светодиоды

Из Википедии :

Лампы накаливания гораздо менее эффективны, чем другие виды электрического освещения; лампы накаливания преобразуют менее 5% энергии, которую они используют, в видимый свет, а стандартные лампочки в среднем составляют около 2,2%. Оставшаяся энергия преобразуется в тепло. Световая отдача типичной лампы накаливания составляет 16 люмен на ватт по сравнению с 60 лм/Вт у компактной люминесцентной лампы или 150 лм/Вт у некоторых белых светодиодных ламп.

И если вы посетите другие ссылки на странице, у вас будет (обратите внимание, что для каждого типа есть несколько значений из-за технологических достижений и качества):

• Лампы накаливания : 10-13,4-16-17 лм/Вт. 750-1.000-2.500 часов.
  • Вольфрам: 12,6–14,5–17,5 лм/Вт.
  • Стекло галогенное: 16 лм/Вт.
  • Кварцевый галоген: 24 лм/Вт.
• Люминесцентная лампа : 50-60-100 лм/Вт. 9.000-20.000-30.000-40.000-90.000 часов.
• Компактная люминесцентная лампа : 50-60-70 лм/Вт. 6.000-15.000 часов.
• Металлогалогенная лампа : 75-100 лм/Вт. 6.000-15.000 часов.
• Натриевая лампа :
  • Натриевые лампы низкого давления : 100-206 лм/Вт. 18.000 часов.
  • Натриевые лампы высокого давления : 100-150 лм/Вт. 20.000 часов.
• Светодиодная лампа : 150-300 лм/Вт. 15.000 часов.

Из этого списка вы можете увидеть очень хороших кандидатов:

• Люминесцентные лампы (среднего света, но очень прочные);
• Натриевая лампа (выше среднего света и довольно прочная);
• И светодиодная лампа (очень светлая и немного менее прочная)

Однако можете ли вы угадать, какие плохие свойства есть у люминесцентных и натриевых ламп, которых нет у светодиодов? У них есть время прогрева:

• Люминесцентным лампам требуется всего несколько секунд для прогрева, но для включения им требуется внешнее устройство (стартер), и эти устройства требуют гораздо большего обслуживания, чем сама лампа. Кроме того, им нужно время «перезарядки» между каждым циклом, иначе они быстро теряют свой долгий срок службы.
• Натриевым лампам требуется почти 5 минут прогрева, а также они выделяют некоторое количество тепла.

Более того, обе лампы хрупкие и могут быть легко разбиты ударом или быстрым движением самого корабля.

Этих недостатков лишены светодиодные лампы. У них нет ни времени разогрева, ни времени восстановления. К тому же они не хрупкие. Они очень маленькие и дают много света. Из-за их размера вы можете хранить тысячи их вместе, и они не сломаются.

Цвет - большинство белый. Потом другие цвета.

На это ответить гораздо сложнее.

Если вы говорите об энергопотреблении:

Он должен быть красным.

Если вы говорите о психологии, вы можете прочитать это расследование на 134 страницах... Я не буду этого делать, поэтому я посмотрел в других местах.
Я совершенно уверен, что кто-то не согласится с этим описанием цветов, но это была моя лучшая попытка поиска в Интернете:

• Красный: увеличение частоты сердечных сокращений, артериального давления и частоты дыхания, мышечное напряжение, возбуждение и желание, даже чувство голода. Это может усилить агрессивные реакции и комфорт.
• Оранжевый: увеличивает отдых, подвижность, жизненную силу. Оцените дыхание и расслабьтесь. Может усилить чувство голода.
• Желтый: увеличение счастья и настроения. Увеличение зрения, умственной активности, творчества и обмена веществ. Слишком много желтого может легко разозлить людей.
• Зеленый: обладает успокаивающим действием и помогает спать спокойно. Снижение артериального давления, учащение пульса и стресс.
• Синий: снижение импульсивности. Сделайте вас более спокойным, тихим, умиротворенным и помогите проснуться. Повышают артериальное давление, снижают частоту сердечных сокращений и температуру тела, оказывают тонизирующее действие. Этот цвет может повысить производительность на рабочих местах.
• Фиолетовый: увеличение сопротивления мышц и тканей. Уменьшить грусть и страх, но это меланхоличный цвет (и неоднозначный).
• Белый: увеличивает счастье, ясность и создает ощущение чистоты. Кроме того, делайте места более широкими и светлыми, но также холодными и одинокими.

Я бы использовал разные цвета для разных типов комнат.
Я бы предложил в качестве цвета «по умолчанию» белый, потому что любой цвет (кроме белого) всегда затрудняет различение другого цвета. Кроме того, космические корабли маленькие, а белый цвет делает вещи шире и чище.

• Для спален я бы рекомендовал зеленый или синий, возможно, сочетание того и другого (мебель одного цвета и светильники другого). РЕДАКТИРОВАТЬ: Орфей в комментарии сказал, что кажется, что зеленый и синий могут вызывать проблемы со сном, потому что они также являются утренними цветами, даже они могут вызывать проблемы с сердцем. Поэтому я бы порекомендовал вместо этого такой цвет, как белый, потому что он не помогает спать, но делает вашу спальню/квартал больше и чище.
• Для проходов белый, потому что делает все больше и чище.
• Для обслуживания, починки или оповещения что-то белое, потому что оно делает зрение очень четким, а при ярком свете не дает уснуть.
• Для рабочих станций сине-белые, потому что они расслабляют и не дают заснуть. Может быть, синяя мебель/машины и белый свет, чтобы вы могли ясно видеть.
• Для ночного режима есть несколько вариантов:
  • Слабый теплый оранжевый цвет, потому что даже в малых количествах можно что-то увидеть и это напоминает рассвет на Земле, что психологически наводит на покой и сон.
  • Темно-красный из-за эффекта, о котором я расскажу ниже.
• Для ночной смены: синий, потому что он успокаивает и бодрит людей. Отсутствие синего вызывает сон.
• Для отказа красный, потому что в любой момент питание (и свет) может отключиться.
  Эффект Пуркинье гласит, что при слабом освещении наши глаза не могут легко различить красный цвет, но синий и зеленый, поэтому в условиях слабого освещения мы не можем видеть ярко-красный, а только ярко-синий и зеленый.
  Таким образом, в условиях низкой освещенности красный свет не будет ярким и не будет раздражать ваши глаза, поэтому вашим глазам будет легче адаптироваться к темноте. Более высокую четкость для нас, но меньшую нагрузку на наши глаза может обеспечить красный цвет, даже интенсивный.

Нечувствительность стержней к длинноволновому свету привела к использованию красных огней при определенных особых обстоятельствах — например, в диспетчерских подводных лодок, в исследовательских лабораториях, самолетах или при астрономии невооруженным глазом.
В условиях, когда желательно, чтобы были активны как фотопическая, так и скотопическая системы, решением является красный свет. Подводные лодки хорошо освещены, чтобы облегчить обзор работающим там членам экипажа, но диспетчерская должна быть освещена по-другому, чтобы члены экипажа могли читать приборные панели, но при этом оставаться в темноте. Используя красный свет или надев красные очки, колбочки могут получать достаточно света, чтобы обеспечить фотопическое зрение (а именно остроту зрения, необходимую для чтения). Палочки не насыщаются ярким красным светом, потому что не чувствительны к длинноволновому свету, поэтому члены экипажа остаются адаптированными к темноте. Точно так же в кабинах самолетов используются красные огни, поэтому пилоты могут читать свои приборы и карты, сохраняя при этом ночное зрение, чтобы видеть за пределами самолета.

@Joe bloggs прокомментировал, что лампы должны быть подключены к центральной системе, чтобы каждый мог, когда захочет, изменить цвет или интенсивность по своему вкусу. Свет можно изменить в диспетчерской, с помощью панелей управления в каждой комнате или просто с помощью приложения на вашем портативном устройстве. Очевидно, что светодиодные лампы, которые способны менять свой цвет, дороже обычных, потому что они состоят из 3-х светодиодов (красного, синего и зеленого), но я думаю, что преимущества в этом случае больше, чем стоимость.

Наконец, @user71659 предположил в комментарии, что светодиоды уязвимы для радиации и повреждения высокоэнергетическими частицами, но я не думаю, что это будет проблемой, потому что корабль с экипажем уже должен быть защищен от радиации, иначе люди могут заболеть. Кроме того, в будущем, возможно, можно будет сделать более устойчивую светодиодную технологию.

Ну, как я уже сказал, вполне вероятно, что я получу комментарии!

Человеческое зрение при нормальном уровне освещенности (скажем, при безоблачном дневном свете) может воспринимать и обрабатывать очень широкий спектр цветов и контрастов. Однако там, где контраст важнее цвета, мы полагаемся на эффект Пуркинье .

Эффект Пуркинье (иногда называемый сдвигом Пуркинье) представляет собой тенденцию пиковой светочувствительности человеческого глаза смещаться в сторону синего конца цветового спектра при низких уровнях освещенности в рамках адаптации к темноте. Эффект назван в честь чешского анатома Яна Евангелисты Пуркине.

Этот эффект вносит разницу в цветовой контраст при разных уровнях освещения. Например, при ярком солнечном свете цветы герани кажутся ярко-красными на фоне тускло-зеленых листьев или соседних синих цветов, но в той же сцене в сумерках контраст обратный: красные лепестки кажутся темно-красными или черными. а листья и голубые лепестки кажутся относительно яркими.

Чувствительность к свету при скотопическом зрении зависит от длины волны, хотя восприятие в основном черно-белое. Сдвиг Пуркинье представляет собой соотношение между максимумом поглощения родопсина, достигающим максимума около 500 нм, и опсинами в длинноволновых и средневолновых колбочках, которые преобладают при фотопическом зрении, около 555 нм.

Подождите... это сказало синий, почему подводные лодки/авиалинии/и т.д. используют красный цвет?

Цель — низкий уровень стресса/высокая ясность. Это означает снижение уровня освещенности, что смещает зрение в сторону синего (коротковолновые цвета). Но нам нужно это компенсировать, поэтому мы используем красный свет (длинноволновые цвета). Это снижает напряжение, сохраняя при этом ясность. Из того же источника:

В условиях, когда желательно, чтобы были активны как фотопическая, так и скотопическая системы, решением является красный свет. Подводные лодки хорошо освещены, чтобы облегчить обзор работающим там членам экипажа, но диспетчерская должна быть освещена по-другому, чтобы члены экипажа могли читать приборные панели, но при этом оставаться в темноте. Используя красный свет или надев красные очки, колбочки могут получать достаточно света, чтобы обеспечить фотопическое зрение (а именно остроту зрения, необходимую для чтения). Палочки не насыщаются ярким красным светом, потому что не чувствительны к длинноволновому свету, поэтому члены экипажа остаются адаптированными к темноте. Точно так же в кабинах самолетов используются красные огни, поэтому пилоты могут читать свои приборы и карты, сохраняя при этом ночное зрение, чтобы видеть за пределами самолета.

Но когда я смотрю «Звездный путь», свет синий и яркий, что дает?

Как правило, синего света избегают, потому что он вызывает проблемы со сном . Тем не менее, синий свет будет использоваться для освещения под водой , потому что он намного лучше пропускает под водой, чем красный . Поэтому в тех случаях, когда людям нужно увидеть (например) дно океана через окно и свои инструменты, они иногда используют тусклый синий свет, чтобы увидеть и то, и другое.

Но объясняет ли это «Звездный путь»?

Неа! Голливуд использует освещение для драматического эффекта. Это не имеет абсолютно ничего общего с реальностью. Они знают, что красный и синий свет часто используются в «боевых» ситуациях, поэтому они будут использовать смену освещения, чтобы создать эмоциональный эффект при смене сцен (опасно, Уилл Робинсон!). Для них важен не цвет, а изменение цвета. Если они используют красный цвет, то только из-за того, что он узнаваем как цвет «боевого режима». Но вы увидите и других.

Плохой ответ для современных космических кораблей, которые действительно летают. Что касается футуристических вещей, то здесь нет предела.

В этой презентации НАСА есть ответы на все вопросы о том, что используется на МКС.

В настоящее время для внутреннего освещения используются экранированные от электромагнитных помех люминесцентные лампы с исправленной цветовой температурой 4500K.

Вообще говоря, в этом случае при проектировании компонентов космического корабля основное внимание уделяется надежности, весу и потребляемой мощности. Лампы накаливания имеют относительно хрупкую нить накала, что делает их не такими устойчивыми к интенсивным нагрузкам, возникающим при взлете. Они также имеют относительно низкий срок службы по сравнению со светодиодами или люминесцентными лампами, что означает, что вам нужно будет тащить больше их с собой для каждого профиля миссии.

НАСА изучает светодиоды и планирует доставить их на космическую станцию.

Освещение, о котором вы говорите, непрактично, скажем, для пресс-фото или, может быть, для повседневной работы, но МКС создана для проведения исследований, и если задача требует мягкого синего света, она вполне может быть освещена таким образом в любой момент времени.

Ночью МКС действительно светится зеленым тоном.

светодиоды

В настоящее время светодиоды являются наиболее энергоэффективной доступной системой освещения. Возможно, появятся лучшие вещи, но причина, по которой вы читаете о люминесцентных лампочках в старых романах, заключается в том, что они были наиболее эффективными в то время, когда был написан рассказ .

Подождите, у нас есть синтез/варп/антиматерия/и т.д. привод, почему энергопотребление имеет значение? Это не имеет большого значения, когда вы находитесь в варп-двигателе и все системы работают на 100%. Но когда ваше варп-ядро перегружено и отключено, ваши импульсные двигатели повреждены вражеским огнем, а ваши щиты отключены, вы НЕ хотите использовать больше энергии, чем это абсолютно необходимо для освещения.

Светодиоды также более долговечны, чем лампы накаливания и люминесцентные лампы. Некоторые светодиоды имеют стеклянные крышки, но это часто делается для совместимости с внешним видом и / или форм-фактором или более старыми типами ламп. Но светодиоды сами по себе являются твердотельными устройствами и не должны находиться в вакууме или какой-либо специальной газовой смеси. Это делает их более долговечными, чем другие типы освещения, что важно, когда вы попадаете под фазеры.

Кроме того, светодиоды могут быть многоцветными и диммируемыми (обычно с помощью ШИМ, но это не имеет значения для вашей истории). Это позволяет:

Время сна и бодрствования

Затемнение и, возможно, некоторые цветовые вариации отлично подходят для сна на кораблях. Преимущество светодиодов в том, что вы можете сделать все это с помощью одного набора светильников и отрегулировать их электронным способом. Аварийная ситуация - мгновенно включите все на полную яркость!

Белый, чаще всего

В большинстве случаев вам нужен яркий белый свет для лучшей видимости при чтении и работе. Любой небелый цвет обычно делает некоторые другие цвета трудноразличимыми. Раньше в темных комнатах использовался красный свет, потому что обычная пленка была менее чувствительна к красному свету. Но для обычного использования белый свет в каком-то варианте (холодный, теплый или «солнечный свет») определенно лучше, чем синий, зеленый или красный.

Однако есть некоторые исключения. В дополнение к отличным театральным эффектам, переход на красный цвет для «красной тревоги» имеет большой смысл. Низкий красный свет — достаточно, чтобы безопасно добраться до своих боевых постов — это все, что вам нужно. Отдельные консоли будут подсвечиваться по мере необходимости, но поддержание относительно низкого общего уровня освещения может на самом деле помочь команде сосредоточиться на своих задачах, а не оглядываться на всех остальных.

Светлый цвет влияет не только на настроение, но и на остроту зрения. Я использую мягкий белый свет (вероятно, 2700К) дома, но 6500К в магазине и наружном освещении. Свет 6500K раскрывает гораздо больше деталей при той же мощности, особенно при слабом освещении. То есть, если вы хотите увидеть плавающую шестигранную гайку до того, как она ударит вас по голове, лучше использовать более горячие цвета освещения.

Что касается цветов цветового круга, я думаю, что рабочие и жилые помещения будут иметь разную окраску. Но люди странно относятся к этим вещам. Если я правильно помню, было проведено исследование цвета, чтобы найти НАИМЕНЕЕ видимый цвет для F119 Stealth Fighter. Оказывается, это был не черный. Но летчики-истребители «не летают на самолетах пастельных тонов». была достаточно веская причина, чтобы покрасить его в черный цвет.

Товарная стоимость пигментов в космосе была бы довольно высокой, и важным фактором была бы безопасность. Вы наверняка не захотите ничего, что может расколоться, отслаиваться или капать. Я ожидаю, что на большом корабле окраска будет производиться в виде скрученных лент различной ширины, которые могут быть реквизированы магазином для каждого члена экипажа. Так что, вероятно, раскрашивание в основном будет связано с рамками изображения и тому подобным. Некоторые внутренние помещения могут действительно выглядеть как стена с картинами в ресторане или детском саду. Полная мешанина из мелочей, чтобы люди могли идентифицировать себя и чувствовать, что их ценят. Что касается декоративного освещения, вероятно, живая и рабочая частота света будет доступна во всех помещениях, возможно, с голосовой командой для переключения между ними. Добавление причудливых круизных цветов, вероятно, было бы чрезмерной роскошью.

Я не думаю, что выбор цвета с помощью статистических моделей — лучшая идея. Люди, которые сходят с ума, как правило, будут исключением. Таким образом, речь идет не о том, чтобы найти один «лучший» цвет для всех, а о том, чтобы найти экономичный способ безопасного удовлетворения потребностей всех членов экипажа.

Вам бы очень хотелось , чтобы на вашем космическом корабле было полноспектральное освещение или лампы дневного света , особенно если он предназначен для крупномасштабного или долгосрочного использования. У вас могут быть люди, которым нужны другие виды освещения в определенных местах или альтернативное освещение для определенных сценариев, но по умолчанию будет много освещения полного спектра.

Люди хорошо приспособлены к солнечному свету и не только к зрению — посмотрите на лайтбоксы , доступные для лечения сезонного аффективного расстройства (САР) или использования фитотерапии для лечения депрессии. Он также используется для регулирования циклов сна при нарушениях. Не говоря уже о пользе солнечного света для здоровья при выработке витамина D, синтезе мелатонина и некоторых кожных заболеваниях, таких как псориаз.

Вы также, вероятно, найдете свет полного спектра полезным для производства продуктов питания — свет для выращивания растений , для гидропоники и т. д. Не говоря уже о том, что наличие чего-то вроде солнечного света вполне может иметь чисто психологический эффект (в дополнение к физическим эффектам).

Вполне возможно, что освещение полного спектра будет доступно только в отдельных областях для тех конкретных целей в области здравоохранения, но столь же вероятно, что освещение полного спектра будет найдено в местах общего пользования, чтобы наилучшим образом обеспечить достаточное воздействие для большинства людей. И к тому времени, когда космические корабли станут обычным явлением, могут появиться другие причины (известные или предполагаемые), которые поощряют доступ к солнечному освещению.

Таким образом, другие ответы в значительной степени хорошо освещают этот тип лампочки.

Однако на вопрос о цвете ответ НАСА прост: он разный. Как отмечалось в других ответах, разные частоты света по-разному влияют на людей, и в зависимости от желаемого эффекта мы хотим изменить освещение.

На МКС они используют синий свет для стимуляции астронавтов и имитации дневного времени, белый свет для перехода и красный свет для сна.

Я сомневаюсь, что люди когда-либо будут находиться на космических кораблях — за исключением, возможно, случайных экспонатов, устраиваемых в целях пиара — так что, вероятно, свет не нужен.