Uzakdoğu ürünlerinin bir kısmının anormal düşüklükdeki fiyatları nedeniyle, bunları getiren ithalatçılar tarafından son kullanıcıya gizliden verilen, son kullanıcıdan da düzgün ürün veya komponent getirmeye veya üretmeye çalışan aydınlatma firmalarına dalga dalga geri yansıyan bir mesaj var son yıllarda: “CRI’mış, verimmiş, kimse bunlara bakmıyor; o da ışık, bu da ışık; önemli olan fiyat, gerisi hikaye”.

Sürekli tekrarlanan bu üstü kapalı mesaj, üreticileri ister istemez rakip olarak aşırı düşük kalitesiz, aşırı ucuz uzakdoğu ürünlerini rakip olarak görmeye, bu mesajı doğru kabul etmeye itiyor. Sonuç, yalnızca fiyat rekabetine dayalı ve herkese zararı olan bir kısır döngü ve hem satıcı hem de alıcı açısından pahalı “keşke”’ler oluyor. Böyle bir tehlikeli kısır döngünün içinden bir an önce çıkmak gerekiyor. Bunun da yolu önce kendimizi sonra da son kullanıcıyı durumun “o da ışık, bu da ışık” olmadığı konusunda bilgilendirmekten geçiyor. İnsanları kendi yaşam alanlarında kötü, sağlıksız, aslında işe yaramadığı için pahalı, kalitesiz aydınlatma ürünlerini, bir de üstüne para vererek kullanmaya mecbur olmadıkları, belli bir minimum kaliteyi talep etmeye hakları olduğu konusunda bilinçlendirmek şart.

Bu kısa yazıda kalite olgusunun yalnızca ışık kalitesi ile ilgili kısmına değineceğiz.

Işık “kalitesi” ile ilgili pek çok kavram ve hesap metodu mevcut. Hepsinin artıları ve eksileri var. Kullanılacak yere uygun optimum ışık kalitesine sahip kaynağı seçmek ise artan seçeneklerden dolayı giderek zorlaşıyor.

Burada anahtar konu “optimum” kaynağın seçimi. Paranın satın alabileceği en iyi ışık kaynağını kullanmanın her yerde gerekli ve anlamlı olamayacağının hepimiz farkındayız. Projelerin genellikle oldukça kısıtlı bütçeleri var. Dolayısıyla optimumun belirlenmesi projeye de bağlı bir süreç.

Burada aşağıdaki noktalarda dikkatli olmak gerektiğini düşünüyoruz:

  • Kalite gösteren metriklerin seçimi.
  • Beyaz performansı.
  • İddia edilen kalitenin şartları ve süresi.

Şimdi bunları sırayla ele alıp, elimizdeki sorunlara ve çözümlerine kısaca bir göz atalım:

Kalite gösteren metriklerin seçimi:

CRI (=Ra) değeri artık her ışık kaynağı için veriliyor. Ayrıca giderek yaygınlaşmaya başlayan taşınabilir spektrometrelerin en basit olanlarıyla bile elimizdeki ışık kaynağının (ya da armatürün) CRI değerini ölçmek son derece kolay. Çıplak LED verisine güvenmek yerine armatürün ölçümünü yapmak, difüzör gibi spektrum üzerindeki etkisini tam olarak önceden bilmenin zor olduğu malzemelerin davranışını da ortaya çıkardığı için önemli.

Ancak aydınlatmada ışık kaynağının kalitesinin tek göstergesi olarak CRI değerinin kullanılmasının yeterli olmadığını hatta yanıltıcı olduğunu artık hepimiz biliyoruz. Bu, LED’lerden önce de varolan bir sıkıntı ve pratikte çok önemli olan iki nedeni var. Hatırlayalım:

CRI hesabında kullanılan referans Munsell renk örnekleri (TCS1…TCS9) doygun olmayan renklerden seçili.

Yani CRI değeri gerçek hayatta sık karşılaştığımız doygun renkler için net ve doğrudan bir bilgi içermemekte.

Bunun sonucunda, sözgelimi, baskın şekilde yeşil renk ile tasarlanmış bir mekanı aydınlatmada kullanılacak ışık kaynağını, doygun yeşilde nasıl davrandığını bilemeden seçmek zorunda kalabilir ve yanlış seçim yapabiliriz.

Fotopik şartlarda bile gözlerimizin algılamada en duyarsız olduğu renk bölgesi bildiğimiz gibi kırmızı bölgedir. Bu nedenle ışık kaynaklarının kırmızı olarak algıladığımız spektrum bölgesindeki performansları büyük öneme sahip. CRI doygun kırmızı performansına ait R9 değerini içermediğinden bu açıdan da bir bilgi içermiyor. Mezopik şartlarda, örneğin loş bir restoranda bu durum daha da önem kazanmaktadır.

Not: CRI, R13 ve R15 değerlerini, yani insan cildine ait spesifik renk geriverim değerlerini de içermez. Bunun özellikle kozmetik ürünlerinin pazarlanmasında ve satışında zorluğa, satış sonrasında ise memnuniyetsizlik ve şikayetlere yol açacağını tahmin etmek zor değildir.

CRI değeri bir basit aritmetik ortalama.

Bu hesap şekli R1-R8 arası renk örneklerinin bazılarının oldukça düşük (hatta negatif) değerler alabilmesine karşın CRI değerinin yine de makul gözükebilmesine neden olur.

Örnek:

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 CRI (Ra)
Kaynak A 70 77 80 68 76 78 80 50 72,4
Kaynak B 94 93 97 81 33 97 89 -5 72,4

Yukarıdaki tabloda Kaynak B’nin R5 değeri çok düşük, R8 değeri ise negatiftir. Buna rağmen Kaynak A ve Kaynak B’nin CRI değerleri aynıdır.

Çözüm önerisi:

Yapılacak en basit şey R1.. R15 değerlerini ölçmek ve/veya üreticiden mutlaka R9 değerini talep etmektir. (CRI; R9) kombinasyonu pratikteki pek çok durum için yeterli bir fikir verecektir. R9 değerini sağlamaktan kaçınan bir üreticinin ürününü kullanırken iki defa düşünmek gerektiğini söyleyebiliriz.

Türkiye için herhangi bir bağlayıcılığı olmasa da, bize yol göstermesi açısından, CEC (California Energy Commission) tarafından önerilmekte olup muhtemelen 2016’dan itibaren California için bağlayıcı olacak değerlere bakabiliriz [1]:

CRI>=90;

R9>=50;

R1..R8 değerlerinin herbiri >= 75.

(Yukarıdaki değerlere uyulmasının pazar fizibilitesi açısından kısa vadede mümkün olamaması durumunda önerilen ara çözüm ise 2017 yılından itibaren

CRI>=85;

R9>=25;

R1..R8 >= 75.

kriterlerinin kullanılması, 2019’dan itibaren ise yukarıda daha önce belirtilen kriterlerin bağlayıcı olmasıdır).

Bu koşullara öncelikle MR16 tiplerin ve küçük çapa sahip dar demet açılı diğer LED lambaların uyması amaçlanmıştır.

İçinde bulunduğumuz 2015 yılı içinde bile LED teknolojisinin ticari anlamda gelmiş olduğu noktada yukarıda verilen minimum değerler çok agresif değildir ve makul maliyetlerle elde edilebilir.

Bu noktada yalnızca ışık kaynağının referans bir ışık kaynağına ne kadar “sadık” olduğunu ölçtüğümüzü unutmamak gereklidir.

Işık kaynağının ne kadar doygun, canlı ve algı olarak “tercih edilir” olduğunun ölçüsü ise GAI (Gamut Area Index) veya CQS (Colour Quality Scale) gibi modern kalite ölçüleridir. Giderek daha fazla üretici bu değerleri sağlamaya başlamıştır. Taşınabilir spektrometrelerin bir kısmı GAI ve CQS değerlerini de verebilmektedir. Özellikle renk kalitesinin önem taşıdığı üst segment showroomlar, müzeler, restoranlar, renk ayrımı yapılan mekanlar ve ideal durumda tüm iç mekan yaşam alanları için bu yeni metrikleri kullanmak faydalı olacaktır.

Yüksek kalitede ışık gerektiren uygulamalarda (aslında maliyetin karşılanabildiği tüm iç mekan uygulamalarda) tercih edilirlik ve sadakat kriterlerinin sağlanması için aşağıdakilerin birarada sağlanması tavsiye edilmektedir .

80 =< GAI <= 110;

CRI >= 80.

Bunun dışında genel bir kural olarak, spektrumu tüm görünür bölgeyi kapsayan ve ölü bant(lar) içermeyen LED’lerin kullanılması hedeflenmelidir.

Beyaz Performansı

 LED üreticileri tarafından ürünlerinin beyaz renk üzerinde gösterdiği performansın iyileştirilmesi için yoğun çaba harcanmaktadır. Araştırma ve deneyler insan gözünün beyaz algısı ile ilgili yeni olgular ortaya çıkarmaktadır.

Bu olgulardan biri, CCT değerlerinin üstünde yeraldığı Planck kara cisim eğrisinin, insan gözünün “beyaz” tercihini tam olarak yansıtmadığıdır: İnsan gözü için ideal “beyaz” algısını sağlayan ışık kaynaklarının renk koordinatları, yaklaşık 4000°K’den düşük CCT değerleri için, Planck eğrisinin tam üzerinde değil, bir miktar altında yer almaktadır [3]. Bu da, LED’lerin üretiminde bu yeni “Beyaz Eğrisi”’nin dikkate alınması gerektiğini göstermiştir ve çeşitli üreticiler ürün gamlarının belirli bölümlerini bu yeni Beyaz Eğrisi’ne uygun şekilde üretmeye başlamışlardır.

Bir başka olgu, beyaz objelerin “parlak ve canlı” olarak algılanabilmesi konusu ile ilgilidir. Bu durum, pek çok zincir ev eşyası mağazasının ve beyaz eşya bayisinin LED’ler ile ilgili ortak şikayetidir. Beyaz obje ve malzemelerin çoğu güneş ışığı veya halojen ışık altında parlak ve canlı gözükürken, son derece kaliteli LED’lerle bile genellikle aynı etki elde edilememektedir.

Bunun önemli bir nedeni, 1930’lardan beri sayısız beyaz malzemede (kumaşlar, plastikler, boyalar) kullanılan beyazlaştırıcı katkıların (whitening agents) ancak yakın UV dalgaboylarında aktive olması, UV ışımayı soğurup görünür bölgede mavi ışıma yaparak malzemenin beyaz algısını güçlendirmesidir. Bu katkılar örneğin halojen gibi klasik ışık kaynaklarının UV bileşenleri ile aktive olurken, mavi LED bazlı beyaz LED’ler ile aktive olmamaktadırlar.

Çözüm Önerisi:

Yukarıdaki aktivasyon etkisini açığa çıkarmak için yakın UV bölgesinde de (sağlığa zararlı olmadan) çok az bir miktar ışıma yapan LED’ler üretilmekte ve satılmaktadır. Özellikle beyaz renge vurgu yapılan uygulamalarda (gömlek ve çamaşır reyonları, gelinlik aydınlatması, beyaz eşya showroom’ları gibi) yukarıda belirtilen özelliklere sahip LED tiplerinin tercih edilmesi ürünlerin pazarlamasına katkı açısından yerinde olacaktır.

İddia edilen kalitenin şartları ve süresi

LED’lerin yukarıda sayılan renk performanslarının hangi şartlar altında ve ne süreyle geçerli olduğunun bilebilmek son derece önemlidir. Üreticiler genellikle lümen korunumuna odaklı ömür süresi beklentileri vermektedirler. Bu sözedilen ömür süresi gerçekçi bile olsa, bu sürede ürünün renk koordinatları, CCT, CRI, R9 gibi değerleri değişime uğramaktadır (kalıcı değişim). Ayrıca ürünün soğuk haldeki renk performansı ile belli süre çalıştıktan sonraki performansı arasında farklar bulunmaktadır (kullanım anındaki geçici değişim).

SDCM değerleri (MacAdam elipsleri) genellikle ürünün hayatının başlangıcındaki değerler için verilmektedir. Ürün kullanıldıkça toplam ışık akısı değeri azalırken, ürünün spektrumunun bileşenleri farklı oranlarda zayıflar ve dolayısıyla renk koordinatlarında kaymalar oluşur. Başlangıçta 3 SDCM olarak pazarlanan bir ürün, belli bir süre kullanımın sonunda 5 SDCM değerine çıkmış olabilir.

LED’lerin üzerinde kaplı olan fosfor tabakası genellikle birden fazla bileşenden meydana gelmektedir. Her bir fosfor bileşeni LED’in spektrumunun belli bir bölgesini oluşturmaya yaramaktadır. Farklı fosfor bileşenlerinin verimlerinin sıcaklığa bağlılıkları birbirlerinden çok farklı olabilmektedir. Bu da, kullanım sırasında LED ısındıkça spektrumun biçiminin farklılaşmasına dolayısıyla da renk koordinatlarının kaymasına neden olmaktadır. Bu iki husus, uygulamada hem anlık hem de uzun vadeli renk kalitesi değişimleri olarak kendini göstermekte ve gözle algılanır problemlere neden olabilmektedir.

Çözüm Önerisi:

Kullanım anındaki geçici renk kayması ile ilgili olarak ise, ürün teknik verileri genellikle (u’,v’) koordinat kaymalarını sıcaklığa bağlı olarak verilmektedir. IESNA LM-80 test metodu, sözettiğimiz uzun vadeli kalıcı renk kayması konusunda (yalnızca ışık kaynağı bazında da olsa) gerekli bilgileri vermektedir.

Önerilebileceğimiz şey, ürünleri seçerken LM-80 testlerinin yeterli süre ile yapılmış olmasına dikkat etmektir. Lümen korunumu ve renk koordinatı kaymaları ile ilgili TM-21 tahminlerinin de LM-80 testinin yapıldığı süre ile tutarlı olması gerekmektedir. TM-21 tahminlerinin anlamlı olduğu süre, LM-80 testinin süresinin 6 katını aşamaz. Yani LM-80 testi 7000 saat süre ile yapılmışsa, TM-21 tahminleri (tahmin edilen değer ne olursa olsun) en fazla 42,000 saat için verilebilir.

Bazı üst segment üreticiler, belli kullanım süresi ve kullanım şartları için, aynen lümen korunumu gibi, renk kayması için de üst sınır “garantisi” verebilmektedirler. Renk kalitesinin değişiminin bilinmesinin birincil önemde olduğu uygulamalarda bu tür ürünlerin tercih edilmesi kolaylık sağlayabilir. LM-80 test sonuçlarının ve TM-21 tahminlerinin bitmiş ürün için değil yalnızca ışık kaynağı için geçerli olduğunu burada tekrar vurgulamak gereklidir. Bitmiş ürün içindeki LED’(ler)in çalışma şartlarının LM-80 testindeki çalışma şartlarından daha kötü olmaması durumunda sözkonusu test sonuçlarının iyi bir yaklaşıklıkla bitmiş ürün için de geçerli olacağı söylenebilir.

LED seçiminde ve ürün tasarımında bu kısa ve uzun vadeli verileri ve verilerin geçerli olduğu şartları dikkate almak sahada neyle karşılacağımız konusunda belirsizlikleri ve sürprizleri önleyecektir.

 

Orhun Bıçakçı

Elektronik Yük. Müh.

 

 

Yorumlar

Yorum Mesajınız