Светодиоды в объёмных буквах

Светодиодная революция в рекламе

Неоновая техника давно применяется в оборудовании наружной рекламы, но в последнее время светодиодные источники света или LED (light-emitting diode) постепенно захватывают эту область. В дорожных знаках, наружных вывесках и видеоэкранах, дисплеях "прокрутки" текста светодиодная технология опережает другие как по яркости, цветности, электрической эффективности, так и по качеству изготовления.
Светодиоды являются полупроводниковыми приборами, способными генерировать световое излучение без вольфрамовых катодов или нитей накала. Светодиодные чипы по размерам не больше горошины перца и производятся как многослойные полупроводниковые платы интегральных схем.
Фирмы-изготовители комплексного оборудования, наряду с применением светодиодов в качестве подсветки, начинают размещать их в системах динамического освещения. Из существующих отрицательных факторов, которые влияют на работу такой системы, наиболее важными являются нагрев и влажность. Производители светодиодов способны эффективно противодействовать этим проблемам.

Применение светодиодов требует некоторых знаний и практического опыта. Корректное размещение светодиодных модулей и применение современных средств покрытия токопроводящих поверхностей предотвращают негативное действие влаги. Для большинства световых вывесок требования такие же.

Чипы светодиодов предпочитают умеренные температуры, но способны эффективно функционировать и при более "горячих" показателях. Это вызывало определённые трудности в ранних применениях светодиодов при подсветке корпуса или паза букв, поскольку внутренняя температура работающего р-n перехода светоизлучающего светодиода должна поддерживаться менее 100°С.

Вообще, все источники света потребляют электрическую энергию и преобразовывают её в световое излучение с выделением тепла. Современные светодиоды генерируют больше света, чем теплового излучения по сравнению с обычной лампой накаливания, а по эффективности (количество люменов светового потока на один Ватт потребляемой электрической мощности) приближаются к трубкам люминесцентного освещения. Известно, обычный свет излучается в виде целого диапазона электромагнитных колебаний различных длин волн (порядка сотен нанометров) или цветового спектра. Светодиод излучает свет монохроматичный по своей природе, т.е. определённой длины волны, что позволяет сохранять до 80-90% потребляемой энергии. Солнечный полуденный свет имеет спектр всех цветов радуги почти одинаковой яркости, а обычная лампа накаливания интенсивнее излучает в красном и жёлтом частях спектра, поэтому сильно нагревается и имеет желтоватый оттенок. Если поместить такой источник света внутри паза красной рекламной буквы, то вся световая энергия длинноволновой или красной части спектра пройдет насквозь фильтра, ярко освещая фронтальную область. Красный фильтр не пропустит электромагнитные излучения, длина волны которых соответствует диапазону зелёного и синего цвета. Вся энергия этой части спектра поглотится и перейдет в тепло. Таким образом, впустую потратится значительная часть электрической энергии, потреблённой для генерации света.

Однако можно сосредоточить всё количество излучаемой энергии внутри требуемого светового диапазона частот. Хорошим решением будет газ красного неона (Ме) в прозрачной трубке, который интенсивно излучает свет в длинноволновом красном диапазоне спектра с длиной волны 614,2 нм и идеально подходит для красной подсветки. Правда, второй пик спектральной подсветки. Правда, второй пик спектральной интенсивности лежит в невидимой инфракрасной (тепловой) области с длиной волны 753,6 нм. Лучшим решением будет красный светодиод, который имеет единственный пик спектральной интенсивности излучения на длине волны 621 нм с шириной диапазона 50 нм. Само название этих светодиодов определяется длинами волн электромагнитного излучения, на которых они работают: до 630 нм соответствует красному цвету, а до 615 нм - красно-оранжевому.

Светодиодные модули имеют преимущество вследствие фронтальной направленности потока светового излучения. Неон излучает свет радиально вокруг трубки и значительная часть излучения поглощается задней стороной корпуса рекламного модуля.

Характерная потребляемая мощность красного 12-дюймового сигнала светофора в США с обычными лампами накаливания равняется 135 Вт. Современные модели на светодиодах потребляют 10 Вт, что сберегает 97% электроэнергии при такой же яркости свечения. Технология изготовления светодиодов зелёного свечения обеспечивает аналогичную экономию. Следует отметить, при перегорании лампы накаливания сигнал светофора прекращает свою работу, но выход из строя одного светодиода едва заметен. Обычные лампы накаливания продолжительного срока службы должны заменяться ежегодно, большинство светофоров на светодиодах гарантированно служат пять лет. Такая долговечность экономит муниципалитету сотни долларов в год на обслуживании одного перекрестка. Работа дорожных знаков на светодиодах проверена в уличных условиях на протяжении последних 20 лет, а эксплуатация с применением новых технологий - за последние 10 лет. Редкие отказы в работе связаны в основном с производственными дефектами.

Другое применение светодиодов - в наружных вывесках - хорошо зарекомендовало себя и практически заменило компактные модели люминесцентного освещения и вывески с обычными лампами накаливания. Оценочно, каждая светодиодная вывеска экономит $15-20 в год стоимости электроэнергии по сравнению с ламповой подсветкой, менее требовательна в обслуживании и более надёжна. Гарантийный срок работы - 5-10 лет.
Периметр вывески окантован несколькими рядами светодиодов повышенной яркости.

Замена неонового освещения коробов, корпусов, внутренних объёмов букв и настенных рекламных вывесок является следующей маркетинговой целью для светодиодной техники. Несмотря на то, что светодиоды изначально имеют большую стоимость, которая со временем будет уменьшаться, владельцы рекламы сэкономят на стоимости потреблённой электроэнергии и на техническом обслуживании. Корректная установка качественных изделий сводит на минимум количество отказов и продлевает работоспособность. Эффективность использования или коэффициент полезного действия по энергии таких систем зависит от трансформаторов и числа резисторов, используемых в электросхеме светодиода. Как отмечалось выше, сравнительно одинаковая яркость свечения наружной поверхности букв, в зависимости от цвета, сберегает 75-90% электроэнергии.

В паспортных данных производителей красный светодиод имеет 100 000 часов работы с уменьшением яркости менее 20%. Новые технологии изготовления заявляют такие же параметры для всех цветов, а для белого - 50 000 часов с уменьшением яркости менее 30%. Это обеспечивает 10 лет работы по 12 часов каждый день. Но данные характеристики не являются предельными, поскольку работающие модели светодиодов не тестировались более пяти лет, а проходили контрольные производственно-лабораторные "ускоренные испытания срока службы". В таких тестах испытываемое устройство подвергается более сильным факторам воздействия, чем при обычном функционировании. С другой стороны, чистота среды лабораторных условий с совершенным источником электропитания является щадящей по сравнению с реальной эксплуатацией. Конечно, нет твёрдого доказательства, что современное поколение высококачественных, ярких, энергосберегающих светодиодов прослужит 100 000 часов - только по прошествии пяти лет об этом можно будет говорить что-то определённое.

Многие компании наружной рекламы сделали выбор в пользу светодиодов, хотя можно и подождать, пока новая технология не докажет своей жизнеспособности. Однако пять лет выжидания предоставит конкурентам прибыльно-выигрышную ситуацию или правительство перенаправит клиентуру рекламных изделий. Пожалуй, направлением наименьшего риска является приобретение высококачественных систем светодиодной подсветки с контролируемым качеством инсталляции.

Индустрия производства светодиодной техники не стоит на месте, и новые изделия приобретают свой рынок. Производителями рекламных вывесок доказана выгода использования светодиодов в подсветке коробов, а сами конструкции стали более красочными, многофункциональными и востребованными. Комбинированное излучение красного, зелёного и голубого светодиодов производит миллионы цветов, включая и белый. Поэтому стандартный КОВ модуль может быть использован для отображения различных цветов, необходимых в работе рекламной вывески. Цветовой синтез может управляться процессором компьютера с помощью программного обеспечения или контролироваться с помощью специального, относительно недорогого оборудования.

Качественные, высокоэффективные и долговечные светодиоды белого цвета, возможно, заменят большинство люминесцентных ламп дневного освещения, а глубина коробов для подсветки тех же букв составит меньше 5 см. Таким образом, как и раньше, производство конструкций наружной рекламы будет идти на основе новых технологий.

Светодиодная техника позволяет достигать фантастических светодинамических эффектов, невозможных при применении традиционных источников света, таких как лампы накаливания или люминесцентные лампы, традиционно применяемые в наружной рекламе. С другой стороны, "долгожительство" в течение 8-10 лет неуместно в применении к элементарным световым коробам или буквам. Но необходимо отметить, что применение таких средств современной рекламы, как бегущие строки, экраны, воспроизводящие анимацию или телевизионное изображение, были бы невозможны без применения светодиодной техники.