LED Street Light Optics Sekunder Kemampuan Pencocokan

Dalam upaya global untuk menghemat energi, mengurangi emisi dan pembangunan kota yang berkelanjutan,Lampu jalan LEDtelah secara bertahap menggantikan lampu natrium bertekanan tinggi tradisional dan menjadi inti dari sistem pencahayaan jalan kota.dimmability yang baik dan perlindungan lingkungan, LED telah membawa peningkatan revolusioner untuklampu jalanNamun, cahaya yang dipancarkan oleh chip LED secara alami tersebar dengan distribusi yang tidak merata dan sudut sinar yang besar.sulit untuk memenuhi persyaratan ketat pencahayaan jalan untuk keseragaman pencahayaan, kontrol silau dan efisiensi pemanfaatan cahaya. desain optik sekunder, sebagai tautan kunci dalam mengoptimalkan kinerja lampu jalan LED,telah menjadi fokus utama untuk meningkatkan kualitas pencahayaan dan mewujudkan tujuan penghematan energi.

Optik sekunder mengacu pada proses mendistribusikan kembali dan mengontrol cahaya yang dipancarkan oleh LED melalui komponen optik eksternal (seperti lensa, reflektor, dll.)) berdasarkan optik primer (desain enkapsulasi untuk memaksimalkan ekstraksi cahaya dari chip)Tujuan utamanya adalah untuk memusatkan cahaya pada area pencahayaan yang diperlukan, mengurangi penyebaran cahaya yang tidak valid, mengoptimalkan kurva distribusi cahaya,dan akhirnya mencapai keseimbangan antara kualitas cahaya yang tinggi dan konsumsi energi yang rendahArtikel ini akan merinci keterampilan pencocokan kunci dari optik sekunder lampu jalan LED, yang mencakup pemilihan komponen, desain skema, adaptasi adegan dan pemecahan masalah umum,untuk memberikan panduan praktis untuk aplikasi teknik dan optimasi produk.

Sebelum melakukan pencocokan optik sekunder, perlu untuk memperjelas persyaratan inti pencahayaan jalan, yang secara langsung menentukan arah desain optik.Indikator utama yang harus difokuskan meliputi aspek berikut::

• Pencahayaan dan Keseragaman: Menurut kelas jalan (jalan arteri, jalan arteri sekunder, jalan cabang, trotoar), refer to international standards (CIE) and local specifications (such as CJJ 45-2015) to determine the required average illuminance and uniformity (usually the ratio of minimum illuminance to average illuminance U1 ≥ 0.4) Misalnya, jalan arteri perkotaan membutuhkan pencahayaan rata-rata yang lebih tinggi (20-30 lx) dan keseragaman untuk memastikan keselamatan mengemudi, sementara trotoar dapat secara tepat mengurangi standar (5-10 lx).
• Pengendalian silau: Silau dari lampu jalan akan sangat mempengaruhi kenyamanan penglihatan pengemudi dan pejalan kaki, dan bahkan menyebabkan potensi bahaya keselamatan.Hal ini diperlukan untuk mengontrol intensitas cahaya dalam arah horizontal dan ke atas melalui optik sekunder, dan pilih jenis cut-off yang sesuai (cut-off penuh, semi-cut-off, non-cut-off) sesuai dengan adegan.
• Efisiensi Penggunaan Cahaya: Tujuan utama dari optik sekunder adalah untuk mengurangi kehilangan cahaya.menghindari penyebaran ke langit atau daerah sekitar yang tidak relevan, sehingga meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi sambil memastikan efek pencahayaan.
• Adaptabilitas Lingkungan: Faktor-faktor seperti lebar jalan, tiang lampu ketinggian, jarak instalasi, reflektivitas permukaan jalan dan bangunan sekitarnya harus dipertimbangkan.Jalan-jalan kota yang sempit dan luas membutuhkan skema distribusi cahaya yang sama sekali berbeda.

Pemilihan komponen optik sekunder (lensa dan reflektor) secara langsung mempengaruhi efek pencocokan.dan perlu untuk memilih dan menggabungkan mereka sesuai dengan kebutuhan yang sebenarnya.

Lensa adalah komponen optik sekunder yang paling umum digunakan dalam lampu jalan LED, yang mewujudkan redistribusi cahaya melalui refraksi.mereka dapat dibagi menjadi jenis berikut::

• Total Internal Reflection (TIR) Lens: Berdasarkan prinsip total internal reflection,ketika cahaya dipancarkan dari media yang lebih padat secara optik ke media yang lebih jarang secara optik dan sudut jatuhnya lebih besar dari sudut kritis, refleksi internal total terjadi, yang secara efektif dapat mengumpulkan dan mengarahkan kembali cahaya LED yang tersebar. Keuntungannya adalah efisiensi pemanfaatan cahaya yang tinggi (hingga 90% atau lebih),distribusi cahaya yang seragam dan struktur kompak. Ini cocok untuk menengah danlampu jalan LED bertenaga tinggi, dan dapat menyesuaikan sudut sinar dalam ± 30 ° untuk memenuhi kebutuhan distribusi cahaya dasar.
• Lensa Permukaan Bentuk Bebas: Ini adalah komponen optik presisi tinggi yang dirancang dengan distribusi cahaya persegi panjang asimetris di sumbu X dan Y.Hal ini dapat merealisasikan distribusi cahaya yang disesuaikan sesuai dengan kebutuhan jalan tertentuMisalnya, dapat menghasilkan distribusi cahaya yang seragam ± 60 ° di sumbu X (mencapai persyaratan pencahayaan arah panjang jalan) dan ± 30 ° di sumbu Y,membentuk distribusi cahaya "wing kelelawar" yang cocok untuk pencahayaan jalanKeuntungannya adalah kustomisasi yang kuat, adaptasi sempurna dengan lebar dan bentuk jalan yang berbeda, dan efek kontrol silau yang baik.Ini adalah pilihan pertama untuk lampu jalan LED kelas atas dan bagian jalan khusus (seperti ramp dan persimpangan). The design of free-form surface lenses usually adopts methods such as differential equation method and multi-parameter optimization to match the light distribution of the light source with the target lighting surface.
• Array Lenses: Terdiri dari beberapa lensa kecil, cocok untuk lampu jalan LED dengan tata letak array multi-chip.yang dapat mewujudkan kontrol cahaya independen dari setiap chip, dan kemudian mengintegrasikan untuk membentuk distribusi cahaya keseluruhan yang diperlukan.yang dapat menghindari masalah distribusi cahaya yang tidak merata yang disebabkan oleh pengaturan multi-chipIni cocok untuk lampu jalan LED bertenaga besar yang terdiri dari 1W hingga beberapa watt chip LED dalam koneksi seri paralel array.

Saat memilih lensa, selain mempertimbangkan sudut sinar dan jenis distribusi cahaya, perhatian juga harus diberikan pada bahannya.PC (polycarbonate) dan PMMA (polymethyl methacrylate) adalah bahan yang paling umum digunakan. PC memiliki ketahanan benturan yang baik dan ketahanan suhu tinggi, cocok untuk lingkungan keras di luar ruangan; PMMA memiliki transmisi cahaya yang lebih tinggi (> 92%) tetapi ketahanan benturan yang lemah,cocok untuk lingkungan instalasi yang relatif stabil.

Reflector mewujudkan redistribusi cahaya melalui refleksi, yang sering digunakan dalam kombinasi dengan lensa untuk membuat kesalahan distribusi cahaya lensa tunggal.,Mereka dapat dibagi menjadi reflektor parabola, reflektor elips dan reflektor tidak teratur:

• Parabolic Reflectors: Mereka dapat mengumpulkan cahaya LED yang tersebar ke dalam cahaya paralel, yang memiliki kapasitas radiasi jarak jauh yang kuat.Ini cocok untuk bagian jalan yang membutuhkan pencahayaan jarak jauh (seperti jalan arteri perkotaan dan jalan cepat), tetapi keseragaman distribusi cahaya relatif buruk, sehingga biasanya digunakan dalam kombinasi dengan lensa untuk menyeimbangkan jarak radiasi dan keseragaman.
• Reflektor Irregular: Dirancang sesuai dengan kurva distribusi cahaya yang diperlukan,mereka dapat mewujudkan distribusi cahaya asimetris dan cocok untuk bagian jalan dengan kebutuhan pencahayaan khusus (seperti trotoar yang berdekatan dengan jalan dan persimpangan jalan)Mereka dapat secara efektif mengumpulkan cahaya yang tersebar ke samping dan mengarahkan kembali ke area target, meningkatkan efisiensi pemanfaatan cahaya.

Kunci untuk memilih reflektor adalah efisiensi refleksi. disarankan untuk memilih bahan dengan reflektivitas tinggi (seperti paduan aluminium dengan perawatan anodisasi,refleksi hingga 85% atau lebih) untuk mengurangi kehilangan cahayaPada saat yang sama, perhatian harus diberikan pada kelancaran permukaan untuk menghindari distribusi cahaya yang tidak merata yang disebabkan oleh permukaan kasar.

Inti dari pencocokan optik sekunder adalah merumuskan skema distribusi cahaya ilmiah sesuai dengan skenario jalan.Kuncinya terletak pada pencocokan tipe distribusi cahaya (TYPE1/TYPE2/TYPE3) dan tipe pemotongan, dan menggabungkan lensa dan reflektor secara wajar untuk mencapai efek pencahayaan yang optimal.

Klasifikasi distribusi cahaya umum internasional TYPE1/TYPE2/TYPE3 adalah dasar inti untuk pencocokan yang ditentukan oleh rasio "lebar iradiasi ke tinggi tiang lampu":

• Jalan sempit (Sidewalks, Old Urban Lanes): Pilih distribusi cahaya TYPE1 yang sesuai dengan tipe pemotongan penuh.dengan lebar sinaran sekitar sama dengan tinggi tiang lampu (e(misalnya, lampu setinggi 10 meter memancarkan cahaya setinggi 10 meter), dan cahaya terkonsentrasi langsung di bawahnya, tanpa menyebar ke kedua sisi.Mencocokkan dengan lensa pemotongan penuh atau reflektor dapat secara ketat mengontrol cahaya dalam 65 ° ke bawah, menghindari silau dan polusi cahaya untuk penduduk terdekat, yang sesuai dengan kebutuhan pencahayaan jalan sempit dan daerah perumahan.
• Jalan lebar menengah (jalur kendaraan non-motor, jalan utama komunitas): Pilih distribusi cahaya TYPE2 yang sesuai dengan jenis semi-cut-off. Distribusi cahaya TYPE2 memiliki rentang radiasi yang sedikit lebih luas,meliputi 1.5-2 kali tinggi tiang lampu (misalnya, lampu setinggi 10 meter memancarkan 15-20 meter lebar), dengan cahaya sedikit tergores ke satu sisi, menyeimbangkan keseragaman dan area cakupan.Tipe semi-cut-off memungkinkan sejumlah kecil cahaya horizontal, dengan intensitas cahaya pada 90° arah ≤50cd/1000lm dan 80° arah ≤100cd/1000lm,yang cocok untuk pencahayaan harian jalan lebar menengah dan dapat menghindari mempengaruhi penduduk sekitarnya sementara memastikan efek pencahayaan.
• Jalan lebar (jalan arteri perkotaan, tempat parkir): Pilih distribusi cahaya TYPE3 yang sesuai dengan jenis semi-cut-off.75 kali tinggi tiang lampu (e(misalnya, lampu setinggi 10 meter memancarkan sekitar 27,5 meter lebar), dengan kapasitas cakupan horizontal yang kuat, cocok untuk pencahayaan jarak jauh yang terus menerus.Mencocokkan dengan lensa permukaan bentuk bebas dan reflektor parabola dapat mewujudkan radiasi jarak jauh dan distribusi cahaya yang seragam, memenuhi kebutuhan pencahayaan lalu lintas kendaraan bermotor, dan pada saat yang sama mengendalikan silau melalui desain semi-cut-off.

Kurva distribusi cahaya dari lampu jalan LED secara langsung menentukan efek pencahayaan.yang memiliki intensitas cahaya tinggi di tengah dan intensitas cahaya rendah di tepi, menghindari kecerahan yang berlebihan di tengah dan daerah gelap di tepi, dan secara efektif meningkatkan keseragaman pencahayaan permukaan jalan.Hal berikut harus dicatat::

• Untuk jalan yang membutuhkan pencahayaan seragam (seperti jalan arteri perkotaan),Pilih lensa atau reflektor yang dapat menghasilkan distribusi cahaya "sayap kelelawar" untuk memastikan bahwa perbedaan pencahayaan antara pusat dan tepi jalan berada dalam kisaran yang wajar;
• Untuk bagian jalan khusus (seperti persimpangan jalan dan ramp), mengadopsi desain distribusi cahaya asimetris untuk memfokuskan cahaya pada area kunci (seperti pusat persimpangan) dan menghindari limbah cahaya;
• Menggunakan perangkat lunak simulasi optik profesional (seperti DIALux, ASAP) untuk mensimulasikan efek distribusi cahaya sebelumnya,menyesuaikan parameter lensa dan reflektor sesuai dengan hasil simulasi, dan memastikan bahwa kurva distribusi cahaya memenuhi persyaratan desain.

Pencocokan optik sekunder harus dikombinasikan erat dengan karakteristik sumber cahaya LED (sudut cahaya, fluks cahaya, suhu warna, dll.).) untuk menghindari ketidakcocokan antara sumber cahaya dan komponen optik, yang mengakibatkan efisiensi pemanfaatan cahaya yang berkurang dan efek pencahayaan yang buruk:

• Untuk LED dengan sudut cahaya yang besar (120°-140°), lensa TIR atau lensa permukaan bentuk bebas harus dipilih untuk mengumpulkan cahaya yang tersebar dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan cahaya;untuk LED dengan sudut cahaya kecil, reflektor dapat digunakan untuk memperluas rentang radiasi;
• Suhu warna lampu jalan LED biasanya 3000K-5000K. Untuk area perumahan dan trotoar, cahaya putih hangat (3000K-4000K) dianjurkan untuk mengurangi silau dan meningkatkan kenyamanan visual;untuk jalan arteri perkotaan dan jalan cepat, cahaya putih netral (4000K-5000K) dianjurkan untuk meningkatkan pengenalan tanda jalan dan hambatan;
• Untuk lampu jalan multi-chip LED, lensa array harus dipilih untuk mewujudkan kontrol cahaya independen dari setiap chip, menghindari distribusi cahaya yang tidak merata yang disebabkan oleh interferensi bersama antara chip,dan memastikan keseragaman pencahayaan secara keseluruhan.

Dalam proses pencocokan optik sekunder yang sebenarnya, banyak personel rekayasa dan desain akan memiliki beberapa kesalahan, yang mempengaruhi efek pencahayaan dan umur lampu jalan LED.Kesalahan umum dan metode penghindaran adalah sebagai berikut:

• Blindly Pursuing Small Beam Angle: Beberapa orang berpikir bahwa sudut balok yang lebih kecil dapat meningkatkan jarak radiasi, tetapi mengabaikan keseragaman.sudut sinar yang terlalu kecil akan menyebabkan jangkauan radiasi yang sempit dan area gelap antara lampu jalan yang berdekatanUntuk jalan sempit, sudut sinar yang terlalu besar akan menyebabkan limbah cahaya dan silau.
• Mengabaikan Kombinasi Lensa dan Reflektor: Dengan menggunakan lensa atau reflektor tunggal secara membabi buta akan memiliki keterbatasan.dan reflektor tunggal memiliki seragam yang burukKombinasi keduanya dapat saling melengkapi dan mencapai keseimbangan antara jarak radiasi dan keseragaman.
• Mengabaikan kontrol silau: Hanya fokus pada pencahayaan dan mengabaikan kontrol silau akan mempengaruhi kenyamanan visual pengemudi dan pejalan kaki.jenis batas yang tepat harus dipilih, dan permukaan komponen optik harus dirawat (seperti perawatan es) untuk mengurangi silau.
• mengabaikan pengaruh faktor lingkungan: tidak mempertimbangkan reflektivitas permukaan jalan,bangunan sekitar dan faktor lain akan menyebabkan efek pencahayaan yang tidak konsisten dengan desainMisalnya, efek pantulan cahaya dari permukaan jalan berwarna terang (refleksibilitas 0,3-0,4) lebih baik daripada permukaan jalan berwarna gelap,dan parameter distribusi cahaya dapat diatur dengan tepat sesuai dengan warna permukaan jalan.

Pencocokan optik sekunder lampu jalan LED bukanlah pekerjaan satu kali.Debugging setelah instalasi dan pemeliharaan teratur diperlukan untuk memastikan bahwa efek pencocokan tetap stabil untuk waktu yang lama:

• Debugging di tempat: Setelah pemasangan lampu jalan, gunakan pengukur pencahayaan profesional untuk mendeteksi pencahayaan permukaan jalan dan keseragaman.menyesuaikan sudut pemasangan lampu jalan dan parameter komponen optik sesuai dengan hasil deteksi, dan memastikan bahwa efek pencahayaan memenuhi persyaratan desain. misalnya, menyesuaikan panjang kantilever (0,5-1,5 meter) untuk meningkatkan keseragaman pencahayaan trotoar,dan menyesuaikan jarak tiang lampu (biasanya 3-4 kali ketinggian instalasi) untuk menghindari daerah gelap.
• Membersihkan secara teratur: Permukaan lensa dan reflektor akan menumpuk debu, kotoran dan kotoran lainnya dari waktu ke waktu, yang akan mengurangi transmisi cahaya dan efisiensi refleksi,dan mempengaruhi efek pencocokanDisarankan untuk membersihkan komponen optik secara teratur (setiap 3-6 bulan sekali) untuk memastikan kebersihan permukaan mereka.
• Pemeriksaan reguler: Periksa secara teratur komponen optik untuk kerusakan, deformasi, penuaan dan fenomena lainnya.mengganti mereka tepat waktu untuk menghindari mempengaruhi efek pencahayaan keseluruhanPada saat yang sama, periksa Lampu LEDsumber untuk peluruhan cahaya (ganti ketika peluruhan cahaya lebih dari 30%) untuk memastikan stabilitas yang cocok antara sumber cahaya dan komponen optik.

Pencocokan optik sekunder lampu jalan LED adalah proyek sistematis yang mengintegrasikan desain optik, pemilihan komponen, adaptasi adegan dan pemeliharaan pasca.Intinya adalah untuk mengambil persyaratan pencahayaan jalan sebagai panduan, memilih komponen optik yang tepat, merumuskan skema distribusi cahaya ilmiah, dan mewujudkan keseimbangan antara kualitas pencahayaan yang tinggi, efisiensi pemanfaatan energi yang tinggi dan silau yang rendah.Dengan perkembangan terus-menerus teknologi LED dan teknologi desain optik, teknologi pencocokan optik sekunder lampu jalan LED akan lebih matang dan cerdas,seperti sistem optik adaptif yang dapat menyesuaikan distribusi cahaya secara otomatis sesuai dengan kondisi lalu lintas real-time.

Untuk editor situs web Google, insinyur dan praktisi terkait, menguasai keterampilan pencocokan optik sekunder di atas tidak hanya dapat meningkatkan kualitas pencahayaan lampu jalan LED,mengurangi konsumsi energi dan biaya perawatan, tetapi juga mempromosikan perkembangan sehat dariLampu LEDindustri dan berkontribusi pada pembangunan kota hemat energi dan ramah lingkungan.kita harus terus memperhatikan inovasi komponen optik dan metode desain, dan terus-menerus mengoptimalkan skema pencocokan optik sekunder untuk memenuhi kebutuhan pencahayaan jalan yang semakin beragam.