Các thiết bị chiếu sáng 2 foot và 4 foot đã được chiếu sáng bằng bóng đèn huỳnh quang tuyến tính trong một thời gian dài. Troffers huỳnh quang là một tên phổ biến cho những đồ đạc này. Các tuyến xe buýt AC phía trên trần treo được liên kết với các ống dẫn nước. Ánh sáng do đèn tạo ra có thể được định hình bởi bộ khuếch tán huỳnh quang sử dụng các thành phần như vỏ kim loại tấm, chấn lưu huỳnh quang, đèn huỳnh quang và quang học để tạo ra ánh sáng đẹp mắt về mặt thẩm mỹ cho bối cảnh mà nó sẽ được sử dụng. Trên khắp thế giới, các tòa nhà thương mại và cơ sở công nghiệp thường bao gồm các thiết bị chiếu sáng trong thiết kế troffer. Tuy nhiên, vấn đề tiêu thụ điện năng tương đối cao là do hệ số công suất rất thấp và vòng đời ngắn của bóng đèn huỳnh quang tiêu chuẩn, từ 3000 đến 4000 giờ. Ngoài ra, dòng chất thải được hút vào bởi các thiết bị chiếu sáng hoặc bộ phận đã tháo ra để xử lý hoặc tái chế. Do các vật liệu độc hại hoặc nguy hiểm trong các thành phần bị loại bỏ, bao gồm cả PCB trong chấn lưu và thủy ngân trong đèn huỳnh quang, nên việc thải bỏ sẽ gây ra các vấn đề lớn về môi trường. Do những lợi ích của đèn LED về hiệu suất cao, mức tiêu thụ điện năng thấp, độ tin cậy cao, thời gian phản ứng nhanh và tỷ lệ hỏng hóc thấp, ngành công nghiệp chiếu sáng và các học giả đã dành thời gian và công sức để mở rộng các ứng dụng chiếu sáng sử dụng đèn LED.
Việc sử dụng đi-ốt phát quang (đèn LED) trong các thiết bị chiếu sáng chung cho các môi trường như phòng hội nghị và văn phòng đang trở nên phổ biến hơn. Một thiết bị chiếu sáng được quan tâm trong những năm gần đây là đèn LED phẳng. Một lượng đáng kể không gian thương mại, văn phòng và bán lẻ có trần treo. Đèn bảng LED được tạo ra để cung cấp đủ ánh sáng thay thế cho đèn huỳnh quang hiện có với các mức lux khác nhau. Mô-đun đèn nền chiếu sáng trực tiếp và mô-đun chiếu sáng cạnh là hai trong số các loại kiến trúc bảng điều khiển chiếu sáng chính. Một nhóm các nguồn sáng LED được đặt trực tiếp bên dưới bảng điều khiển tạo thành bảng điều khiển LED chiếu sáng trực tiếp. Nhưng hãy nhớ rằng đèn LED là một loại nguồn sáng định hướng có cường độ phát sáng Lambertian cao nhất ở góc 90 độ. Vì đèn LED chiếu thẳng vào lớp khuếch tán ánh sáng nên ánh sáng mà chúng phát ra sẽ chiếu thẳng vào lớp này. Do đó, nó tạo ra một nguồn sáng điểm có thể gây khó chịu hoặc gây hại cho mắt của ai đó. Có thể nhìn thấy các điểm nóng (nghĩa là khu vực có cường độ ánh sáng phát ra cao nhất) trong bảng điều khiển ánh sáng trực tiếp với lớp khuếch tán được đặt quá gần nguồn sáng LED.
Sự phát triển của đèn bảng LED chiếu sáng cạnh được xác định dựa trên việc đạt được một vật cố định tạo ra lượng ánh sáng mà mắt người nhìn thấy đồng nhất trên toàn bộ bảng khuếch tán bằng cách cân bằng mối quan hệ của các thông số nói trên. Ánh sáng được truyền từ một dãy đèn LED đến phần trung tâm của bảng điều khiển chiếu sáng cạnh bằng các dẫn hướng ánh sáng trong đèn LED bảng phẳng hiện đại được phát triển chủ yếu bằng cách sử dụng định lý đèn nền chiếu sáng cạnh. Việc sử dụng bảng đèn LED edge-lit trong các thiết bị chiếu sáng trong nhà đang nhanh chóng trở nên phổ biến. Hiện tại, việc tìm kiếm một bảng điều khiển LED phẳng đáng kể với hệ thống chiếu sáng cạnh, cho phép các bảng điều khiển nhỏ có chiều dài và chiều rộng có thể điều chỉnh để tạo ra ánh sáng đồng đều là điều khả thi. Thiết bị chiếu sáng và bộ trang bị thêm có liên quan cung cấp một công cụ với rất nhiều tính linh hoạt trong cài đặt. Bằng cách bao gồm một hoặc nhiều thiết bị khuếch tán, bảng đèn LED chiếu sáng cạnh có thể cung cấp màu trắng xung quanh bao phủ đồng đều toàn bộ mặt trước của bảng. Nhìn chung, bảng LED có thể được chia thành khung và các thiết bị phát sáng được bao bọc bởi khung. Khung nhôm hỗ trợ cấu trúc, chứa các bộ phận của bảng đèn LED, bao gồm các dải đèn LED và thiết bị điện tử công suất, đồng thời tản nhiệt. Bảng dẫn sáng có nhiều đèn LED SMD đặt cạnh hai hoặc nhiều đường viền của nó. Chiếu sáng cạnh sử dụng nguồn sáng SMD2835, SMD5630, SMD3014, SMD4014 và các nguồn sáng SMD khác.
Có thể tìm thấy đèn bảng LED chiếu sáng cạnh, kết hợp ánh sáng vào các cạnh của bảng dẫn hướng ánh sáng phẳng (môi trường dẫn sóng). Ánh sáng được truyền qua toàn bộ thể tích của vật liệu bằng sự phản xạ hoàn toàn bên trong trước khi thoát ra khỏi mặt phát sáng. Để đảm bảo rằng ánh sáng phát ra từ mặt trước của LGP, ánh sáng từ đèn LED xuyên qua các cạnh của LGP và được chuyển hướng vào bên trong. Một gương phản xạ có thể được thêm vào bề mặt phía sau của bảng điều khiển để chuyển hướng ánh sáng thường thoát ra khỏi bề mặt phía sau của bảng điều khiển về phía bề mặt phía trước. Mặt sau của bảng điều khiển, là mặt đối diện với mặt tạo ra ánh sáng, thường sẽ bao gồm một lớp phản xạ ánh sáng để giảm phát xạ ánh sáng từ mặt sau. Một hoặc cả hai mặt của bảng điều khiển ánh sáng có thể có kiểu bề mặt được tạo thành từ bề mặt nhám làm gián đoạn các đặc tính dẫn ánh sáng của LGP tại vị trí của khu vực tạo ra sự phát xạ ánh sáng ưu tiên tại khu vực nhằm thúc đẩy sự đồng nhất phát xạ ánh sáng. Ánh sáng sẽ di chuyển trong ống dẫn sóng ngay khi nó đi vào. Lượng ánh sáng sẽ phát ra từ các cạnh của ống dẫn sóng có thể được kiểm soát bằng cách gắn bộ khuếch tán và/hoặc gương phản xạ vào các cạnh khác với cạnh tiếp xúc với mô-đun nguồn sáng. Để hướng ánh sáng từ các bề mặt phẳng chính của ống dẫn sóng theo kiểu khuếch tán hoặc tạo góc, có thể sử dụng các tính năng trên ống dẫn sóng. Để trích xuất ánh sáng khuếch tán, các đặc điểm bao gồm khắc laser, khắc hóa chất và vẽ mẫu hiện được áp dụng. Các đặc điểm phân bố ánh sáng của microlens có thể được sử dụng như một tùy chọn để cung cấp đầu ra ánh sáng chuyên biệt và cá nhân hóa hơn.
Ánh sáng từ bảng đèn LED
Bảng khuếch tán thường được làm bằng nhựa trong suốt hoặc nhựa truyền sáng với hoa văn bề mặt nhất quán để có thể phát ra ánh sáng đều. Để tránh bất kỳ sự không đồng đều nào, bộ khuếch tán có thể được sản xuất từ hỗn hợp các chất khuếch tán. Để loại bỏ các điểm nóng, vật liệu khuếch tán hỗn hợp của bộ khuếch tán có thể phân tán ánh sáng từ nguồn sáng LED. Để đảm bảo rằng sự phân bố ánh sáng cho bảng LED là Lambertian hoặc rất gần với Lambertian, bộ khuếch tán làm bằng poly (metyl methacrylate, hoặc PMMA), polycarbonate và/hoặc polystyrene được sử dụng trong bảng LED. Sử dụng vật liệu phản quang hay còn gọi là chóa nằm ở mặt sau của bảng đèn, ánh sáng đã được tán đều trên bảng sẽ được khuếch tán và hướng xuyên qua bảng vào khu vực cần chiếu sáng. Tính năng ống dẫn sóng hoặc ống dẫn ánh sáng có thể được sử dụng để hướng ánh sáng từ đèn LED chiếu sáng cạnh vào trung tâm của bảng tương ứng, điều này có thể giúp đảm bảo tính đồng nhất của ánh sáng do bảng đèn LED tạo ra.
Môi trường chiếu sáng văn phòng chủ yếu sử dụng bảng đèn LED. Vì nhiều nhu cầu của con người phải được đáp ứng bằng ánh sáng nơi làm việc. Do đó, ánh sáng của nơi làm việc có thể được đánh giá là có chất lượng tuyệt vời nếu nó giúp nhân viên thực hiện công việc trực quan của họ dễ dàng và thoải mái. Các thông số như lux cho cường độ, CRI cho chỉ số kết xuất màu và Thông số tiện nghi cho thị giác (VCP) cho độ chói được sử dụng để đánh giá chất lượng ánh sáng. Gần đây, khuyến nghị Xếp hạng độ chói thống nhất (UGR) của Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế (CIE) đã được chấp nhận rộng rãi như một phương pháp đánh giá độ chói tiêu chuẩn. Mặc dù bảng điều khiển chiếu sáng cạnh có một số ưu điểm, nhưng một số trong số đó bao gồm khả năng chiếu sáng nhất quán, thiết kế hợp lý và cấu hình nhỏ. Tuy nhiên, đèn bảng LED edge-lit có nhược điểm là quy định UGR không hiệu quả. Sự hình thành lóa là kết quả của UGR được quản lý không đầy đủ, điều này có thể khá nguy hiểm trong không gian lớn. Điều này đặc biệt đúng đối với các không gian lớn, chẳng hạn như phòng hội nghị, được sử dụng tại nơi làm việc. Ánh sáng chói khó chịu có thể do các giá trị UGR lớn hơn 20, đặc biệt là trong cài đặt văn phòng hoặc phòng được đề cập ở trên. Do đó, các bảng đèn LED chiếu sáng cạnh được sử dụng tại nơi làm việc nên có UGR từ 19 trở xuống.
Đối với bảng đèn LED edge-lit, tăng hiệu quả phát sáng vẫn là một rào cản khác. Hiệu suất phát sáng là thương số của tổng quang thông do đèn bảng LED tạo ra và tổng công suất đầu vào mà nó nhận được. Nó được định nghĩa là tỷ số của quang thông (Lm) trên công suất ứng dụng (Watts). Đơn vị đo lường là lumen trên watt (lm/W). Do tổn thất ánh sáng bên trong môi trường dẫn sáng, tổn thất khi ghép ánh sáng vào môi trường và tổn thất khi chiết xuất ánh sáng từ môi trường, các tấm chiếu sáng cạnh có hiệu suất phát sáng thấp hơn so với cấu hình chiếu sáng trực tiếp. Đèn LED chiếu sáng cạnh phát ra ánh sáng phản xạ với hiệu suất phát sáng thường từ 80 đến 100 lm/W, trái ngược với bảng điều khiển chiếu sáng trực tiếp cung cấp khả năng chiếu sáng theo hướng với hiệu suất phát sáng cao tới 160 lm/W.
Như đã đề cập, một lợi ích chính của đèn bảng LED chiếu sáng cạnh so với đèn bảng chiếu sáng ngược hoặc chiếu sáng trực tiếp là nó nhỏ gọn hơn nhiều. Đặc biệt, độ dày tổng thể của đèn có thể tương đương với độ dày của panel dẫn sáng nên có thể thi công panel có độ dày từ 8–12 mm. Ngoài ra, bảng điều khiển LED có thể có kích thước bất kỳ. Chẳng hạn, bảng đèn LED có thể là hình vuông và có kích thước khoảng 24 inch x 24 inch (600 mm x 600 mm), đây sẽ là kích thước dưới cùng của một tấm trần huỳnh quang thông thường. Do có nhiều kích cỡ, chúng linh hoạt hơn và có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Khung nhôm có thể được phủ một lớp phủ chống tĩnh điện bằng nhựa nhiệt dẻo. Màu trắng hoặc bạc của khung kết hợp tốt với cả trần nhà dân dụng và kinh doanh, đồng thời nó cũng có khả năng chống ăn mòn và trầy xước.
Trình điều khiển dòng điện không đổi bên ngoài với khả năng làm mờ đèn bảng LED nguồn nói chung. Chúng có các dạng tiêu chuẩn, DALI và tương tự, cũng như các nhiệt độ màu khác nhau. Chúng có thể được gắn trên bề mặt trần và tường, được sử dụng làm giá treo hoặc được lắp trực tiếp vào trần và hốc treo thông thường. Hiệu suất cao của nó kết hợp với mức tiêu thụ năng lượng thấp, tuổi thọ cao và thiết kế đẹp mắt làm cho nó trở thành lựa chọn tốt nhất cho mục đích chiếu sáng chung trong các tòa nhà văn phòng, cơ sở bán lẻ lớn, cơ sở giáo dục, chính phủ, cơ quan y tế và bệnh viện.
