Cách tiếp cận mới cho giải pháp chiếu sáng gián tiếp sử dụng LED tạo ra phân bố cường độ sáng có độ đồng đều cao

Vừa qua, nhóm nghiên cứu của TS. Dương Thị Giang và các cộng sự tại Viện Khoa học vật liệu đã công bố công trình khoa học đề xuất một cách tiếp cận khác biệt cho giải pháp chiếu sáng gián tiếp sử dụng LED tạo ra phân bố cường độ sáng có độ đồng đều cao. Đây là một phương pháp phân tích lý thuyết nhằm tạo ra tiêu chí để thiết kế các bộ đèn LED tích hợp thấu kính FO có đường cong phân bố cường độ sáng lý tưởng.

 

TS. Giang cùng nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình chiếu sáng là một căn phòng có chiều dài lớn hơn chiều rộng nhiều lần, theo đó trần (ceiling) được chiếu sáng bằng hai nguồn sáng LED có chiều dài bằng chiều dài của căn phòng. Với mô hình chiếu sáng này, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng không thể đạt được một hệ thống chiếu sáng gián tiếp có phân bố đồng đều khi sử dụng hai dãy đèn LED dài thông thường. Yêu cầu đề xuất một phương pháp thiết kế và tiếp cận lý thuyết hoàn toàn mới nhằm tạo ra một căn phòng có trần nhà được chiếu sáng đồng đều, trở thành nguồn sáng thứ cấp thân thiện với người sử dụng.

 

Để nhận được phân bố độ rọi hoàn toàn đồng đều trên trần khi chiếu bằng hai nguồn sáng dài từ hai phía đối diện, tất cả các nguồn sáng tạo ra phân bố độ rọi trên trần có dạng hàm Logistic đều thoả mãn điều kiện này.

Sơ đồ hệ thống chiếu sáng: (a) Hệ thống chiếu sáng với 2 nguồn sáng dạng mảng gắn ở hai bên tường và (b) mặt cắt nhìn từ phía vuông góc với nguồn sáng bên trái.  

 

Bằng phương pháp phân tích toán học, nhóm nghiên đã đưa ra công thức tổng quát cho bộ đèn LED để đạt được độ đồng đều tuyệt đối, dựa trên dạng hàm Logistic với các tốc độ biến đổi k khác nhau. Kết quả tính toán một số trường hợp từ k=1 đến k=5 cho thấy k càng lớn thì tốc độ biến đổi càng nhanh, vì vậy để thuận tiện cho việc thiết kế thấu kính FO nên lựa chọn giá trị k nhỏ. Một kết quả khác của phương pháp phân tích toán học trong công trình này là các dạng biểu đồ phân bố cường độ sáng theo góc của nguồn sáng LED tích hợp thấu kính với các tốc độ biến đổi k khác nhau. Các biểu độ phân bố cường độ sáng lý thuyết thu được này cho phép so sánh trực tiếp với các biểu đồ phân bố cường độ sáng đo được của các bộ đèn thực tế.

 

Kết quả này của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí IEEE Photonics Journal với hệ số ảnh hưởng IF (Impact Factor) = 2.627: An Alternative Approach for High Uniformity Distribution of Indoor Lighting LED, IEEE Photonics J. 12, 7100810 (2020).

 

Link: https://ieeexplore.ieee.org/document/9028243