એલઇડી બ્રાઇટનેસ માપનના ચાર સ્તંભોને સમજવું

જ્યારે આપણે એલઇડી લાઇટ કેટલી "તેજસ્વી" છે તે વિશે વાત કરીએ છીએ, ત્યારે આપણે ઘણીવાર કેઝ્યુઅલ શબ્દનો ઉપયોગ કરીએ છીએ જેનો અર્થ વિવિધ સંદર્ભોમાં વિવિધ વસ્તુઓનો અર્થ થઈ શકે છે. શું તે બલ્બમાંથી બહાર નીકળતા પ્રકાશની કુલ માત્રા છે? શું તે કોઈ ચોક્કસ સ્થળ પર કેન્દ્રિત બીમની તીવ્રતા છે? અથવા તે તમારા ડેસ્ક પર અથવા ફૂટબોલના મેદાન પર પ્રકાશનું સ્તર છે? લાઇટિંગ ડિઝાઇનર્સ, એન્જિનિયરો અને સ્પેસિફાયર્સ માટે, આ તફાવતો કેઝ્યુઅલ નથી; તેઓ મૂળભૂત છે. એલઇડી લાઇટિંગને સચોટ રીતે વર્ણવવા, સરખામણી કરવા અને લાગુ કરવા માટે, અમે ચાર અલગ, છતાં એકબીજા સાથે સંબંધિત, ફોટોમેટ્રિક જથ્થો પર આધાર રાખીએ છીએ: તેજસ્વી પ્રવાહ, તેજસ્વી તીવ્રતા, તેજસ્વીતા (લ્યુમિનન્સ) અને પ્રકાશ. આમાંના દરેક મેટ્રિક્સ પઝલનો એક અલગ ભાગ પ્રદાન કરે છે, પ્રકાશના પ્રદર્શન વિશે એક અલગ પ્રશ્નનો જવાબ આપે છે. તેજસ્વી પ્રવાહ આપણને કુલ આઉટપુટ કહે છે, તેજસ્વી તીવ્રતા આપણને દિશાત્મક શક્તિ કહે છે, પ્રકાશ આપણને કહે છે કે સપાટી પર શું ઉતરે છે, અને તેજસ્વીતા આપણને કહે છે કે સપાટી કેવી રીતે દેખાય છે. સરળ ડેસ્ક લેમ્પથી લઈને જટિલ સ્ટેડિયમ ઇન્સ્ટોલેશન સુધી, લાઇટિંગ સિસ્ટમ્સ ડિઝાઇન કરવામાં સામેલ કોઈપણ માટે આ ચાર ખ્યાલોમાં નિપુણતા મેળવવી જરૂરી છે. આ માર્ગદર્શિકા આ ચાર એલઇડી તેજસ્વીતા ગણતરી પદ્ધતિઓમાંથી દરેકને ડિમિસ્ટિફાઇ કરશે, સ્પષ્ટ વ્યાખ્યાઓ, સૂત્રો, એકમો અને તેમની એપ્લિકેશનના વ્યવહારિક ઉદાહરણો પ્રદાન કરશે.

લ્યુમિનસ ફ્લક્સ શું છે અને તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે?

તેજસ્વી પ્રવાહ એ પ્રકાશ આઉટપુટનું પાયાનું મેટ્રિક છે. તે સમયના એકમ દીઠ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત દૃશ્યમાન પ્રકાશની કુલ માત્રા નક્કી કરે છે. તેને દીવામાંથી પ્રકાશનો સંપૂર્ણ પ્રવાહ તરીકે વિચારો, પછી ભલે તે ગમે તે દિશામાં મુસાફરી કરે. તે સમગ્ર પ્રકાશ આઉટપુટનું માપ છે, જે પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રકાશ સ્ત્રોતની એકંદર શક્તિનું સૌથી સીધું સૂચક બનાવે છે. તેજસ્વી પ્રવાહનો એકમ લ્યુમેન (lm) છે. જ્યારે તમે એલઇડી બલ્બ ખરીદો છો અને તેને "800 લ્યુમેન્સ" તરીકે લેબલ કરેલું જુઓ છો, ત્યારે આ તેજસ્વી પ્રવાહ છે - બલ્બ બધી દિશામાં પ્રકાશની કુલ માત્રા બહાર કાઢે છે. જો કે, તેજસ્વી પ્રવાહની ગણતરી તે લાગે તેના કરતાં વધુ જટિલ છે, કારણ કે માનવ આંખ પ્રકાશની તમામ તરંગલંબાઈને સમાન રીતે સમજતી નથી. અમે 555 એનએમની આસપાસ લીલા-પીળા પ્રકાશ પ્રત્યે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છીએ અને ઘેરા લાલ અથવા વાદળી પ્રકાશ પ્રત્યે ઓછા સંવેદનશીલ છીએ. તેથી, તેજસ્વી પ્રવાહ એ ભારિત માપ છે. તે દરેક તરંગલંબાઈ પર પ્રકાશ સ્ત્રોતની વાસ્તવિક તેજસ્વી શક્તિ (ભૌતિક ઊર્જા) લઈને અને તે તરંગલંબાઈ પ્રત્યે આંખની સંવેદનશીલતાનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા પરિબળ દ્વારા ગુણાકાર કરીને ગણવામાં આવે છે. આ પરિબળને સાપેક્ષ વર્ણપટ તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેને V(λ) તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. તેજસ્વી પ્રવાહ (Φ) માટેનું ઔપચારિક સૂત્ર છે: Φ = Km ∫ Φ(λ) · V(λ) dλ, જ્યાં Φ(λ) એ સ્પેક્ટ્રલ રેડિયન્ટ ફ્લક્સ છે, V(λ) એ સંબંધિત સ્પેક્ટ્રલ તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા છે, અને Km એ એક અચળ (683 lm/W) છે જે 555 nm ની ટોચની સંવેદનશીલતા તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ શક્ય તેજસ્વી અસરકારકતાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. સારમાં, આ સૂત્ર ગાણિતિક રીતે કાચી ભૌતિક શક્તિને માનવ દ્રશ્ય પ્રણાલી દ્વારા કથિત તેજસ્વીતાના માપમાં પરિવર્તિત કરે છે.

તેજસ્વી તીવ્રતા શું છે અને તે ફ્લક્સથી કેવી રીતે અલગ છે?

જ્યારે તેજસ્વી પ્રવાહ આપણને કુલ પ્રકાશ આઉટપુટ કહે છે, તે અમને કહેતું નથી કે તે પ્રકાશ કેવી રીતે વિતરિત થાય છે. 1000-લ્યુમેન લાઇટ બધે જ પ્રકાશનો છંટકાવ કરતી ખુલ્લી બલ્બ હોઈ શકે છે, અથવા તે ચુસ્ત કેન્દ્રિત સ્પોટલાઇટ હોઈ શકે છે. તેજસ્વી તીવ્રતા એ મેટ્રિક છે જે ચોક્કસ દિશામાં પ્રકાશની સાંદ્રતાનું વર્ણન કરે છે. તે આપેલ દિશામાં એકમ ઘન ખૂણા દીઠ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત તેજસ્વી પ્રવાહના જથ્થા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ઘન ખૂણો એ ત્રિ-પરિમાણીય ખૂણો છે, જે સ્ટેરેડિયન્સ (એસઆર) માં માપવામાં આવે છે, જે બિંદુમાંથી ફેલાયેલા પ્રકાશના "શંકુ" નું વર્ણન કરે છે. ફ્લેશલાઇટની કલ્પના કરો: તેનો તેજસ્વી પ્રવાહ કુલ 300 લ્યુમેન્સ હોઈ શકે છે, પરંતુ કેન્દ્રીય બીમ સાથે તેની તેજસ્વી તીવ્રતા ખૂબ વધારે છે કારણ કે તે 300 લ્યુમેન્સ સાંકડી શંકુ માં કેન્દ્રિત છે. તેજસ્વી તીવ્રતાનો એકમ કેન્ડેલા (સીડી) છે. એક કેન્ડેલાને સ્ટેરેડિયન દીઠ એક લ્યુમેન (1 સીડી = 1 એલએમ / એસઆર) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. પ્રવાહ અને તીવ્રતા વચ્ચેનો સંબંધ ભૌમિતિક છે. જો તમારી પાસે પ્રકાશ સ્ત્રોત છે જે તમામ દિશામાં એકસરખી રીતે તેના પ્રવાહનું ઉત્સર્જન કરે છે (એક આઇસોટ્રોપિક સ્રોત), તો તમે કુલ પ્રવાહને ગોળાના કુલ ઘન ખૂણા દ્વારા વિભાજિત કરીને તેની તીવ્રતાની ગણતરી કરી શકો છો, જે 4π સ્ટેરેડિયન્સ છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1000-લ્યુમેન આઇસોટ્રોપિક સ્ત્રોતની તીવ્રતા કોઈપણ દિશામાં 1000 એલએમ / 4π એસઆર ≈ 79.6 સીડી હશે. વાસ્તવમાં, મોટાભાગના એલઇડી સ્ત્રોતો આઇસોટ્રોપિક નથી. તીવ્રતા દિશા સાથે બદલાય છે. બધી દિશાઓમાં તીવ્રતાનો સરવાળો, સમગ્ર ગોળા પર એકીકૃત, તમને કુલ તેજસ્વી પ્રવાહ પર પાછા લાવે છે. તેજસ્વી તીવ્રતા એ બીમ એંગલ્સ, રિફ્લેક્ટર્સ અને લેન્સને સમજવા અને ડિઝાઇન કરવા માટેનું મુખ્ય મેટ્રિક છે.

તેજસ્વીતા (લ્યુમિનન્સ) શું છે અને તે કેવી રીતે માપવામાં આવે છે?

તેજસ્વીતા, તકનીકી દ્રષ્ટિએ, લ્યુમિનન્સ તરીકે ઓળખાય છે. જ્યારે ઘણી વાર વાતચીતમાં છૂટક રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે લ્યુમિનન્સની ચોક્કસ વૈજ્ઞાનિક વ્યાખ્યા છે. તે પ્રકાશની માત્રાનું માપ છે જે સપાટી પરથી આપેલ દિશામાં ઉત્સર્જન, પ્રસારિત અથવા પરાવર્તિત થાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, તે ચોક્કસ ખૂણાથી જોતા નિરીક્ષકને સપાટી કેટલી "તેજસ્વી" દેખાય છે તે પ્રમાણે છે. આ પ્રકાશથી એક મહત્વપૂર્ણ તફાવત છે, જે સપાટી પર પડતા પ્રકાશને માપે છે. લ્યુમિનન્સ તે સપાટી (અથવા પ્રકાશ સ્રોત પોતે) છોડીને આંખ તરફ મુસાફરી કરતા પ્રકાશને માપે છે. લ્યુમિનન્સનો એકમ પ્રતિ ચોરસ મીટર (cd/m²) કેન્ડેલા છે, જેને ઘણીવાર "નિટ" પણ કહેવામાં આવે છે. ઔપચારિક વ્યાખ્યામાં સપાટીના તત્વ (dS) દ્વારા આપેલ દિશામાં ઉત્સર્જિત તેજસ્વી તીવ્રતા (I) નો સમાવેશ થાય છે, જે તે સપાટીના તત્વના ક્ષેત્રફળ દ્વારા વિભાજિત થાય છે, જે તે દિશામાં લંબ સમતલ પર પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવે છે. સૂત્ર L = dI / (dS · cos θ) છે, જ્યાં θ એ જોવાની દિશા અને સપાટીના સામાન્ય (લંબ) વચ્ચેનો ખૂણો છે. સપાટ પ્રકાશ-ઉત્સર્જન સપાટી માટે, જેમ કે એલઇડી ચિપ અથવા પ્રકાશિત ચિહ્ન, સીધા (θ = 0 °) પર જોવામાં આવે છે, સૂત્ર એલ = આઇ / ડીએસ માટે સરળ બનાવે છે. તેજસ્વીતા એ છે જે આપણી આંખો ખરેખર સમજે છે. તેજસ્વી પ્રકાશ હેઠળ કાગળના સફેદ ટુકડામાં ઉચ્ચ તેજસ્વીતા હોય છે; અંધારા ઓરડામાં એક જ કાગળમાં ઓછી પ્રકાશ હોય છે. એલઇડી એપ્લિકેશન્સમાં, ઝગમગાટ (દૃષ્ટિકોણના ક્ષેત્રમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ લ્યુમિનન્સ સ્ત્રોત) નું મૂલ્યાંકન કરવા અને ડિસ્પ્લે અને સૂચકાંકો ડિઝાઇન કરવા માટે લ્યુમિનન્સ નિર્ણાયક છે. ચિપ પરીક્ષણ અને એલઇડી કિરણોત્સર્ગની સલામતીનું મૂલ્યાંકન કરવામાં, ઇમેજિંગ પદ્ધતિઓનો ઘણીવાર ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જ્યાં કેમેરા સિસ્ટમ હોટસ્પોટ્સને ઓળખવા અને સમાન કામગીરીની ખાતરી કરવા માટે ચિપની સપાટી પર લ્યુમિનન્સને માપે છે.

પ્રકાશ શું છે અને તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે?

લાઇટિંગ ડિઝાઇનમાં ઇલ્યુમિનન્સ કદાચ સૌથી વ્યવહારુ અને સામાન્ય રીતે સંદર્ભિત મેટ્રિક છે. તે આપેલ સપાટી વિસ્તાર પર પડતા તેજસ્વી પ્રવાહની માત્રાને માપે છે. સરળ શબ્દોમાં, તે તમને કહે છે કે તમારા ડેસ્ક પર, વેરહાઉસના ફ્લોર પર અથવા ફૂટબોલના મેદાન પર કેટલો પ્રકાશ ઉતરી રહ્યો છે. તે પ્રકાશિત પદાર્થ અથવા કાર્યના દ્રષ્ટિકોણથી લાઇટિંગ સિસ્ટમનું "અંતિમ પરિણામ" છે. પ્રકાશનો એકમ લક્સ (lx) છે. એક લક્સને ચોરસ મીટર દીઠ એક લ્યુમેન (1 lx = 1 lm/m²) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. પ્રકાશ (E) માટેનું સૂત્ર E = dΦ / dS છે, જ્યાં dΦ એ ક્ષેત્રફળ dS ની નાની સપાટી તત્વ પર તેજસ્વી પ્રવાહ ઘટના છે. પ્રકાશ ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે: પ્રકાશ સ્ત્રોતની તીવ્રતા, સ્ત્રોતથી સપાટી સુધીનું અંતર, અને ખૂણો કે જેના પર પ્રકાશ સપાટી પર અથડાય છે. તે વિપરીત ચોરસ નિયમને અનુસરે છે, જેનો અર્થ એ છે કે જો તમે પ્રકાશના સ્ત્રોતથી અંતર બમણું કરો છો, તો પ્રકાશ તેના મૂળ મૂલ્યના એક ચતુર્થાંશ સુધી ઘટે છે. તે ઘટનાના ખૂણાના કોસાઇન દ્વારા પણ પ્રભાવિત થાય છે; 45 ડિગ્રીના ખૂણા પર સપાટીને અથડાતા પ્રકાશ તેને સીધો લંબ અથડાતા પ્રકાશ કરતાં ઓછો પ્રકાશ પ્રદાન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાંચન પ્રકાશ પુસ્તક પર 500 લક્સ પ્રદાન કરી શકે છે, જ્યારે સારી રીતે પ્રકાશિત ઓફિસમાં ડેસ્ક પર 300-500 લક્સ હોઈ શકે છે. સુરક્ષા ફ્લડલાઇટને જમીન પર 50 લક્સ પ્રદાન કરવાની જરૂર પડી શકે છે, જ્યારે વ્યાવસાયિક ફૂટબોલ સ્ટેડિયમને પ્રસારણ માટે 1500-2000 લક્સની જરૂર પડે છે. સલામતી અને કાર્ય પ્રદર્શન માટે પૂરતા પ્રકાશની ખાતરી કરવા માટે લાઇટિંગ ધોરણો અને નિયમોમાં ઉપયોગમાં લેવાતી મુખ્ય મેટ્રિક લ્યુમિનન્સ છે. તે વ્યવહારમાં લાઇટ મીટરનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે, જેમાં વિમાન પર પડતા પ્રકાશને સચોટ રીતે કેપ્ચર કરવા માટે કોસાઇન-કરેક્ટેડ સેન્સર હોય છે.

આ ચાર માપ એકબીજા સાથે કેવી રીતે સંબંધિત છે?

તેજસ્વી પ્રવાહ, તેજસ્વી તીવ્રતા, પ્રકાશ અને લ્યુમિનન્સ વચ્ચેના સંબંધોને સમજવું એ લાઇટિંગ ડિઝાઇનમાં નિપુણતા મેળવવાની ચાવી છે. તે સ્વતંત્ર ખ્યાલો નથી, પરંતુ પ્રકાશની સમાન ઘટના પરના જુદા જુદા દ્રષ્ટિકોણ છે. લ્યુમિનસ ફ્લક્સ (લ્યુમેન્સ) એ કુલ પ્રારંભિક બિંદુ છે - સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ પ્રકાશ. આ પ્રવાહ પછી અવકાશમાં વિતરિત થાય છે. વિતરણનું વર્ણન દરેક દિશામાં તેજસ્વી તીવ્રતા (કેનડેલા) દ્વારા કરવામાં આવે છે. ધ્રુવીય તીવ્રતા આકૃતિ એ આ વિતરણ દર્શાવવાની ગ્રાફિકલ રીત છે. જ્યારે આ વિતરિત પ્રકાશ અવકાશમાં મુસાફરી કરે છે અને છેવટે સપાટી પર ઉતરે છે, ત્યારે આપણે પરિણામને તે સપાટી પર પ્રકાશ (લક્સ) તરીકે માપીએ છીએ. ડેસ્ક પર મૂકવામાં આવેલ લાઇટ મીટર પ્રકાશને માપે છે. છેવટે, જ્યારે તે પ્રકાશિત સપાટી તે પ્રકાશમાંથી કેટલાક નિરીક્ષકની આંખ તરફ પ્રતિબિંબિત કરે છે, ત્યારે સપાટીની કથિત "તેજસ્વીતા" તેની તેજસ્વીતા (cd/m²) છે. કેમેરાનું લાઇટ મીટર પણ પ્રકાશના સ્વરૂપને માપે છે. એક સરળ ઉદાહરણ તે બધાને એક સાથે જોડે છે: 5000-લ્યુમેન એલઇડી ફ્લડ લાઇટ (ફ્લક્સ) તેના કેન્દ્રીય બીમમાં 10,000 કેન્ડેલાની ટોચની તીવ્રતા હોઈ શકે છે. જો તે બીમ 10 મીટર દૂર દિવાલ તરફ લક્ષ્ય રાખવામાં આવે છે, તો દિવાલ પરના તે બીમના કેન્દ્રમાં પ્રકાશ 100 લક્સ હોઈ શકે છે. જો તે દિવાલને સફેદ રંગમાં રંગવામાં આવે છે અને તેમાં ઉચ્ચ પ્રતિબિંબ છે, તો તેની તેજસ્વીતા 30 cd/m² હોઈ શકે છે, જે નિરીક્ષકને તેજસ્વી દેખાય છે. જો દિવાલને કાળા રંગમાં રંગવામાં આવે છે, તો તેની તેજસ્વીતા માત્ર3સીડી / એમ² હોઈ શકે છે, જે શ્યામ દેખાય છે, તેમ છતાં દિવાલ પરની પ્રકાશ સમાન 100 લક્સ છે. આ ચાર મેટ્રિક્સ એક સાંકળમાં કામ કરે છે, સ્ત્રોત (પ્રવાહ, તીવ્રતા) થી લઈને સપાટી પરની અસર (પ્રકાશ, લ્યુમિનન્સ), પ્રકાશનું વર્ણન અને એન્જિનિયરિંગ માટે સંપૂર્ણ ભાષા પ્રદાન કરે છે.

LED તેજસ્વીતાની ગણતરીઓ વિશે વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

લ્યુમેન્સ અને લક્સ વચ્ચે શું તફાવત છે?

આ મૂંઝવણનો એક સામાન્ય મુદ્દો છે. લ્યુમેન્સ (એલએમ) સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશની કુલ માત્રાને માપે છે. લક્સ (lx) સપાટી પર ઉતરતા પ્રકાશની માત્રાને માપે છે. તેને વરસાદની જેમ વિચારો: લ્યુમેન્સ એ વાદળમાંથી પડતા વરસાદની કુલ માત્રા છે, જ્યારે લક્સ એ છે કે તમારા ડ્રાઇવવે પર ખાબોચિયા કેટલું ઊંડું છે. 1000-લ્યુમેન ફ્લેશલાઇટ 1000-લ્યુમેન છત લાઇટ કરતાં નજીકની દિવાલ પર વધુ લક્સ રીડિંગ ઉત્પન્ન કરશે, કારણ કે ફ્લેશલાઇટનો પ્રકાશ નાના વિસ્તારમાં કેન્દ્રિત છે.

હું ચોક્કસ અંતરે એલઇડી લાઇટમાંથી પ્રકાશની ગણતરી કેવી રીતે કરી શકું?

બિંદુ સ્ત્રોત માટે, વિપરીત ચોરસ નિયમનો ઉપયોગ કરીને અંદાજ લગાવી શકાય છે. તમારે સપાટીની દિશામાં તેજસ્વી તીવ્રતા (કેનડેલામાં) ની જરૂર છે. પ્રકાશ (E) એ લગભગ તીવ્રતા (I) ને અંતર (d) વર્ગ દ્વારા ભાગેલ છે: E = I / d². જો કે, ચોક્કસ બીમ એંગલ્સવાળા વાસ્તવિક એલઇડી ફિક્સર માટે, તે વધુ જટિલ છે. સૌથી સચોટ પદ્ધતિ એ છે કે લાઇટિંગ ડિઝાઇન સૉફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરવો જે ફોટોમેટ્રિક ડેટા ફાઇલોનો ઉપયોગ કરીને સમગ્ર વિસ્તારમાં પ્રકાશની ગણતરી કરે છે, બીમ આકાર અને બહુવિધ ફિક્સર માટે હિસાબ કરે છે.

ડેસ્ક લેમ્પ ખરીદવા માટે ચાર મેટ્રિક્સમાંથી કયું સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે?

ડેસ્ક લેમ્પ માટે, પ્રકાશ એ સૌથી વ્યવહારુ મેટ્રિક છે. તમે જાણવા માંગો છો કે તમારા કામની સપાટી પર કેટલો પ્રકાશ (લક્સમાં) ઉતરશે. જો કે, ઉત્પાદકો હંમેશાં ચોક્કસ અંતર માટે પ્રકાશ ડેટા પ્રદાન કરતા નથી, તેથી કુલ તેજસ્વી પ્રવાહ (લ્યુમેન્સ) એક સારો પ્રારંભિક બિંદુ છે. 400-800 લ્યુમેન્સવાળો દીવો સામાન્ય રીતે ડેસ્ક માટે પૂરતો છે. તમારી આંખોમાં ચમક (અતિશય તેજસ્વીતા) પેદા કર્યા વિના તમારા કાર્ય પર પ્રકાશ કેન્દ્રિત કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે તમારે બીમ એંગલને પણ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.