Nykyisin ei ole poikkeuksellista lukea LEDistä, joka tuottaa 130-150 lumenia/watti ja jonka käyttöikä on 50-100 000 tuntia. Ongelmana on, että luvut perustuvat laboratorioympäristössä saatuihin tuloksiin vain sekunnin murto-osan kuluessa eikä todelliseen LED-valaisimeen todellisissa olosuhteissa. Todellisuudessa valovoimakkuus heikkenee, kun diodit sijoitetaan valaisimiin, johtuen kohonneesta lämpötilasta sekä valohäviöistä linsseissä, heijastimissa ja ohjaimissa. Karkeasti arvioituna häviötä tapahtuu vähintään 10-15 % kunkin osalta, ja jäljelle jää vain noin 60-65 % teknisten tietojen arvoista. Lämpö vaikuttaa myös käyttöikään, ja 50 000 tunnin käyttöiästä voi helposti tulla 1000 tuntia valaisimen huonon rakenteen tai virheellisen käytön vuoksi. Käyttöikä ilmoitetaan nykyään myös sen mukaan, paljonko valotehon heikkenemistä hyväksymme. Valaisinkäytössä hyväksyttävä heikkeneminen on enintään 30 %. Aika ilmoitetaan tunneissa kunnes 70 % valotehosta on jäljellä (L70), merkkivaloissa arvo on 50 % (L50). LED-valaisinten valmistukseen liittyy luonnollista ja hallitsematonta vaihtelua värilämpötilassa, valovoimakkuudessa ja virrankulutuksessa. Valmistuksen jälkeen diodit lajitellaan monessa vaiheessa, jotta ostettavat diodit olisivat valovoimaltaan ja värilämpötilaltaan mahdollisimman samankaltaiset. Valikoimme tarkkaan diodimme markkinoiden johtavilta valmistajilta, jotta niiden ominaisuudet sopivat tarkasti juuri meidän valaisimiimme. Maksamme mielellämme hieman enemmän, jotta voimme tarjota tuotteita, joissa on selvästi vähemmän värilämpötilan ja värisävyn vaihtelua kuin markkinoilla yleensä. Jos muuta ei ilmoiteta, värilämpötila ei poikkea yli 200 Kelvinastetta (normaalisti 800 K) esimerkiksi lämpimän valkoisissa diodeissa, joiden nimellinen värilämpötila on 3000 K. Näin voimme varmistaa, että tietyn valmistusajankohdan tuotteilla on samat ominaisuudet ja ne valaisevat samalla tavalla. On myös todennäköistä, ettei eri valmistuserien tai tuotteiden välistä eroa huomaa. Hyvä tapa varmistaa asia on kokeilla valaistusta, mieluusti asiakkaan luona. Suosittelemme tiedustelemaan aina valmistajalta, onko käyttöikään, lumen-arvoihin ja tehonkulutukseen liittyvät tiedot mitattu valmiista valaisimesta normaalissa käyttötilanteessa ja ympäristön lämpötilassa sekä sitä, miten suuria värilämpötilan vaihteluja sallitaan. Näin vertaat samoja tietoja keskenään. Ilmoitamme aina valon määrän lumeneissa, käyttöiän tunneissa sallittuun valotehon heikkenemään asti ja tehon watteina mitattuna valaisimessa normaaleissa käyttöolosuhteissa. Näiden sivujen tiedot perustuvat siihen osaamiseen ja käytännön kokemukseen LED-valoista, jotka me Hide-a-litella olemme vuosien kuluessa hankkineet. Tiedot liittyvät LEDeihin yleisesti ja sivuston LED-tuotteisiin erityisesti. Suuri osa tiedoista tulee esitteestä Värt att veta om LED (Hyvä tietää led-valaistuksesta), jonka Belsyningsbranschen & Ljuskultur -yhdistyksen LED-ryhmä on julkaissut ja jota suositellaan lisätiedon lähteeksi. Näiden tekstien tietoja tulee pitää vain yleisinä ja suuntaa antavina, ja tuotteiden tarkat tiedot ovat käyttöohjeissa, jotka löytyvät sähköisistä tuoteluetteloistamme.
LEDit eli valodiodit ovat mullistaneet valaisinalaa viime vuosina ja yleinen näkemys on, että LEDit ovat tulevaisuuden valonlähde. LEDeillä on monia suuria etuja, kun taas haittoja on vähän. Argumentit ja kokemukset 80 % energiasäästöstä ja 40-50- kertaisesta käyttöiästä puhuvat puolestaan. Nykyisin LEDien valotehokkuus ja värintoisto ovat niin hyvät, että LEDeillä kannattaa korvata useimmat valonlähteet ja valaisimet. Vaikka investointikustannukset ovat korkeat, takaisinmaksuaika on usein vain muutama vuosi, sen jälkeen kaikki on puhdasta säästöä. Pian on tarjolla LEDejä, jotka tuottavat yhtä paljon valoa käytettyä wattia kohden kuin parhaat loisteputket ja halogeenit. Perinteisissä valolähteissä valo syntyy sivutuotteena kun hehkulankaa lämmitetään. LEDissä valo tuotetaan puolijohdediodissa virran avulla (elektroluminenssi). Suurimmat valodiodit ovat nykyisin kooltaan n. 1 mm ja pisteen muotoisia. Diodi asennetaan koteloon, jotta se säilyisi ehjänä ja voitaisiin kytkeä sähköisesti. Kotelon säteilykulma on 140-160 astetta, jolla saadaan helpompi valon ohjaus kuin ympärisäteilevillä valonlähteillä. Toimiakseen diodi asennetaan piirilevyyn. Tämä mahdollistaa helpon sähköisen kytkennän ja samalla piirilevy johtaa lämpöä pois diodista. LEDillä ei ole sähkövastusta, joten virtapiirissä on oltava virranrajoitus. LED edellyttää tasavirtaa oikealla napaisuudella ohjaimen kautta, koska se johtaa virtaa vain toisessa suunnassa. Syötettävän virran suuruus määrittää, kuinka paljon diodi tuottaa valoa. Valodiodeja on eri mallisia ja eri valotehoilla, muutamasta lumenista jopa useaan tuhanteen lumeniin suurteho-led-moduuleissa, jotka asennetaan suoraan piirilevylle COB-tekniikalla. Valaisimissa keskitytään nykyään suurteholedeihin, jotka on sisäänrakennettu valaisinkalusteeseen niin pienissä valaisimissa, nauhoissa kuin suurissakin valaisimissa toimistoihin, teollisuuteen ja kauppoihin. LEDit ovat jo tänä päivänä hyvä vaihtoehto tavalliselle valonlähteille, sekä sisä- että ulkokäytössä. Valonlähteiden hyötysuhde
Diodin periaatekuva LED-moduulin poikkileikkaus
Ledin tuottama valo on monokromaattista (yksiväristä) ja hallitseva aallonpituus määrittää värin. LED voi olla väriltään punainen, oranssi, keltainen tai sininen. LED-valossa ei ole minkäänlaista IR- tai UV-säteilyä. Valkoinen valo syntyy sekoittamalla kolme perusväriä: punainen, vihreä ja sininen (additiivinen värinsekoitus) tai varustamalla sininen LED keltaisella tai oranssilla fosforijauheella, joka muuntaa osan säteilystä keltaiseksi valoksi. Lopputulos on valkoinen valo kuten loisteputkissa ja energiansäästölampuissa (muuntaminen). Fosforimuuntamisella saadaan parempi ja tasaisempi värientoisto ja se on myös käytetympi edullisemman hintansa vuoksi. Valon laatu on määritelmä jota käytetään valkoisesta valosta ja se sisältää monta LED-valon tekijää, joista tärkeimmät ovat: värintoisto, värilämpötila ja valon määrä (lumen) Valonlähteen värilämpötila ilmoitetaan Kelvinasteissa (K), ja se kuvaa valonlähteen väriä lämpimän punaisesta kylmän siniseen verrattuna väriin, jonka metallilanka (musta) saa kun sitä kuumennetaan eri lämpötiloihin. Alempien lämpötilojen punaisesta valkoisen kautta siniseen korkeissa lämpötiloissa. Kynttilänvalon värilämpötila on noin 1500 K, hehkulampun 2700 K ja 12 V halogeenilampun 3200 K. Valkoiset LEDit on jaettu kolmeen pääryhmään: Kylmä valkoinen Valkoinen Lämmin valkoinen 5400-7000 K 3700-5400 K 2700-3500 K Standardi 6000-6500 K Standardi 4200-4500 K Standardi 3000 K Värintoisto ilmaistaan Ra-indeksinä. Se ilmoittaa, kuinka hyvin valonlähde toistaa värejä asteikolla 0-100 % verrattuna referenssivalonlähteeseen. Ra-indeksi on 8 vakiovärin keskiarvo. Vertaa loisteputkeen, jossa indeksin arvo 840 = 80 % värintoisto (Ra) ja värilämpötila on 4000 K. Valkoisilla LEDeillä on yleensä erittäin hyvä värintoisto. Lämpimän valkoisen ja valkoisen LEDin Ra-arvo on 80-93 ja kylmän valkoisen hieman huonompi ollen 70-85, jotka ovat vertailukelpoisia arvoja useimpiin perinteisiin valonlähteisiin. LEDien värintoisto on yleensä huomattavasti parempi kuin Ra-arvo ilmoittaa. Luota omiin silmiisi ja koevalaise paikan päällä asiakkaan kanssa. LEDin valovirta ilmoitetaan lumeneina (lm) kuten tavallisissa ympärisäteilevissä valolähteissä. Lumen kertoo, kuinka paljon valoa valonlähde tuottaa joka suuntaan. Valotehokkuudella ilmoitetaan, kuinka energiatehokas valonlähde on ja sen yksikkö on lumen per watti (lm/w).
Nykyään myynnissä on diodeja joiden valotehokkuus on 130-150 lm/w. Lämpimän valkoisella diodilla on normaalisti 20-30 % alhaisempi valoteho verrattuna kylmiin valkoisiin, koska fosforijauhe suodattaa enemmän valoa. Vuonna 2013 arvioidaan saavutetun 200 lm/w arvon, ja tällöin LEDit ovat energiatehokkaampia kuin kaikki muut valonlähteet. Koska LED-valo on suunnattua, sen tehokkuus on usein huomattavasti parempi kuin mitä lumenarvo ilmoittaa verrattuna tavallisiin valolähteisiin. Vastaavassa pienloisteputki-valonlähteessä voivat häviöt olla jopa 40-60 % valovirrasta. Diodin kohdalla häviöt ovat yleensä 15-20 %. CIE-värikolmio 2 / 4 2.9.2016 23:21
Diodin käyttöikään ja valotehoon vaikuttaa ensisijaisesti lämpötila sekä virranvoimakkuus, lämmön johtuminen ja ympäristön lämpötila. Koska LED ei säteile lämpöä IR-säteilyn muodossa ja koska vain 15-25 % energiasta muuttuu valoksi, pitää lämpö johtaa ympäröivään valaisimen osaan, joka toimii jäähdytyselementtinä. Lisääntynyt lämpö heikentää LEDin suorituskykyä niin lyhyellä kuin pitkälläkin aikavälillä. Lyhytkestoinen lämpö heikentää värientoistoa ja valotehoa. Pitkäkestoinen korkea lämpötila nopeuttaa valotehon laskua ja siten myös lyhentää elinikää LED rikkoontuu harvoin ja jatkaa toimintaansa hyvällä valotasolla eroten merkittävästi hehkulampusta joka rikkoontuu helposti ja valon tuotto loppuu heti. Valovirta pienenee hitaasti ja jatkuvasti. Sekaannusten välttämiseksi ovat valmistajat yhteistyössä päättäneet raja-arvon LED-valaisimen eliniän ilmaisemiseen. Arvo ilmaistaan prosentteina kuinka paljon valoteho on laskenut verrattuna uuteen valonlähteeseen. LEDeillä ilmoitetaan elinikä jolloin valotehosta on vielä jäljellä 70 % (L70), normaalisti 20 50 000 tuntia. Sisustuskäyttöön tarkoitetuissa LEDvaloissa, esimerkkinä terassivalot, elinikä ilmoitetaan arvosta, kun valotehosta on jäljellä 50 % (L50). Valotehon lasku nopeutuu lämpötilan noustessa. Siksi tietoihin tulee sisällyttää, missä ympäristön lämpötilassa käyttöikä on voimassa. Jos arvoa ei ilmoiteta, se on 25 C. LEDien valmistuksessa on vaihtelua diodin ohjausjännitteessä, kuinka paljon valoa ne tuottavat ja mikä värilämpötila niillä on. LEDejä myytäessä niiden tasaiset ominaisuudet varmistetaan Binning-menetelmän avulla. Binning määrittää diodin värilämpötilan Kelvineinä ja vaihtelun värisävyssä punaisesta keltavihreään. Tarkempi rajaus diodeille nostaa niiden hankintahintaa, mutta pienemmät eroavuudet värilämpötilassa, värisävyssä ja valotehossa takaavat monia muita valmistajia paremman laadun. Valkoisessa LEDissä, jonka värilämpötilaksi ilmoitetaan 3000 K, on standardin mukaan hyväksyttävää, että arvo vaihtelee 2700-3500 K välillä. Hide-a-lite-tuotteissa arvo vaihtelee enintään 100-200 K, joka ei tavallisesti silmällä erotu. Lämmön johtuminen suhteessa ympäristön lämpötilaan 1 / 3 2.9.2016 23:24
Valon määrä suhteessa ympäristön lämpötilaan Valon määrä suhteessa käyttöaikaan ja lämpötilaan
LEDien hyvä toiminta ja pitkä käyttöikä voidaan varmistaa käyttämällä LEDeille tarkoitettuja ohjaimia, jotka on suojattu ylijännitteeltä, ylivirralta, ylikuormitukselta ja oikosululta. Mikäli käytetään muita kuin Hide-a-lite:n myymiä tai suosittelemia ohjaimia, on niissä oltava seuraavat suojat: SELV Oikosulkusuoja Ylikuormitussuoja Ylikuumenemissuoja Vakiojännite Sisäänrakennettu virranrajoitus ja käyttöjännite 10, 12 tai 24 V, esimerkiksi LED-nauhat, valokiskot ja LEDit sisustukseen. Vakiovirta llman virranrajoitusta ja ohjataan joko 350 ma (1 W) tai 700mA (3 W) virralla, suurtehoiset LEDit korkealla valovirralla valaistukseen. Vakiojännite Elektroniset tasajännitemuuntajat 10, 12 ja 24 V DC. Vakiovirta Elektroniset vakiovirtamuuntimet 350 ma ja 700 ma. Molempia ohjaimia löytyy sekä ilman himmennystä että perinteisillä himmennystoiminnolla. Nykyään markkinoilla on paljon LED-tuotteita, jotka voidaan liittää suoraan 230 V verkkoon sisäänrakennetun ohjaimen ansiosta, kuten valonlähteet GU10- ja E27-kannalla. Näitä ei aina voi himmentää, mutta markkinoille alkaa tulla tuotteita, joita voi himmentää tavallisella himmentimellä. Diodia on helppo himmentää välkkymättä 0-100 % välillä, mutta ei samalla tavalla kuin hehkulamppua, jota himmennetään ulkoisella himmentimellä vähentämällä hehkulangan jännitettä, jolloin hehkulanka muodostaa vähemmän valoa, värilämpötila laskee ja valo muuttuu lämpimän punaisen sävyiseksi. Diodia ei voi normaalisti säätää tällä tavalla, vaan himmennin on sisäänrakennettu ohjaimeen tai asennetaan ohjaimen jälkeen matalajännitepuolelle. Yleisesti käytössä oleva tekniikka himmentämiseen on PWM-himmennys eli pulssileveysmodulaatio, joka sytyttää ja sammuttaa diodia 120 100 000 Hz:n taajuudella. Valo himmenee ilman että värilämpötila muuttuu. Tiettyjä teholedejä voidaan himmentää ohjausvirtaa muuttamalla ilman häiritsevää värin muutosta.
Kaikissa asennuksissa on tärkeää käyttää oikean tyyppisiä ja pituisia johtoja, jotta tuotteiden toiminta on varmaa ja turvallista. Huomioitavaa LED-asennuksessa Käytä ainoastaan LED-ohjaimia. Lähes kaikki LEDit vaativat toimiakseen oikean napaisuuden, koska käytössä on tasavirta (DC), joten + ja - on kytkettävä oikein. 350/700 ma vakiovirtadiodit on aina kytkettävä sarjaan. Useimmat LED-moduulit ovat värikoodattuja. Väärin kytketty LED ei valaise ja väärä napaisuus voi rikkoa diodin pysyvästi. (+) Punainen, ruskea tai merkinnän mukaan. (-) Sininen, musta tai merkinnän mukaan. Teholed toimii normaalisti 350 ma tai 700 ma vakiovirralla. LEDin tehon (W) selvittämiseksi tarvitaan valonlähteen käyttöjännite (Uf), joka on noin 3,5 V. Teho lasketaan kaavalla jännite (Uf) x virta esimerkiksi: 3,5 V x 350 ma = 1,2 W joka pyöristettynä on 1 W. Vastaavasti 700 ma antaa tehoksi 2,5 W, pyöristettynä 3 W. Tarkat arvot kullekin tuotteelle löytyvät datasivuilta. LEDeissä, joita ohjataan jännitelähteellä, teho lasketaan samalla tavalla kuin perinteisessä matalajännitevalaistuksessa. Hide-a-lite on tuotemerkki, jota OEM Finland Oy myy ja markkinoi. OEM Finland Oy Fiskarsinkatu 3 20750 Turku Finland Puh. 0207 499 499 Fax 0207 499 456 Sähköposti: info@oem.fi 1 / 1 2.9.2016 23:25
Johtojen häviöt kasvavat mitä suurempi teho on, eli normaalisti käytössä olevat rajoitukset johtojen pituuksiin pätevät. Hyväksyttävä jännitehäviö johtoihin on 3-4 %. Noudata ohjaimen suosituksia johtojen enimmäispituuden suhteen. Johdotuksiin suositellaan monisäikeistä johtoa. Puolitettu teho/virta tai kaksinkertaistettu johtimen poikkipinta-ala = yli kaksinkertainen johtojen pituus. Jos valojen teho on 15 W ja käytetään 0,5 mm2 johdinta, voi johdotuspituus olla 12 V järjestelmässä 8 m ja 24 V järjestelmässä 25 m. Johtimien pituudesta johtuvat jännitehäviöt ovat merkityksettömiä vakiovirtadiodeille. Johtimien poikkipinnan ylimitoittaminen voi kuitenkin johtaa valotehon heikentymiseen. Tarkista aina ohjaimen suositukset koskien johtojen maksimipituuksia. Yleisesti alla olevat suositukset pätevät jännitehäviöiden osalta. Johdotuksiin suositellaan monisäikeistä johtoa. Älä asenna LED-valoja samaan ryhmään loisteputkien tai muiden induktiivisten kuormien kanssa. 0,5 mm2 1,0 mm2 1,5 mm2 20 m 40 m 60 m Himmennettävässä ohjaimessa EMC-häriöiden riski kasvaa. On erityisen tärkeää noudattaa valmistajan suosituksia. Hyvä tapa vähentää tai välttää häiriöitä on käyttää suojattua ja/tai parikierrettyä kaapelia. 1 / 1 2.9.2016 23:26
Perinteisiin valolähteisiin verrattuna LEDeillä on monia etua, joista tärkeimmät ovat: Erittäin pieni koko ja ohut rakenne LED-valo ei tuota IR- tai UV-säteilyä LED toimii paremmin kylmässä ympäristössä. Esimerkiksi jääkaappivalon käyttöikä on huomattavasti pidempi verrattuna huonelämpötilassa olevaan valoon. Erittäin pitkä käyttöikä Ei reagoi iskuihin tai tärinään Helppo käyttää, käynnistyy heti täydellä teholla ja valotehoa voidaan säätää helposti 0-100 % Sytyttämiset/sammuttamiset eivät vaikuta kielteisesti, käyttöikä päinvastoin pitenee LEDeillä on suuri valoteho, ja valoa voidaan muokata helposti muovilinsseillä tai heijastimella pienillä häviöillä Ei sisällä elohopeaa tai muita raskasmetalleja Käytetään matalajännitteellä, helppo ja turvallinen asentaa. Erittäin pitkä käyttöikä, jopa 50 000 tuntia, mahdollistaa sekä alhaiset huolto- että energiakustannukset. Vaihtamalla LED-valaisimiin säästyy rahaa sekä kotioloissa että julkisilla paikoilla, kuten hotelleissa, ravintoloissa jne. Tämän päivän LED-valaisimet täyttävät ympäristölle asetetut vaatimukset hyvin. Suuren energiatehokkuuden ja pitkän käyttöiän ansiosta ympäristövaikutukset ovat pienet, koska sähkönkulutus on pientä ja valonlähteitä ei tarvitse vaihtaa eikä niiden kierrättämisestä tarvitse huolehtia niin usein. Yölliset hyönteiset eivät myöskään häiriinny LED-valosta. LED on erittäin lämpöherkkä. Se ei luovuta lämpöä säteilynä (IR), vaan vaatii tehokkaan jäähdytyksen, muuten käyttöikä lyhenee huomattavasti. LED-valo on monokromaattinen ja luonteeltaan erilainen kuin perinteiset valonlähteet. Hankintahinta on korkeampi, mutta takaisinmaksuaika on alhaisen energiankulutuksen ja pitkän käyttöiän ansiosta vain muutama vuosi. Valkoisilla LEDeillä voi olla väripoikkeamia ja eroja värisävyssä, mikä pitää ottaa huomioon. Valodiodin käyttöikään vaikuttaa eritoten lämpö (ympäristön lämpötila). Huolehdi hyvästä jäädytyksestä ja ilmanvaihdosta. Noudata aina valmistajan vähimmäissuosituksia. Käytä aina hyvänlaatuisia, LED-moduuleille tarkoitettuja ohjaimia. Muista aina tarkistaa napaisuus kytkettäessä. Väärä napaisuus voi rikkoa diodin pysyvästi jopa muutamassa sekunnissa. Esitteessä oleva tuotevalikoima on suppeampi kuin mitä alalla yleisesti on, jotta voimme varmistaa mahdollisimman vähäiset poikkeamat. Poikkeamat valon laadussa voivat kuitenkin olla silmillä havaittavissa. On tärkeää kokeilla valaisimia kohteissa, joissa vaaditaan tasaista valoa. Tarkista aina valmistajan tapa ilmoittaa käyttöikä. Sen tulee olla suhteessa valotehon laskuun, jotta luvut ovat vertailukelpoiset. Moni toimittaja ilmoittaa edelleen virheellisesti LEDin käyttöiäksi 100 000 h tai enemmänkin. Tässä annettuja tietoja tulee pitää vain yleisinä ja suuntaa antavina, ja tuotteiden tarkat tiedot ovat tuote-esitteissä, jotka löytyvät sähköisistä tuoteluetteloistamme. 1 / 2 2.9.2016 23:27