FotonMag

Od vynálezu žárovky prošla osvětlovací technika obrovským vývojem. Revoluční změnou bylo především masové rozšíření LED, kterého jsme svědky již od začátku 21. století. Ve výhledu je nyní nová zásadní revoluce – využití umělé inteligence (AI) v ovládání velkých světelných systémů. Slibuje především vyšší úspornost energie i efektivnější využití lidské práce.

Centrální světelné ovládací systémy (lighting control system) mohou ovládat vše možné od venkovního osvětlení přes velké průmyslové haly až po jevištní osvětlení. Dnes už jsou většinou digitální a umožňují primárně plánovat zhasínání, stmívání a vypínání světel v závislosti na předem nastavených časech. Pokročilejí sytémy zahrnují i různé druhy senzorů. Aplikování standardizovaných digitálních kontrolních protokolů jako je DALI-2 D4i pak může poskytnout podpůrný rámec pro přidání umělé inteligence do těchto světelných ovládacích systémů.

Narozdíl od stávajících světelných systémů může AI poskytnout více možností, než je pouhé ovládání světel podle naplánovaných časů. Systémy AI mohou analyzovat obrovské množství dat v reálném čase a uzpůsobovat světelné nastavení v závislosti na obsazenost místností lidmi i na energetické spotřebě. Mnohou tak například mnohem lépe reagovat na časté změny ve využívání prostorů a světel.

Další změnu může AI přinést především v údržbě komplexních světelných systémů. Zatímco u stávajících systémů je třeba mnoho manuálních zásahů, zpravidla při poruchách nebo pravidelných prohlídkách, AI může předvídat potřebnou údržbu nebo náhradu přesně tehdy, kdy to je potřeba, zejména pak u LED driverů (napájecí zdroje konstantního proudu pro LED světla). To může šetřit náklady z hlediska redukce nečekaných poruch, lidské práce potřebné na údržbu a také zvýšením životnosti komponent efektivnějším řízením napájení.

Nicméně, použití AI pro světelné ovládací systémy se podle stávajících názorů vyplatí spíše jen pro skutečně veliké a komplexní světelné systémy. V menších systémech mohou zcela dostačovat stávající ovladače, ačkoli s rozvojem virtuálních asistentů by se něco takového mohlo dostat třeba i do domácností.

Zdroj: ledsmagazine.com

Foto: [1] ledsmagazine.com, [2] Nevada Sales Agency, [3] New Buildings Institute

Rozvoj technologií LED v posledním desetiletí umožnil nejen pěstování plodin v interiéru (hortikultura), momentálně už slouží i na rybích farmách (akvakultura). Nový vývoj v oblasti akvakulturních LED nyní ohlásila nizozemská společnost Signify, která mimo jiné produkuje osvětlení pod značkou Philips. Podle Signify má osvětlení velký význam pro zvýšení produkce i prosperity chovaných ryb, jako je losos, okoun či pražma.

Podobně jako rostliny pěstované uvnitř vyžadují velice specifické světelné podmínky, nejinak je tomu i rybích farem, ať už se nachází na pevnině nebo na moři. Zatímco plodiny vyžadují především správný poměr červené složky světelného spektra, u akvakultury je zase třeba myslet na specifické podmínky šíření světla pod vodou, na citlivost rybího zraku a na působení světla na rybí fotoreceptory šišinky mozkové, které ovlivňují jejich aktivitu. Signify při vývoji akvakulturních LED technologií spolupracuje s univerzitami (Stirling University, Bergen university) a financuje doktorandské a postdoktorandské programy.

Nové akvakulturní LED osvětlení Philips tak slibuje díky optimalizovanému kontrastnímu poměru zejména nižší poměr konverze krmiva na výsledné maso (tzv. feed conversion ratio). Rybí krmivo pokryje až 50 % provozních nákladů a čím nižší je tento poměr, tím lépe pro chovatele. Osvětlení má také pomalý náběh rozsvícení i stmívání, což má redukovat stres ryb. Losos je také za pomocí umělého osvětlení udržován v kontinuálním stavu léta, aby se zabránilo tření a zachovala se chuť a textura typická pro fázi růstu.

Obzvláště u mořského chovu ryb se světla instalují do hloubky přes 5 metrů pod hladinou. To má za následek, že ryby plavou spíše v nižších hloubkách a vyhýbají se tak těm úrovním, kde se nachází rybí parazité. U norského lososa chovaného na farmách přitom stojí „odvšivení“ ryb až 10 % provozních nákladů. A nakonec, instalace světel do větších hloubek také redukuje světelné znečištění.

Zdroj: ledinside.com

Už několik let se vedou četné diskuze o vývoji autonomních vozidel. Existuje mnoho příznivců i odpůrců tohoto směru vývoje, přesto začíná být jasné, že od otázky „zdali“ se přesouváme k otázce „kdy“. Hlavním technickým problémem jsou zejména vysoké bezpečnostní nároky na autonomní vozidla, přičemž podstatnou roli v tomto ohledu bude hrát technologie senzorů LiDAR. Jakým způsobem?

Princip senzorů LiDAR je v základě jednoduchý. Optická jednotka vystřelí krátký pulz světa, který se od pevného povrchu odrazí zpět do zařízení, kde jej zachytí senzory. Podle doby, za jak dlouho se pulz vrátí, počítač vyhodnotí vzdálenost bodu. Tímto způsobem může jednotka LiDAR vyhodnotit až miliony bodů za sekundu, čímž dokáže vytvořit poměrně věrný 3D obraz okolí.

Od autonomních aut bude legislativa požadovat bezpečnost, přesnost a zodpovědnost za všech situací. Nestačí autu jen naplánovat cestu, vozidlo musí hbitě reagovat na chování ostatních účastníků silničního provozu a správně vyhodnocovat rozličné situace. Třeba i gesta cyklistů, přebíhání chodců přes silnici nebo nepředvídatelné chování neukázněných řidičů. Autonomní auto musí co nejlépe „vnímat“ své okolí, a právě senzory LiDAR budou v mnoha ohledech nepostradatelné.

Senzory LiDAR vytvářejí mnohem přesnější a komplexnější obraz než radary, nabízí lepší dosah než sonary, a nakonec nejsou tolik háklivé na světelné podmínky a rozmary počasí jako kamery. V reálném čase vytvářejí tzv. mračna bodů ve vysokém rozlišení. Představují zkrátka jeden z nejlepších strojových “smyslů”, jaké nyní máme k dispozici. Nejde zde ale o to, že LiDAR tyto jiné snímací technologie nutně zcela nahradí a zastoupí, spíše je může velmi dobře doplňovat.

Zdroj: ledinside.com

Foto: [1] Dllu; [2] RCraig09; [3] Daniel L. Lu

Zejména v souvislosti s pandemií COVID-19 se na začátku tohoto desetiletí rozmohl trend všelijakých technologických vychytávek, které mají omezit šíření patogenů. Velkou roli v tom hrají i LED technologie, ať už například v senzorech LiDAR hlídajících rozestupy nebo v dezinfekci veřejných prostorů ultrafialovým zářením UV-C. Hned několik společností se zaměřilo i na dveřní kliky, které jsou jedním z nejčastějších přenašečů patogenů, obzvláště v nemocnicích.

Mnohé vývojářské firmy vyřešily tento problém tak, že navrhly vnější zařízení s dezinfekčními UV-C LED, které se přimontuje na dveře poblíž kliky. Tu pak zpravidla automaticky ozáří vždy po jejím použití. Menší firma Polarity Medical technology na to šla z opačného konce a navrhla průhlednou kliku SafeTOUCH s ultrafialovými LED zabudovanými přímo uvnitř.

Ačkoli se nové kliky ještě nedostaly naplno na trh, CEO firmy Tom Chi už v rozhovoru pro LEDsMagazine specifikoval některé její parametry. Menší množství UV-C diod v klice by mělo zničit patogeny do 3 až 6 sekund. Povrch průsvitné kliky je navržen tak, aby ultrafialové záření nebezpečné pro člověka zůstalo co nejblíž povrchu kliky a nevyzařovalo do prostoru. Infračervené senzory navíc zajišťují, aby klika nezářila, pokud se k ní zrovna někdo přiblíží. Zdroj energie je řešen pomocí akumulátoru zabudovaného do snímatelného tělesa pod klikou, případně skrze stálý 9V zdroj. Součástí kliky může být i odnímatelný modul pro dezinfekci vzduchu v okolí dveří.

V současnosti je naplánována instalace klik SafeTOUCH do dvou nemocnic v Nizozemsku, také se čeká na schválení některých patentů. Na poslední kvartál roku 2023 už firma plánuje masovější rozšíření. Kromě nemocnic se samozřejmě nabízí využití dezinfekčních klik do všech typů sdílených prostor, ať už jsou to veřejné toalety, korporátní kanceláře nebo třeba hotely.

Zdroje: ledsmagazine.com

Senzory LiDAR začínají už nyní hrát velkou roli v digitalizaci průmyslu, vytváření 3D modelů prostoru i v řízení autonomních vozidlech. Zajímavé uplatnění tato technologie nalezla i v době pandemie COVID-19, kdy senzory dokázaly hlídat dodržování předepsaných rozestupů. O něco podobného teď nově šlo i na obřím hudebním festivalu Rock am Ring, kde senzory LiDAR zajišťovaly pojistku proti umačkání lidí.

Německý Rock am Ring konaný na začátku června je jedním z největších festivalů na světě, letos jej navštívilo 90 000 návštěvníků. Když se dá taková masa rockových fanoušků do pohybu, jde už o potenciálně nebezpečnou situaci. Jsou známy případy festivalů, kde takto došlo ke smrti fanoušků následkem udušení. A právě zde může technologie LiDAR pomoci s prevencí rizik.

V letošním ročníku bylo před hlavní stage strategicky rozmístěno šest senzorů LiDAR od firmy Blickfeld. Ty kontinuálně snímaly 3D scan zalidněného prostoru, přičemž analytický software od společnosti EvoCount vyhodnocoval data. Pokud se na některých místech nashromáždil příliš velký dav lidí, systém dal upozornění pořadatelům, kteří se mohli rozhodnout pro patřičná opatření.

Letos se do jisté míry jednalo o zkušební projekt, v příštím ročníku 2024 již pořadatelé chtějí tento systém zavést v celém areálu festivalu. Nutno doplnit, že použitá technologie nijak neslouží ke sledování jednotlivců ani neporušuje zásady soukromí. Senzory LiDAR už z principu své funkce nemají schopnost jednotlivce rozpoznat. Pouze anonymně zaznamenávají proudění lidí a jejich hustotu na metr čtvereční.

Zdroje: ledinside.com, blickfeld.com

SunLike LED je technologie vyvíjená společností Seoul Semiconductor, která si klade za cíl co nejvěrněji napodobit přirozené denní světlo. Poprvé se přední výrobce LED veřejně vytasil se SunLike technologií roku 2017 a od té doby už jsou tato „sluneční světla“ běžně dostupné na trhu pro domácnosti, kanceláře i veřejné prostory. Nově teď tuto technologii aplikoval i švédský výrobce aut Volvo.

Volvo využilo SunLike LED osvětlení ve svém novém plně elektrickém SUV Volvo EX90. Tyto LED mají v interiéru auta doplňovat denní světlo procházející panoramatickou střechou a okny, dále pak osvětlují i zadní kufr, dveřní kapsy a podlahu.

Kromě čistě designové motivace skandinávských návrhářů, kdy plnospektrální osvětlení působí mnohem příjemněji a poskytuje přirozenější barvy, je zde podle vyjádření Volva i snaha redukovat namáhání očí a bolesti hlavy. To totiž bývá problém u LED s vysokým podílem modrého spektra a nepříjemným poblikáváním. Podle studií, které Seoul Semiconductor vypracoval společně se dvěma univerzitami, SunLike osvětlení slibuje příznivější vliv na naši pozornost, produktivitu i zdraví zraku v porovnání s běžnými LED.

Zdroje: ledinside.com, seoulsemicon.com

Ohebné displeje rozhodně nejsou nic nového pod sluncem. Podíváme-li se hluboko do jejich historie, pak první ohebné „e-papíry“ byly vynalezeny již roku 1974. Ohebné displeje sestavené z LED se začaly objevovat na začátku našeho století, před deseti lety přišly na trh první skládací smartphony, a dokonce už se objevily i první pružné displeje s microLED a vysokým rozlišením.

Výzkumníci z korejského institutu KIMM teď posunuli technologii ohebných LED displejů ještě o krok dál. Jejich nový „meta-displej“, jak novou technologii nazvali, totiž můžete nejen ohnout, ale specifickým způsobem i rovnoměrně roztáhnout do stran a tedy zvětšit. A to až o 24,5 % bez degradace obrazu. Využili při tom tzv. mechanické metamateriály, které částečně čerpají inspiraci z tradičního japonského umění kirigami (v podstatě origami s nůžkami).

Představte si, že máte na kusu elastické gumy – tedy na zcela obyčejném materiálu – natištěný obrázek. Co se stane, když jej uchopíte za dvě protilehlé strany a roztáhnete? Obrázek se uprostřed přirozeně smrskne, deformuje. Oproti tomu nový meta-displej se zachová proti běžnému očekávání jinak. Díky použití metamateriálů s auxetickými vlastnostmi se tento meta-displej roztáhne rovnoměrně po celé své ploše do všech čtyř stran. Díky tomu také nedojde k promáčknutí povrchu meta-displeje, pokud bude položen na nerovnoměrný povrch.

Výzkumníci z korejského institutu zatím vytvořili první microLED meta-displej s úhlopříčkou 3 palce. O svém zajímavém počinu informovali v recenzovaném časopise Advanced Functional Materials. Další kroky povedou podle člena týmu Dr. Bongkyuna Janga k zavedení této technologie do praxe. Kromě využití do mobilů a podobných elektronických zařízení může ohebný meta-displej najít potenciální využití také v medicíně a kosmetice.

Zdroje: azooptics.com, onlinelibrary.wiley.com

Vědcům z prestižního výzkumného centra SMART (Singapore-MIT Alliance for Research and Technology) se podařilo vytvořit dosud nejmenší křemíkovou LED na světě. Její šířka je menší než jeden mikrometr, přitom ale dokáže vyzařovat více světla než dosavadní křemíkové světelné diody značně větších rozměrů.

Nejde přitom jen o nějakou vědeckou kuriozitu s minimálním praktickým užitkem. V blízké budoucnosti by tato přelomová technologie mohla vstoupit i do našich běžných životů ve velmi zajímavé podobě. Například má potenciál technologicky umožnit, aby se kamery našich smartphonů proměnily v mikroskopy schopné zachytit objekty o velikosti jednotek či nižších desítek mikrometrů – tedy na úrovni bakterií či lidských tělesných buněk. Podle vyjádření vědců by stačilo doplnit již existující smartphony pouze o tuto novou LED a nějaký velmi chytrý software.

Výzkumníci toto zajímavé využití už experimentálně vyzkoušeli a s výsledky se pochlubili v recenzovaném časopise Nature Communications. Jedná se o technologii tzv. digitální holografické mikroskopie, která se obejde bez běžných čoček. Pomocí této nové miniaturní LED vědci nasvítili vzorek (latexové kuličky o průměru 20 μm) a zaznamenali jej pomocí miniaturní CMOS kamery o velikosti 1,76 cm x 1,33 cm. Tak vznikl holografický záznam vzorku, který následně bylo nutné rekonstruovat pomocí vysoce komplexního algoritmu s využitím umělé inteligence. Výsledný obraz této metody má natolik vysoké rozlišení, že výrazně předčí klasické mikroskopy s optickými čočkami.

Obrovský potenciál nové micro-LED se pak nabízí zejména v medicíně, kde umožní posun v oblasti zobrazovacích metod nebo miniaturních implantátů.

Zdroje: hackster.io, newatlas.com

Určitě tu situaci dobře znáte. Jdete rušným městem a zastavíte se na přechodu pro chodce bez semaforu. Kouknete vpravo, nic nejede, kouknete vlevo, zpoza zatáčky zrovna vyjíždí velké SUV. Nějakou chvíli pozorujete, zda vás řidič zaregistroval a už zpomaluje, nebo jestli vás bude víceméně ignorovat. Pro jistotu čekáte, dokud není auto natolik blízko, abyste za předním sklem spatřili řidiče a jeho případné gesto. Špatné vyhodnocení situace může vést k vážné nehodě, přičemž obzvláště riziková jsou v tomto ohledu velká SUV.

Škoda Auto teď přišla s neotřelým nápadem, jak silniční bezpečnost do budoucna zlepšit. Momentálně testuje prototyp speciálního zařízení na svém elektrickém modelu Enyaq iV. Tohle SUV od Škody má v běžné verzi obyčejnou masku chladiče z plastu, který mohou zákazníci za příplatek nahradit designovou maskou Crystal Face, která má elegantní podsvícení. Nově ale vývojáři ze Škody zkoušejí pilotní projekt, ve kterém originální masku nahradili speciálním LED displejem.

Pokud Enyaq iV začne zpomalovat před přechodem, na předním LED displeji se automaticky rozehrají piktogramy v zelených barvách. Konečná podoba symbolů se prozatím testuje, většinou ale mají podobu zeleného panáčka a šipek. Pokud program naopak vyhodnotí, že auto nezastaví, zobrazí se na displeji výstražné červené trojúhelníky či křížky. Řidič zároveň na vnitřní obrazovce automobilu může vidět, co LED displej zrovna chodcům ukazuje.

Zdroje: topgear.com, autodaily.com.au

Led osvětlení skrývá v automobilovém průmyslu mnoho benefitů, nabízí vyšší účinnost a pomáhá snížit spotřebu paliva nebo elektrické energie vozidla. Poskytuje mnohem delší, téměř neomezenou provozní životnost, a tak snižuje náklady na výměnu či riziko jízdy s vadným světlem. Nabízí flexibilitu pro odlišnost designu značek a výrobci automobilů mohou pomocí světlometů vytvořit jedinečný styl, který odráží charakter vozidla. U některých značek a typů vozidel ovšem stále drží svoji pozici zastaralá halogenové svítidla, díky svým dlouhodobým výrobním úsporám z rozsahu.

Tento stav by však mohlo změnit uvedení nových, hyper účinných automobilových LED, řady OSLON® Black Flat X od ams OSRAM. Tato nová LED dosahuje ještě vyšší úrovně výkonu světelného toku a účinnosti než dřívější produkty OSLON Black Flat. To umožňuje automobilovým výrobcům tak podstatně snížit množství potřebného materiálu a počet součástí v přední osvětlovací jednotce, že náklady na světlomet na bázi LED se stanou konkurenceschopnými s cenou běžné halogenové jednotky.

Každý čip OSLON Black Flat X LED produkuje 460 lm při proudu 1 A. Vyšší světelný tok je kombinován s vyšší světelnou účinností, spotřeba energie je pouhých 3,2 W při produkci světelného toku 460 lm. OSLON Black Flat X je k dispozici v 1 až 5 čipových variantách, všechny jsou umístěny v kompaktních balíčcích pro povrchovou montáž. Například jednočipový OSLON Black Flat X je dodáván v černém plochém balení o rozměrech pouhých 3,75 mm x 3,75 mm.

Zdroj: ledinside.com