ما هو نوع المصباح المستخدم في إضاءة الطرق؟

إضاءة الطريق يعود تاريخها إلى الحضارات القديمة. وسرعان ما ظهرت تقنيات الإضاءة التي تدور حول النار بعد اختراع الكهرباء والمصابيح الكهربائية. تستخدم إضاءة الطرق الحديثة مصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، أو الصوديوم عالي الضغط (HPS)، أو مصابيح التفريغ عالية الكثافة (HID) لإضاءة الطرق في ظروف الإضاءة المنخفضة. بينما يتجه العالم نحو منتجات قوية ذات عمر طويل، تبرز مصابيح LED كأفضل نوع من المصابيح لإضاءة الطرق.

لا يزال العالم يستخدم مصابيح HPS وHID نظرًا لتكاليفها الأولية المنخفضة. لذلك، فهي ذات صلة عند مقارنتها بأحدث تقنيات LED. كل نوع من المصابيح له مزاياه وعيوبه. ستستكشف هذه المدونة الفرق بين أنواع المصابيح وتتعمق في تفاصيل تقنيات إضاءة LED للطرق التي يجب مراعاتها عند الشراء.

أنواع المصابيح المستخدمة في إنارة الطرق

تتردد البلدان في التحول إلى التكنولوجيات الجديدة بسرعة بسبب الخوف من استجابة الجمهور وردود أفعالهم التي تقاوم التغيير. ومع ذلك، تمكنت الشركات من حل المخاوف المتزايدة من خلال الابتكار واعتبارات التصميم التي يحركها المستخدم. حاليًا، يستخدم العالم الأنواع الثلاثة التالية من المصابيح لإضاءة الطرق:

1  الصوديوم عالي الضغط (HPS)

المواد الأولية لمصباح HPS هي غاز الزينون والصوديوم والزئبق. يمكن للجمهور اكتشافها على إضاءة الطريق بمصابيح تستغرق من ثلاث إلى أربع دقائق للوصول إلى السطوع الكامل. استهلاك الطاقة للمصباح'هو 100 لومن لكل واط. إنها قادرة على المنافسة مع مصابيح LED، ولكن طبيعتها متعددة الاتجاهات تؤدي إلى انخفاض سطوع الضوء المتصور. كانت تقنية HPS موجودة منذ ثلاثينيات القرن العشرين.

تمر الكهرباء التي تدخل المصباح عبر غاز الزينون الموجود داخل الحجرة الزجاجية. إنه يتسبب في تأين غاز الزينون، مما يشكل قوسًا يبخر الصوديوم والزئبق لإنشاء الضوء. الضوء أصفر في حدود 1900 إلى 2000 درجة كلفن. تتمتع هذه المصابيح بقدرات منخفضة على تجسيد الألوان.

2  عالية - تفريغ الشدة (HID)

تقوم مصابيح HID أيضًا بتمرير الكهرباء العالية عبر الغاز لتوليد الضوء. أنها تتطلب الصابورة للعمل. أنها تحتوي على أقطاب التنغستن داخل قوس الألومينا المنصهر أو أنبوب الكوارتز. يتم استخدام الغاز النبيل من المعدن المناسب أو الملح المعدني لتمكين الضربة الأولية للقوس. وتعرف أيضًا باسم مصابيح القوس.

يمكن إرجاع تقنية مصابيح HID إلى عام 1675، عندما اكتشف جان فيليكس بيكار أن مقياس الضغط الزئبقي الخاص به يتوهج عند اهتزازه. ومع ذلك، تم تصنيع أول لمبة HID متاحة تجاريًا في عام 1965. إنها تنتج 95 لومن/واط، وهي قادرة على المنافسة مع HPS وLED ولكنها تعاني أيضًا من مشاكل إضاءة شاملة الاتجاهات مماثلة.

3  الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)

تعود أصول تقنية LED إلى عام 1962 عندما أعلنت TI عن أول LED نصف كروي تجاري. بالمقارنة مع التقنيات الأخرى، يوفر LED انبعاث ضوء اتجاهي، مما يؤدي إلى سطوع أفضل وتركيز الإضاءة. ويستخدم تكنولوجيا أشباه الموصلات لإنتاج الضوء. عندما يمر التيار عبر الصمام الثنائي، تتجمع حاملات الشحنة الأقلية والأغلبية من جديد، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة على شكل فوتونات أو ضوء.

لا يوجد أي استخدام للكوابح، والتي يمكن أن تلحق الضرر بها بسهولة تحت تأثيرها. توفر مصابيح LED الطاقة بنسبة 70% مقارنة بتقنيات إضاءة الطرق التقليدية. فهي تتطلب طاقة منخفضة للتشغيل، وتتميز بتصميم قوي وموثوق، وتوفر تحكمًا تنظيميًا استثنائيًا لمشاريع المدن المبتكرة. هذه الميزات والتطبيقات واسعة النطاق تجعل مصابيح LED الخيار الأفضل للاستخدام كمصابيح في إضاءة الطرق.

مقارنة بين إضاءة الطرق HPS وHID وLED

أهم تقنيات إضاءة الطرق LED التي يجب مراعاتها

بعد المقارنة بين أنواع مختلفة من المصابيح المستخدمة في إضاءة الطرق، يمكننا أن نقول بأمان أن LED هو الطريق إلى المستقبل. ولذلك، مصابيح LED هي الأفضل لإضاءة الطريق. لفهم تقنية LED بشكل كامل، يجب علينا أن نأخذ في الاعتبار التفاصيل المعقدة حول إضاءة الطريق LED قبل شراء واحدة.

تتعرض إضاءة الطريق لظروف قاسية، بما في ذلك الرياح العاتية والأشعة فوق البنفسجية والعواصف الرعدية والرطوبة العالية ورذاذ الملح والتخريب والغبار والصواعق. يستخدم مصنعو مصابيح الطريق LED ميزات تصميم متنوعة لمواجهة هذه الظروف. دعونا نحلل ما هي التقنيات التي تجعل مصابيح الطريق LED قوية ومتينة!

1. الغلاف: اختيار المواد والتصميم الهندسي

تجمع الأغلفة بين معادن وبصريات مختلفة. يشكل الألومنيوم القاعدة، ويشكل الحديد أو الفولاذ المقاوم للصدأ جزء التوصيل، ويشكل البولي كربونات أو الزجاج غطاء الضوء الأمامي. تعرض كل مادة خصائص ذات صلة بقرار الشراء الذي يتخذه المشتري.

▪ الاعتبارات المادية في إضاءة الطرق LED

◀ مادة العلبة

تختار معظم الشركات المصنعة لمصابيح الطرق LED الألومنيوم، مما يوفر إمكانية نقل الحرارة بقدرة 237 واط/مف. تنتج مصابيح LED الحرارة عند التشغيل، مما يجعل المعدن مادة رائعة للهيكل. يتمتع الألومنيوم، على وجه الخصوص، بمقاومة جيدة للتآكل وأسهل في التصنيع من المواد الأخرى. كثافته 2.7 جم/سم3 تجعله أخف وزنًا من نفس قاعدة إضاءة LED المصنوعة من الحديد، والتي تبلغ كثافتها 7.8 جم/سم3.

يوفر استخدام الألومنيوم تصميمات خفيفة الوزن ومقاومة للتآكل ومتعددة الاستخدامات وموصلة للحرارة وقابلة لإعادة التدوير لحالات إضاءة الطريق LED. سيكون لمصباح الطريق LED المتطور طبقة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والماء لتحسين طول العمر.

◀ آلية التركيب أو التثبيت

يمكن أن يصل قطر عمود إنارة الشوارع إلى 60-76 ملم. يجب أن يتم تثبيت مجموعة مصابيح LED للشارع على العمود بإحكام. يقوم المصنعون بإنتاج آليات التثبيت، والدخول الجانبي، والأحذية، والدخول العلوي، والتعليق. يمكن أن تكون إما من الألومنيوم أو الحديد، حسب التصميم. في حالة الحديد، يمكن أن يصاب الحامل بالصدأ في ظروف الرطوبة العالية والأشعة فوق البنفسجية. لا يزال الألومنيوم هو المادة المفضلة لتركيب مصابيح الشوارع LED.

◀ العدسة الأمامية

تحتاج مصابيح LED إلى الحماية من البيئة لتجنب الضرر، في حين يجب أن يمر ضوءها أيضًا دون امتصاص من خلال العدسة الأمامية. لذلك يمكن أن تكون العدسة الأمامية بلاستيكية أو زجاجية. توفر عدسة البولي كربونات القوة ضد الصدمات، ووزن أقل، وسهولة الصيانة، والمرونة. وفي الوقت نفسه، يوفر الزجاج الوضوح البصري ويقلل احتمالية الاصفرار. يعتبر البولي كربونات مثاليًا لأضواء الشوارع لأنه يسمح بسلامة وقوة أفضل ضد الظروف القاسية مع سهولة الاستبدال.

▪ اعتبارات التصميم من قبل الشركات المصنعة لإضاءة الطرق LED

يجب على المشترين أن يفكروا جيدًا في تصميم علبة مصابيح الطريق LED قبل الشراء. يمكن للتصميم الذكي أن يمنع سيناريوهات الفشل المختلفة، مثل انحباس المياه، والتأريض، والتدفئة. يجب أن تكون المواد المستخدمة كغلاف ضوء الطريق LED متتالية لتبديد الحرارة ولها فتحات للسماح بتصريف المياه في حالة وصول الماء إلى صناديق الدائرة. يعد التأريض ضروريًا أيضًا لتجنب الصدمات الكهربائية ويمكن أن تطلبه أي هيئة تنظيمية محلية.

2. LED: أشباه الموصلات الموجودة على PCB أو اللوحة

الجزء الباعث للضوء داخل مصباح الطريق LED هو مادة شبه موصلة. السيليكون مادة وفيرة يستخدمها المصنعون لإنتاج LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء). هناك طرق مختلفة لتصنيع LED. وهنا أوصافهم:

●  سلك السندات البوليفيين

يربط ربط الأسلاك مصباح LED فرديًا أو شبه موصل بالركيزة. تتميز تقنية LED الخاصة بربط الأسلاك بسهولة التصنيع، حيث يتم إعداد الدائرة المتكاملة للارتباط مباشرة بالركيزة. يتم توصيل العديد من مصابيح LED الصغيرة بالركيزة أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور، والتي يتم تغطيتها بعد ذلك بالإيبوكسي لإغلاق وحماية الدوائر الإلكترونية.

●  الوجه رقاقة البوليفيين

Flip-chip هي الخطوة التالية في تصنيع LED. لا توجد خطوة لربط الأسلاك، مما يؤدي إلى إضاءة أفضل، حيث تتطلب أشباه الموصلات مساحة أقل ويمكن أن يكون لها تكوينات أكثر كثافة. نظرًا لعدم وجود أسلاك، يكون هناك انسداد أقل، مما يؤدي إلى زيادة إضافية في الإضاءة. عادةً ما تتميز مصابيح LED للشوارع المتطورة برقائق COB.

●  سائق على متن الطائرة (DOB)

إنه تصميم أقل شيوعًا اختارته الشركات المصنعة لمصابيح LED لأنه يزيد الحمل الحراري في منطقة واحدة. تتطلب مصابيح LED الطاقة لتضيء. الدائرة التي تزودهم بالطاقة تسمى السائق. يمكن أن تحتوي بعض التصميمات ذات التطبيقات المدمجة أو منخفضة الطاقة على تصميمات DOB LED. يوجد السائق بجانب مجموعة مصابيح LED المثبتة على نفس الركيزة. من الأفضل أن يكون لديك سائق في حجرة منفصلة لتحسين قدرات نقل الحرارة وتجنب تلف المكونات في الحرارة العالية والبيئات القاسية.

يستخدم المصنعون شرائح LED وبرامج التشغيل التي تأتي مسبقة الصنع وجاهزة للتثبيت في حاويات إضاءة الشوارع. فيما يلي بعض أفضل مجموعات العلامات التجارية التي يجب على المستخدمين مراعاتها:

رقائق الصمام

1 فيليبس 3050 أو 5050

2 كري XLamp

3 أوسرام التنين الذهبي

4 نيتشيا NPU

5 سيول لأشباه الموصلات SunLike

برامج تشغيل LED

1 يعني حسنا

2 فيليبس

3 MW

4 تي دي كيه-لامدا

3. تصنيف IP: حماية الدخول

إذا ذكرت الشركة المصنعة لمصابيح الطريق LED تصنيف IP في مواصفاتها، فسيتعين عليك قضاء وقت أقل في مراجعة تفاصيل تصميم الحماية من الماء والرمال. توفر تصنيفات IP إمكانية حماية الدخول بشكل مباشر. يمثل الرقم الأول في تصنيف حماية الدخول الحماية ضد الغبار، ويمثل الرقم الثاني الحماية من دخول الماء. إذا تم تصنيف IP65 لمصباح الطريق LED، فلا توجد فرصة لدخول الغبار إلى العلبة في بيئة شديدة الغبار لمدة تتراوح بين ساعتين وثماني ساعات. علاوة على ذلك، يتمتع الجهاز بحماية ضد نفاثات الماء.

4. تصنيف IK: حماية من الصدمات

IK لتقف علي التأثير الحركي. على غرار حماية الدخول، أو الحماية من الصدمات، أو تصنيف IK، يحكي أيضًا قصة كبيرة في عدد. إذا ذكرت إحدى الشركات المصنعة لمصابيح الطريق LED تصنيف IK09 في مواصفات منتجها، فإن المنتج يتمتع بمقاومة تأثير تبلغ 10 جول. وهو يعادل سقوط جسم وزنه 5 كجم من ارتفاع 20 سم.

5. غرفة التبريد: الموصلية مع فعالية التكلفة

تتكون مصابيح LED النموذجية لإضاءة الطرق من الألومنيوم كمادة أساسية وتعمل كمبدد حراري. ومع ذلك، تلعب المعاجين والوسادات الحرارية دورًا حيويًا في ضمان نقل الحرارة من شريحة LED إلى العلبة والسائق وتبديدها بشكل مناسب إلى البيئة. تستخدم مصابيح الشوارع المتطورة كميات كافية وعالية الجودة من المعجون الحراري والحشو أسفل الركيزة أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور لضمان نقل الحرارة بشكل مناسب. وبالمثل، يتم أيضًا ربط المحرك حراريًا مع الغلاف من خلال المواد اللاصقة والوسادات والمعاجين الحرارية.

هناك بضعة أشياء يجب البحث عنها في ضوء الطريق LED: يجب أن يكون الجسم مصنوعًا من مادة عالية الموصلية، وقد يشتمل التصميم على هيكل يشبه الزعانف في الخارج، ويجب أن تكون جميع مكونات توليد الحرارة مبدد حراريًا بشكل مناسب.

6. اللائحة: التحكم في المدينة الذكية

تتحول المدن إلى مدن ذكية مع تحكم أفضل في إضاءة الطرق، وحماية البيئة وصحة الإنسان. يمكن أن يشمل تقليل استهلاك الطاقة من خلال التحكم الذكي أجهزة استشعار القرب وأجهزة ضبط الوقت وأجهزة الكشف عن الطاقة الشمسية. وهو يمكّن إدارات المدينة من تركيب المزيد من مصابيح الشوارع، وبالتالي تحسين السلامة والأمن. ومع ذلك، ليست كل مصابيح LED تتمتع بقدرات تنظيمية. يجب أن يكون مصباح LED قابلاً للتعتيم مع الميزات التالية:

●  0-10 فولت يعتم

إنها وظيفة تعتيم تتطلب برنامج تشغيل LED متوافق. يقوم بتنظيم سطوع LED أو تشغيله / إيقاف تشغيله بناءً على إشارة تحكم تعمل بين 0 و 10 فولت. إذا تم توفير 0 فولت، ينطفئ مؤشر LED، في حين أن 10 فولت يعني أقصى سطوع. يتطلب توصيل دائرة تحكم إضافية للتحكم في السطوع.

●  دالي يعتم

إنها واجهة اتصال تسمى واجهة الإضاءة الرقمية القابلة للتوجيه (DALI). فهو يسمح بالتحكم في السطوع والتحكم في درجة حرارة اللون واستدعاء الإعدادات المبرمجة مسبقًا والتحكم في المجموعة وإمكانيات تشخيص الأخطاء. فهو ينقل البيانات باستخدام خطوط الكهرباء الموجودة للتحكم في مجموعة من الأضواء.

●  تعديل عرض النبضة (PWM)

إنها طريقة لتشغيل وإيقاف تشغيل مؤشر LED بشكل أسرع من دورة التردد. يؤدي التدوير السريع إلى تقليل السطوع وعرض النبض. إنها تقنية أكثر شيوعًا في مصابيح LED للشوارع الصغيرة.

●  موصل ناما

يمكن للخلايا الضوئية الاتصال بالضوء باستخدام موصل NAMA بتكوينات 3-pin و5-pin و7-pin. سيؤدي اتصال الخلية الكهروضوئية مع موصل NAMA ذو 3 سنون إلى تشغيل/إيقاف الضوء بناءً على الإضاءة المحيطة. يوفر الموصل ذو 7 سنون مرونة التحكم في السطوع مع ظروف الإضاءة.

7. الفئات الكهربائية: تعزيز السلامة

هناك عموما فئتان للسلامة الكهربائية. وهي تمثل الجوانب المتعلقة بالتأريض والسلامة والعزل للمنتج. فيما يلي جدول لتلخيص الفئات الكهربائية من الفئتين الأولى والثانية:

الكلمات النهائية والنصائح

قد يفكر المشترون في إضاءة الطريق LED عند المرور بتصميمهم الغني بالميزات وقوتهم. إذا كنت تفكر في استخدام مصابيح LED لإضاءة الطرق، فإليك بعض النصائح التي يجب وضعها في الاعتبار:

● اختر شركة مصنعة تقدم مواصفات تفصيلية، بما في ذلك تصنيفات IP وIK.

● يجب أن تحتوي مصابيح الطريق LED على شريحة LED متطورة.

● يجب أن يكون التجميع الكامل مصنوعًا من مادة عالية التوصيل لتعزيز نقل الحرارة.

● فكر في إمكانيات التنظيم مثل موصلات 0-10V وDALI وPWM وNAMA.

● اطلع على اللوائح المحلية التي قد تتطلب معدات كهربائية من الفئة الأولى أو الفئة الثانية.

● اطلب المنتج بكميات صغيرة لأغراض الاختبار ثم انتقل إلى الدفعة بأكملها.

نأمل أن تجد هذا الدليل ل إضاءة الطريق مفيد. عند العثور على ضوء طريق لمشروعك القادم، ضع دائمًا جميع المواصفات والمتطلبات في الاعتبار.