Quale spettro di luce producono i LED?
Esistono molti tipi diversi di sorgenti luminose, che vanno dalla comune lampadina a incandescenza alle innovazioni più moderne come i LED. Eppure non tutte queste numerose sorgenti luminose sono uguali.
Oltre a creare solo luce, ognuno di loro ha qualità distintive, una delle quali sono i colori che emettono. Questo può anche essere indicato come lo spettro luminoso unico di ogni persona.
La temperatura di colore di un LED determina lo spettro di luce che emette. La distribuzione spettrale di un LED 6000K sarà diversa da quella di un LED 3000K. Un LED da 6000K emetterà principalmente luce blu e verde, mentre un LED da 3000K creerà colori più caldi come l'arancione e il giallo.
In seguito faremo riferimento a 4000K come base per il colore della luce del LED e di conseguenza al suo spettro luminoso come forma base poiché un LED totalmente naturale senza aggiunte o alterazioni ha un colore della luce intorno a quello.
Distribuzione spettrale dei LED a 4000 K
Sembra logico iniziare con il LED 4000K in quanto costituisce la base fondamentale del diagramma spettrale.
Lo spettro a 4000K, come si vede nell'immagine qui sotto, si inclina pesantemente verso l'estremità blu emettendo anche pochissima luce rossa e verde. Poiché la luce blu è il componente principale delle luci più fredde, questo è ciò che conferisce al LED il suo colore bianco freddo.
Il fatto che i LED siano costituiti da diversi diodi è il motivo principale per cui sono in primo luogo di colore bianco freddo. Sono realizzati in modo tale da utilizzare diodi RGB (rosso, verde e blu) per produrre luce bianca, che in questo caso è impostata solo su 4000K.
Il metodo alternativo per realizzare i LED prevede l'utilizzo in gran parte (se non esclusivamente) di diodi LED blu e quindi il loro rivestimento con una soluzione a base di fosforo per raddrizzare la curva.
Poiché l'emissione di luce blu è la fonte primaria di luce in quella struttura LED, questo è ciò che si traduce in genere in picchi anormalmente elevati nella produzione di luce blu.
Quando hai luce in ogni colore, o in ogni lunghezza d'onda, come puoi chiamarla più esattamente, convergono tutti insieme per creare luce bianca, ed è così che funziona anche in primo luogo.
Più avanti nel confronto, vedrai quanto variano i diagrammi in base a quanto blu e rosso emettono, che è collegato alla loro temperatura di colore.
Spettro LED 3000K
Dopo quelli con temperatura colore 4000K, i LED 3000K sono forse i più utilizzati, soprattutto per la gradevole sfumatura giallastra che emettono.
Dovremmo prima esaminare ciò che distingue i LED 3000K e 4000K l'uno dall'altro prima di approfondire ulteriormente lo spettro e le sue specifiche. Poiché sappiamo già che 4000K è il punto di partenza, devono averlo regolato in qualche modo per raggiungere un colore brillante di 3000K, giusto? È accurato.
La presenza del fosforo è ciò che differenzia un 3000K da un 4000K. Il fosforo viene semplicemente applicato sopra ciascuno dei diodi LED, come mostrato in questa figura, per aggiungerlo.
Ecco un'ottima illustrazione di come utilizzano il fosforo per riscaldare il colore della luce. Sebbene non sia l'obiettivo principale, se eseguito in questo modo, ha quell'impatto.
L'unico vero obiettivo di questo è semplicemente bilanciare lo spettro per il LED. Questo ha senso poiché puoi vedere come la grafica 4000K abbia un grande picco nel colore blu, ma il resto è nella migliore delle ipotesi nella media.
Spettro LED 5000K più
Ora che sappiamo come produrre temperature di luce più calde, come vengono prodotte temperature di 5000K e inferiori? Questo è abbastanza intrigante poiché, a seconda di come lo guardi, differisce solo leggermente dal modo in cui costruisci quelli 3000K.
Queste differenze sono rilevanti durante il processo di produzione. I diodi rosso, verde e blu sono sempre stati bilanciati per produrre luce bianca in tutti i colori di luce precedenti. Mentre è leggermente diverso per qualsiasi cosa 5000K e superiore.
Per loro, progetteresti intenzionalmente un diodo LED sbilanciato. Significa che i singoli diodi RGB sarebbero intenzionalmente distribuiti in modo non uniforme in termini di quantità e/o intensità.
Bilanciano i diodi RGB in modo tale che più blu preferiscono nel mix RGB, più fredda si desidera che la luce sia percepita. Questo dipende da quanto in alto vai sulla scala Kelvin. In altre parole, lasciano semplicemente che il blu superi il rosso e il verde man mano che si sale, rendendo i colori blu e più blu più prominenti nel colore chiaro.
Questo può anche essere fatto in un metodo che aggiunge un set aggiuntivo di diodi blu tutto in una volta, generando qualcosa di nuovo chiamato RGBB, piuttosto che aumentare la proporzione di diodi blu nella miscela RGB.
Poiché RGBB ha il potenziale per mantenere la purezza dell'emissione della normale luce bianca, sarebbe preferibile rispetto a RGB puro.
Ciò è dovuto al fatto che un sistema RGBB aggiunge semplicemente più blu al sistema RGB originale, mantenendo l'armonia degli RGB originali.
Questo spiega perché il rosso e il verde sono relativamente bassi nel grafico dello spettro mentre il blu salta notevolmente più in alto. Oltre a far apparire gli oggetti un po 'blu, questo fa anche sembrare la luce abbastanza blu.
LED a spettro intero
Il LED a spettro completo è un tipo di LED diverso dalla struttura LED standard. La curva spettrale della luce solare deve essere replicata dalla costruzione del LED a spettro completo.
Per ottenere ciò, viene impiegata una combinazione di fosfori di vari colori invece della miscela di fosfori giallastri più tipicamente utilizzata.
Di conseguenza, il LED emette più colori, più simili alla luce del sole di quanto non farebbe senza.
L'uso nelle luci di coltivazione è il motivo principale per avere una fonte di luce che può imitare la luce del sole. Le luci progressive sono fonti di luce che supportano la crescita delle piante fornendo alle piante abbastanza luce solare quando ricevono luce solare naturale insufficiente o assente.
Sono utilizzati principalmente in strutture che dipendono dalla produzione alimentare poiché le rese elevate sono cruciali. Tuttavia, a causa della crescente domanda di lampade da coltivazione progettate per la casa, stanno cominciando ad apparire nei giardini sul retro.
Confronto tra LED a varie temperature Kelvin (K)
Sebbene non ci siano molte distinzioni tra questi LED a confronto, ci sono alcune cose che si potrebbero ritenere significative.
La differenza fondamentale tra queste varie sorgenti luminose è che emettono luce che potrebbe suscitare varie reazioni psicologiche ed emozioni, rendendole inadatte agli stessi usi.
Un LED da 4000K è più adatto per spazi in cui la prontezza mentale e la concentrazione sono priorità, come gli uffici, mentre un LED da 3000K è molto più adatto per case e spazi in cui il comfort è un problema.
Allo stesso modo, però, usare qualsiasi cosa 5000K plus è raro, in particolare quando si tratta di interior design o qualsiasi altra cosa. Gli acquari sono una tipica applicazione per 10000K, ma a parte questo, non ci sono molti altri posti in cui può essere impiegato.
Tuttavia, c'è una distinzione cruciale da fare tra 3000K e 4000K, e ha a che fare con questioni tecnologiche. Se si confronta l'efficienza energetica con l'emissione luminosa effettiva, questo è il fattore.
È consuetudine misurare molti tipi di sorgenti luminose utilizzando l'unità Lumen/Watt, dove un lumen rappresenta la "quantità di luce" emessa da una sorgente luminosa e un watt rappresenta l'energia che abbiamo fornito al LED.
Con questo in mente, è degno di nota notare che un LED naturale con un colore della luce di 4000K sarà più efficiente (lumen/watt) di un LED con un colore della luce di 3000K.
Ciò è dovuto alla presenza di fosforo nel LED 3000K. In questo modo il fosforo può assorbire efficacemente parte della luce complessiva emessa dal LED.
Questo ha senso poiché, come abbiamo già visto con la lampadina LED retrofit, il fosforo copre fisicamente tutti i tanti piccoli diodi.
Riepilogo
Nonostante il fatto che i LED siano tipicamente freddi, possono generare luce sull'intero spettro della luce visibile.
I LED più caldi devono essere rivestiti di fosforo per generare una luce più calda, quindi i LED freddi sono circa il 5% più efficienti nel convertire l'energia in luce.
