История изобретений в области источников искусственного освещения свидетельствует о том, что появление очередного новоиспеченного источника света не перечеркивает в одночасье более ранние изобретения и не делает уже существующие источники света никому не нужными. Все они, в том или ином виде, мирно сосуществуют по сей день, занимают каждый свою определенную нишу и являются востребованными в той или иной мере. Это можно сказать практически обо всех источниках света, когда-либо изобретенных человечеством, в том числе и не электрических (за исключением, пожалуй, только наиболее архаичных лучины и факела). Поэтому противопоставление звучащее в вопросе "светодиоды или неон?" не совсем уместно, и на вопрос "вытеснят ли светодиоды неон?" можно смело ответить "нет, не вытеснят, но потеснят, чтобы занять подобающее им место!"

   Итак, сегодня вопрос "светодиоды или неон?" перешел в практическую плоскость, и для многих людей, занимающихся изготовлением наружной световой рекламы, он звучит так: "в каких случаях лучше использовать для внутренней подсветки неон, а в каких случаях лучше использовать светодиоды?" Неон в световой рекламе используется очень давно, поэтому с неоновой подсветкой все достаточно понятно и достаточно хорошо отработано. Что касается светодиодов, то здесь не все так однозначно и просто

   Постараемся на примере светодиодных изделий, которые предлагает наша компания, по возможности более полно, осветить и прояснить основные моменты, связанные с выбором и расчетами

   Что нужно учитывать выбирая светодиоды для внутренней подсветки световых рекламных изделий?

   Информации по ассортименту светодиодных изделий сейчас очень много, но информация эта имеет зачастую преимущественно рекламный характер, несмотря на присутствующие в описании изделия технические характеристики, которые, кстати говоря, могут не вполне соответствовать действительности. Разобраться в технических характеристиках и выбрать из существующего многообразия светодиодных изделий нужное не всегда бывает просто.

   Придерживаясь той точки зрения, что реальное решение вопроса невозможно получить, не решая этот вопрос практически, мы предлагаем Вашему вниманию результаты сравнительного теста, проведенного в нашей компании. Результаты данного теста, на наш взгляд, могут быть весьма полезны, как нашим постоянным клиентам, которые давно и профессионально занимаются изготовлением световой наружки, так и всем интересующимся практическими аспектами изготовления изделий со светодиодной подсветкой. И, конечно же, наш тест поможет Вам определиться с выбором необходимых Вам светодиодных изделий, которые предлагает наша компания.

   Тест, имеет сугубо прикладной характер и не содержит каких-либо сложных для понимания научно-теоретических выкладок или формул. Критерием для сравнения служит яркость свечения (освещенность) поверхности конечного изделия (короб, объемная буква и пр.), так как в световой наружной рекламе яркость свечения вывески и равномерность засветки являются одним из важнейших показателей.

   В качестве объекта для измерений был выбран короб 1 х 1 метр, глубиной 140 мм со светорассеивающей поверхностью из 4-х мм молочного акрилового оргстекла. Таким образом, все представленные данные справедливы для поверхности размером 1 квадратный метр, что является для  большинства менеджеров рекламно-производственных компаний отправной точкой для расчетов.

Для внутренней подсветки короба использовались:

 - 4-х диодные модули с однокристальными светодиодами 
 - гибкие герметичные ленты с однокристальными светодиодами 
 - 2-х диодные модули с трехкристальными smd светодиодами
 - 3-х диодные модули с трехкристальными smd светодиодами 
 - неоновые трубки (неоновые лампы)

Измерения проводились люксметром Testo 540.

Фактические результаты измерений, а также информацию о количестве, потребляемой мощности и стоимости (на апрель-март 2009 года) используемых в тесте источников света, Вы можете увидеть на фото.

   Чтобы иметь возможность комплексного сравнения различных изделий, объединим все полученные данные  в таблицу.

   Общая стоимость вычислена исходя из розничной цены (без скидок), таким образом,  в таблице представлена максимальная стоимость подсветки 1 кв. метра.

   ** Расчет сделан для трех-диодных модулей старого образца. Новых модулей потребуется 70 шт./кв. метр. Общая стоимость составит 8430 руб.

   *** Неоновая подсветка рассчитана как среднестатистический эконом вариант (минимально возможное количество трубок + трансформатор с током 35 мА). Если использовать большее количество трубок и трансформатор с большим током (50 мА), то стоимость, естественно, увеличится. Освещенность поверхности при этом также возрастет.

   Некоторые полезные вычисления, сопоставления и выводы.

   Путем несложных вычислений с использованием табличных данных можно получить представление об эффективности тестируемых источников света:

 - 4-х диодные модули - 23 Люкс с 1 Ватта
 - Светодиодная лента PL99 - 26 Люкс с 1 Ватта
 - 2-х диодные smd модули - 35 Люкс с 1 Ватта
 - 3-х диодные smd модули - 46 Люкс с 1 Ватта
 - Неоновые трубки - 10 Люкс с 1 Ватта

   Любопытная информация, не правда ли?

   Теперь узнаем стоимость 1 Люкса от каждого из тестируемых источников света, она понадобится нам для дальнейших расчетов:

 - 4-х диодные модули - 4,8 руб.
 - Светодиодная лента PL99 - 3,7 руб.
 - 2-х диодные smd модули - 4,8 руб.
 - 3-х диодные smd модули - 3,4 руб. (3,1 руб. для новых)
 - Неоновые трубки - 3,2 руб.

   Вычисляем реальную стоимость подсветки 1 кв. метра.

   Зная стоимость 1 Люкса от каждого источника света, из рассматриваемых в тесте, можно вычислить общую стоимость подсветки с тем или иным источником света. Эти данные будут особенно необходимы в случае, когда в техническом задании оговорен определенный уровень освещенности поверхности . Например, для рекламного изделия требуется освещенность поверхности не менее 2500 Люкс (то есть, освещенность поверхности, сопоставимая с неоном или люминесцентными лампами).

   Получаем стоимость подсветки одного квадратного метра (при глубине расположения 140 - 150 мм) с использованием различных источников света из нашего теста:

 - 4-х диодные модули - 12000 руб/1 кв.м.
 - Светодиодная лента PL99 - 9250 руб/1 кв.м.
 - 2-х диодные smd модули - 12000 руб/1 кв.м.
 - 3-х диодные smd модули - 8500 руб/1 кв.м. (7950 руб. для новых)
 - Неоновые трубки - 8000 руб/1 кв.м.

   Если сравнить результаты вычислений, то становится понятно, что мы получим в финале и за какие деньги, то есть, есть возможность принять более взвешенное решение и сделать более рациональный выбор.

   Произведенные вычисления показывают явное преимущество многокристальных 3-х диодных smd модулей по всем показателям.

   Расчет стоимости коробов или объемных букв.

   Расчет стоимости подсветки для прямоугольных коробов с использованием какого-либо из перечисленных светодиодных изделий выполняется теперь очень просто - нужно лишь вычислить площадь короба и умножить ее на стоимость подсветки одного квадратного метра. Вычислить количество светодиодных изделий также не составит большого труда - нужно лишь умножить площадь короба на количество изделий, которое требуется для подсветки 1 кв. метра.

   Просчет стоимости подсветки для коробов со сложной конфигурацией (различных товарных знаков и объемных букв) сделать несколько сложнее, так как придется использовать программу, например Corel Draw или Autocad, с модулем для вычисления площади. Но после того, как площади объектов со сложной геометрической формой будут вычислены, определение стоимости подсветки происходит с той же легкостью, как и в первом случае.

   Вычисляем необходимое количество светодиодных модулей.

   Так как расчеты, сделанные выше, однозначно показали преимущество 3-х диодных smd модулей нового образца, поэтому расчет сделаем именно для них.

   В качестве примера, произведем расчет для вывески "ЦВЕТЫ", высота букв 0,7 метра, глубина 140 мм.

   1. Измерим площадь букв в программе Corel Draw.

 

   2. Зная количество модулей для 1 кв. метра (70 шт.), полученные значения площади букв умножаем на это количество.

   3. Получаем расчетное количество модулей в каждой отдельной букве, которое обеспечит освещенность ее поверхности равную 2649 Люкс: "Ц" - 12 шт., "В" - 13 шт., "Е" - 13 шт., "Т" - 10 шт., "Ы" - 13 шт.

   Однако, необходимо помнить, что это только расчетное количество. Чтобы засветка получилась равномерной, необходимо грамотно разместить модули внутри букв. Размещение модулей внутри букв, как правило, вносит свои коррективы: в одних случаях модулей потребуется чуть меньше расчетного количества, в других случаях чуть больше расчетного количества. Это неизбежно и зависит, в основном, от размеров букв и сложности шрифта.

   Размещение модулей в буквах.

   Для того, чтобы расположить светодиодные модули в буквах, снова воспользуемся Corel Draw, так как именно эта программа чаще всего используется дизайнерами для создания макетов. Располагать модули придется почти вручную, так как программ, которые делают это автоматически, пока не существует. Размещаем светодиодные модули с интервалом чуть меньше длины соединительных проводов, чтобы межцентровое расстояние было равно 130 мм.

 

   Таким образом, при расположении светодиодных модулей в буквах, выясняем, что их количество несколько увеличилось, чем мы обязаны оригинальности выбранного шрифта, и освещенность поверхности будет выше начального показателя в 2649 Люкс. При уменьшении глубины короба освещенность его лицевой поверхности, соответственно, увеличится.

   Быстро подобрать блок питания для требуемого количества светодиодных модулей можно по таблице, которая была составлена с учетом запаса 15%. Данная схема расчета также может быть применима и для других светодиодных изделий (модулей или лент), которые предлагает наша компания.

Можно ли использовать светодиодные изделия для бытового освещения?

Использование светодиодов для целей бытового освещения - это еще один интересный и немаловажный аспект. И в самом деле, светодиоды, а также изделия из них, по своим параметрам имеют много плюсов, по отношению к другим источникам искусственного освещения. Перечислим их еще раз.

 - Высокая механическая прочность. Не бьются, не ломаются.
 - Электробезопасность. Напряжение питания 12 Вольт.
 - Энерго-экономичность. Потребляемая мощность очень мала.
 - Долговечность. Срок службы светодиодов белого свечения 30 - 50 тыс. часов.
 - Низкое тепловыделение при высокой световой отдаче.
 - Герметичны. Не требуют дополнительной защиты от атмосферных явлений.
 - Экологически безопасны. Не содержат опасных для здоровья веществ.
 - Непрерывное излучение света. Частотные пульсации отсутствуют.
 - Хороший индекс цветопередачи. Как правило, не менее 80.

   Последние три пункта особенно интересны с точки зрения использования светодиодов для бытового освещения.

   Итак, первое, что стоит отметить, это экологическая чистота светодиодных источников света. Светодиоды не содержат жидкой ртути как, например, лампы дневного света или паров ртути, как неон.

   Светодиод, если он не диммируется, излучает свет непрерывно, и этим он подобен солнечному свету, а также свету, исходящему от пламени. Все остальные источники искусственного освещения, использующие для питания переменный электрический ток, излучают мерцающий свет, с частотой соответствующей частоте переменного тока. Это касается всех типов ламп накаливания и люминесцентных газоразрядных ламп.

   Мерцание ламп, работающих на переменном токе, не заметно для не вооруженного глаза, но, тем не менее, мозг его фиксирует и это является причиной утомляемости - человек быстрее устает. Помимо этого имеет место, так называемый, эффект стробоскопа, когда освещение быстро вращающихся или быстро перемещающихся предметов создает иллюзию их статичности или замедленности перемещения. На производстве это может привести к различным авариям и травмам, поэтому люминесцентные лампы, находящиеся рядом, подключают к разным фазам или используют высокочастотные ПРА.

   С лампами накаливания дело обстоит несколько лучше, так как нить накала не может остывать мгновенно и, в следствие этого, продолжает некоторое время излучать свет, хотя и не столь интенсивно. Поэтому, в силу такой инерционности, мерцание ламп накаливания не столь выражено и не так утомляет.

   Индекс цветопередачи искусственного источника света также является очень важным показателем, так как оказывает влияние на восприятие цветовой палитры окружающих предметов. Если источник имеет низкий уровень цветопередачи, то естественные цвета предметов будут искажены и уже не будут выглядеть такими естественными. Единственным и неповторимым эталоном нашего мира является свет испускаемый Солнцем: он непрерывен и имеет самый полный спектр.

   У ламп накаливания спектр излучения больше смещен в сторону оранжевого и красного, поэтому цвета предметов, имеющие теплые оттенки, будут подчеркиваться, а синие и зеленые тона, будут казаться затемненными, серыми. У недорогих люминесцентных ламп с обычными галофосфатными люминофорами спектр излучения, наоборот, смещен в сторону зеленого и синего, поэтому цвета предметов, имеющих холодные оттенки будут подчеркиваться, желтые, оранжевые и красные тона, будут иметь неприятный "мертвенный" оттенок. Индекс цветопередачи у таких ламп не превышает 70. У современных люминесцентных ламп с современными широкополосными люминофорами индекс цветопередачи составляет 84 - 90 и выше, но и стоят они, естественно, дороже.

   Индекс цветопередачи светодиодов белого свечения составляет, как правило, не менее 80. Таким образом, светодиоды по многим параметрам не только не уступают традиционным источникам света, но и имеют некоторые явные преимущества, и, теоретически, должны прекрасно подходить для бытового освещения.

   Есть, правда, одно "но" - светодиоды это точечный и направленный источник света, а традиционные источники освещения таковыми не являются. Следовательно, для полноценной замены светодиодов потребуется много. Попробуем выяснить на примере имеющихся у нас светодиодных изделий, сколько их потребуется для полноценной замены более традиционных бытовых источников света - ламп накаливания и люминесцентных ламп.

   Чтобы это сделать, сначала нужно обратиться к понятию эффективной оптической мощности. Эффективная оптическая мощность ламп накаливания составляет максимум 5 Вт от общей мощности лампы. Для люминесцентных ламп это максимум 15 Вт от общей мощности лампы. Эффективная оптическая мощность светодиодного изделия вычисляется в зависимости от яркости используемых светодиодов, угла светорассеивания и спектра излучения, и для каждого изделия она будет различной.

   Дабы на загромождать текст и не утомлять читателей подробностями расчетов и сразу представим готовый результат произведенных вычислений. В таблице приводится количество различных светодиодных изделий, которое может служить эффективным эквивалентом привычных, традиционных источников искусственного освещения: лампы накаливания мощностью 100 Вт и люминесцентным лампам мощностью 18 и 36 Вт, а также, для сравнения, их потребляемая мощность.

   Для полноты картины сравним сроки службы, стоимость и стоимость энергопотребления.

Сроки службы источников света:

Светодиодные изделия (белого свечения):  30000 - 50000 часов
Лампы накаливания : 1000 часов
Люминесцентные лампы:  12000- 20000 часов
 

   Так как источники искусственного освещения в бытовых условиях работают в среднем около 10 часов в сутки, сроки службы будут выглядеть так:

   Светодиодные изделия (белого свечения):  8,5 - 14 лет
Лампы накаливания обычные:  0,3 года
Люминесцентные лампы:  3,3 - 5,5 лет.

   Таким образом, за весь период работы светодиодов нужно будет докупить и заменить от 28 до 46 ламп накаливания или 2-3 люминесцентные лампы.

   Теперь сравним стоимость традиционных источников освещения и светодиодных. Стоимость указана из расчета стартового комплекта "источник света + необходимые комплектующие", то есть, "лампа + патрон", "светодиоды + блок питания" и "люминесцентные лампы + дроссель, стартер и фурнитура".

   Из таблицы видно, что самой недорогой альтернативой традиционным источникам искусственного освещения являются герметичные светодиодные ленты, а также многокристальные трех-диодные smd модули. Поэтому продолжим дальнейшее сравнение именно с ними.

   Добавим к начальной стоимости источников света стоимость оплаты электроэнергии за весь период эксплуатации и стоимость заменяемых за тот же период световых элементов. Так как многие сомневаются, что реальный срок службы светодиодов столь велик, то расчеты сделаем исходя из минимального срока службы наших светодиодных изделий, то есть, 8,5 лет.

   Итак, например, в год 2 светодиодные ленты потребляют 73 кВт, при режиме работы 10 часов в сутки. При стоимости электроэнергии 1,33 лей/кВт расходы на оплату электроэнергии за 8,5 лет составят 825,26 лея. Добавим эту цифру к начальной стоимости такого же количества лент и получим общую стоимость за весь (минимальный) период эксплуатации.

   Выполним те же вычисления для лампы накаливания. В год лампа потребляет 365 кВт, то есть, за 8,5 лет стоимость электроэнергии составит 4126,32 лея. + 168 лей. за 28 ламп, которые придется докупить и поменять за этот срок. Общая стоимость, таким образом составит 4294,32 лея. После чего проделаем те же вычисления для ламп дневного света и светодиодных модулей.

   Чтобы не утомлять читателя, опустим дальнейшее подробное описание расчетов, которые, к слову сказать, на досуге может повторить любой желающий, и предложим таблицу с удобными для сравнения готовыми результатами. Итак, в таблице приведена общая стоимость источников освещения за период эксплуатации 8,5 лет, включая их стартовую стоимость, расходы на замену световых элементов и расходы на электроэнергию.

   Из таблицы прекрасно видно, что по отношению к лампам накаливания, светодиодные ленты имеют явное преимущество в цене, а по отношению к люминесцентным лампам разница в цене не столь велика. Если учесть, что лампы дневного света содержат вредную для здоровья людей (и для окружающей среды тоже) жидкую ртуть, а также тот факт, что лампы время от времени могут разбиваться (поскольку сделаны из стекла), то, возможно разница покажется и вовсе не существенной.

   Таким образом, пожалуй, единственным аргументом против использования светодиодных изделий для бытового освещения была и остается по сей день их достаточно высокая, по отношению к традиционным источникам освещения, начальная стоимость. Но надолго ли?