استفاده از از لامپ های LED به سرعت در حال تبدیل شدن به سیستم روشنایی استاندارد در بیسیاری از کاربردهای آن است. و در بسیاری از حوزه های به عنوان تنها گزینه قابل استفاده بدل شده است. زیرا لامپ های با تکنولوژی رشته ای و CFL در حال کنار گذاشته شدن هستند. ال‌ای‌دی‌ها البته در مصرف انرژی کارآمد هستند، چندین برابر بیشتر عمر می‌کنند و بنابراین از نظر زیست‌محیطی، وقتی صحبت از اثرات ایمنی و سلامتی خود نور ساطع شده باشد، ترجیح داده می‌شوند. نگرانی‌های الکتریکی و سمیت LEDها (Toxic) در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای و فلورسنت معمولاً در یک راستا یا برتر هستند. اکثر مقامات دولتی به تطبیق قوانین ساختمان و ایمنی موجود برای جلوگیری از خطرات آتش سوزی و شوک الکتریکی ادامه داده اند – و البته، همیشه یک ایده هوشمندانه ای خواهد بود که همیشه ایمنی اولیه الکتریکی را رعایت کنید.
با این حال، درک یا قوانینی برای کیفیت و ایمنی نور ساطع شده از لامپ های LED وجود دارد.در این مقاله، ما اثرات سلامت نور ساطع شده از چراغ‌های LED را مورد بحث قرار می‌دهیم – به ویژه، “نور آبی” که به طیف LED مربوط می‌شود، و همچنین اثر سوسو زدن که در چراغ‌های LED رایج است.
خطر نور آبی در چراغ های LED
لامپ‌های ال‌ای‌دی هیچ نور فرابنفش ساطع نمی‌کنند، اما در سال‌های اخیر، «نور آبی» یکی از رایج‌ترین خطرات و خطراتی است که پیرامون چراغ‌های LED و صفحه‌نمایش‌هایی که از نور پس‌زمینه LED استفاده می‌کنند (گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، تلویزیون‌ها و غیره) مورد بحث قرار گرفته است. نور آبی برای تحریک تولید ملانوپسین، هورمونی در چشم ما که هوشیاری را افزایش می دهد، شناخته شده است. نور طبیعی روز دارای محتوای نور آبی فراوانی است و تصور می‌شود که ملانوپسین به ما کمک می‌کند تا ریتم شبانه روزی خود را با شروع روز و قرار گرفتن در معرض نور طبیعی روز تنظیم کنیم.
شکل ۱: نمودار نشان دهنده منحنی حساسیت برای پاسخ ملانوپسین. انرژی نور در این باند طول موج هوشیاری را افزایش می دهد.
چراغ‌های ال‌ای‌دی و دستگاه‌های ما حاوی مقدار قابل‌توجهی نور آبی هستند (اما با احتیاط‌ها و شرایط مهم – زیر را ببینید)، و نگرانی این است که استفاده بیش از حد در ساعات عصر باعث می‌شود بدن ما به تولید ملانوپسین ادامه دهد و این کار را سخت‌تر می‌کند. به طور طبیعی به خواب بروید. در ساعات عصر، انتظار طبیعی بدن ما کاهش قرار گرفتن در معرض نور آبی است، اما با ادامه استفاده از دستگاه های LED غنی از نور آبی، ساعت بیولوژیکی طبیعی بدن خود را تغییر می دهیم.
بنابراین آیا نور آبی در لامپ های LED یک نگرانی برای سلامتی است؟ بله، اما عوامل مختلفی بر شدت خطر تأثیر می گذارد:
- شدت نور LED – قرار دادن یک لامپ در نزدیکی صورت شما را در معرض نور آبی بسیار بیشتری نسبت به دورتر نشستن از آن قرار می دهد.
- مدت زمانی که شما در معرض نور LED قرار می گیرید – هر چه مدت طولانی تری در معرض نور آبی باشید، تولید ملانوپسین قابل توجه تر است.
- زمان خاصی از شب که از چراغ های LED استفاده می کنید – قرار گرفتن در معرض در اوایل عصر خطر بسیار کمتری نسبت به قرار گرفتن در معرض اواخر شب، درست قبل از رفتن به رختخواب خواهد داشت.
- نوع نور LED که استفاده می کنید – دمای رنگ، CRI و طیف نور همگی می توانند بر مقدار نسبی نور آبی در طیف نور تأثیر بگذارند.
سه عامل اول بالا کاملاً توضیحی هستند و اینها گام‌های ساده‌ای هستند که می‌توانید برای کاهش قرار گرفتن در معرض نور آبی انجام دهید. هنگامی که نوبت به انتخاب نوع مناسب لامپ LED برای استفاده در ساعات عصر می رسد، ممکن است بخواهید به دنبال لامپی باشید که برای سلامت شبانه روزی طراحی شده است.
به طور کلی، شما می خواهید به دنبال لامپ هایی باشید که انرژی قرمز بیشتری و انرژی آبی کمتری را در طیف های نوری مربوطه خود ارائه می دهند. انرژی قرمز (طول موج بلند) در نوری که توسط شمع‌ها و شعله‌های آتش منتشر می‌شود فراوان است – انواع “نور”هایی که بدن ما قبلاً به قرار گرفتن در آن در شب عادت کرده است و بر ریتم‌های شبانه‌روزی تأثیر نمی‌گذارد.
ممکن است بخواهید عوامل زیر را در نظر بگیرید:
• یک لامپ با دمای رنگ ۲۷۰۰K یا کمتر، ترجیحاً ۲۴۰۰K انتخاب کنید. این لامپ ها معمولاً دارای برچسب “سفید گرم” هستند، اما تایید دمای رنگ دقیق می تواند ارجح باشد. از چراغ‌های LED بالاتر از ۳۰۰۰K و/یا با برچسب “سفید روشن”، “سفید خنثی”، “سفید سرد” یا “سفید نور روز” اجتناب کنید زیرا این چراغ‌ها معمولاً رنگ سفید واضح و روشنی دارند. ال ای دی هایی با این رنگ نور حاوی مقدار قابل توجهی نور آبی در طیف خود هستند.
• یک لامپ با CRI بالا انتخاب کنید. در غیر این صورت، CRI بالاتر نشان دهنده نور آبی کمتر و نور قرمز بیشتر است. برای مثال، حتی برای همان رنگ نور ۲۷۰۰K، یک لامپ LED CRI بالاتر انرژی آبی کمتر و قرمز بیشتری خواهد داشت.
• اگر سازنده این مقدار را ارائه می دهد، به دنبال نسبت M/P باشید که اطلاعاتی در مورد مقدار نسبی نور آبی در طیف نور ارائه می دهد. در حالت ایده آل، از لامپ هایی با نسبت M/P 0.4 یا کمتر برای به حداقل رساندن قرار گرفتن در معرض نور آبی استفاده کنید.
بنابراین، آیا نور آبی در لامپ های LED برای سلامتی شما مضر است و آیا آنها خطر ایمنی را به همراه دارند؟ بله – مطمئناً ضرر دارند – اما خطرات و نگرانی ها مربوط به قرار گرفتن بیش از حد در معرض نور آبی در ساعات عصر است و می توان به طور موثر مدیریت و کنترل کرد. نور آبی شبیه کافئین است و باید اقدامات احتیاطی مشابهی را انجام داد. برای مثال، شما نمی خواهید یک ساعت قبل از رفتن به رختخواب یک اسپرسو دو شات بخورید!
شکل ۲: گرافیکی که تفاوت دمای رنگ را نشان می دهد. دمای رنگ‌های گرم‌تر (۲۷۰۰ کلوین و کمتر) برای تقویت آرامش و استراحت بسیار مفید است.
با توجه به مشخصات لامپ ال ای دی و رعایت احتیاطات مناسب و استفاده از برخی عقل سلیم اولیه، می توانید با خیال راحت چراغ های ال ای دی را بدون هیچ گونه اثرات منفی “خطر نور آبی” برای سلامتی خود قرار دهید.
مزایای نور آبی (آنقدر هم نور آبی بد نیست!)
علیرغم اینکه همه وزوزهای اطراف نور آبی یک خطر هستند، مهم است که به یاد داشته باشید که خطرات سلامتی نور آبی برای نوردهی بیش از حد در ساعات عصر بسیار خاص است. در واقع، نور آبی بخش مهمی از ریتم‌های شبانه‌روزی ما است، زیرا قرار گرفتن در معرض نور در ساعات صبح و روز به بدن ما نشان می‌دهد که زمان و روز است که باید هوشیار باشیم.
شکل ۳: یک روز روشن و آفتابی با آسمان آبی دارای مقدار زیادی نور آبی شدید است.
بهترین راه برای قرار گرفتن منظم، سالم و مناسب در معرض نور آبی استفاده از نور طبیعی روز تا حد امکان است. البته، بسیاری از ما در مکان‌هایی زندگی می‌کنیم که به دلیل عوامل مختلف – چه معماری، چه از نظر جغرافیایی، به نور طبیعی روز دسترسی نداریم. تحقیقات اولیه نشان می دهد که عدم قرار گرفتن در معرض نور آبی می تواند اثرات مضری برای سلامتی داشته باشد. شرایط بهداشتی مانند SAD (اختلال عاطفی فصلی) پیشنهاد شده است که ناشی از عدم قرار گرفتن در معرض نور طبیعی است، به ویژه در ماه های زمستان. در چنین شرایطی، بهترین راه حل بعدی، در نظر گرفتن نور درمانی با استفاده از نورپردازی با طیف کامل است
سوسو زدن LED و خطرات سلامتی
مانند سیستم‌های روشنایی فلورسنت اولیه، سیستم‌های LED مستعد ایجاد سوسو زدن سریع یا اثرات استروبوسکوپی هستند و این موضوع در مورد روشنایی LED و سلامتی مورد توجه قرار می‌گیرد.
شکل ۴: نواربندی عمودی در یک عکس ساده از تلفن هوشمند نشان می دهد که منبع LED جریان ثابتی از نور نیست – در عوض، آنها در فواصل کوتاه ساطع می شوند.
بسیاری از لامپ های ال ای دی سوسو می زنند – یک سوئیچ سریع بین حالت های روشن و خاموش. از آنجایی که سوسو زدن با سرعت بسیار بالایی رخ می دهد – معمولاً ۱۲۰ بار در ثانیه یا سریعتر – برای انسان فوراً قابل مشاهده نیست و به عنوان یک لامپ با روشنایی ثابت و ثابت به نظر می رسد. سوسو زدن یک جنبه دشوار نور برای مشاهده و اندازه گیری است، زیرا بلافاصله قابل درک یا قابل توجه نیست، اما تحقیقات اولیه نشان می دهد که می تواند اثرات مضری بر سلامت و ایمنی داشته باشد.
به عبارت دیگر، فقط به این دلیل که سوسو فوراً برای چشمان ما آشکار یا قابل درک نیست، بدن ما می تواند به طور ناخودآگاه به چیزی که اساساً یک نور بارق بسیار سریع است واکنش نشان داده و پاسخ دهد. سوسو زدن با فشار چشم، خستگی، سردرد و حتی افزایش خطر تشنج مرتبط است.حتی بدون پشتوانه تحقیقات پزشکی یا علمی قابل توجه برای حمایت از آن، استدلال در مورد مزایای سلامتی مثبت سوسو زدن سخت است – این یک راه طبیعی برای قرار گرفتن انسان در معرض نور نیست. نور طبیعی روز، شمع ها و حتی (بیشتر) لامپ های رشته ای جریان ثابتی از نور را بدون هیچ گونه سوسو زدن ارائه می دهند. به خصوص برای جمعیت هایی که به سوسو زدن حساس هستند – مانند افراد مسن و کسانی که شرایط پزشکی خاصی دارند – سوسو زدن موضوعی است که همیشه بهتر است از آن اجتناب شود.
نحوه تعیین یا اندازه گیری سوسو زدن
برای برخی از لامپ‌های ال‌ای‌دی با سوسو زدن جدی‌تر، اجسام در حال حرکت میتوانند اثر استروبوسکوپی داشته باشند. برای مثال، تکان دادن دست زیر یک LED ممکن است توهم حرکت ناپیوسته را ایجاد کند. یک پدیده رایج که ممکن است مشاهده کرده باشید نوارهای تیره ای است که روی دوربین گوشی شما ظاهر می شود. در حالی که برخی از گوشی‌های هوشمند مدرن شروع به استفاده از نرم‌افزاری برای کاهش این اثر کرده‌اند، این نشانه قطعی دیگری است که یک لامپ LED در حال سوسو زدن است. اگرچه مطمئن ترین راه برای اندازه گیری سوسو زدن استفاده از تجهیزات اندازه گیری تخصصی مانند اسیلوسکوپ است، اما یک راه سریع و موثر در اکثر دوربین های گوشی های هوشمند وجود دارد.
به سادگی از برنامه دوربین گوشی هوشمند خود برای ضبط یک کلیپ ویدیویی کوتاه در حرکت آهسته استفاده کنید. اکثر گوشی‌های هوشمند مانند آیفون‌ها قادر به ضبط ویدیو با حداکثر سرعت ۲۴۰ فریم در ثانیه هستند – نرخ فریم به اندازه‌ای سریع برای ثبت سوسو زدن در محدوده ۱۲۰ تا ۳۶۰ هرتز، که همچنین مشکل‌سازترین فرکانس‌ها در مورد اثرات سلامتی است. سوسو زدن
علل سوسو زدن نور LED و نحوه جلوگیری از آن
به طور کلی، دو نوع سوسو زدن در چراغ های LED وجود دارد. در زیر، در مورد آنها بحث خواهیم کرد و در هنگام تلاش برای اجتناب از آنها به دنبال چه چیزی باشیم. سوسو زدن ناشی از جریان متناوب و فیلتر ناکافی است. اولین نوع سوسو توسط شکل موج AC (جریان متناوب) مورد استفاده در انتقال نیرو ایجاد می شود. الکتریسیته ای که از طریق سیم ها در خانه ها و دفاتر ما جریان می یابد در واقع به صورت موج سینوسی با تغییر قطبیت ۵۰ تا ۶۰ بار در ثانیه در نوسان است (از این رو اصطلاح جریان متناوب را به آن می گویند). در یک سیستم AC، جریان الکتریکی در واقع بین حالت های روشن و خاموش، و همچنین جهت جریان آن (از + به -) در ۵۰-۶۰ بار در ثانیه تغییر می کند.
ال ای دی ها دستگاه های DC هستند و نمی توانند قطبیت خود را معکوس کنند، بنابراین با سیستم های AC بدون درایورهای LED مناسب و منابع تغذیه ناسازگار هستند. طراحی درایورهای LED و منابع تغذیه میزان سوسو زدن LED را تعیین می کند. ابتدایی ترین درایور ال ای دی به سادگی سیگنال AC را بدون صاف کردن تصحیح می کند و به سادگی عکس سیگنال AC را هنگام تغییر قطبیت به LED ارائه می دهد. از آنجایی که سیگنال AC 2 بار در هر سیکل زمانی که قطبیت تغییر می کند به ۰٪ می رسد، نتیجه یک تابش نور است که بین حداکثر (۱۰۰٪) و حداقل (۰٪) ۱۰۰-۱۲۰ بار در ثانیه (۵۰-۶۰ هرتز@) سوئیچ می کند. AC)، ایجاد یک اثر سوسو زدن نسبتا قابل توجهی است. با درایورهای LED پیشرفته تر، علاوه بر تصحیح سیگنال AC، از خازن های اضافی برای صاف کردن طیف در طول سوئیچ قطبی در سیگنال AC استفاده می شود. متأسفانه اکثر تولید کنندگان لامپ LED مشخصات فلیکر را منتشر نمی کنند. در صورت موجود بودن، به دنبال لامپ های LED با نام بدون سوسو زدن همراه با درصد سوسو زدن زیر ۵% باشید، شاخص سوسو زدن کمتر از ۰٫۰۲٫
سوسو زدن ناشی از دیمرها. دومین علت رایج سوسو زدن در یک سیستم LED در سیستم های کم نور آن است. ال ای دی ها دستگاه های دیجیتالی هستند و در نتیجه کنترل خروجی با استفاده از PWM (مدولاسیون عرض پالس) بسیار کاربردی است. PWM یک موج مربعی از حالت های “روشن” یا “خاموش” را با فرکانس نسبتا سریع تولید می کند. دیمرهای LED از PWM برای ایجاد درک کم نور با تنظیم مدت زمان نسبی بین حالت های “روشن” و “خاموش” استفاده می کنند، اما آنها این کار را در فرکانس های مختلف انجام می دهند. دیمرهای LED اصلی PWM با فرکانس ۳۰۰ هرتز یا کمتر کار می کنند، در حالی که دیمرهای LED واقعاً بدون سوسو در ۲۵۰۰۰ هرتز یا بالاتر کار می کنند. با بالا بردن فرکانس به چنین نرخ‌های بالایی (مثلاً ۲۵۰۰۰ بار در ثانیه)، سرعت تعویض آنقدر سریع می‌شود که بسیار بالاتر از آستانه درک ناخودآگاه بدن انسان است. لامپ های LED قابل تنظیم باید تفسیر سیگنال کم نور یک شکل موج AC و خروجی سیگنال PWM مربوطه را با هم ترکیب کنند، و این اغلب منجر به نرخ های سوسو زدن بسیار بالا می شود. در صورت امکان، از استفاده از دیمرها به طور کلی خودداری کنید، زیرا آنها یک عامل خطر اضافی در هنگام سوسو زدن ایجاد می کنند. اگر کنترل روشنایی دینامیک ضروری است، از لامپ های LED “کاهش شونده” اجتناب کنید و دیمرهای PWM با فرکانس های بالا کمتر از ۲۵ کیلوهرتز را انتخاب کنید و مطمئن شوید که با منابع تغذیه بدون سوسو استفاده می شوند.
خط پایین، ال ای دی ها یک فناوری نورپردازی جدید و هیجان انگیز هستند، اما بدون خطرات بهداشتی و ایمنی نیستند. با آگاهی از محتوای طیفی و همچنین معیارهای سوسو زدن، می توانید مطمئن باشید که خطرات نور ال ای دی بر سلامت و تندرستی خود را به حداقل می رسانید.
