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Percepción de luz y temperatura de color

Apr 05, 2017

Percepción de la luz y temperatura del color

Muchos factores afectan la calidad de la luz del LED. La temperatura del color, la reproducción del color y la calidad del color afectan tanto a cómo funciona la luz como a cómo se percibe.

Aunque las propiedades tecnológicas de los LED y las fuentes de luz tradicionales no son directamente comparables, las demandas del usuario sobre cómo debe comportarse la luz de una buena luminaria permanecen inalteradas.

Temperatura de color

Fagerhult_led_fargtemperatur

La temperatura de color de una fuente de luz se da en Kelvin (K). Originalmente, Kelvin era una medida del color de un cuerpo negro caliente (y por lo tanto brillante). Para las lámparas con un filamento, esta medida es fácil de aplicar, ya que la temperatura de color en Kelvin es la misma que la temperatura real del filamento. Para fuentes de luz sin filamento - como tubos fluorescentes, lámparas de descarga de gas y LEDs - debemos calcular una temperatura de color correlacionada (CCT) en Kelvin.

La temperatura de color puede variar de un fabricante a otro, incluso si reportan la misma medición. Además, la temperatura de color de un LED puede cambiar con el tiempo, lo que significa que el valor después de varios miles de horas de uso no será el mismo que para un nuevo producto.

Cuando se producen LEDs, sus temperaturas de color y flujo luminoso varían ampliamente, por lo que es preferible elegir entre un surtido limitado. Los fabricantes clasifican sus productos en "contenedores" de acuerdo a su rendimiento. Cuanto menos cajones se seleccionen sus LED, más estable será la calidad del producto. Cuanto más cerca de la selección más disminuye la oferta y el costo aumenta, por lo tanto, los fabricantes de luminarias tienden a aceptar también los diodos de los contenedores cercanos.

Esta ilustración muestra cómo calcular una temperatura de color correlacionada: La curva de relleno muestra la temperatura de color en grados Kelvin reales. La cromaticidad de la fuente de luz se mide en una de las líneas isotérmicas y la temperatura de color correlacionada es el punto donde la línea cruza la curva.

Cromaticidad

La cromaticidad de un producto LED, es decir, el grado de desviación de su temperatura de color, se define en las elipses de MacAdam en Desviación estándar de coincidencia de colores (SDCM) según la norma CIE 1964. El sistema MacAdam proviene de los Estados Unidos y clasifica la calidad del color en una escala de 0 a 10.

Entre 1 y 3 es difícil ver las diferencias de color, pero más arriba de la escala puede tener una clara y negativa disparities.The problemas son mayores cuando la iluminación de una superficie blanca, o colocar una tira de LED muy cerca de una pared blanca. Los requisitos para la mayoría de los otros entornos de interior son generalmente alrededor de MacAdam 3-5 SDCM. En comparación, un tubo fluorescente T5 de los principales fabricantes se trata de MacAdam 4. Para aplicaciones exteriores, una calificación de MacAdam 7 SDCM es perfectamente aceptable.

Fagerhult_led_macadam MacAdam 1-3 SDCM

Para ambientes con altas exigencias de igual calidad de color, como la iluminación de paredes blancas.

Fagerhult_led_inomhusmiljoer MacAdam 3-5 SDCM

Adecuado para la mayoría de aplicaciones en interiores.

Fagerhult_led_utomhus MacAdam 5-7 SDCM

Principalmente para aplicaciones al aire libre.

Calidad del color

Una de las consideraciones clave es cómo la calidad del color de un producto cambia a lo largo de su vida útil. Algunos LEDs pueden mantener una calidad de color muy alta durante las primeras mil horas, pero luego se deterioran rápidamente. El diseño de la luminaria es otro factor crítico, donde el enfriamiento insuficiente, o el LED que se está ejecutando demasiado duro, pueden tener un impacto negativo.

Cómo crear la luz blanca de un diodo azul, o en el caso a la derecha, de un racimo de diodos. En un LED individual, el fósforo cubre el diodo; En un módulo, el fósforo se coloca sobre una placa que cubre todos los diodos del módulo.

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Variaciones en luz blanca

Los diodos blancos vienen en una amplia gama de temperaturas de color, de blanco caliente a muy frío (2700-8000 K). Por lo general, la luz blanca se crea mediante la aplicación de un revestimiento a base de fósforo a un diodo azul, ya sea directamente en el diodo o en una placa separada sobre él. Este recubrimiento convierte parte de la luz azul en luz blanca de varias temperaturas de color, un proceso que recuerda cómo funciona un tubo fluorescente estándar. La calidad de la luz se determina tanto por la especificación del LED azul como por el grado de adecuación del fósforo al diodo seleccionado.

Debido a que un LED azul es la base de la luz blanca, la eficiencia es mayor para temperaturas de color más frías. Para obtener una temperatura de color más cálida, el fósforo debe convertir una mayor proporción de la luz azul original.

Interpretación de color

La representación del color en los LED no es exactamente la misma que en las fuentes de luz tradicionales, pero todavía se describe como Ra / CRI. La escala Ra es de 1 a 100 y mide la capacidad de la fuente de luz para producir colores. Dependiendo de su elección de LED, el grado de reproducción de color (Ra) varía normalmente de 60 a 95. Un Ra alto produce a menudo una luminancia algo más baja.

Normalmente, la reproducción de color se mide utilizando el método CIE en una escala de ocho colores (ver ilustración). El índice de representación de color (CRI) se da como un valor medio (Ra), por lo que es posible que una fuente de luz sea buena en representar siete colores pero no tan buena en la octava. Una escala complementaria se llama CRI 1-14, que contiene seis colores más. Como muestra la ilustración, este LED no puede representar el color rojo brillante, número nueve, de una manera óptima. En consecuencia, el valor medio de CRI 1-14 es inferior al promedio para CRI 1-8. Independientemente del valor medio, podemos ver que el LED no da una representación ideal de la escala roja.

La reproducción de color puede variar entre LEDs de diferentes fabricantes, pero está vinculada a la distribución espectral del LED. Por lo tanto, un análisis de la distribución espectral puede darnos más información sobre la capacidad del LED para reproducir los colores. También vale la pena señalar que la reproducción de color puede diferir entre un nuevo LED y uno que ha estado en uso durante varios miles de horas.

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Comodidad visual

El gran reto con LEDs es mantener el brillo en niveles razonables. No es raro que los diodos y módulos LED tengan una luminancia (intensidad de luz) superior a los 300.000 cd / m². Por el contrario, un tubo fluorescente estándar T5 tiene una luminancia de 17.000 cd / m².

Luminaria desarrollada para entornos de trabajo son un cuidadoso equilibrio entre comodidad y economía. Desde una posición financiera, la creación de un módulo de LED desnudo con una unidad de refrigeración y un controlador externo proporcionaría la mayor proporción de lúmenes a vatios. Sin embargo, esta solución sería completamente impracticable. Cuanto mayor sea la eficiencia, mayor será el resplandor, factor que debe considerarse tanto en el desarrollo como en la selección de luminarias.

En ambientes comerciales, la luz de un módulo LED o LED tiene que ser controlada por reflectores, lentes o alguna otra forma de material difusor. Los lentes suelen estar directamente vinculados a diferentes fabricantes y el tipo de LED. La elección del material del reflector o de la lente utilizada es crucial para mantener la eficiencia de la luminaria mientras se mantiene la luminancia suficientemente baja.