ការយល់ដឹងអំពីសសរស្តម្ភទាំងបួននៃការវាស់ពន្លឺ LED

នៅពេលដែលយើងនិយាយអំពីរបៀបដែល "ភ្លឺ" អំពូល LED យើងជាញឹកញាប់ប្រើពាក្យធម្មតាដែលអាចមានន័យថាអ្វីផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងបរិបទផ្សេងៗគ្នា។តើវាជាចំនួនសរុបនៃពន្លឺដែលចាក់ចេញពីអំពូល?តើវាជាអាំងតង់ស៊ីតេនៃធ្នឹមដែលផ្តោតលើចំណុចជាក់លាក់មួយ?ឬវាជាកម្រិតនៃការបំភ្លឺនៅលើតុរបស់អ្នក ឬនៅលើទីលានបាល់ទាត់?សម្រាប់អ្នករចនាពន្លឺ វិស្វករ និងអ្នកបញ្ជាក់ ភាពខុសគ្នាទាំងនេះមិនមែនជារឿងធម្មតាទេ;ពួកគេជាមូលដ្ឋាន។ដើម្បីពិពណ៌នា ប្រៀបធៀប និងអនុវត្តអំពូល LED យ៉ាងត្រឹមត្រូវ យើងពឹងផ្អែកលើបរិមាណ photometric ចំនួនបួនផ្សេងគ្នា ប៉ុន្តែទាក់ទងគ្នា៖ flux luminous, luminous intensity, brightness (luminance) និង illuminance ។រង្វាស់នីមួយៗទាំងនេះផ្តល់នូវបំណែកផ្សេងៗគ្នានៃរូបផ្គុំ ដោយឆ្លើយសំណួរផ្សេងគ្នាអំពីដំណើរការរបស់ពន្លឺ។ Luminous flux ប្រាប់យើងពីទិន្នផលសរុប អាំងតង់ស៊ីតេភ្លឺប្រាប់យើងអំពីថាមពលទិសដៅ illuminance ប្រាប់យើងពីអ្វីដែលចុះចតនៅលើផ្ទៃ និងពន្លឺប្រាប់យើងពីរបៀបដែលផ្ទៃលេចឡើង។ការស្ទាត់ជំនាញគំនិតទាំងបួននេះគឺចាំបាច់សម្រាប់អ្នកដែលពាក់ព័ន្ធក្នុងការរចនាប្រព័ន្ធភ្លើងបំភ្លឺ ចាប់ពីចង្កៀងតុសាមញ្ញរហូតដល់ការដំឡើងកីឡដ្ឋានស្មុគស្មាញ។មគ្គុទ្ទេសក៍នេះនឹងបង្ហាញពីវិធីសាស្រ្តគណនាពន្លឺ LED ទាំងបួននេះ ដោយផ្តល់នូវនិយមន័យច្បាស់លាស់ រូបមន្ត ឯកតា និងឧទាហរណ៍ជាក់ស្តែងនៃកម្មវិធីរបស់ពួកគេ។

តើអ្វីទៅជា Luminous Flux ហើយតើវាត្រូវបានគណនាយ៉ាងដូចម្តេច?

Luminous flux គឺជារង្វាស់មូលដ្ឋាននៃទិន្នផលពន្លឺ។វាបរិមាណសរុបនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញដែលបញ្ចេញដោយប្រភពក្នុងមួយឯកតានៃពេលវេលា។គិតថាវាជា "លំហូរ" សរុបនៃពន្លឺពីចង្កៀង ដោយមិនគិតពីទិសដៅដែលវាធ្វើដំណើរ។វាគឺជារង្វាស់នៃទិន្នផលពន្លឺទាំងមូល ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសូចនាករផ្ទាល់បំផុតនៃថាមពលសរុបរបស់ប្រភពពន្លឺក្នុងការផលិតពន្លឺ។ឯកតានៃ luminous flux គឺ lumen (lm) ។នៅពេលអ្នកទិញអំពូល LED ហើយឃើញវាមានស្លាកថា "800 lumens" នេះគឺជា flux luminous ដែលជាបរិមាណសរុបនៃពន្លឺដែលអំពូលបញ្ចេញគ្រប់ទិសទី។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការគណនា luminous flux គឺស្មុគស្មាញជាងដែលវាមើលទៅ ព្រោះភ្នែកមនុស្សមិនយល់ឃើញរលកពន្លឺទាំងអស់ស្មើគ្នា។យើងរសើបបំផុតចំពោះពន្លឺពណ៌បៃតង-លឿងនៅជុំវិញ 555 nm ហើយមិនសូវរសើបចំពោះពន្លឺក្រហមជ្រៅ ឬពណ៌ខៀវ។ ដូច្នេះ flux luminous គឺជារង្វាស់ទម្ងន់។វាត្រូវបានគណនាដោយយកថាមពលវិទ្យុសកម្មពិតប្រាកដ (ថាមពលរូបវិទ្យា) នៃប្រភពពន្លឺនៅរលកនីមួយៗ ហើយគុណវាដោយកត្តាដែលតំណាងឱ្យភាពប្រែប្រួលរបស់ភ្នែកចំពោះរលកនោះ។កត្តានេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាប្រសិទ្ធភាពពន្លឺវិសាលគមដែលទាក់ទង ដែលបង្ហាញជា V(λ) ។រូបមន្តផ្លូវការសម្រាប់ flux luminous (Φ) គឺ៖ Φ = Km ∫ Φ(λ) ·V(λ) dλ ដែល Φ(λ) គឺជាលំហូរវិទ្យុសកម្មវិសាលគម V(λ) គឺជាប្រសិទ្ធភាពពន្លឺវិសាលគមដែលទាក់ទង និង Km គឺជាថេរ (683 lm/W) ដែលតំណាងឱ្យប្រសិទ្ធភាពពន្លឺអតិបរមាដែលអាចធ្វើទៅបាននៅរលកភាពប្រែប្រួលកំពូលនៃ 555 nm ។ តាមខ្លឹមសារ រូបមន្តនេះបំប្លែងថាមពលរូបវន្តឆៅទៅជាការវាស់វែងនៃពន្លឺដែលយល់ឃើញដោយប្រព័ន្ធមើលឃើញរបស់មនុស្ស។

តើអាំងតង់ស៊ីតេ luminous គឺជាអ្វី ហើយតើវាខុសពី Flux យ៉ាងដូចម្តេច?

ខណៈពេលដែល flux luminous ប្រាប់យើងអំពីទិន្នផលពន្លឺសរុប វាមិនប្រាប់យើងពីរបៀបដែលពន្លឺនោះត្រូវបានចែកចាយទេ។ពន្លឺ 1000-lumen អាចជាអំពូលទទេដែលបាញ់ពន្លឺគ្រប់ទីកន្លែង ឬវាអាចជាការផ្តោតអារម្មណ៍យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។អាំងតង់ស៊ីតេភ្លឺគឺជាម៉ែត្រដែលពិពណ៌នាអំពីការផ្តោតអារម្មណ៍នៃពន្លឺក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ។វាត្រូវបានកំណត់ថាជាបរិមាណនៃ flux luminous ដែលបញ្ចេញដោយប្រភពក្នុងមួយឯកតាមុំរឹងក្នុងទិសដៅដែលបានផ្តល់ឱ្យ។មុំរឹងគឺជាមុំបីវិមាត្រ ដែលវាស់ជា steradians (sr) ដែលពិពណ៌នាអំពី "កោណ" នៃពន្លឺដែលរីករាលដាលចេញពីចំណុចមួយ។ស្រមៃមើលពិល៖ flux luminous របស់វាអាចមានសរុប 300 lumen ប៉ុន្តែអាំងតង់ស៊ីតេភ្លឺរបស់វានៅតាមបណ្តោយធ្នឹមកណ្តាលគឺខ្ពស់ណាស់ ព្រោះ 300 lumen ទាំងនោះត្រូវបានប្រមូលផ្តុំទៅក្នុងកោណតូចចង្អៀត។ឯកតានៃអាំងតង់ស៊ីតេភ្លឺគឺ candela (cd) ។ candela មួយត្រូវបានកំណត់ជាមួយ lumen ក្នុងមួយ steradian (1 cd = 1 lm/sr) ។ទំនាក់ទំនងរវាង flux និងអាំងតង់ស៊ីតេគឺធរណីមាត្រ។ប្រសិនបើអ្នកមានប្រភពពន្លឺដែលបញ្ចេញ flux របស់វាឯកសណ្ឋានគ្រប់ទិសទី (ប្រភព isotropic) អ្នកអាចគណនាអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វាដោយបែងចែក flux សរុបដោយមុំរឹងសរុបនៃស្វ៊ែរ ដែលជា 4π steradian ។ឧទាហរណ៍ ប្រភព isotropic 1000-lumen នឹងមានអាំងតង់ស៊ីតេ 1000 lm / 4π sr ≈ 79.6 cd ក្នុងទិសដៅណាមួយ។តាមពិតប្រភព LED ភាគច្រើនមិនមែនជា isotropic ទេ។អាំងតង់ស៊ីតេប្រែប្រួលទៅតាមទិសដៅ។ផលបូកនៃអាំងតង់ស៊ីតេគ្រប់ទិសទី រួមបញ្ចូលលើស្វ៊ែរទាំងមូល នាំអ្នកត្រឡប់ទៅលំហូរពន្លឺសរុបវិញ។អាំងតង់ស៊ីតេភ្លឺគឺជាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់ការយល់ដឹង និងរចនាមុំធ្នឹម បញ្ចាំង និងកញ្ចក់។

តើអ្វីទៅជាពន្លឺ (luminance) ហើយតើវាត្រូវបានវាស់ដោយរបៀបណា?

Brightness នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌបច្ចេកទេសត្រូវបានគេហៅថា luminance ។ខណៈពេលដែលជាញឹកញាប់ប្រើរលុងក្នុងការសន្ទនា luminance មាននិយមន័យវិទ្យាសាស្ត្រច្បាស់លាស់។វាគឺជារង្វាស់នៃបរិមាណពន្លឺដែលត្រូវបានបញ្ចេញ បញ្ជូន ឬឆ្លុះបញ្ចាំងពីផ្ទៃក្នុងទិសដៅដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ម្យ៉ាងវិញទៀត វាបរិមាណពីរបៀបដែល "ភ្លឺ" ផ្ទៃលេចឡើងចំពោះអ្នកសង្កេតមើលវាពីមុំជាក់លាក់មួយ។នេះគឺជាភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់ពី illuminance ដែលវាស់ពន្លឺធ្លាក់លើផ្ទៃ។Luminance វាស់ពន្លឺដែលចាកចេញពីផ្ទៃនោះ (ឬប្រភពពន្លឺខ្លួនឯង) និងធ្វើដំណើរឆ្ពោះទៅរកភ្នែក។ឯកតានៃពន្លឺគឺ candela ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ (cd/m²) ដែលជាញឹកញាប់ត្រូវបានគេហៅថា "nit" ។និយមន័យផ្លូវការពាក់ព័ន្ធនឹងអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺ (I) ដែលបញ្ចេញដោយធាតុផ្ទៃ (dS) ក្នុងទិសដៅដែលបានផ្តល់ឱ្យ បែងចែកដោយផ្ទៃនៃធាតុផ្ទៃនោះដូចដែលបានបញ្ចាំងនៅលើយន្តហោះបញ្ឈរនឹងទិសដៅនោះ។ រូបមន្តគឺ L = dI / (dS · cos θ) ដែល θ គឺជាមុំរវាងទិសដៅមើល និងធម្មតា (បញ្ឈរ) ទៅផ្ទៃ។សម្រាប់ផ្ទៃបញ្ចេញពន្លឺរាបស្មើ ដូចជាបន្ទះឈីប LED ឬសញ្ញាភ្លឺ មើលត្រង់ (θ=0°) រូបមន្តសាមញ្ញទៅជា L = I / dS ។Luminance គឺជាអ្វីដែលភ្នែករបស់យើងយល់ឃើញ។ក្រដាសពណ៌សនៅក្រោមពន្លឺភ្លឺមានពន្លឺខ្ពស់;ក្រដាសដូចគ្នានៅក្នុងបន្ទប់ងងឹតមានពន្លឺទាប។នៅក្នុងកម្មវិធី LED luminance មានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការវាយតម្លៃពន្លឺ (ប្រភពពន្លឺខ្ពស់នៅក្នុងវាលនៃ view) និងសម្រាប់ការរចនាអេក្រង់ និងសូចនាករ។នៅក្នុងការធ្វើតេស្តបន្ទះឈីប និងវាយតម្លៃសុវត្ថិភាពនៃវិទ្យុសកម្ម LED វិធីសាស្រ្តរូបភាពត្រូវបានប្រើជាញឹកញាប់ ដែលប្រព័ន្ធកាមេរ៉ាវាស់ luminance នៅទូទាំងផ្ទៃនៃបន្ទះឈីប ដើម្បីកំណត់ចំណុចក្តៅ និងធានាបាននូវដំណើរការឯកសណ្ឋាន។

តើ Illuminance គឺជាអ្វី ហើយតើវាត្រូវបានគណនាយ៉ាងដូចម្តេច?

Illuminance ប្រហែលជាម៉ែត្រជាក់ស្តែង និងយោងជាទូទៅបំផុតក្នុងការរចនាភ្លើងបំភ្លឺ។វាវាស់បរិមាណនៃ flux luminous ធ្លាក់លើផ្ទៃដែលបានផ្តល់ឱ្យ។និយាយសាមញ្ញ វាប្រាប់អ្នកថាតើពន្លឺប៉ុន្មានកំពុងចុះចតនៅលើតុរបស់អ្នក នៅលើកម្រាលឃ្លាំង ឬនៅលើទីលានបាល់ទាត់។វាគឺជា "លទ្ធផលចុងក្រោយ" នៃប្រព័ន្ធភ្លើងបំភ្លឺពីទស្សនៈនៃវត្ថុ ឬភារកិច្ចដែលបំភ្លឺ។ឯកតានៃពន្លឺគឺ lux (lx) ។lux មួយត្រូវបានកំណត់ជាមួយ lumen ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ (1 lx = 1 lm/m²)។រូបមន្តសម្រាប់ពន្លឺ (E) គឺ E = dΦ / dS ដែល dΦ គឺជាឧប្បត្តិហេតុនៃលំហូរពន្លឺនៅលើធាតុផ្ទៃតូចមួយនៃផ្ទៃ dS ។Illuminance អាស្រ័យលើកត្តាជាច្រើន៖ អាំងតង់ស៊ីតេនៃប្រភពពន្លឺ ចម្ងាយពីប្រភពទៅផ្ទៃ និងមុំដែលពន្លឺវាយប្រហារលើផ្ទៃ។ វាធ្វើតាមច្បាប់ inverse-square មានន័យថាប្រសិនបើអ្នកបង្កើនចម្ងាយទ្វេដងពីប្រភពពន្លឺ ពន្លឺថយចុះមកត្រឹមមួយភាគបួននៃតម្លៃដើមរបស់វា។វាក៏ត្រូវបានរងផលប៉ះពាល់ដោយ cosine នៃមុំកើតហេតុ;ពន្លឺវាយប្រហារលើផ្ទៃនៅមុំ 45 ដឺក្រេផ្តល់នូវពន្លឺតិចជាងពន្លឺដែលវាយប្រហារវាត្រង់ត្រង់។ឧទាហរណ៍ អំពូលអានអាចផ្តល់ 500 lux នៅលើសៀវភៅ ខណៈពេលដែលការិយាល័យដែលមានពន្លឺល្អអាចមាន 300-500 lux នៅលើតុ។អំពូលភ្លើងសុវត្ថិភាពប្រហែលជាត្រូវផ្តល់ 50 lux នៅលើដី ខណៈកីឡដ្ឋានបាល់ទាត់អាជីពត្រូវការ 1500-2000 lux សម្រាប់ការផ្សាយ។Illuminance គឺជាម៉ែត្រសំខាន់ដែលប្រើនៅក្នុងស្តង់ដារ និងបទប្បញ្ញត្តិពន្លឺ ដើម្បីធានាបាននូវពន្លឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់សុវត្ថិភាព និងការអនុវត្តភារកិច្ច។វាត្រូវបានវាស់នៅក្នុងការអនុវត្តដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ពន្លឺ ដែលមានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកែតម្រូវ cosine ដើម្បីចាប់យកពន្លឺធ្លាក់លើយន្តហោះបានត្រឹមត្រូវ។

តើការវាស់វែងទាំងបួននេះទាក់ទងនឹងគ្នាយ៉ាងដូចម្តេច?

ការយល់ដឹងអំពីទំនាក់ទំនងរវាង luminous flux, luminous intensity, illuminance, and luminance គឺជាគន្លឹះក្នុងការគ្រប់គ្រងការរចនាពន្លឺ។ពួកគេមិនមែនជាគំនិតឯករាជ្យទេ ប៉ុន្តែទស្សនៈផ្សេងគ្នាលើបាតុភូតនៃពន្លឺដូចគ្នា។Luminous flux (lumens) គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមសរុប - ពន្លឺសរុបដែលបញ្ចេញដោយប្រភព។flux នេះបន្ទាប់មកត្រូវបានចែកចាយនៅក្នុងលំហ។ការចែកចាយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយអាំងតង់ស៊ីតេ luminous (candela) នៅគ្រប់ទិសដៅ។ដ្យាក្រាមអាំងតង់ស៊ីតេប៉ូលគឺជាវិធីក្រាហ្វិកនៃការបង្ហាញការចែកចាយនេះ។នៅពេលដែលពន្លឺដែលបានចែកចាយនេះធ្វើដំណើរឆ្លងកាត់លំហ ហើយទីបំផុតចុះចតលើផ្ទៃមួយ យើងវាស់លទ្ធផលជា illuminance (lux) នៅផ្ទៃនោះ។ឧបករណ៍វាស់ពន្លឺដែលដាក់នៅលើតុវាស់ពន្លឺ។ជាចុងក្រោយ នៅពេលដែលផ្ទៃបំភ្លឺនោះឆ្លុះបញ្ចាំងពន្លឺមួយចំនួនឆ្ពោះទៅរកភ្នែករបស់អ្នកសង្កេតការណ៍ "ពន្លឺ" ដែលយល់ឃើញនៃផ្ទៃគឺ luminance របស់វា (cd/m²) ។ ឧបករណ៍វាស់ពន្លឺរបស់កាមេរ៉ាក៏វាស់ទម្រង់នៃពន្លឺផងដែរ។ឧទាហរណ៍សាមញ្ញភ្ជាប់វាទាំងអស់គ្នា៖ អំពូល LED 5000-lumen (flux) អាចមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់បំផុត 10,000 candela នៅក្នុងធ្នឹមកណ្តាលរបស់វា។ប្រសិនបើធ្នឹមនោះមានគោលបំណងទៅជញ្ជាំងចម្ងាយ 10 ម៉ែត្រ ពន្លឺនៅកណ្តាលនៃធ្នឹមនោះនៅលើជញ្ជាំងអាចមាន 100 lux ។ប្រសិនបើជញ្ជាំងនោះត្រូវបានលាបពណ៌ស និងមានការឆ្លុះបញ្ចាំងខ្ពស់ ពន្លឺរបស់វាអាចមាន 30 cd/m² ដែលហាក់ដូចជាភ្លឺចំពោះអ្នកសង្កេត។ប្រសិនបើជញ្ជាំងត្រូវបានលាបពណ៌ខ្មៅ ពន្លឺរបស់វាប្រហែលជាត្រឹមតែ 3 cd/m² ដែលមើលទៅងងឹត ទោះបីជាពន្លឺនៅលើជញ្ជាំងគឺ 100 lux ដូចគ្នាក៏ដោយ។រង្វាស់ទាំងបួននេះធ្វើការក្នុងខ្សែសង្វាក់ ពីប្រភព (flux, intensity) ដល់ឥទ្ធិពលលើផ្ទៃ (illuminance, luminance) ដោយផ្តល់នូវភាសាពេញលេញសម្រាប់ការពិពណ៌នា និងវិស្វកម្មពន្លឺ។

សំណួរដែលគេសួរញឹកញាប់អំពីការគណនាពន្លឺ LED

តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាង lumens និង lux?

នេះគឺជាចំណុចទូទៅនៃការច្របូកច្របល់។Lumens (lm) វាស់បរិមាណសរុបនៃពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយប្រភព។Lux (lx) វាស់បរិមាណនៃពន្លឺដែលចុះចតលើផ្ទៃ។គិតថាវាដូចជាភ្លៀង៖ lumens គឺជាបរិមាណសរុបនៃទឹកភ្លៀងដែលធ្លាក់ពីពពក ខណៈពេលដែល lux គឺជាជម្រៅនៃភ្នំនៅលើផ្លូវរបស់អ្នក។ពិល 1000-lumen នឹងបង្កើតការអាន lux ខ្ពស់ជាងនៅលើជញ្ជាំងក្បែរនោះជាងពន្លឺពិដាន 1000 lumen ពីព្រោះពន្លឺរបស់ពិលត្រូវបានប្រមូលផ្តុំទៅក្នុងតំបន់តូចមួយ។

តើខ្ញុំគណនាពន្លឺពីអំពូល LED នៅចម្ងាយជាក់លាក់ដោយរបៀបណា?

សម្រាប់ប្រភពចំណុច ការប៉ាន់ប្រមាណប្រហាក់ប្រហែលអាចត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើច្បាប់ inverse-square ។អ្នកត្រូវការអាំងតង់ស៊ីតេភ្លឺ (ក្នុង candela) ក្នុងទិសដៅនៃផ្ទៃ។ពន្លឺ (E) គឺប្រហែលអាំងតង់ស៊ីតេ (I) ចែកដោយចម្ងាយ (d) ការ៉េ៖ E = I / d² ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ឧបករណ៍ LED ពិតប្រាកដដែលមានមុំធ្នឹមជាក់លាក់ វាស្មុគស្មាញជាង។វិធីសាស្រ្តត្រឹមត្រូវបំផុតគឺប្រើកម្មវិធីរចនាពន្លឺដែលប្រើឯកសារទិន្នន័យ photometric ដើម្បីគណនាពន្លឺនៅទូទាំងតំបន់មួយ ដោយគណនេយ្យសម្រាប់រូបរាងធ្នឹម និងឧបករណ៍ជាច្រើន។

តើរង្វាស់មួយណាក្នុងចំណោមរង្វាស់ទាំងបួនដែលសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការទិញចង្កៀងតុ?

សម្រាប់ចង្កៀងតុ illuminance គឺជាម៉ែត្រជាក់ស្តែងបំផុត។អ្នកចង់ដឹងថាតើពន្លឺប៉ុន្មាន (ក្នុង lux) នឹងចុះចតលើផ្ទៃការងាររបស់អ្នក។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចាប់តាំងពីក្រុមហ៊ុនផលិតមិនតែងតែផ្តល់ទិន្នន័យពន្លឺសម្រាប់ចម្ងាយជាក់លាក់ទេ flux luminous សរុប (lumens) គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមដ៏ល្អ។ចង្កៀងដែលមាន 400-800 lumens ជាធម្មតាគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់តុ។អ្នកក៏គួរតែពិចារណាមុំធ្នឹម ដើម្បីធានាថាវាផ្តោតពន្លឺលើការងាររបស់អ្នកដោយមិនបណ្តាលឱ្យពន្លឺ (ពន្លឺច្រើនពេក) នៅក្នុងភ្នែករបស់អ្នក។