ការយល់ដឹងអំពីបួនស្ថំប័រនៃការវាស់ពន្លឺ LED

ពេលយើងនិយាយអំពីកម្រិត "ភ្លឺ" របស់ភ្លើង LED យើងភាគច្រើនប្រើពាក្យសាមញ្ញដែលអាចមានន័យខុសគ្នានៅក្នុងបរិបទផ្សេងៗ។ តើវាជាចំនួនពន្លឺសរុបដែលចេញពីប៊ុលមែនទេ? តើវាជាកម្លាំងកាំរស្មីដែលផ្តោតទៅលើកន្លែងជាក់លាក់មួយទេ? ឬវាជាកម្រិតពន្លឺលើតុរបស់អ្នក ឬលើទីលានបាល់ទាត់? សម្រាប់អ្នករចនាពន្លឺ វិស្វករ និងអ្នកបញ្ជាក់ ការបែងចែកទាំងនេះមិនមែនជារឿងធម្មតាទេ; វាជារឿងមូលដ្ឋាន។ ដើម្បីពិពណ៌នា ប្រៀបធៀប និងអនុវត្តពន្លឺ LED យ៉ាងត្រឹមត្រូវ យើងពឹងផ្អែកលើបរិមាណពន្លឺបួនប្រភេទដែលខុសគ្នា ប៉ុន្តែមានទំនាក់ទំនងគ្នា គឺ៖ ចរន្តពន្លឺ, កម្រិតភ្លឺ, ភ្លឺ (ភ្លឺ), និងពន្លឺ។ មាត្រដ្ឋានទាំងនេះផ្តល់ផ្នែកផ្សេងៗនៃបញ្ហា ដើម្បីឆ្លើយសំណួរផ្សេងៗអំពីការសម្តែងរបស់ភ្លើង។ ចរន្តពន្លឺប្រាប់យើងពីចំនួនសរុប, កម្លាំងភ្លឺប្រាប់ថាមពលទិសដៅ, ពន្លឺប្រាប់អ្វីដែលធ្លាក់លើផ្ទៃ, និងភាពភ្លឺប្រាប់ពីរបៀបដែលផ្ទៃបង្ហាញ។ ការគ្រប់គ្រងគំនិតទាំងបួននេះគឺសំខាន់សម្រាប់អ្នកណាដែលពាក់ព័ន្ធក្នុងការរចនាប្រព័ន្ធភ្លើង ចាប់ពីចង្កៀងតុធម្មតា ដល់ការតំឡើងស្ទាឌីយ៉ុងស្មុគស្មាញ។ មគ្គុទេសក៍នេះនឹងបំភ្លឺវិធីសាស្រ្តគណនាពន្លឺ LED ទាំងបួននេះ ដោយផ្តល់នូវនិយមន័យច្បាស់លាស់ រូបមន្ត ឯកតា និងឧទាហរណ៍ជាក់ស្តែងនៃការប្រើប្រាស់របស់ពួកវា។

អ្វីទៅជាចរន្តពន្លឺ ហើយវាត្រូវបានគណនាយ៉ាងដូចម្តេច?

ចរន្តពន្លឺគឺជាមាត្រដ្ឋានមូលដ្ឋាននៃការបញ្ចេញពន្លឺ។ វាវាស់បរិមាណពន្លឺដែលអាចមើលឃើញសរុបដែលប្រភពបញ្ចេញក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ គិតថាវាជាចរន្តពន្លឺសរុបពីភ្លើង ដោយមិនគិតពីទិសដៅដែលវាធ្វើដំណើរ។ វាជាមាត្រដ្ឋាននៃការបញ្ចេញពន្លឺទាំងមូល ដែលធ្វើឲ្យវាជាសញ្ញាផ្ទាល់បំផុតនៃថាមពលសរុបនៃប្រភពពន្លឺក្នុងការបង្កើតពន្លឺ។ ឯកតានៃចរន្តពន្លឺគឺ lumen (lm)។ ពេលអ្នកទិញប៊ុល LED ហើយឃើញវាត្រូវបានស្លាកថា "800 lumens" នេះគឺជាចរន្តពន្លឺ—បរិមាណពន្លឺសរុបដែលប៊ុលបញ្ចេញទៅគ្រប់ទិស។ ទោះជាយ៉ាងណា ការគណនាចរន្តពន្លឺមានភាពស្មុគស្មាញជាងដែលគិត ព្រោះភ្នែកមនុស្សមិនអាចយល់រលកពន្លឺទាំងអស់បានស្មើគ្នាទេ។ យើងមានភាពសំខាន់បំផុតចំពោះពន្លឺបៃតង-លឿងនៅជុំវិញ 555 nm ហើយមានភាពទន់ខ្សោយចំពោះពន្លឺក្រហមជ្រៅ ឬខៀវ។ ដូច្នេះ ចរន្តពន្លឺគឺជាការវាស់វែងដែលមានទំងន់។ វាត្រូវបានគណនាដោយយកថាមពលកាំរស្មីពិតប្រាកដ (ថាមពលរូបវិទ្យា) នៃប្រភពពន្លឺនៅរាល់រលកពន្លឺ ហើយគុណវាជាមួយកត្តាដែលបង្ហាញពីភាពសំខាន់របស់ភ្នែកចំពោះរលកនោះ។ កត្តានេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាប្រសិទ្ធភាពពន្លឺស្ពិចត្រាល់សមាមាត្រ ដែលសម្គាល់ជា V(λ)។ រូបមន្តផ្លូវការសម្រាប់ចរន្តពន្លឺ (Φ) គឺ៖ Φ = គីឡូម៉ែត្រ ∫ Φ(λ) · V(λ) dλ ដែល Φ(λ) គឺជាចរន្តកាំរស្មីស្ពិចត្រាល់, V(λ) គឺជាប្រសិទ្ធភាពពន្លឺស្ពិចត្រាល់សមាមាត្រ, និង Km គឺជាអថេរ (683 lm/W) ដែលតំណាងឱ្យប្រសិទ្ធភាពពន្លឺអតិបរមាដែលអាចមាននៅរលកពន្លឺកំពូល 555 nm។ ជាមូលដ្ឋាន រូបមន្តនេះបម្លែងថាមពលរូបវន្តដើមទៅជាការវាស់វែងភាពភ្លឺដែលប្រព័ន្ធមើលមនុស្សយល់ឃើញ។

តើភាពខ្លាំងពន្លឺជាអ្វី ហើយវាផ្សេងពីហ្វ្លុកស៍យ៉ាងដូចម្តេច?

ខណៈដែលចរន្តពន្លឺប្រាប់យើងពីចំនួនពន្លឺសរុបដែលចេញ វាមិនប្រាប់យើងថាពន្លឺនោះត្រូវបានចែកចាយយ៉ាងដូចម្តេចទេ។ ពន្លឺ 1000-lumen អាចជាប៊ុលប៊ុលដែលបាញ់ពន្លឺទៅគ្រប់ទីកន្លែង ឬអាចជាពន្លឺផ្តោតយ៉ាងតឹងរឹង។ កម្រិតភ្លឺគឺជាមាត្រដ្ឋានដែលពិពណ៌នាអំពីការប្រមូលផ្តុំពន្លឺក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ។ វាត្រូវបានកំណត់ថាជាបរិមាណចរន្តពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយប្រភពមួយក្នុងមួយមុំរឹងមួយនៅទិសដៅណាមួយ។ មុំរឹងគឺជាមុំបីវិមាត្រ ដែលវាស់ជាស្ទេរ៉ាឌៀន (sr) ដែលពិពណ៌នាអំពី "កូន" នៃពន្លឺដែលពន្លឿនចេញពីចំណុចមួយ។ សូមនឹកស្រមៃពីអំពូលដៃមួយ៖ ចរន្តពន្លឺរបស់វាអាចមានសរុប ៣០០ លូមែន ប៉ុន្តែកម្រិតភ្លឺរបស់វាតាមបន្ទាត់កណ្តាលខ្ពស់ណាស់ ព្រោះ ៣០០ លូមែននោះត្រូវបានប្រមូលផ្តុំក្នុងកូនកោងតូចមួយ។ ឯកតានៃកម្រិតភ្លឺគឺ candela (cd)។ Candela មួយត្រូវបានកំណត់ថាជា 1 lumen ក្នុងមួយ steradian (1 cd = 1 lm/sr)។ ទំនាក់ទំនងរវាងចរន្ត និងភាពខ្លាំងគឺជារូបវិទ្យា។ បើអ្នកមានប្រភពពន្លឺដែលបញ្ចេញចរន្តរបស់វាដោយស្មើគ្នាទៅគ្រប់ទិស (ប្រភពអ៊ីសូត្រូពិច) អ្នកអាចគណនាភាពខ្លាំងរបស់វាដោយចែកចរន្តសរុបដោយមុំរឹងសរុបនៃស្វ៊ែរ ដែលជាស្ទេរ៉ាឌៀន 4π។ ឧទាហរណ៍ ប្រភពអ៊ីសូត្រូពិច 1000-lumen នឹងមានអាំងតង់ស៊ីតេ 1000 lm / 4π sr ≈ 79.6 cd នៅគ្រប់ទិសដៅ។ ក្នុងការពិត ប្រភព LED ភាគច្រើនមិនមែនជាប្រភេទ isotropic ទេ។ កម្រិតភាពខ្លាំងផ្លាស់ប្តូរតាមទិសដៅ។ ផលបូកនៃភាពខ្លាំងនៅគ្រប់ទិសដៅ ដែលបានបញ្ចូលគ្នាលើស្វៀរទាំងមូល នាំឲ្យអ្នកត្រឡប់ទៅកាន់ចរន្តភ្លឺសរុប។ កម្រិតពន្លឺគឺជាមាត្រដ្ឋានសំខាន់សម្រាប់យល់ដឹង និងរចនាមុំកាំរស្មី កញ្ចក់បញ្ចាំង និងកញ្ចក់។

អ្វីទៅជាភ្លឺ (luminance) ហើយវាត្រូវបានវាស់យ៉ាងដូចម្តេច?

ភាពភ្លឺ ក្នុងពាក្យបច្ចេកទេស ត្រូវបានហៅថា luminance។ បើទោះបីត្រូវបានប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការសន្ទនា ការបំភ្លឺមាននិយមន័យវិទ្យាសាស្ត្រដែលច្បាស់លាស់។ វាជាមាត្រដ្ឋាននៃបរិមាណពន្លឺដែលត្រូវបានបញ្ចេញ បញ្ជូន ឬបញ្ចាំងពីផ្ទៃមួយក្នុងទិសដៅជាក់លាក់។ ក្នុងពាក្យផ្សេងទៀត វាវាស់បរិមាណថា ផ្ទៃមួយមើលទៅ "ភ្លឺ" ប៉ុណ្ណា សម្រាប់អ្នកមើលពីមุมជាក់លាក់មួយ។ នេះជាការបំបែកសំខាន់ពី illuminance ដែលវាស់ពន្លឺធ្លាក់លើផ្ទៃ។ ភាពភ្លឺវាស់ពន្លឺដែលចេញពីផ្ទៃនោះ (ឬប្រភពពន្លឺផ្ទាល់) ហើយធ្វើដំណើរទៅកាន់ភ្នែក។ ឯកតាពន្លឺគឺ candela ក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ (cd/m²) ដែលភាគច្រើនហៅថា "nit"។ និយមន័យផ្លូវការនេះពាក់ព័ន្ធនឹងកម្រិតភ្លឺ (I) ដែលបញ្ចេញដោយធាតុផ្ទៃ (dS) ក្នុងទិសដៅមួយ ចែកដោយផ្ទៃនៃធាតុផ្ទៃនោះដែលបញ្ចាំងទៅលើផ្ទៃដែលបញ្ឈរទៅទិសនោះ។ រូបមន្តគឺ L = dI / (dS · cos θ) ដែល θ គឺជាមុំរវាងទិសដៅមើល និងទិសធម្មតា (បញ្ឈរ) ទៅផ្ទៃ។ សម្រាប់ផ្ទៃបញ្ចេញពន្លឺរាបស្មើ ដូចជា ឈីប LED ឬសញ្ញាដែលភ្លឺ មើលត្រង់ (θ=0°) រូបមន្តនឹងសាមញ្ញទៅ L = I / dS។ ភាពភ្លឺគឺជាអ្វីដែលភ្នែកយើងមើលឃើញពិតប្រាកដ។ ក្រដាសពណ៌សក្រោមពន្លឺភ្លឺខ្លាំងមានកម្រិតភ្លឺខ្ពស់; ក្រដាសដូចគ្នានៅក្នុងបន្ទប់ងងឹតមានកម្រិតភ្លឺទាប។ ក្នុងកម្មវិធី LED ពន្លឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់វាយតម្លៃការបញ្ចាំង (ប្រភពពន្លឺខ្ពស់ណាស់នៅក្នុងវាលមើល) និងសម្រាប់រចនាការបង្ហាញ និងសូចនាករ។ ក្នុងការធ្វើតេស្តឈីប និងវាយតម្លៃសុវត្ថិភាពនៃកាំរស្មី LED វិធីសាស្ត្រថតរូបត្រូវបានប្រើជាញឹកញាប់ ដែលប្រព័ន្ធកាមេរ៉ាវាស់កម្រិតភ្លឺលើផ្ទៃឈីប ដើម្បីកំណត់ចំណុចក្តៅ និងធានាថាមានសមត្ថភាពស្មើគ្នា។

អ្វីទៅជាការបំភ្លឺ ហើយវាត្រូវបានគណនាយ៉ាងដូចម្តេច?

ការបំភ្លឺប្រហែលជាជាមាត្រដ្ឋានដែលមានប្រយោជន៍បំផុត និងត្រូវបានយោងជាញឹកញាប់បំផុតក្នុងការរចនាពន្លឺ។ វាវាស់បរិមាណចរន្តពន្លឺដែលធ្លាក់លើផ្ទៃណាមួយ។ ក្នុងពាក្យសាមញ្ញ វាប្រាប់អ្នកថាពន្លឺប៉ុន្មានកំពុងធ្លាក់លើតុរបស់អ្នក លើជាន់ឃ្លាំង ឬលើទីលានបាល់ទាត់។ វាជា "លទ្ធផលចុងក្រោយ" នៃប្រព័ន្ធពន្លឺពីទស្សនៈរបស់វត្ថុ ឬភារកិច្ចដែលបានបំភ្លឺ។ ឯកតានៃការបំភ្លឺគឺលុច (lx)។ លុចមួយត្រូវបានកំណត់ជាលូមែនមួយក្នុងមួយម៉ែត្រការ៉េ (1 lx = 1 lm/m²)។ រូបមន្តសម្រាប់ភាពភ្លឺ (E) គឺ E = dΦ / dS ដែល dΦ គឺជាចរន្តភ្លឺដែលប៉ះលើធាតុផ្ទៃតូចមួយដែលមានផ្ទៃ dS។ ភាពភ្លឺអាស្រ័យលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រច្រើន៖ កម្លាំងពន្លឺ ចម្ងាយពីប្រភពទៅផ្ទៃ និងមុំដែលពន្លឺប៉ះផ្ទៃ។ វាអនុវត្តតាមច្បាប់បញ្ច្រាស-ការ៉េ មានន័យថាបើអ្នកបង្កើនចម្ងាយពីប្រភពពន្លឺពីរដង កម្រិតភ្លឺនឹងធ្លាក់ចុះទៅត្រឹមមួយភាគបួននៃតម្លៃដើម។ វាក៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយកូស៊ីននៃមុំចូលផងដែរ; ពន្លឺដែលប៉ះផ្ទៃនៅមុំ 45 ដឺក្រេផ្តល់ភាពភ្លឺតិចជាងពន្លឺដែលប៉ះវាត្រង់។ ឧទាហរណ៍ អំពូលអានសៀវភៅអាចផ្តល់ពន្លឺ 500 lux លើសៀវភៅ ខណៈដែលការិយាល័យដែលមានពន្លឺល្អអាចមាន 300-500 lux លើតុ។ ភ្លើងបំភ្លឺសុវត្ថិភាពអាចត្រូវការផ្តល់ពន្លឺ 50 lux នៅលើដី ខណៈដែលស្តាដ្យូមបាល់ទាត់អាជីពត្រូវការពន្លឺ 1500-2000 lux សម្រាប់ការផ្សាយ។ ការបំភ្លឺគឺជាមាត្រដ្ឋានសំខាន់ដែលប្រើនៅក្នុងស្តង់ដារនិងបទបញ្ជាអំពីពន្លឺ ដើម្បីធានាថាមានពន្លឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់សុវត្ថិភាព និងការអនុវត្តភារកិច្ច។ វាត្រូវបានវាស់ជាក់ស្តែងដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ពន្លឺ ដែលមានសិនស័រកែតម្រូវកូស៊ីន ដើម្បីចាប់យកពន្លឺដែលធ្លាក់លើផ្ទៃយន្តហោះបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។

តើការវាស់វែងទាំងបួននេះទាក់ទងគ្នាយ៉ាងដូចម្តេច?

ការយល់ដឹងអំពីទំនាក់ទំនងរវាងចរន្តពន្លឺ កម្រិតពន្លឺ ភាពភ្លឺ និងកម្រិតពន្លឺ គឺជាគន្លងសំខាន់សម្រាប់ជំនាញក្នុងការរចនាពន្លឺ។ ពួកវាមិនមែនជាគំនិតឯករាជ្យទេ ប៉ុន្តែជាទស្សនៈផ្សេងៗលើបញ្ហាដូចគ្នានៃពន្លឺ។ ចរន្តពន្លឺ (lumens) គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមសរុប—ពន្លឺសរុបដែលបញ្ចេញពីប្រភព។ ចរន្តនេះបន្ទាប់មកត្រូវបានចែកចាយនៅក្នុងលំហ។ ការចែកចាយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយកម្រិតភ្លឺ (candela) នៅគ្រប់ទិសដៅ។ គំនូសតាងអាំងតង់ស៊ីតេប៉ូលគឺជាវិធីក្រាហ្វិកមួយសម្រាប់បង្ហាញការចែកចាយនេះ។ ពេលពន្លឺចែកចាយនេះធ្វើដំណើរតាមអាកាស ហើយចុងក្រោយធ្លាក់លើផ្ទៃមួយ យើងវាស់លទ្ធផលជាកម្រិតភ្លឺ (lux) នៅផ្ទៃនោះ។ ម៉ាស៊ីនវាស់ពន្លឺដែលដាក់លើតុវាស់កម្រិតភ្លឺ។ ចុងក្រោយ នៅពេលផ្ទៃដែលភ្លឺនោះបញ្ចាំងពន្លឺមួយចំនួនទៅកាន់ភ្នែកអ្នកសង្កេត "ភ្លឺ" ដែលគេយល់ឃើញនៃផ្ទៃគឺជាកម្រិតភ្លឺរបស់វា (cd/m²)។ ម៉ាស៊ីនវាស់ពន្លឺរបស់កាមេរ៉ាក៏វាស់កម្រិតភ្លឺមួយប្រភេទផងដែរ។ ឧទាហរណ៍សាមញ្ញមួយភ្ជាប់គ្នា៖ ភ្លើងបំភ្លឺ LED (flux) 5000-lumen អាចមានកម្រិតកំពូល 10,000 candela នៅកណ្តាល។ បើកាំរស្មីនោះបាញ់ទៅជញ្ជាំងចម្ងាយ ១០ ម៉ែត្រ ពន្លឺនៅកណ្តាលកាំរស្មីនោះលើជញ្ជាំងអាចមាន ១០០ លុច។ បើជញ្ជាំងនោះត្រូវបានគូរពណ៌ស និងមានកម្រិតបញ្ចាំងខ្ពស់ ពន្លឺរបស់វាអាចមាន 30 cd/m² ដែលមើលទៅភ្លឺសម្រាប់អ្នកមើល។ បើជញ្ជាំងត្រូវបានលាបពណ៌ខ្មៅ ពន្លឺរបស់វាអាចមានតែ 3 cd/m² ដែលមើលទៅងងឹត ទោះបីជាពន្លឺលើជញ្ជាំងស្មើ 100 lux។ មាត្រដ្ឋានទាំងបួននេះដំណើរការជាខ្សែសង្វាក់ ចាប់ពីប្រភព (ចរន្ត, ភាពខ្លាំង) រហូតដល់ផលប៉ះពាល់លើផ្ទៃ (ភាពភ្លឺ, ភាពភ្លឺ) ដែលផ្តល់ភាសាពេញលេញសម្រាប់ពិពណ៌នានិងវិស្វកម្មពន្លឺ។

សំណួរញឹកញាប់អំពីការគណនាពន្លឺ LED

តើភាពខុសគ្នារវាង lumens និង lux មានអ្វីខ្លះ?

នេះជាចំណុចដែលបង្កការភាន់ច្រឡំជាញឹកញាប់។ Lumens (lm) វាស់បរិមាណពន្លឺសរុបដែលបញ្ចេញពីប្រភព។ Lux (lx) វាស់បរិមាណពន្លឺដែលធ្លាក់លើផ្ទៃ។ គិតថាវាដូចភ្លៀង៖ lumens គឺជាបរិមាណទឹកភ្លៀងសរុបដែលធ្លាក់ពីពពក ខណៈដែល lux គឺជាជម្រៅនៃអាងទឹកនៅលើផ្លូវចូលផ្ទះរបស់អ្នក។ អំពូលអំពូល 1000-lumen នឹងបង្ហាញការអាន lux ខ្ពស់ជាងលើជញ្ជាំងជិតជាងអំពូល 1000-lumen ព្រោះអំពូលអំពូលត្រូវបានផ្តោតនៅតំបន់តូចជាង។

តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីគណនាកម្រិតពន្លឺពីភ្លើង LED នៅចម្ងាយជាក់លាក់?

សម្រាប់ប្រភពចំណុច អាចធ្វើការប៉ាន់ប្រមាណប្រហែលដោយប្រើច្បាប់ក្រឡាចត្រង្គបញ្ច្រាស។ អ្នកត្រូវការកម្រិតភ្លឺ (ជា candela) ទៅទិសផ្ទៃ។ ភាពភ្លឺ (E) គឺប្រហែលស្មើនឹងភាពខ្លាំង (I) ចែកដោយចម្ងាយ (d) ការេ៖ E = I / d²។ ប៉ុន្តែសម្រាប់ឧបករណ៍ LED ពិតប្រាកដដែលមានមុំកាំរស្មីជាក់លាក់ វាស្មុគស្មាញជាងនេះ។ វិធីសាស្រ្តដែលមានភាពត្រឹមត្រូវបំផុតគឺប្រើកម្មវិធីរចនាពន្លឺដែលប្រើឯកសារទិន្នន័យផូតូម៉េត្រិច ដើម្បីគណនាការបំភ្លឺនៅទូទាំងតំបន់ ដោយគិតគូរពីរាងកាំបិត និងឧបករណ៍ច្រើន។

តើមាត្រដ្ឋានណាមួយក្នុងចំណោមបួននេះសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការជាវភ្លើងតុ?

សម្រាប់ភ្លើងតុ ការបំភ្លឺគឺជាមាត្រដ្ឋានដែលមានប្រយោជន៍បំផុត។ អ្នកចង់ដឹងថាមានពន្លឺប៉ុន្មាន (ជា lux) នឹងធ្លាក់លើផ្ទៃការងាររបស់អ្នក។ ទោះជាយ៉ាងណា ព្រោះក្រុមហ៊ុនផលិតមិនតែងតែផ្តល់ទិន្នន័យពន្លឺសម្រាប់ចម្ងាយជាក់លាក់ទេ ចរន្តពន្លឺសរុប (lumens) គឺជាចំណុចចាប់ផ្តើមល្អ។ ភ្លើងដែលមានពន្លឺ 400-800 lumens ជាទូទៅគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់តុ។ អ្នកគួរតែពិចារណាមុំកាំរស្មីដើម្បីធានាថាវាប្រមូលផ្តុំពន្លឺលើការងាររបស់អ្នកដោយមិនបង្កការបញ្ចាំង (ភ្លឺលើស) នៅក្នុងភ្នែក។