Slovník pojmů

Zde je popis nejčastěji používaných pojmů v souvislosti s LED osvětlením.

LED

LED = Light Emiting Diod, tedy Světlo Vyzařující Dioda. Osvětlení funguje na principu vyzařování světla z polovodiče (diody), na který je přiveden konstantní stejnosměrný elektrický proud pod určitým napětím, odpovídajícím dané diodě.

Napájení

Každé elektrické zařízení (spotřebič) je napájen elektrickým proudem, potřebuje tedy ke své činnosti napájení. LED osvětlení, tedy svítivé diody potřebují napájení stejnosměrným napětím při zajištění konstantního stejnosměrného proudu. Protože v Evropě se používá síťové napětí střídavé AC230V, napájení LED osvětlení je vždy zajištěno přes napájecí zdroj, ať už externí mimo vlastní svítidlo, nebo vestavěný ve svítidle.

Příkon

Příkon se uvádí ve Wattech a jedná se o spotřebu energie libovolného elektrospotřebiče. Příkon je pak následně s větší či menší účinností daným spotřebičem přeměněn v jiný požadovaný druh energie (pohyb, světlo, zvuk). Příkon je dán součinem napájecího napětí a odebíraným elektrickým proudem při zapnutí daného spotřebiče.

Napájecí zdroj

Je takové zařízení, které na svém výstupu dává konstantní napětí nebo konstantní elektrický proud pro napájení určitého konkrétního typu zařízení (elektrospotřebiče). Napájecí zdroj pro svoji práci potřebuje naprostá většina spotřebičů (TV, řídicí systém v pračce či mrazáku, mixér...), kromě klasické žárovky a běžných synchronních motorů. Velmi často je napájecí zdroj vestavěn v daném zařízení (spotřebiči) a z něj vede šňůra, která se připojí přímo do zásuvky AC220V.

V případě LED osvětlení bývá u LED panelů a podhledových svítidel napájecí zdroj umístěn vně mimo svítidlo a je nutno jej při instalaci skrýt do podhledu, protože se vzhledem k tvaru a velikosti svítidla do něj prostě nevměstná; u LED pásků je tomu stejně. U ostatních typů LED svítidel (zejména u žárovek) je napájecí zdroj integrován do svítidla, například do patice žárovky.
Svítivé diody potřebují pro svoji práci být napájeny z napájecího zdroje, který dává na svém výstupu konstantní elektrický proud při správném jmenovitém napětí. Z tohoto důvodu nelze napájet svítivé diody z libovolných napájecích zdrojů či adaptérů, určených k napájení jiných spotřebičů, které si samy regulují odběr elektrického proudu.

Účinnost

Jedná se o efektivitu při přeměně jednoho druhu energie v jiný. Při přeměně elektrické energie v jiný druh energie (pohybové, světelné, elektromagnetické) bývá vždy část energie přeměněna v teplo, které je bezúčelně vyzářeno do prostoru; jiné je to v případě topných těles, kdy teplo je žádoucím efektem. Právě vyzařování světla patří k nejméně účinným energetickým přeměnám, při nichž vždy významná část energie je proměněna v nechtěné a nežádoucí teplo. Klasická žárovka dosahuje takto účinnosti pouze kolem 10%! U světelných zdrojů se za účinnost považuje % elektrické energie proměněné ve světelné záření, tedy poměr spotřeby elektřiny ke svítivosti daného světelného zdroje.

Životnost

Uvádí se počet hodin provozu při poklesu svítivosti na minimálně 70% původní svítivosti nového výrobku. Neznamená to tedy, že po uplynutí uvedené životnosti přestane dané svítidlo svítit, pouze jeho svítivost poklesne pod 70% původní svítivosti. U LED světelných zdrojů zpravidla bývá výrobcem uvedená životnost 20.000 až 50.000 hodin provozu. Životnost se může výrazně snížit nedostatečným chlazením svítivých diod například nevhodnou instalací svítidla oproti doporučení výrobce.

Stmívání

Plynulé stmívání některých zdrojů světla je velmi praktické pro možnost přizpůsobení intenzity osvětlení momentální situaci. Stmívání poměrně elegantně nahrazuje možnost rozsvícení většího nebo menšího počtu svítidel, při níž je nutno provést větší zásah do elektroinstalace.
Stmívat lze některé druhy LED panelů a podhledových svítidel.

Ke stmívání se instaluje k externímu napájecímu zdroji Stmívač, který lze objednat samostatně jako příslušenství. Ke Stmívači pak vede kabel s manuálním ovládáním nebo se používá dálkový ovladač, kterým pomocí IR vlnového signálu uživatel stmívač a tedy intenzitu světla reguluje od setmění až do maxima.

Stmívač pracuje tak, že omezuje konstantní napájecí proud do LED světelného zdroje, čímž se skutečně šetří spotřebovaná energie přímo úměrně intenzitě světla.

Chlazení

Je velmi důležité pro práci vysoce svítivých diod, zejména pro jejich účinnost a životnost. Svítivé diody sice vyzařují mnohem méně tepla než klasické žárovky, avšak také dokážou fungovat při mnohem nižších teplotách, než klasické žárovky.

Pro účinné chlazení jsou svítivé diody přímo mechanicky spojeny s tělem (kostrou) svítidla, které je velmi často vyrobeno z hliníku, aby teplo účinně odvedlo od diod a vyzářilo do prostoru.

Barva světla

Barva světla je dána vlnovou délkou světelných paprsků a definuje se v Kelvinech (K) a je poměrně důležitým aspektem při volbě vhodného osvětlení. Barva světla, stejně jako jeho intenzita je subjektivně vnímána jako vyhovující nebo nevyhovující pro dané prostředí a pro danou situaci a má velký vliv na lidskou psychiku i produktivitu práce.

Platí, že:

  • Teplé světlo (do žluta) má okolo 3000 K a je vhodné pro obytné prostory, kde dává skutečně útulný a teplý pocit
  • Studené jasně bílé světlo okolo 6000 až 7000 K se používá pro osvětlení pracovních prostor
  • Přirozené bílé světlo kolem 4000 až 4500 K je ideální pro osvětlení většiny místností v domácnosti nebo v kancelářích

Kromě bílého světla v různých vlnových délkách („teplotách") dokáží výrobci dodat i světelné zdroje s možností přepínání barev červené, zelené a modré (RGB) a případně jejich smíšených kombinací, které pak vytvoří celou barevnou škálu osvětlení; barevné osvětlení však dává mnohem menší intenzitu světla (měrný světelný tok) a používá se jako dekorativní osvětlení.

Měrný světelný tok

Uvádí se v Lumenech (lm) a jde o vyzářené světlo, které vydává daný světelný zdroj. Pokud je úhel osvitu menší, bude intenzita světla při stejném měrném světelném toku větší. Měrný světelný tok slábne se vzdáleností od zdroje světla. Světelný tok se geometrickou řadou snižuje se vzdáleností od světelného zdroje a je mu přímo úměrná osvětlenost v daném místě.

Úhel osvitu

Uvádí se ve stupních (°) a charakterizuje tvar vyzářeného světla, které vydává daný světelný zdroj. Úhel osvitu lze tvarovat pomocí optických čoček přímo na světelném zdroji (na diodových čipech nebo žárovkách) nebo odrazovými plochami na svítidle (typická je parabola světlometu u aut).

Zmenšení úhlu osvitu zefektivňuje využití vyzářeného světla, tedy světelného toku jeho zaměřením do určitého místa, které je třeba osvítit. Pokud úhel osvitu zmenšíme, bude intenzita světla a tedy osvětlenost při stejném měrném světelném toku větší, avšak zaměřená do určitého směru. Různé typy svítidel a světelných zdrojů mají rozličný úhel osvitu s ohledem na způsob použití, ke kterému jsou určené.

Osvětlenost

Uvádí se v Luxech (lx) a vyjadřuje doslova osvětlenost v konkrétním daném místě. Osvětlenost často navazuje na různé normy a měří se luxmetrem. Osvětlenost je přímo úměrná světelnému toku v daném místě a geometrickou řadou se snižuje se vzdáleností od světelného zdroje.

Svítivost

Uvádí se v Candelách (cd) a vyjadřuje množství vyzářeného světla (zpravidla ze světelného zdroje). Svítivosti daného světelného zdroje je pak přímo úměrný vyzářený světelný tok. Platí, že při vyzáření 1 cd bude ve vzdálenosti 1 m od světelného zdroje světelný tok 4? (12,566) lm a osvětlenost bude 1 lx.

Světelný zdroj

Je taková součástka, která vyzařuje světlo o libovolné barvě, intenzitě a směru. Světelným zdrojem může být klasická žárovka, stejně jako LED žárovka; v minulých dobách to byla svíčka nebo knot petrolejové lampy. Každý světelný zdroj má svoji svítivost, jíž je přímo úměrný světelný tok.

Svítidlo

Je takové zařízení, které slouží k osvětlení. Ve svítidle je instalován jeden nebo více světelných zdrojů (většinou žárovek nebo přímo svítivých diod). Svítidlem může být například lustr v obývacím pokoji, stejně jako stolní lampička.

Mnohdy je možno zachovat původní svítidlo a v něm pouze vyměnit světelný zdroj za účinnější a úspornější (například klasickou žárovku za LED žárovku), což bývá technicky nejjednodušší a nejrychlejší cesta k úspoře elektrické energie.

Patice žárovky

Je část žárovky, kterou je každá žárovka uchycena do svítidla a zároveň slouží jako konektor pro napájení žárovky, a to přes objímku, která je součástí svítidla.

Pro uchycení a napájení žárovek se v Evropě používají tři typy normalizovaných patic:

  • Patice GU10 (tzv. „bajonet") – pro bodové žárovky
  • Závit E14 (tzv. „miňonka") – pro různé typy menších žárovek, včetně bodových
  • Závit E27 (větší závit) – pro různé typy větších žárovek

Objímku lze zpravidla ve svítidle vyměnit, ale je mnohem jednodušší se dané objímce přizpůsobit a zakoupit žárovky s daným typem patice, které je možno snadno aplikovat do daného svítidla.

Dělitelnost LED pásků

Je jedním z důležitých údajů při správné volbě před jejich aplikací. Vzhledem k zapojení a napájení svítivých diod lze LED pásky dělit vždy po určitých zřetelně a jasně označených úsecích. V případě, že se pásek oddělí v jiném místě, nebude kam připojit napájecí vodiče a pásek nebude svítit. K oddělení se používají ostré nůžky.

Pásky s napájením přímo ze sítě AC220V lze dělit pouze po celém 1 metru, avšak pásky napájené stejnosměrným napětím DC12/24V lze dělit dle typu po 25, 50 nebo 100 mm, což umožní krásně zaplnit a osvítit veškerá místa v interiéru až do nejzazšího rožku.

Krytí proti vodě

Uvádí se s písmeny IP (International Protection) a číslem, které charakterizuje stupeň krytí, tedy ochranu daného zařízení před vodou, dotykem a cizími předměty, které by mohly zvenčí zasáhnout dané zařízení.

Toto značení je dáno evropskými normami a má pro LED osvětlení zjednodušeně následující význam:

  • IP20, IP33 – zařízení v podstatě není proti vodě chráněno a je tedy třeba zabránit jeho možnému styku s vodou v jakékoliv podobě (stříkání vody, pára...)
  • IP65 – zařízení odolává stříkající vodě
  • IP68 – zařízení může pracovat i ponořené do vody

Prakticky všechny světelné zdroje vybavené na své vnější straně paticí či konektorem pro připojení nemají žádnou ochranu proti vodě a instalují se tedy zásadně do suchého prostředí.

Výjimku tvoří LED pásky, které v provedení se zvýšeným krytím (IP65) je možno instalovat do míst se zvýšeným rizikem stříkání vody (například v koupelně nebo v kuchyňské lince). Ochrana LED pásků je tvořena speciální epoxidovou vrstvou nebo silikonovou tubou. Pásky je nutno instalovat do hliníkových lišt, které jsou k tomu přímo určené.

Ovladače a stmívače

Za principiálně nejjednodušší ovladač lze považovat klasický mechanický vypínač libovolného světelného zdroje.
Poněkud sofistikovanější ovladače jsou nezbytné pro stmívání LED osvětlení, nebo pro RGB světelné zdroje, kde je nutno nějakým způsobem řídit přepínání a nastavování barev.

Ovladače mohou ovládat u svítidel nebo světelných zdrojů:

  • Pouze zapnutí a vypnutí
  • Stmívání
  • Přepínání a nastavování barev

Uvedené pořadí je od nejjednoduššího po nejsofistikovanější, přičemž „chytřejší" ovladač umí vždy i funkce toho méně „chytrého".

Z technického pohledu, se kterým souvisí i komfort používání, lze ovladače rozdělit do následujících skupin:

  • Manuální ovladače – napevno instalované na vhodném místě v místnosti (například klasický vypínač světla u dveří při vstupu do místnosti)
  • IR dálkové ovladače – ovládají potřebné funkce pomocí infračervených paprsků (Infra Red) přes přijímač, napojený na ovládané zařízení (klasickým příkladem je ovládání televize). Základním předpokladem fungování je nutnost viditelného umístění přijímače resp. jeho antény od vysílače (přenosného ovladače), což zamezuje například nežádoucí ovlivnění elektroniky u souseda v činžáku. Nevýhodou je však nutnost umístění přijímače nebo jeho „antény" (která je však miniaturní a má asi velikost lentilky) na viditelném místě, často poblíže svítidla.
  • RF dálkové ovladače – ovládají potřebné funkce pomocí radiových vln (Radio Frequency) přes přijímač, napojený na ovládané zařízení. Přijímač, resp. jeho anténa může být umístěna v libovolném skrytém místě v nábytku nebo ve stropním podhledu, což dává větší technické možnosti, než použití IR ovládání. Takto se však může stát, že v tomto volném frekvenčním pásmu na stejné frekvenci má soused v činžáku jiné elektronické zařízení, které mu budeme ovlivňovat. V samostatném rodinném domě je toto technické řešení zcela bezproblémové, avšak při aplikaci v činžovním domě je třeba použití RF ovládání dobře zvážit.