Welk lichtspectrum produceren LED's?
Er zijn veel verschillende soorten lichtbronnen, variërend van de gewone gloeilamp tot modernere innovaties zoals LED. Toch zijn niet al deze vele lichtbronnen gelijk gemaakt.
Behalve dat ze alleen licht creëren, heeft elk van hen onderscheidende eigenschappen, waaronder de kleuren die ze uitstralen. Dit kan ook wel het unieke lichtspectrum van elke persoon worden genoemd.
De kleurtemperatuur van een led bepaalt het spectrum van het licht dat het uitstraalt. De spectrale verdeling van een 6000K LED zal anders zijn dan die van een 3000K LED's. Een 6000K LED zal voornamelijk blauw en groen licht uitstralen, terwijl een 3000K LED meer warme kleuren zoals oranje en geel zal creëren.
We zullen hierna 4000K aanduiden als de basis voor LED-lichtkleur en bijgevolg het lichtspectrum als de basisvorm, aangezien een volledig natuurlijke LED zonder enige toevoegingen of wijzigingen een lichtkleur heeft die daar omheen ligt.
Spectrale verdeling van LED's bij 4000 K
Het lijkt alleen maar logisch dat we beginnen met de 4000K LED, aangezien deze de fundamentele basis vormt van het spectraaldiagram.
Het spectrum bij 4000K, zoals te zien in de onderstaande afbeelding, leunt sterk naar het blauwe uiteinde en straalt ook heel weinig rood en groen licht uit. Omdat blauw licht het hoofdbestanddeel is van koeler licht, geeft dit de led zijn koelwitte kleur.
Het feit dat LED's uit meerdere diodes bestaan, is de belangrijkste reden waarom ze in de eerste plaats koel wit zijn. Ze zijn zo gemaakt dat ze RGB-dioden (rood, groen en blauw) gebruiken om wit licht te produceren, wat in dit geval standaard 4000K is.
De alternatieve methode om LED's te maken, is het gebruik van grotendeels (zo niet uitsluitend) blauwe LED-diodes en deze vervolgens te coaten met een op fosfor gebaseerde oplossing om de curve recht te trekken.
Aangezien de output van blauw licht de primaire lichtbron is in die LED-structuur, resulteert dit typisch in abnormaal hoge pieken in de productie van blauw licht.
Als je licht hebt in elke kleur, of in elke golflengte, zoals je het preciezer kunt noemen, komen ze allemaal samen om wit licht te maken, en zo werkt het zelfs in de eerste plaats.
Verderop in de vergelijking ziet u hoeveel de diagrammen variëren op basis van hoeveel blauw en rood ze uitstralen, wat verband houdt met hun kleurtemperatuur.
3000K LED-spectrum
Na die met een kleurtemperatuur van 4000K, worden 3000K LED's misschien wel het meest gebruikt, vooral vanwege de aangename gelige tint die ze uitstralen.
We moeten eerst onderzoeken wat 3000K- en 4000K-leds van elkaar onderscheidt voordat we verder ingaan op het spectrum en de specifieke kenmerken ervan. Omdat we al weten dat 4000K het uitgangspunt is, moeten ze dat op de een of andere manier aangepast hebben om tot een heldere kleur van 3000K te komen, klopt dat? Het is nauwkeurig.
De aanwezigheid van fosfor onderscheidt een 3000K van een 4000K. De fosfor wordt eenvoudig bovenop elk van de LED-diodes aangebracht, zoals te zien is in deze afbeelding, om deze toe te voegen.
Hier is een geweldige illustratie van hoe ze de fosfor gebruiken om de lichtkleur op te warmen. Hoewel het niet het hoofddoel is, heeft het die impact als het op deze manier wordt uitgevoerd.
Het enige echte doel hiervan is om het spectrum voor de LED gewoon in evenwicht te brengen. Dit is logisch aangezien je kunt zien hoe de 4000K-afbeelding een grote piek heeft in de kleur blauw, maar de rest is op zijn best gemiddeld.
5000K plus LED-spectrum
Nu we weten hoe we warmere lichttemperaturen kunnen produceren, hoe worden temperaturen van 5000K en lager geproduceerd? Dit is behoorlijk intrigerend, aangezien het, afhankelijk van hoe je ernaar kijkt, maar een klein beetje verschilt van de manier waarop je de 3000K bouwt.
Deze verschillen zijn relevant tijdens het productieproces. Rode, groene en blauwe diodes zijn altijd gebalanceerd om wit licht te produceren in alle voorgaande lichtkleuren. Hoewel het een beetje anders is voor alles van 5000K en hoger.
Voor hen zou je opzettelijk een ongebalanceerde LED-diode ontwerpen. Het betekent dat de afzonderlijke RGB-diodes opzettelijk ongelijk verdeeld zijn in termen van hoeveelheid en/of intensiteit.
Ze balanceren de RGB-diodes zodanig dat hoe meer blauw ze prefereren in de RGB-mix, hoe koeler je wilt dat het licht wordt waargenomen. Dit hangt af van hoe hoog je gaat op de Kelvin-schaal. Met andere woorden, ze laten het blauw het rood en groen gewoon overlopen naarmate je hoger komt, waardoor de blauwe en blauwere kleuren prominenter aanwezig zijn in de lichtkleur.
Dit kan ook worden gedaan met een methode die in één keer een extra set blauwe diodes toevoegt, waardoor iets nieuws wordt gegenereerd dat RGBB wordt genoemd, in plaats van het aandeel blauwe diodes in het RGB-mengsel te vergroten.
Omdat RGBB het potentieel heeft om de zuiverheid van de output van gewoon wit licht te behouden, verdient het de voorkeur boven pure RGB.
Dit is te wijten aan het feit dat een RGBB-systeem alleen maar meer blauw toevoegt aan het originele RGB-systeem, waardoor de harmonie van de originele RGB's behouden blijft.
Dit verklaart waarom rood en groen relatief laag op de spectrumgrafiek staan, terwijl blauw dramatisch hoger springt. Naast het enigszins blauw laten lijken van items, zorgt dit er ook voor dat het licht behoorlijk blauw lijkt.
LED's met een volledig spectrum
De full spectrum LED is een ander soort LED dan de standaard LED structuur. De spectrale curve van zonlicht is bedoeld om te worden nagebootst door de constructie van de full spectrum LED.
Om dit te bereiken, wordt een fosforcombinatie van verschillende kleuren gebruikt in plaats van het meer typisch gebruikte gelige fosformengsel.
De LED straalt daardoor meer kleuren uit en lijkt meer op zonlicht dan zonder.
Gebruik in kweeklampen is de belangrijkste reden om een lichtbron te hebben die zonlicht kan nabootsen. Kweeklampen zijn lichtbronnen die de plantengroei ondersteunen door planten voldoende zonlichtachtig licht te geven wanneer ze onvoldoende of geen natuurlijk zonlicht krijgen.
Ze worden voornamelijk gebruikt in faciliteiten die afhankelijk zijn van voedselproductie, aangezien hoge opbrengsten cruciaal zijn. Maar vanwege de groeiende vraag naar kweeklampen die zijn ontworpen voor het huis, beginnen ze nu te verschijnen in achtertuintuinen.
Vergelijking van LED's bij verschillende Kelvin-temperaturen (K)
Hoewel er niet veel verschillen zijn tussen deze LED's in vergelijking, zijn er een paar dingen waarvan men zou denken dat ze belangrijk zijn.
Het fundamentele onderscheid tussen deze verschillende lichtbronnen is dat ze licht uitstralen dat verschillende psychologische reacties en emoties kan oproepen, waardoor ze ongeschikt zijn voor hetzelfde gebruik.
Een 4000K LED is beter geschikt voor ruimtes waar mentale alertheid en concentratie prioriteit hebben, zoals kantoren, terwijl een 3000K LED veel meer geschikt is voor woningen en ruimtes waar comfort een aandachtspunt is.
Op dezelfde manier is het echter zeldzaam om iets van 5000K plus te gebruiken, vooral als het gaat om interieurontwerp of wat dan ook. Aquaria zijn een typische toepassing voor 10.000K, maar afgezien daarvan zijn er niet veel andere plaatsen waar het kan worden gebruikt.
Toch is er een cruciaal onderscheid te maken tussen 3000K en 4000K, en dat heeft te maken met technologische zaken. Als je de energie-efficiëntie vergelijkt met de daadwerkelijke lichtopbrengst, dan is dat de factor.
Het is gebruikelijk om veel soorten lichtbronnen te meten met behulp van de eenheid Lumen/Watt, waarbij lumen staat voor de "hoeveelheid licht" die een lichtbron afgeeft en watt voor de energie die we aan de led hebben geleverd.
Met dit in het achterhoofd is het opmerkelijk dat een natuurlijke led met een lichtkleur van 4000K efficiënter zal zijn (lumen/watt) dan een led met een lichtkleur van 3000K.
Dit komt door de aanwezigheid van fosfor in de 3000K LED. Dit is zodat de fosfor effectief een deel van het totale licht dat de LED uitzendt, kan absorberen.
Dit is logisch omdat, zoals we al hebben gezien bij de retrofit LED-lamp, de fosfor fysiek alle vele kleine diodes bedekt.
Samenvatting
Ondanks het feit dat LED's typisch koud zijn, kunnen ze licht genereren over het hele zichtbare lichtspectrum.
Warmere LED's moeten worden gecoat met fosfor om warmer licht te genereren, daarom zijn koele LED's ongeveer 5 procent efficiënter in het omzetten van energie in licht.
