Que espectro de luz os LEDs produzem?
Existem vários tipos de fontes de luz, desde a lâmpada incandescente comum até as inovações mais modernas, como o LED. No entanto, nem todas essas muitas fontes de luz são criadas iguais.
Além de apenas criar luz, cada um deles possui qualidades distintas, sendo uma delas as cores que emitem. Isso também pode ser referido como o espectro de luz exclusivo de cada pessoa.
A temperatura de cor de um LED determina o espectro de luz que ele emite. A distribuição espectral de um LED de 6000K será diferente daquela de um LED de 3000K. Um LED de 6000K emite principalmente luz azul e verde, enquanto um LED de 3000K cria cores mais quentes, como laranja e amarelo.
Daqui em diante, nos referiremos a 4000K como base para a cor da luz do LED e conseqüentemente seu espectro de luz como a forma base, pois um LED totalmente natural, sem acréscimos ou alterações, tem uma cor de luz em torno disso.
Distribuição Espectral de LEDs a 4000 K
Parece lógico que comecemos com o LED de 4000K, pois ele forma a base fundamental do diagrama espectral.
O espectro em 4000K, como visto na imagem abaixo, inclina-se fortemente para a extremidade azul, ao mesmo tempo em que emite muito pouca luz vermelha e verde. Como a luz azul é o principal constituinte das luzes mais frias, é isso que dá ao LED sua cor branca fria.
O fato de os LEDs serem compostos de vários diodos é a principal razão pela qual eles são brancos frios em primeiro lugar. Eles são feitos de forma que usam diodos RGB (vermelho, verde e azul) para produzir luz branca, que neste caso é padronizada apenas para 4000K.
O método alternativo de fazer LEDs envolve a utilização em grande parte (se não exclusivamente) de diodos LED azuis e, em seguida, revestindo-os com uma solução à base de fósforo para endireitar a curva.
Como a saída de luz azul é a principal fonte de luz nessa estrutura de LED, é isso que normalmente resulta em picos anormalmente altos na produção de luz azul.
Quando você tem luz em todas as cores, ou em todos os comprimentos de onda, como você pode chamá-lo mais exatamente, todos eles convergem para formar a luz branca, que é como ela funciona em primeiro lugar.
Mais adiante na comparação, você verá o quanto os diagramas variam com base na quantidade de azul e vermelho que eles emitem, o que está relacionado à temperatura de cor.
Espectro de LED de 3000K
Depois daqueles com temperatura de cor de 4000K, os LEDs de 3000K são talvez os mais amplamente utilizados, principalmente por causa da agradável tonalidade amarelada que emitem.
Devemos primeiro examinar o que distingue os LEDs de 3000K e 4000K um do outro antes de nos aprofundarmos no espectro e em suas especificidades. Como já sabemos que 4000K é o ponto de partida, eles devem ter ajustado de alguma maneira para chegar a uma cor brilhante de 3000K, correto? É preciso.
A presença de fósforo é o que diferencia um 3000K de um 4000K. O fósforo é simplesmente aplicado em cima de cada um dos diodos LED, como visto nesta figura, para adicioná-lo.
Aqui está uma ótima ilustração de como eles utilizam o fósforo para aquecer a cor da luz. Embora não seja o objetivo principal, quando executado desta forma, tem esse impacto.
O único objetivo genuíno disso é apenas equilibrar o espectro do LED. Isso faz sentido, pois você pode ver como o gráfico de 4000K tem um grande pico na cor azul, mas o restante é, na melhor das hipóteses, uma média.
5000K mais espectro de LED
Agora que sabemos como produzir temperaturas de luz mais quentes, como as temperaturas de 5000K e abaixo são produzidas? Isso é bastante intrigante, pois, dependendo de como você olha, difere apenas um pouco da maneira como você constrói os 3000K.
Essas diferenças são relevantes durante o processo de produção. Os diodos vermelho, verde e azul sempre foram equilibrados para produzir luz branca em todas as cores de luz anteriores. Embora seja um pouco diferente para qualquer coisa de 5000K e superior.
Para eles, você projetaria intencionalmente um diodo LED desequilibrado. Isso significa que os diodos RGB individuais seriam intencionalmente distribuídos de forma desigual em termos de quantidade e/ou intensidade.
Eles equilibram os diodos RGB de forma que quanto mais azul eles favorecem na mistura RGB, mais fria você deseja que a luz seja percebida. Isso depende de quão alto você vai na escala Kelvin. Em outras palavras, eles apenas deixam o azul ultrapassar o vermelho e o verde quanto mais alto você sobe, tornando as cores azul e azul mais proeminentes na cor clara.
Isso também pode ser feito em um método que adiciona um conjunto adicional de diodos azuis de uma só vez, gerando algo novo denominado RGBB, em vez de aumentar a proporção de diodos azuis na mistura RGB.
Como o RGBB tem o potencial de manter a pureza da saída da luz branca comum, seria preferível ao RGB puro.
Isso se deve ao fato de que um sistema RGBB apenas adiciona mais azul ao sistema RGB original, mantendo a harmonia dos RGBs originais.
Isso explica por que o vermelho e o verde são relativamente baixos no gráfico do espectro, enquanto o azul salta dramaticamente para cima. Além de fazer os itens parecerem um pouco azuis, isso também faz com que a luz pareça bastante azul.
LEDs de espectro total
O LED de espectro completo é um tipo diferente de LED da estrutura de LED padrão. A curva espectral da luz solar destina-se a ser replicada pela construção do LED de espectro total.
Para conseguir isso, uma combinação de fósforo de várias cores é empregada em vez da mistura de fósforo amarelado mais comumente usada.
O LED emite mais cores como resultado, mais parecido com a luz do sol do que sem.
O uso em luzes de cultivo é a principal razão para ter uma fonte de luz que pode imitar a luz do sol. As luzes de cultivo são fontes de luz que suportam o crescimento das plantas, fornecendo às plantas luz solar suficiente quando recebem luz solar insuficiente ou sem luz natural.
Eles são utilizados principalmente em instalações que dependem da produção de alimentos, pois altos rendimentos são cruciais. No entanto, devido à crescente demanda por luzes de cultivo projetadas para a casa, elas agora estão começando a aparecer em jardins de quintal.
Comparação de LEDs em várias temperaturas Kelvin (K)
Embora não haja muitas distinções entre esses LEDs quando comparados, há algumas coisas que podem ser consideradas significativas.
A distinção fundamental entre essas várias fontes de luz é que elas emitem luz que pode provocar várias reações e emoções psicológicas, tornando-as inadequadas para os mesmos usos.
Um LED 4000K é mais adequado para espaços onde o estado de alerta mental e a concentração são prioridades, como escritórios, enquanto um LED 3000K é muito mais adequado para casas e espaços onde o conforto é uma preocupação.
Da mesma forma, porém, usar qualquer coisa acima de 5000K é raro, principalmente quando se trata de design de interiores ou qualquer outra coisa. Os aquários são uma aplicação típica para 10000K, mas além disso, não há muitos outros lugares onde possa ser empregado.
No entanto, há uma distinção crucial a ser feita entre 3.000K e 4.000K e tem a ver com questões tecnológicas. Se você comparar a eficiência energética com a saída de luz real, esse é o fator.
É prática comum medir muitos tipos de fontes de luz usando a unidade Lumen/Watt, onde um lúmen representa a "quantidade de luz" que uma fonte de luz emite e um watt representa a energia que fornecemos ao LED.
Pensando nisso, vale ressaltar que um LED natural com cor de luz de 4000K será mais eficiente (lúmens/watt) do que um LED com cor de luz de 3000K.
Isso se deve à presença de fósforo no LED 3000K. Isso é feito para que o fósforo possa efetivamente absorver parte da luz geral que o LED emite.
Isso faz sentido, pois, como já vimos com a lâmpada LED retroadaptada, o fósforo cobre fisicamente todos os pequenos diodos.
Resumo
Apesar do fato de os LEDs serem tipicamente frios, eles podem gerar luz em todo o espectro de luz visível.
Os LEDs mais quentes precisam ser revestidos com fósforo para gerar uma luz mais quente, portanto, os LEDs frios são cerca de 5% mais eficientes na conversão de energia em luz.
