एलईडी ब्राइटनेस मापनाचे चार स्तंभ समजून घेणे

जेव्हा आपण एलईडी लाइट किती "उज्ज्वल" आहे याबद्दल बोलतो तेव्हा आम्ही बर् याचदा एक प्रासंगिक शब्द वापरत असतो ज्याचा अर्थ वेगवेगळ्या संदर्भांमध्ये भिन्न असू शकतो. बल्बमधून बाहेर पडणार् या प्रकाशाचे हे एकूण प्रमाण आहे का? एखाद्या विशिष्ट ठिकाणी केंद्रित केलेल्या तुळईची तीव्रता आहे का? किंवा आपल्या डेस्कवर किंवा फुटबॉलच्या मैदानावर प्रकाशाची पातळी आहे? प्रकाश डिझायनर, अभियंते आणि स्पेसिफायर्ससाठी, हे फरक प्रासंगिक नाहीत; ते मूलभूत आहेत. एलईडी लाइटिंगचे अचूक वर्णन करण्यासाठी, तुलना करण्यासाठी आणि लागू करण्यासाठी, आम्ही चार भिन्न, परंतु परस्परसंबंधित, फोटोमेट्रिक राशींवर अवलंबून आहोत: चमकदार प्रवाह, चमकदार तीव्रता, चमक (प्रकाश) आणि प्रकाश. यापैकी प्रत्येक मेट्रिक्स कोड्याचा एक वेगळा तुकडा प्रदान करतो, प्रकाशाच्या कामगिरीबद्दल वेगळ्या प्रश्नाचे उत्तर देतो. चमकदार प्रवाह आपल्याला एकूण आउटपुट सांगते, चमकदार तीव्रता आपल्याला दिशात्मक शक्ती सांगते, प्रकाशमान आपल्याला पृष्ठभागावर काय उतरते ते सांगते आणि चमक आपल्याला पृष्ठभाग कसा दिसतो हे सांगते. साध्या डेस्क दिव्यापासून ते जटिल स्टेडियम स्थापनेपर्यंत प्रकाश व्यवस्था डिझाइन करण्यात गुंतलेल्या प्रत्येकासाठी या चार संकल्पनांवर प्रभुत्व मिळविणे आवश्यक आहे. हे मार्गदर्शक या चार एलईडी ब्राइटनेस गणना पद्धतींपैकी प्रत्येकाचे रहस्य उलगडेल, स्पष्ट व्याख्या, सूत्रे, एकके आणि त्यांच्या अनुप्रयोगाची व्यावहारिक उदाहरणे प्रदान करेल.

ल्युमिनस फ्लक्स म्हणजे काय आणि त्याची गणना कशी केली जाते?

चमकदार प्रवाह हा प्रकाश आउटपुटचा मूलभूत मेट्रिक आहे. हे प्रत्येक एकक वेळेच्या स्त्रोताद्वारे उत्सर्जित केलेल्या दृश्य प्रकाशाचे एकूण प्रमाण मोजते. दिवा कोणत्याही दिशेने प्रवास करत असला तरी त्यातून मिळणारा प्रकाशाचा एकूण "प्रवाह" असा विचार करा. हे संपूर्ण प्रकाश आउटपुटचे एक मोजमाप आहे, ज्यामुळे प्रकाश स्त्रोताच्या प्रकाश निर्मितीच्या एकूण शक्तीचे सर्वात थेट सूचक बनते. चमकदार प्रवाहाचे एकक लुमेन (एलएम) आहे. जेव्हा आपण एलईडी बल्ब खरेदी करता आणि त्यास "800 लुमेन" असे लेबल केलेले पाहता, तेव्हा हा चमकदार प्रवाह आहे - बल्ब सर्व दिशांनी उत्सर्जित होणार् या प्रकाशाची एकूण मात्रा. तथापि, चमकदार प्रवाहाची गणना जितकी दिसते त्यापेक्षा अधिक जटिल आहे, कारण मानवी डोळा प्रकाशाच्या सर्व तरंगलांबी समान प्रकारे समजत नाही. आम्ही सुमारे 555 एनएम हिरव्या-पिवळ्या प्रकाशासाठी सर्वात संवेदनशील आहोत आणि खोल लाल किंवा निळ्या प्रकाशासाठी कमी संवेदनशील आहोत. म्हणून प्रकाशमान प्रवाह हे भारित मोजमाप आहे. प्रत्येक तरंगलांबीवर प्रकाश स्त्रोताची वास्तविक तेजस्वी शक्ती (भौतिक ऊर्जा) घेऊन आणि त्या तरंगलांबीसाठी डोळ्याच्या संवेदनशीलतेचे प्रतिनिधित्व करणार् या घटकाने गुणाकार करून याची गणना केली जाते. हा घटक सापेक्ष वर्णक्रमीय चमकदार कार्यक्षमता म्हणून ओळखला जातो, ज्याला व्ही (λ) म्हणून दर्शविले जाते. चमकदार प्रवाह (Φ) चे औपचारिक सूत्र आहे: Φ = किमी ∫ Φ(λ) · V(λ) dλ, जेथे Φ(λ) वर्णक्रमीय तेजस्वी प्रवाह आहे, V(λ) ही सापेक्ष वर्णक्रमीय चमकदार कार्यक्षमता आहे, आणि किमी एक स्थिरांक (683 lm/W) आहे जी 555 एनएमच्या शिखर संवेदनशीलता तरंगलांबीवर जास्तीत जास्त संभाव्य चमकदार कार्यक्षमता दर्शविते. थोडक्यात, हे सूत्र गणितीयरित्या कच्च्या भौतिक शक्तीचे मानवी दृश्य प्रणालीद्वारे समजलेल्या तेजस्वीतेच्या मोजमापात रूपांतर करते.

प्रकाशमान तीव्रता म्हणजे काय आणि ती प्रवाहापेक्षा कशी वेगळी आहे?

चमकदार प्रवाह आपल्याला एकूण प्रकाश उत्पादन सांगते, परंतु तो प्रकाश कसा वितरित केला जातो हे आपल्याला सांगत नाही. 1000-लुमेन लाइट सर्वत्र प्रकाश फवारणारा एक उघडा बल्ब असू शकतो किंवा तो एक घट्ट केंद्रित स्पॉटलाइट असू शकतो. चमकदार तीव्रता ही मेट्रिक आहे जी विशिष्ट दिशेने प्रकाशाच्या एकाग्रतेचे वर्णन करते. हे एका दिलेल्या दिशेने प्रति युनिट घन कोनात स्त्रोताद्वारे उत्सर्जित चमकदार प्रवाहाचे प्रमाण म्हणून परिभाषित केले जाते. घन कोन हा एक त्रिमितीय कोन आहे, जो स्टेरेडियन्स (एसआर) मध्ये मोजला जातो, जो एका बिंदूपासून पसरलेल्या प्रकाशाच्या "शंकू" चे वर्णन करतो. टॉर्चची कल्पना करा: त्याचा चमकदार प्रवाह एकूण 300 लुमेन असू शकतो, परंतु मध्यवर्ती बीमसह त्याची चमकदार तीव्रता खूप जास्त आहे कारण ते 300 लुमेन एका अरुंद शंकूमध्ये केंद्रित आहेत. प्रकाशाच्या तीव्रतेचे एकक कॅन्डेला (सीडी) आहे. एक कॅन्डेला प्रति स्टेरेडियन एक लुमेन (1 सीडी = 1 एलएम / एसआर) म्हणून परिभाषित केले जाते. फ्लक्स आणि तीव्रता यांच्यातील संबंध भौमितिक आहे. जर आपल्याकडे एखादा प्रकाश स्त्रोत असेल जो सर्व दिशांमध्ये (एक आयसोट्रॉपिक स्त्रोत) एकसारखा प्रवाह उत्सर्जित करतो, तर आपण एकूण प्रवाहाला गोलाच्या एकूण घन कोनाने विभाजित करून त्याची तीव्रता मोजू शकता, जी 4π स्टेरेडियन आहे. उदाहरणार्थ, 1000-लुमेन आयसोट्रॉपिक स्त्रोताची तीव्रता कोणत्याही दिशेने 1000 एलएम / 4π एसआर ≈ 79.6 सीडी असेल. प्रत्यक्षात, बहुतेक एलईडी स्त्रोत आयसोट्रोपिक नसतात. तीव्रता दिशेनुसार बदलते. सर्व दिशांना असलेल्या तीव्रतेची बेरीज आणि संपूर्ण गोलावर समाकलित केली तर ती तुम्हाला पुन्हा संपूर्ण प्रकाशमान प्रवाहाकडे घेऊन येते. बीम कोन, परावर्तक आणि लेन्स समजून घेण्यासाठी आणि डिझाइन करण्यासाठी चमकदार तीव्रता ही मुख्य मेट्रिक आहे.

ब्राइटनेस (ल्युमिनन्स) म्हणजे काय आणि ते कसे मोजले जाते?

ब्राइटनेस, तांत्रिक शब्दांत, ल्युमिनन्स म्हणून संबोधले जाते. संभाषणात बर् याचदा सैलपणे वापरले जात असताना, ल्युमिनन्सची एक अचूक वैज्ञानिक व्याख्या आहे. हे एखाद्या पृष्ठभागावरून दिलेल्या दिशेने उत्सर्जित होणाऱ्या, प्रसारित होणार् या किंवा परावर्तित होणार् या प्रकाशाचे प्रमाण मोजते. दुसर् या शब्दांत, हे एका विशिष्ट कोनातून पाहणार् या निरीक्षकाला पृष्ठभाग किती "चमकदार" दिसतो हे मोजते. हा प्रकाशापासून एक गंभीर फरक आहे, जो पृष्ठभागावर पडणार् या प्रकाशाचे मोजमाप करतो. ल्युमिनन्स त्या पृष्ठभागावरून (किंवा स्वतःच प्रकाश स्त्रोत) सोडून डोळ्याच्या दिशेने प्रवास करत असलेल्या प्रकाशाचे मोजमाप करते. ल्युमिनन्सचे एकक कॅन्डेला प्रति चौरस मीटर (cd/m²) आहे, ज्याला बर्याचदा "निट" देखील म्हणतात. औपचारिक व्याख्येमध्ये दिलेल्या दिशेने पृष्ठभाग घटक (dS) द्वारे उत्सर्जित चमकदार तीव्रता (I) समाविष्ट आहे, जी त्या दिशेने लंब असलेल्या प्रतलावर प्रक्षेपित केल्याप्रमाणे त्या पृष्ठीय घटकाच्या क्षेत्रफळाने विभागली जाते. सूत्र L = dI / (dS · cos θ) आहे, जिथे θ हे पाहण्याची दिशा आणि पृष्ठभागावरील सामान्य (लंब) दरम्यानचा कोन आहे. सपाट प्रकाश उत्सर्जक पृष्ठभागासाठी, जसे की एलईडी चिप किंवा लिट चिन्ह, सरळ (θ = 0 °) वर पाहिले जाते, सूत्र एल = आय / डीएस पर्यंत सोपे होते. आपल्या डोळ्यांना प्रत्यक्षात जे दिसते ते म्हणजे प्रकाश. तेजस्वी प्रकाशाखाली कागदाच्या पांढर् या तुकड्यात उच्च चमक असते. अंधाऱ्या खोलीतील त्याच कागदाची प्रकाशमान कमी असते. एलईडी अनुप्रयोगांमध्ये, चमकाचे मूल्यांकन करण्यासाठी (दृश्याच्या क्षेत्रात एक अतिशय उच्च चमकदार स्त्रोत) आणि डिस्प्ले आणि इंडिकेटर डिझाइन करण्यासाठी ल्युमिनन्स महत्त्वपूर्ण आहे. चिप चाचणी आणि एलईडी रेडिएशनच्या सुरक्षिततेचे मूल्यांकन करताना, इमेजिंग पद्धती बर्याचदा वापरल्या जातात, जिथे कॅमेरा सिस्टम हॉटस्पॉट्स ओळखण्यासाठी आणि एकसमान कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी चिपच्या पृष्ठभागावरील चमक मोजते.

प्रकाश म्हणजे काय आणि त्याची गणना कशी केली जाते?

प्रकाश डिझाइनमध्ये इल्युमिनन्स हे कदाचित सर्वात व्यावहारिक आणि सामान्यतः संदर्भित मेट्रिक आहे. हे दिलेल्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रावर पडणार् या चमकदार प्रवाहाचे प्रमाण मोजते. सोप्या शब्दांत, हे आपल्याला सांगते की आपल्या डेस्कवर, गोदामाच्या मजल्यावर, किंवा फुटबॉल मैदानावर किती प्रकाश उतरत आहे. प्रकाशित वस्तू किंवा कार्याच्या दृष्टीकोनातून प्रकाश व्यवस्थेचा हा "अंतिम परिणाम" आहे. प्रकाशाचे एकक लक्स (lx) आहे. एक लक्स प्रति चौरस मीटर एक लुमेन (1 lx = 1 lm/m²) म्हणून परिभाषित केले जाते. प्रकाशाचे सूत्र (E) E = dΦ / dS आहे, जेथे dΦ हे क्षेत्र dS च्या लहान पृष्ठभागाच्या घटकावरील चमकदार प्रवाह घटना आहे. प्रकाश अनेक घटकांवर अवलंबून असते: प्रकाश स्त्रोताची तीव्रता, स्त्रोतापासून पृष्ठभागाचे अंतर आणि ज्या कोनात प्रकाश पृष्ठभागावर आदळतो. हे व्युत्क्रम-चौरस नियमाचे अनुसरण करते, याचा अर्थ असा की जर आपण प्रकाश स्त्रोतापासून अंतर दुप्पट केले तर प्रकाश त्याच्या मूळ मूल्याच्या एक चतुर्थांश पर्यंत कमी होतो. हे घटनेच्या कोनाच्या कोसाइनद्वारे देखील प्रभावित होते; 45 अंशाच्या कोनात पृष्ठभागावर आदळणारा प्रकाश थेट लंब आदळणार् या प्रकाशापेक्षा कमी प्रकाश प्रदान करतो. उदाहरणार्थ, वाचनाचा प्रकाश एखाद्या पुस्तकावर 500 लक्स प्रदान करू शकतो, तर चांगल्या प्रकाशाच्या कार्यालयात डेस्कवर 300-500 लक्स असू शकतात. सुरक्षा फ्लडलाइटला मैदानावर 50 लक्स प्रदान करण्याची आवश्यकता असू शकते, तर व्यावसायिक फुटबॉल स्टेडियमला प्रसारणासाठी 1500-2000 लक्स आवश्यक आहे. सुरक्षा आणि कार्य कामगिरीसाठी पुरेसा प्रकाश सुनिश्चित करण्यासाठी प्रकाश मानके आणि नियमांमध्ये प्रकाश मानके आणि नियमांमध्ये वापरला जाणारा इल्युमिनन्स हा मुख्य मेट्रिक आहे. हे व्यवहारात लाइट मीटरचा वापर करून मोजले जाते, ज्यामध्ये विमानात पडणारा प्रकाश अचूकपणे पकडण्यासाठी कोसाइन-सुधारित सेन्सर असतो.

या चारही मापांचा एकमेकांशी कसा संबंध आहे?

चमकदार प्रवाह, चमकदार तीव्रता, प्रकाश आणि चमक यांच्यातील संबंध समजून घेणे हे प्रकाश डिझाइनमध्ये प्रभुत्व मिळविण्याची गुरुकिल्ली आहे. त्या स्वतंत्र संकल्पना नाहीत तर प्रकाशाच्या एकाच घटनेबद्दल भिन्न दृष्टीकोन आहेत. ल्युमिनस फ्लक्स (लुमेन) हा एकूण प्रारंभिक बिंदू आहे - स्त्रोताद्वारे उत्सर्जित केलेला एकूण प्रकाश. हा प्रवाह नंतर अवकाशात वितरित केला जातो. वितरणाचे वर्णन प्रत्येक दिशेने प्रकाशमान तीव्रतेने (कॅन्डेल) केले जाते. ध्रुवीय तीव्रता आकृती हे वितरण दर्शविण्याचा एक ग्राफिकल मार्ग आहे. जेव्हा हा वितरित प्रकाश अवकाशातून प्रवास करतो आणि शेवटी पृष्ठभागावर उतरतो, तेव्हा आपण त्या पृष्ठभागावर प्रकाश (लक्स) म्हणून परिणाम मोजतो. डेस्कवर ठेवलेला प्रकाश मीटर प्रकाशाचे मोजमाप करतो. शेवटी, जेव्हा तो प्रकाशित पृष्ठभाग निरीक्षकाच्या डोळ्याकडे त्या प्रकाशाचा काही भाग परावर्तित करतो, तेव्हा पृष्ठभागाची कथित "चमक" म्हणजे त्याची चमक (cd/m²). कॅमेऱ्याचा प्रकाश मीटर देखील प्रकाशाचा एक प्रकार मोजतो. एक साधे उदाहरण हे सर्व एकत्र जोडते: 5000-लुमेन एलईडी फ्लड लाइट (फ्लक्स) च्या मध्यवर्ती बीममध्ये 10,000 कॅंडेलाची सर्वोच्च तीव्रता असू शकते. जर ती बीम 10 मीटर अंतरावर असलेल्या भिंतीवर लक्ष्य असेल तर भिंतीवरील त्या बीमच्या मध्यभागी प्रकाश 100 लक्स असू शकतो. जर ती भिंत पांढरी रंगाची असेल आणि उच्च परावर्तन असेल तर तिची चमक 30 cd/m² असू शकते, जी निरीक्षकाला चमकदार दिसू शकते. जर भिंत काळ्या रंगात रंगविली गेली असेल तर तिची चमक फक्त3cd/m² असू शकते, जरी भिंतीवरील प्रकाश समान 100 लक्स आहे. हे चार मेट्रिक्स एका साखळीत कार्य करतात, स्त्रोत (प्रवाह, तीव्रता) पासून पृष्ठभागावरील प्रभाव (प्रकाश, प्रकाश) पर्यंत, प्रकाशाचे वर्णन आणि अभियांत्रिकी करण्यासाठी संपूर्ण भाषा प्रदान करतात.

एलईडी ब्राइटनेस गणनेबद्दल वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न

लुमेन आणि लक्समध्ये काय फरक आहे?

हा गोंधळाचा एक सामान्य मुद्दा आहे. लुमेन (एलएम) स्त्रोताद्वारे उत्सर्जित केलेल्या प्रकाशाचे एकूण प्रमाण मोजतात. लक्स (lx) पृष्ठभागावर उतरणार् या त्या प्रकाशाचे प्रमाण मोजते. पावसासारखा विचार करा: लुमेन म्हणजे ढगातून पडणार् या पावसाचे एकूण प्रमाण, तर लक्स म्हणजे आपल्या ड्राइव्हवेवर पुडल किती खोल आहे. 1000-लुमेन टॉर्च 1000-लुमेन सीलिंग लाइटपेक्षा जवळच्या भिंतीवर बरेच जास्त लक्स वाचन तयार करेल, कारण फ्लॅशलाइटचा प्रकाश लहान क्षेत्रात केंद्रित आहे.

मी एका विशिष्ट अंतरावर एलईडी लाइटमधून प्रकाशाची गणना कशी करू?

बिंदू स्त्रोतासाठी, व्युत्क्रम-चौरस नियम वापरून अंदाजे अंदाज बांधला जाऊ शकतो. पृष्ठभागाच्या दिशेने प्रकाशाची तीव्रता (कॅन्डेलामध्ये ) आवश्यक आहे. प्रकाश (E) अंदाजे तीव्रता (I) अंतर (d) वर्गाने भागले: E = I / d². तथापि, विशिष्ट बीम कोनांसह वास्तविक एलईडी फिक्स्चरसाठी, ते अधिक जटिल आहे. सर्वात अचूक पद्धत म्हणजे लाइटिंग डिझाइन सॉफ्टवेअर वापरणे जे एखाद्या क्षेत्रातील प्रकाशाची गणना करण्यासाठी फोटोमेट्रिक डेटा फायली वापरते, बीम आकार आणि एकाधिक फिक्स्चरचा हिशेब करते.

डेस्क लॅम्प खरेदी करण्यासाठी चारपैकी कोणते मेट्रिक्स सर्वात महत्वाचे आहे?

डेस्क लॅम्पसाठी, इल्युमिनन्स हे सर्वात व्यावहारिक मेट्रिक आहे. आपल्या कामाच्या पृष्ठभागावर किती प्रकाश (लक्समध्ये) उतरेल हे आपल्याला जाणून घ्यायचे आहे. तथापि, उत्पादक नेहमीच विशिष्ट अंतरासाठी प्रकाश डेटा प्रदान करत नसल्यामुळे, एकूण चमकदार प्रवाह (लुमेन) हा एक चांगला प्रारंभिक बिंदू आहे. 400-800 लुमेन असलेला दिवा सहसा डेस्कसाठी पुरेसा असतो. आपल्या डोळ्यांमध्ये चमक (अत्यधिक प्रकाश) निर्माण न करता आपल्या कामावर प्रकाश केंद्रित करते हे सुनिश्चित करण्यासाठी आपण बीम कोनाचा देखील विचार केला पाहिजे.