№ соглашения 02.G25.31.0014
Проект
Разработка новых технологий освещения на основе динамически управляемых светодиодных систем для производства энергоэффективных источников белого света нового поколения.
Получатель
субсидии
ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника»
г. Санкт-Петербург
Головной
исполнитель
НИОКТР
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
г. Санкт-Петербург
Начало проекта
2013
Стадия проекта
Завершен
Отрасль
Электронная промышленность и микроэлектроника
О проекте

Цель

Обеспечение технологической возможности производства энергоэффективных светодиодных светильников с динамически управляемыми характеристиками — температурой цвета и потоком — для создания оптимальной световой среды для жизнедеятельности человека. Энергоэффективные качества светодиодной светотехники общеизвестны, однако с ее развитием появляются также новые возможности в создании световой среды обитания человека. Одна из них — программируемое управление цветовой температурой светильника для обеспечения освещения, специально подобранного для тех или иных задач. Востребованность подобных управляемых систем освещения определяется возможностью кардинально улучшить параметры эргономики искусственной световой среды, в которой люди проводят все больше времени: с одной стороны, можно приблизить ее к естественной среде, отвечающей биологической природе человека, а с другой — персонифицировать с учетом личных предпочтений человека, возраста и рода занятий. Основные потенциальные потребители разработанной продукции - образовательные учреждения, медицинские учреждения, выставки и музеи.

Уникальность

Основные уникальные качества и преимущества светодиодного светильника с возможностью динамического управления цветовой температурой и световым потоком:

  1. Имитация внутри помещений естественного, отвечающего биологическим циклам, освещения с плавным изменением цветовой температуры в течение дня от теплых тонов рассвета (1800-2500 К) к холодным - середины дня (4000-6000 К) и снова теплым - заката (2500-1800 К). Особо актуальна для получивших широкое распространение производственных и офисных помещений без окон, а также в высоких широтах, с дефицитом естественного света в зимний период. Практическая реализация может быть выполнена достаточно просто с задающим датчиком, помещенным снаружи или по соответствующему ПО, задающему требуемый режим изменения световых и цветовых характеристик во времени. Первые положительные результаты подобного освещения продемонстрированы для медицинских учреждений, школ, университетов в США, Канаде, Германии.
  2. Возможность создания специальных условий освещения для:
    • повышения работоспособности и концентрации внимания персонала, работающего при больших психофизических нагрузках (авиадиспетчеры, операторы центров управления, экипажи автономных объектов: подводные лодки, космические корабли и др.)
    • релаксации и снятия нервного напряжения у перечисленного выше персонала, а также людей, испытавших стрессовые нагрузки: военные, МЧС и др.
  3. Возможность обеспечивать наилучшее воспроизведение всей цветовой палитры живописи и создавать комфортную световую среду для восприятия предметов искусства.
  4. Медицинское осветительные системы для освещения операционных, диагностики, оптической микроскопии и фототерапии

В целом, динамически управляемые интеллектуальные светодиодные осветительные системы открывают широкие возможности персонализации освещения с учетом личных предпочтений человека, возраста, рода занятий и т.д. Специально подобранные условия освещения могут значительно улучшить общее самочувствие людей в течение всего дня, стабилизировать естественную циркадную ритмику «сон – бодрствование», улучшить познавательный и психоментальный статус.

Результаты на 31.12.2021

Светильники с возможностью динамического управления параметрами разработаны и созданы впервые. Отчасти в производстве используется модифицированный базовый конструктив (корпус) уже существующих светильников для внутреннего освещения. Но в дополнение к ним разработана новая конструкция светильника.

Светильник имеет специально разработанную оптическую систему, состоящую в общем случае из отражателя и рассеивателя для формирования заданного угла излучения и смешения цветов. Управляемость цветностью обеспечивается использованием «цветных» чипов с длинами волн излучения в диапазонах 585‑640 нм и 440‑560 нм. Соотношение интенсивностей отдельных компонент смеси, определяющих синтезируемый свет, задается с помощью широтно-импульсной модуляции соответствующих токов питания. Управление источником света осуществляется либо по Bluetooth от персонального компьютера с разработанным программным обеспечением, либо по радиоканалу передатчиком пульта дистанционного управления. Для управления светильником разработано специальное программное обеспечение, которое позволяет синтезировать до 10 млн. цветов и изменять общую интенсивность светового потока, частоты излучения, записывать в библиотеку и хранить в ней файлы соответствующих различным алгоритмам изменения во времени световых параметров. Разработанные светильники могут найти широкое применение в рамках реализации концепции «Умный дом».