند، پس موقع خرید دقت کنید. هر چه ارتفاع سقف شما بلند تر باشد، و طول و عرض آن کمتر، باید از منابع نوری متمرکز تر بهره ببرید، همین طور اگر هدف شما روشن کردن موضعی یک موضوع است! برعکس در جایی که نیاز به نور محیطی دارید، مثلا راهرو ها یا محیط خانه، نورهای غیر متمرکز بهتر هستند. در نظر داشته باشید، بعضی منابع نور ، نوری نا متقارن دارند، مثلا چراغ های مخصوص خیابان، تا نور را بیشتر در عرض پخش کنند و خیابان را بیشتر روشن کنند. یا مثلا چراغ های مخصوصی هستند، برای روشن کردن دیواره ها یا تابلو ها

که غیر متقارن هستند. پس با احتیاط انتخاب کنید.

7. عامل هفتم، قابل تنظیم بودن چراغ :

که می تواند شامل موارد مختلفی شود، مثلا بعضی چراغ ها قابلیت چرخش و زاویه دهی دارند، بعضی قابل شید شدن هستند و می توان در بعضی زوایا جلوی نورشان را گرفت، بعضی ها قابل دیم شدن هستند، یعنی می توان شدت نور آنها را تنظیم کرد، بعضی ها قابلیت تغییر دمای رنگ نور را دارند، و در بعضی می توان زاویه نور خروجی را هم تغییر داد. البته بعضی لامپ ها و  چراغ ها می توانند بخشی از سیستم هوشمندسازی باشند و به صورت هوشمند موارد فوق را در آن ها کنترل کرد.

8. عامل هشتم، نوع نصب:

این عامل هم بسیار مهم است. بعضی چراغ ها داخل سطح نصب می شوند که اصطلاحا توکار نامیده می شوند، چنین چراغ هایی مخصوص سقف های کاذب هستند. بعضی نیز روی سطح نصب می شوند که روکار نامیده می شوند. در نظر داشته باشید، معمولا (و نه لزوما) منابع نوری LED سقفی توکار به دلیل داشتن فضای کافی برای حرکت هوا، تبادل حرارتی بهتر و در نتیجه بازده و طول عمر بیشتری دارند. البته نصب بر روی سقف و دیوار هم مهم است. مثلا، معمولا منابع نوری دیواری، حجم زیادی از نور را به سمت سقف می زنند که باعث می شود نور کمتر به محیط بتابد. همین طور بعضی منابع نوری، مثل منابع نوری ریلی[26] نیازمند یک ساختار ویژه جهت نصب روی کار هستند که باید این مورد را نیز در نظر داشته باشید. همین طور لوستر ها، عمده لوستر ها، خصوصا آنهایی که جهت دهی نور به سمت سقف دارند، علارغم ظاهر زیباشان و زیبا نمودن محیط با روشنایی سقف، بازده نوری پایینی دارند. بعضی نور ها نیز به صورت مخفی نصب می شوند، که زیبا و اصولی هستند ، اما بازده فوق العاده کمی دارند.

9. عامل نهم، بازده لامپ/چراغ [27](LOR):

علاوه بر بازده خود منبع نور LED ، بازده چراغ/لامپ نیز اهمیت ویژه ای دارد. چراغ ها بسته به ساختارشان بازده نوری متفاوتی دارند. معمولا هر تجهیزی که باعث مات شدن نور و یا بزتابش آن شود، بازده چراغ را پایین می آورد. همین طور تاکید بیشتر بر تمرکز نور، باعث کاهش بازده چراغ می شود. البته این کاهش بازده را نمی توان به سیستم روشنایی تعمیم داد، چون همان طور که گفته شد، گاهی اوقات برای کاهش هدر رفت نور، نیاز به تمرکز نور داریم.

10. عامل دهم، ضمانت و خدمات پس از فروش:

ضمانت هم عامل مهمی است. دقت کنید که ضمانت در لامپ LED، لزوما به معنی تعمیر و یا تعویض چراغ و لامپ پس از سوختن آن نیست، بلکه یک ضمانت حداقلی، شامل تضمین حفظ درصدی از شدت نور اولیه نیز هست. یعنی چراغ و لامپ شما بعد از مثلا 12 ماه باید مثلا 90% نور اولیه را داشته باشد و اگراین چنین نباشد باید تعمیر/تعویض شود. ضمانتی که فاقد شرط درصد نور اولیه باشد و یا از شرکت/فروشگاه غیر معتبری باشد کم ارزش است. همین طور بهتر است زمانی برای تعمیر محصول معیوب شرط شود چرا که دیده شده بعضی تامین کننده ها ماه ها بعد چراغ/لامپ معیوب را تعمیر و ارسال می کنند.

نکته: ضمانت طولانی تر ، لزوما به معنای کیفیت بیشتر نیست، بلکه به معنای اطمینان بیشتر تامین کننده به طول عمر چراغ و یا صرفه اقتصادی تعویض/تعمیر آن است.

نکته: اعتبار ضمانت مهم تر از مدت زمان آن است. یعنی از هر منبع غیر مطمئنی، صرفا به دلیل ضمانت طولانی تر خرید نکنید. شاید آن شرکت پاسخگو نباشد و یا کیفیت پاسخگویی اش پایین باشد.

مباحث فوق بیشتر در خصوص چراغ های دارای بدنه و لامپ ها بود، و برخی منابع نوری مثل رشته های نوری و غیره را شامل نمی شد، می توانیم در فرصتی دیگری به صورت ویژه تر به این منابع نوری بپردازیم.

[1] Compact Fluorescent

[2] Chips On Board LED

[3] Multi Chips On Board LED

[4] Surface Mounted Device

[5] Organic Light Emitting Diode

[6] Heatsink

[7] Fin

[8] Filament COB

[9] LED Driver

[10] Voltage Reduction

[11] Current Regulation

[12] Isolation

[13] Over Voltage Protection

[14] Flicker

[15] Total Harmonic Distortion

[16] Correlated Color Temperature

[17] Kelvin

[18] Melatonin

[19] phosphorescent

[20] Color Rendering Index

[21] Fidelity Index. IES Tm-30-15

[22] Gamut Area Index

[23] Diffuser

[24] Shader

[25] Optical Systems

[26] TrackLight

[27] Luminaire Output Ratio