Deformasyon at Pagtanda ng Lente ng LED: Epekto sa Ilaw sa Kalye

Paano nagbabago ang pagkalat ng liwanag dahil sa deformasyon ng lente

Ang lente ay isang optikal na bahaging ginawa sa pamamagitan ng pagmamanipula (machining). Ang mga prisma at mga yugto ng pagbabagong direksyon ng liwanag (refraction) sa lente ay dinisenyo upang ibahin ang landas ng sinag patungo sa target na lugar. Ang mga pagkalkulasyon sa disenyo ay base sa ipinahihiwatig na ang lente ay mananatiling tuloy-tuloy sa orihinal na hugis nito. Kapag ang lente ay nagdeform, ang mga pagbabago sa hugis nito ay nagiging sanhi ng pagkabago sa paraan ng pagbabagong direksyon at pagbabalik ng liwanag. Halimbawa, ang liwanag na dapat tumama sa distansyang 30 metro ay maaaring tumama lamang sa distansyang 15 metro, na nagiging dahilan ng pagkakaroon ng mga lugar sa kalye na hindi natatakpan ng liwanag (shadow areas).

Ang tatlong karaniwang problema na nakikita sa mga lente na nagdeform o nagtanda ay:

• Local sag or bulge na resulta ng init, kadalasan sa ibabaw ng LED board. Ito ay nagfokus ng liwanag sa isang direksyon at nagiging dahilan ng pagkakaroon ng madilim na lugar sa kabilang panig.
• Warped plane sa ibabaw ng lente, na nagiging dahilan ng pagkakasimula ng buong disenyo ng ilaw (pattern) at nagpapadala ng liwanag sa labas ng lugar na kinakailangan o patungo sa mga bintana.
• Deformation caused by mounting (Deformation na resulta ng pagkakabit ng lente sa frame): Ang labis na pagpilit sa gasket o ang pagkakawalay ng lente sa frame ay nagiging dahilan ng pagbago sa hugis nito, na hindi inaasahan ng mga modelong pang-init.

Ang lawak ng pagkakasira ay nagbabago ayon sa laki ng deformation, at ang posisyon ng deformed area ay napakahalaga: Kung ang deformed area ay nasa gitna ng lente, ito ay nagbabago sa pinakamalakas na intensidad ng liwanag; kung nasa gilid naman, ito ay kadalasang nagbabago sa hangganan kung saan nagtatapos ang pagpapadala ng liwanag.

Ano ang epekto ng mga ganitong problema sa mga totoong kalye?

Ang mga problema sa pagtatayo at pagkakabit ng mga lente ay nagiging dahilan ng mga hindi wastong pagkakalagay ng ilaw sa mga kalye, na maaaring makapagdulot ng mga problema sa pagmamaneho, pagbabasa ng mga sign, o ibang mga aspekto ng kapaligiran.

Sa mga pangunahing kalye sa syudad, kung saan maraming sasakyan at ang disenyo ay nagtataguyod ng pantay na ilaw sa lahat ng lane, nagiging malinaw ang pagkakaiba sa ilaw sa pagitan ng mga lane: ang isang lane ay malinaw, habang ang katabing lane ay madilim. Nagiging mapanganib ito para sa mga nagmamaneho, dahil hindi nila makikita nang maayos ang mga pagbabago sa ilaw. Ang pagkapagod ng mga nagmamaneho ay nagiging lalong malala habang sila ay nagmamaneho sa mga ganitong kalye. Sa mga kalye para sa mga residente, kung saan katuwiran ng mga pedestrian at siklista ang daan, ang mga madilim na lugar ay nagtatago sa mga butas sa kalye at ibang mga depekto sa yelo. Parehong sitwasyon ay resulta ng iisang dahilan: ang pantay na ilaw na inasahan ng disenyo ay hindi na nagiging realidad.

Kung paano ang pagtanda ng mga materyales ay nakakaimpluwensiya sa pagbibigay ng ilaw

Ang PMMA (polymethyl methacrylate) na ginagamit sa mga ilaw ay may unang antas ng pagdaraan ng liwanag (transmittance) na halos 92% sa saklaw ng sinag na nakikita ng mata. Sa loob ng matagal na panahon, dahil sa pagkakalantad sa ultraviolet rays, pagbabago ng temperatura, at kahalumigan, ang mga molekula nito ay nagiging mas mahina, at ang pagdaraan ng liwanag ay bumababa. Dalawang bagay ang nangyayari sa parehong oras: ang higit pang bahagi ng liwanag mula sa mga LED ay nahihigop ng materyal, at ang mga micro-crack at depekto sa ibabaw ng materyal ay nagbibigay ng ibang direksyon sa liwanag na natitira. Kapwa mga pagbabago ito ay permanente, at kapwa nakakaimpluwensiya sa dami ng liwanag na nakakarating sa kalye.

Ang PC (polycarbonate) ay isa pang karaniwang materyales para sa mga lente, na pinili kapag ang pagtutol sa mga pagkakasira ay mas mahalaga kaysa sa kalinawan ng imahe. Nagiging tuyo ito nang iba; nagiging mas mabilis na yellow (maputi) sa ilalim ng UV, nguni’t nananatili ang lakas nito sa pagtutol sa mga pagkakasira nang mas matagal. Walang materyales ang makakapagmanatili ng orihinal na kalagayan sa isang lugar na hindi pinapalabasan ng hangin at nalalantad sa araw, kaya ang pagpili ng materyales para sa lente ay dapat pag-usapan sa yugto ng disenyo ng ilaw, hindi sa yugto ng pagbili nito. Ang aming referensya sa mga lente at guhit-kamay para sa mga materyales ng ilaw ay nagpapakita kung paano natin pinagkukumpara ang dalawang materyales na ito.

Isang resulta ng pagtanda ng lente na madalang lamang nababanggit: kapag ang lente ay naglaho na, ang file ng mga pagtukoy sa pagganap ng lente (IES file) ay hindi na naglalarawan nang tumpak ang pagganap ng ilaw na inihaharap ng lente. Ang mga pagmamasa ng liwanag (photometry) ay isinagawa gamit ang bago pang lente. Kapag ipinagpatuloy ang paggamit ng file na iyon sa simulation, maaaring mabigyang maling impormasyon ang model tungkol sa pagganap ng ilaw na inihaharap ng lente na naglaho na, na maaaring magkaroon ng malaking epekto sa kalidad ng ilaw, lalo na sa mga aplikasyon gaya ng pagbibigay ng liwanag sa mga kalye. Ang proseso ng pag-simulate ng ilaw ay magiging tumpak lamang kung ang file ng mga pagtukoy sa pagganap ng liwanag (photometric file) na ginagamit ay wastong naglalarawan ng mga katangian ng lente.

Pagtanda ng lente at paglalarawan ng kulay

Ang Index of Color Rendering (CRI) ay nagpapakita kung gaano kainaman na nagpapakita ng mga kulay ng mga bagay ang isang pinagmumulan ng liwanag. Ang luma nang lente ay hindi lang nagpapahina ng spectrum ng liwanag, kung hindi ay nagbabago rin dito: ang naglaho nang materyal ng lente ay hindi nagsasagawa ng pantay na pag-aabsorbo ng mga wave-length ng liwanag, kaya ang liwanag na nakakarating sa daan ay hindi katulad ng spectrum na inilalabas ng LED. Dahil dito, ang kakayahang makita nang tama ang mga kulay ay nagbaba, at ang negatibong epekto ay nakikita sa lahat ng bagay na may kulay na kodigo, mula sa mga senyales hanggang sa mga palatandaan. Kapag ang isang tao ay tumitingin sa isang bagay sa ilalim ng nabago nang spectrum ng liwanag, ang mga photon ay pareho pa rin, nguni't ang balanse ng mga ito ay nagbago, na nagiging dahilan ng pagkakamali sa pagkilala sa mga kulay.

Glare: kapwa ang pagkasira ng lente at ang paglalaan ng edad ay nagdudulot ng glare

Ang maayos na lente ay kontrolin ang angulo ng paglalabas ng liwanag at pinagbabantay ang LED mula sa direktang pagtanaw sa mga mata, lalo na sa mga matataas na angulo. Ngunit kapag ang lente ay naglaho, ang pagkontrol na ito ay nagiging hindi epektibo; ang mga sinag ng liwanag na dati ay hindi nakakarating sa mga mata ay ngayon ay nakakarating nang direkta sa mga mata ng mga tao at motorista. Ang paglalaan ng edad ay nakakasira rin sa pagkontrol na ito mula sa panig ng materyal ng lente: ang nagiging magaspalt at malabo na ibabaw ng lente ay nagpapadala ng liwanag nang hindi magkakatugma, at ang resultang pagkalat ng liwanag ay tinatawag na glare.

Ang “glare” (pagkakaroon ng matinding liwanag na nakakasira sa paningin) ay ang uri ng problema sa mga lente na pinakamabilis na nagiging sanhi ng kapansanan sa paningin. Hindi kinakailangan na ito ay makapinsala nang lubusang sa paningin ng tao; sapat na ang pagbaba ng kakayahang makakita ng tao, kahit sa loob ng isang segundong maaaring maging dahilan ng pagkakataon na mawala ang pagmamasid sa isang taong tumatawid sa kalye. Sa lahat ng posibleng problema sa mga lente, ito ang pinakamapanganib na kinikilala natin, dahil kahit na ang lente ay patuloy na nagbibigay ng matinding liwanag (nasusukat sa mga unit ng “lux”) habang nagkakaroon ng problema.

Ano ang tinatanggap nating pag-iinspeksyon, at kailan ito ginagawa?

Sa ating mga sariling lente, ang pag-iinspeksyon ay simple lamang at maaaring gawin gamit ang flashlight at ilang oras ng liwanag araw:

1. Pagkakaroon ng mga marka ng pagkasira o pag-yellowing sa ibabaw ng lente. Ang nakikitang pag-yellowing ang siyang dahilan para ito ay mapalitan, hindi lang dahil sa estetika.
2. Kahitain ng lente . Kapag ipinaharap ang isang tuwid na linya sa ibabaw ng lente, kung may pagkakurba sa lente na hindi nakikita ng mata, ito ay senyales na kinakailangan itong mapalitan.
3. mga bitak at mga siwang , lalo na ang mga nagmula sa mga lugar ng pagkakabit ng lente.
4. Kalagayan ng gasket . Kung ang gasket ay sira o napipit, maaari itong magdulot ng pagtatagas ng liwanag at pagkakurba sa lente.

Kapag napag-alaman natin na ang lente ay nagkaroon ng mga problema na ito, agad itong pinapalitan upang maiwasan ang mga posibleng komplikasyon sa paningin ng mga tao.

Kapag ang housing at LED board ay maayos pa, dapat lamang palitan ang lente, hindi ang buong fixture. May mga kit para sa pagpapalit ng lente na dinisenyo para sa ganitong sitwasyon, at ang aming linea ng mga kit para sa pagpapalit ng lente ay sumasaklaw sa karamihan sa mga karaniwang uri ng housing. Kung ang LED board naman ay naglaho na rin ng katangian nito, ang tunay na solusyon ay ang pagpapalit ng buong fixture. Hindi namin ipinapalagay na ang pagpapalit ng lente ay makakabalik sa kalagayan ng optic na katulad ng bago, lalo na kung ang optic ay nasa edad na sampung taon.

Ano ang hindi nasasaklaw ng pahinang ito:

Ang pahinang ito ay nagtutuon lamang sa pagkasira ng lente. Hindi ito nagtutuon sa pagbaba ng ilaw (lumen output) dahil sa pagtanda ng LED, na isang proseso na nakaaapekto rin sa pagganap ng lente. Hindi rin ito nagbibigay ng rekomendasyon tungkol sa interval ng pagpapalit ng mga bahagi, dahil ito ay nakadepende sa antas ng UV exposure, temperatura ng housing, at kalidad ng mga materyales. Para sa mga pagpili ng materyales para sa mga fixture, ang linea ng mga all-in-one solar street light ay nagpapakita ng mga kombinasyon ng lente at housing na ginagamit namin.