Kymmenessä vuodessa LED-valaistus on muuttunut teknologisesta muotisanasta koko alan standardiksi, ja optinen hallinta sekä energiatehokkuus ovat kehittyneet räjähdysmäisesti. Miten LEDit ovat muuttuneet? Mitä haasteita tuotekehittäjät kohtaavat? Ja mitä teknologialle tapahtuu seuraavaksi?
Siirtyminen perinteisistä valonlähteistä LEDiin on ollut mullistavaa: energiansäästöt ovat kasvaneet räjähdysmäisesti, eikä ostajilla ole koskaan ollut näin laajaa tuotevalikoimaa käytettävissään. Näin ei kuitenkaan ollut aina, sillä alkuaikojen LED-valaistus vaati puolijohdevalmistajilta jatkuvasti parempaa valotehokkuutta ja alempia hintoja.
Miten LED-sirut ovat kehittyneet ajan myötä
Varhaiset Dual In-Line -kotelot koostuivat yksinkertaisesta katodi- ja anodikehyksestä kiilamaisin lankaliitoksin, mikä tuotti hyvin alhaisen valovirran ja heikon optisen suorituskyvyn. Kapseloidut LEDit (usein kutsuttu keskitehon LEDeiksi) paransivat tilannetta suuremmalla teholla ja hyvällä lumen-per-dollari-suhteella. Muovinen heijastin ympäröi epoksikapseliin kiinnitettyä sirua, ja fosforia lisättiin värilämpötilan säätämiseksi. Näiden keskitehon LEDien valovirran ylläpito oli heikkoa suurella teholla, osittain muovisten heijastimien heikkenemisen vuoksi.
Nykyään suurin osa katuvalaistusmarkkinoista käyttää suuritehoisia keraamisen kotelon LEDejä, jotka ovat suuritehoinen ratkaisu erinomaisella lämmönjohtokyvyllä johtavaan pohjamateriaaliin liittyvän kontaktin ansiosta. Keraamiset kotelot veivät LEDit sisäisten heijastimien tuolle puolen käyttämällä linssimateriaaleja ensiöoptiikan muotona.
Chip On Board -LEDit (COB) toivat merkittävän harppauksen yksittäisen kotelon enimmäistehoon, ja mahdolliset tehot ylittivät 100 wattia. Kun LED-ryhmä asennetaan suurelle alumiinialustalle, saavutetaan suurempi kokonaisvalovirta erinomaisella lämmönjohtokyvyllä. Koko pinnalle levitetään yksi fosforikerros, mikä tarjoaa hyvän värin tasalaatuisuuden ja matalan rakenteen. COB-teknologian jatkuva kehitys tarjoaa entistä parempaa LED-hyötysuhdetta, jota INDO on hyödyntänyt jatkuvasti kehittyvässä CHROMA- ja uudessa CHROMA-X-optiikassaan.
Chip Scale Package -LEDit (CSP) tarjoavat toisen paradigman muutoksen tavassa, jolla LED-valaistusta kehitetään ja rakennetaan: ne ovat käytännössä ”koteloimattomia” LEDejä. Siru koostuu itse LEDistä, sähköisestä liitospadista ja fosforipinnoitteesta, ilman alustaa, heijastimia, epoksikupuja, liitoslankoja tai johdinkehyksiä.
Tämä uskomattoman pieni rakenne tuo mukanaan sekä suunnittelumahdollisuuksia että -haasteita. Johdinkehyksen poistaminen ehkäisee rikkiperäistä heikkenemistä, kun taas liitoslankojen poistaminen parantaa merkittävästi tuotteen luotettavuutta. Pistemäisemmän valonlähteen ansiosta näiden sirujen optista hallintaa ja paremman rajauskulman saavuttamista on huomattavasti helpompi toteuttaa.
CSP:iden haaste
CSP:n pieni koko tekee sen sijoittelusta linssin sisällä entistäkin tärkeämpää; laitteiden 5-sivuinen muoto vaatii erityistä huomiota oikean optisen hallinnan varmistamiseksi. Pienetkin poikkeamat voivat muuttaa dramaattisesti CSP-valaisimen fotometrisiä ominaisuuksia, mikä edellyttää lisähuolellisuutta valmistusprosessissa sekä uudenlaisia suunnittelutekniikoita luotettavan kokoonpanon ja tuotteen monikäyttöisyyden varmistamiseksi.
Suuret valmistajat ovat markkinoineet CSP:itä jo noin 2 vuoden ajan, ja moni puolijohdealan suuri toimija esitteli tuotteitaan Frankfurt Light & Building -messuilla vuonna 2016. Linssiratkaisut eivät kuitenkaan ole vielä pysyneet näin pienen LEDin optisten haasteiden perässä. Hyödyntääkseen viimeisimmät kehitysaskeleet INDO käynnisti oman projektinsa CSP-optiikkaratkaisun kehittämiseksi Q4 2016 aikana.
Kehitystyön lopputuloksena syntyi uusi NAVIGATOR-optiikkaratkaisu, monipuolinen valomoduuli, jossa on 17 erilaista valonjakaumaa. Se tarjoaa parempaa optista hallintaa aiempiin LED-tyyppeihin verrattuna ja toimi ponnahduslautana INDOn seuraavalle projektille, Variable Opticsille.
Variable Optics: fotometrisesti ohjattava ratkaisu
Tarkempi optinen hallinta ja pienempi linssikoko mahdollistavat innovatiivisten muuttuvaoptisten valaisimien kehittämisen, joissa fotometrisiä ominaisuuksia voidaan ohjata ja muuttaa dynaamisesti piirilevyltä käsin: näin on mahdollista kehittää valaisin, joka mukautuu muuttuviin tieolosuhteisiin. Tämä antaa asiakkaille täyden hallinnan ja sopii yhteen älykaupunkiajattelun kanssa.
Alla olevat kuvat ja video esittävät käsitteellisen havainnollistuksen näistä dynaamisesti muuttuvista optiikoista hallitussa testiympäristössä.
Oikealla: kapeampi, voimakkaampi valonjakauma
Katso tarkkaan: näet valonjakauman muuttuvan hitaasti ja asteittain!
Mitä hyötyjä INDOn patentoidut Variable Optics voisivat tarjota?
- Helpompi hankinta ja varastonhallinta, kun varastoitavien yksiköiden tarve pienenee
- Mahdollistaa mukautuvat valaisimet, joita voidaan säätää etänä asennuksen jälkeen vastaamaan muuttuviin ympäristö- tai tilannetekijöihin
- Mahdollistaa tehokkaammat hankkeet säätämällä kutakin valaistuspistettä tarpeen mukaan
- Mahdollinen ratkaisu asukasvalitusten käsittelyyn
Kun tehokasta valaistusaluetta voidaan muuttaa tarpeen mukaan, omaisuudenhoitajat voivat muokata asennustensa toimintaa yksinkertaisin komennoin ja vastata muuttuviin vaatimuksiin ja asukaspalautteeseen.
INDO vie eteenpäin Direct Drive -teknologian kehitystyötään ja tarjoaa valikoiman optiikoita ja LEDejä tuotteissaan. INDOn tiimi jatkaa kasvamista ja oppimista, ja tekninen osaaminen ohjataan takaisin tuleviin kehityshankkeisiin.
Uusimmat valomoduuliratkaisut ovat saatavana myös uudessa moottoritievalaisimessamme, AIR3 >
