Tudo sobre SDCM para fitas de LED

No mundo dinâmico e sempre inovador da iluminação LED, satisfazer as exigências dos clientes em termos de consistência da cor tornou-se um aspeto essencial. O desvio padrão da correspondência de cores (SDCM) é uma métrica fundamental que desempenha um papel crítico na garantia da uniformidade da temperatura da cor nas soluções de iluminação LED.

Imagine colocar duas luzes LED de tonalidades diferentes lado a lado - esta cor de luz inconsistente parecer-lhe-ia estranha e visualmente desconfortável? Para evitar tais falhas na iluminação LED, é importante considerar o SDCM. Este mede a consistência das cores da luz e assegura uma saída de luz uniforme e sem falhas. Neste artigo, analisamos todas as informações sobre SDCM para tiras de LED e escolhemos a tira de LED certa para o seu projeto.

O que é o SDCM?

SDCM significa "Standard Deviation of Color Matching" (desvio padrão da correspondência de cores). SDCM é a unidade oficial utilizada na iluminação LED para descrever o desvio da cor da luz em relação à elipse de McAdam para descrever a precisão da correspondência de cores de uma fonte de luz. A elipse de McDonald's mostra o quanto a iluminação LED da mesma família de produtos se desvia da norma em termos de consistência de cor.

A Elipse de McAdam foi inventada pelo cientista David McAdam. As medições de McAdam mostram que todos os fósforos feitos pelo observador caem dentro da elipse no diagrama de cromaticidade CIE 1931. As medições foram efectuadas em 25 pontos do diagrama de cromaticidade. Dependendo da cor testada, o tamanho e a orientação das elipses no diagrama variam consideravelmente.

As 25 elipses são mostradas no diagrama de cromaticidade acima. MacAdam identificou as coordenadas de cor onde 50% dos indivíduos observaram uma diferença de cor e 50% dos indivíduos não observaram uma diferença de cor. Esta área parece ser elíptica. É também designada por 1 SDCM (elipse de 1 MacAdams). Com o desvio de 2 SDCM, o número de diferenças de cor observadas aumentará porque a elipse duplicará de tamanho.

Estes passos descrevem diferentes graus de visibilidade. Se houver uma diferença de cor dentro de um passo da elipse de MacAdam, o olho humano não a reconhecerá. Mesmo com dois ou três passos (3 SDCM), a mudança é quase impercetível. A elipse mostra que o desvio da temperatura da cor é gradual. O centro da elipse indica o valor alvo ideal para a temperatura de cor do LED e as extremidades indicam o desvio permitido para um determinado "grau".

O quadro seguinte apresenta uma panorâmica:

Tamanho MacAdams Elipse	Visibilidade
1 SDCM	Quase nenhuma diferença de cor visível
2 SDCM	As diferenças só são visíveis com instrumentos
3 SDCM	Menor diferença de cor visível
4 SDCM	Diferença de cor visível
5 SDCM	Diferença acentuada visível

A importância do SDCM nas fitas de LED

No caso das fitas LED e dos aparelhos de iluminação, os valores SDCM mais baixos indicam uma melhor consistência da cor, o que tem um impacto direto na qualidade e no desempenho globais do produto. Fita LED de alta qualidade A iluminação de alta qualidade tem normalmente um valor SDCM baixo, o que garante uma temperatura de cor e uma tonalidade consistentes ao longo de todo o comprimento da fita e de lote para lote. Isto é fundamental para criar um ambiente de iluminação uniforme e profissional.

• Consistência e uniformidade da cor

Um SDCM baixo é fundamental para manter a consistência da cor. Isso garante que as fontes de luz tenham a mesma aparência. Portanto, ao comprar iluminação para museus, galerias de arte ou aplicações semelhantes em que a consistência da cor é importante, procure luminárias com SDCM baixo.

• Conforto visual

As luzes com SDCM elevado têm um aspeto muito diferente quando colocadas lado a lado. Este tipo de iluminação dará naturalmente a qualquer visitante a ideia de que as luzes estão mal colocadas. Esta iluminação inconsistente cria problemas de encandeamento e faz com que se sinta desconfortável. Por este motivo, é importante utilizar luzes com SDCM baixo para uma iluminação suave e uniforme.

• Manutenção da qualidade dos chips de LED

Os fabricantes utilizam o SDCM como padrão para manter a cor da luz consistente. Como resultado, todos os chips emitidos são da mesma cor. Por conseguinte, devido à consistência da cor, a iluminação da fita LED tem um aspeto impecável. Por conseguinte, a consideração do valor SDCM melhora a qualidade do produto final.

• Desempenho a longo prazo

A cor de uma luminária muda gradualmente ao longo do tempo. Assim, ao utilizar lâmpadas com SDCM elevado, a alteração da luz será mais percetível. Por outro lado, se utilizar lâmpadas SDCM baixas, minimizará os problemas de alteração de cor. Como resultado, pode utilizar as suas luminárias durante muito tempo sem ter de as substituir.

Relação entre o SDCM e outros indicadores de cor

Embora o SDCM tenha como principal objetivo a consistência da cor, está intimamente relacionado com outros indicadores de cor, como o CCT (temperatura da cor) e o CRI (índice de restituição da cor). As fitas e luminárias LED com bons valores de SDCM têm normalmente uma temperatura de cor consistente e um CRI elevado, o que contribui para a qualidade geral da iluminação.

Relação entre SDCM e CCT

A CCT é uma medida da tonalidade da luz branca em Kelvins; quanto maior for a CCT, mais fria é a luz, e quanto menor for a CCT, mais quente é a luz. No entanto, mesmo que consiga determinar o valor do CCT, pode encontrar diferenças significativas na cor da luz. Por exemplo, uma faixa com um CCT de 3000K pode parecer verde, branco quente ou vermelho. Mesmo com estas diferenças de cor, continuam a ser designadas por lâmpadas de 3000K. Por conseguinte, pode dizer-se que o CCT é basicamente uma gama de temperaturas de cor em que o valor da temperatura de cor flutua.

Então, como é que se identifica a cor exacta da luz? Para detetar a cor exacta da luz, é necessário considerar o SDCM, e vejamos um exemplo:

A partir do gráfico acima, podemos ver que o CCT branco quente = 3061K, que está dentro de 5 SDCM de uma fonte de luz padrão, ou SDCM < 5.

E neste gráfico, vemos que o CCT branco quente = 3078K, que não é muito diferente do valor de temperatura de cor de 3061K acima. O SDCM entre ele e o padrão 3000K já está fora de 5 SDCM, que é SDCM > 7, e o SDCM desvia-se demasiado. Portanto, já existe uma diferença de cor entre eles.

Relação entre SDCM e CRI

O CRI é outro indicador relacionado com a cor da luz. Determina a precisão da cor de um objeto sob iluminação artificial. Numa escala de 0 a 100, um valor CRI mais elevado (próximo de 100) significa que a reprodução da cor é mais natural. O CRI reflecte a qualidade da reprodução da cor, não a consistência da cor em várias fontes de luz, que é onde entra o SDCM.

O SDCM determina a mudança de cor da luz em comparação com outra fonte de luz alvo. Um SDCM baixo significa uma menor mudança de cor e uma saída de cor semelhante. Uma fonte de CRI elevado pode ainda assim ter uma diferença no aspeto (se os valores SDCM forem significativamente diferentes), e o CRI assistido por SDCM garante que a cor não só é exacta como também consistente. Como resultado, Fitas LED com CRI elevado e o baixo SDCM proporcionam uma iluminação de alta qualidade.

As vantagens da utilização destas tiras de CRI elevado e SDCM baixo incluem o seguinte:

• Maior precisão de cor

• Consistência de cores e iluminação uniforme

• Sem problemas de encandeamento e com menor fadiga ocular

• Visão confortável

Além disso, as fitas LED de CRI elevado e SDCM baixo são essenciais para a iluminação comercial. Nas lojas de retalho, as luzes de fita de CRI elevado mostram aos clientes a cor exacta do produto. Do mesmo modo, ao fazer compras com luzes SDCM baixas, obterá uma iluminação confortável e uniforme.

Relação entre SDCM e Aberração Cromática

A aberração cromática é a diferença de cor, ou seja, a diferença entre os valores das coordenadas X e Y de duas cores claras; quanto menor for a diferença, menor será a aberração cromática.

SDCM é a diferença entre o valor X, Y do produto e o valor X, Y da fonte de luz padrão; quanto menor a distância, menor o SDCM.

Eis um exemplo:

A amostra A é 3 SDCM, B é 3 SDCM e D é 5 SDCM, e subtraindo o valor da coordenada x de A do valor da coordenada x de B obtém-se um resultado igual a +0,0099. Pelo mesmo algoritmo, a diferença na coordenada y é igual a +0,0148, o que significa que a diferença de cor para AB é (X = +0,0099, Y = +0,0148), e a diferença de cor para AD é (X = +0,0030, Y = -0,0041).

Pode ver-se que a diferença de cor entre A e B é maior do que a diferença entre A e D. No entanto, os SDCM de A e B são iguais; ambos são 3 SDCM, enquanto os SDCM de A e D são 2, pelo que os SDCM e a diferença de cor são diferentes.

A figura abaixo mostra a diferença de cor da luz emitida pelo SDCM de 2 degraus, 3 degraus, 5 degraus e 7 degraus a uma temperatura de cor de 3000K:

A partir do gráfico de comparação acima, é possível verificar:

1. SDCM 2 Step os olhos humanos não conseguem ver a diferença de cor; SDCM 3 Step a diferença de cor é menor; 5 Step e 7 Step a diferença de cor SDCM é mais óbvia.

2. SDCM 3 O passo é o valor crítico do reconhecimento do olho humano.

A experiência de McAdam provou que apenas a diferença de cor percebida e o desvio padrão de correspondência de cor entre a existência de uma relação linear, três vezes o desvio padrão (ou seja, a localização dos três passos), é apenas a diferença de cor percebida. Se as duas coordenadas de cor estiverem dentro da elipse de McAdam de 2 passos (ou seja, dentro de dois passos), então o olho humano dificilmente consegue ver a diferença entre as duas cores.

A diferença entre a cor correspondente ao limite da elipse do n.º 3 de McAdam e o centro da elipse do n.º 3 de McAdam é a aberração cromática detetável pelo olho humano, e quanto maior for o SDCM, maior será a aberração cromática.

Relação entre SDCM e Duv

Duv significa "Delta UV". Esta é outra métrica para luzes LED que indica a variação entre a cor da luz e o branco puro no diagrama de cromaticidade. Isto refere-se ao facto de a luz branca ter uma tonalidade verde ou cor-de-rosa.

O valor de Duv pode ser positivo ou negativo, positivo quando o ponto de cromaticidade da fonte de luz está acima do traço de Planck e negativo quando o ponto de cromaticidade da fonte de luz está abaixo do traço de Planck. Quando o valor de Duv é superior a zero, é designado por Duv positivo. A cor da luz parece mais fria e tem uma tonalidade esverdeada. Do mesmo modo, quando Duv é inferior a zero, a luz parece ter uma tonalidade rosada e é quente. Por conseguinte, para ser exato, deve escolher sempre Duv zero. Isto garante que a cor não se desvia do aspeto CCT desejado.

As lâmpadas com o mesmo CCT e SDCM podem ter um aspeto diferente devido aos diferentes valores de Duv.

Por exemplo, vamos pegar em dois LEDs com CCT de 4000K e SDCM 1. Digamos que uma luz tem um Duv positivo de +0,003 e a outra tem um Duv negativo de -0,003. Agora, apesar de terem o mesmo CCT e SDCM, a luz com o Duv positivo aparecerá verde. Ao mesmo tempo, a luz com Duv negativo aparecerá com uma cor rosa mais quente.

Por conseguinte, é importante ter em conta o valor Duv para manter a luz consistente.

Norma SDCM para a indústria LED

Atualmente, existem três tipos principais de normas internacionais relativas aos SDCM:

1. Norma norte-americana Energy Star

Energy Star ANSI C78.376, tolerância de cor ≤ 7 SDCM, de acordo com as caraterísticas do LED.

Gama de temperatura de cor	ANSI C78.377
	3 passos	Distância	5 passos	Distância	7 passos	Distância
2700K	2670-2780K	110	2630-2830K	200	2580-2880K	300
3000K	2970-3120K	150	2920-3170K	250	2870-3220K	350
3500K	3360-3560K	200	3300-3650K	350	3230-3730K	500
4000K	3860-4110K	250	3770-4220K	450	3680-4330K	650
5000K	4860-5210K	350	4750-5300K	550	4650-5450K	900
6500K	6300-6800K	500	6150-6950K	800	6050-7150K	1100

2. Norma CEI da UE

ERP padrão da UE, tolerância de cor ≤ 6SDCM, de acordo com os requisitos técnicos para regular a área de divisão do LED.

Gama de temperatura de cor	IEC 60081
	3 passos	Distância	5 passos	Distância	7 passos	Distância
2700K	2680-2790K	110	2640-2840K	200	2590-2890K	300
3000K	2865-3015K	150	2820-3070K	250	2770-3120K	350
3500K	3350-3550K	200	3280-3630K	350	3210-3710K	500
4000K	3910-4160K	250	3820-4270K	450	3740-4390K	650
5000K	4810-5160K	350	4720-5270K	550	4620-5420K	900
6500K	6200-6700K	500	6100-6900K	800	5950-7050K	1100

3. Norma nacional chinesa

A norma chinesa GB10682-2002, requisitos de desempenho de lâmpadas fluorescentes de casquilho duplo para tolerância de cor ≤ 5 SDCM, pode ser utilizada como referência para a tolerância de cor das lâmpadas LED.

Aplicação de SDCM em diferentes tipos de iluminação LED

A importância do SDCM é especialmente proeminente em determinadas aplicações, como a iluminação comercial, os expositores de museus ou a decoração de interiores de alta qualidade. Estes cenários exigem uma consistência de cor extremamente elevada para garantir a coerência visual e o profissionalismo. Compreender e controlar os valores de SDCM é, por isso, fundamental para a seleção e utilização de fitas LED de alta qualidade e de dispositivos de iluminação LED, tais como iluminação arquitetónica, espaços comerciais e de retalho, bem como iluminação doméstica e de escritório.

As métricas comuns que todos nós comparamos quando compramos tiras de LED ou qualquer acessório de LED são CCT e CRI, mas o problema é que essas duas métricas sozinhas não garantem a consistência da cor da luz. Como discutimos no exemplo acima, duas tiras de LED com o mesmo CCT podem acabar parecendo diferentes devido ao valor SDCM. Por conseguinte, para garantir a consistência da cor, não tem outra opção senão ignorar o SDCM.

Os espaços interiores, ou aplicações que requerem uma manutenção precisa da cor, requerem normalmente menos SDCM para que a consistência da cor seja assegurada e o espaço seja iluminado de forma compacta. Em geral, a iluminação interior é melhor servida com a utilização dos primeiros 3 SDCMs; no entanto, em espaços exteriores, as luminárias LED com mais derivados de cor são óptimas. Pode escolher 5 SDCM ou mais, dependendo dos seus requisitos de iluminação.

Aplicação	Sugestão de SDCM
Galerias de arte e museus	1-2 passos SDCM
Instalações de cuidados de saúde	1-2 passos SDCM
Espaços residenciais	1-3 Passo SDCM
Espaços para escritórios	3-4 Passo SDCM
Indústria transformadora e industrial	4-5 Passo SDCM
Iluminação exterior	5 ou superior Passo SDCM

Como testar o SDCM?

Normalmente, os fabricantes de LED utilizam a norma SDCM para classificar e selecionar chips de LED. Através de um controlo rigoroso dos valores SDCM, podem produzir luzes LED com cores mais consistentes. Este processo de classificação e seleção ajuda a melhorar a qualidade e a consistência do produto final para uma variedade de aplicações.

Medir e controlar com precisão o valor SDCM das lâmpadas LED acabadas é um desafio técnico. Requer equipamento de medição especializado, processos de controlo de qualidade rigorosos e fabricantes fiáveis. Os fabricantes de luminárias LED estão a melhorar continuamente as técnicas de produção e os métodos de teste para alcançar valores SDCM mais baixos e uma melhor consistência de cor.

O SDCM de uma tira de LED é testado utilizando uma grande máquina de esfera integradora, que está ligada a um espetrómetro para determinar a consistência da cor dos chips de LED.

Pode ver o valor SDCM para esta lâmpada no canto superior direito do relatório de ensaio, 1,5 SDCM. Este valor é muito próximo do valor padrão.

Conclusão

O SDCM tem uma relação direta e estreita com a consistência da cor; proporciona uma forma normalizada de medir e expressar diferenças de cor e pode comparar objetivamente a consistência da cor entre diferentes lotes de produtos LED ou diferentes fabricantes. Quanto mais baixo for o valor SDCM, maior será a consistência da cor, o que é especialmente importante para aplicações que requerem efeitos de iluminação de alta qualidade.

No caso das tiras e dos aparelhos de iluminação LED, os valores SDCM mais baixos indicam uma melhor consistência da cor, o que afecta diretamente a qualidade geral e o desempenho do produto. A iluminação LED de alta qualidade tem normalmente um valor SDCM baixo, o que garante uma temperatura de cor e uma tonalidade consistentes ao longo de todo o comprimento da fita e de lote para lote. Isto é fundamental para criar um ambiente de iluminação uniforme e profissional.

Para os designers de iluminação e utilizadores finais, a compreensão dos valores SDCM pode ajudar a fazer escolhas de produtos mais informadas. Fornece uma norma objetiva para avaliar e comparar a consistência da cor de diferentes produtos de fitas LED, de modo a que possa ser selecionado o produto mais adequado para uma determinada aplicação.

O SDCM é uma matriz importante para garantir a consistência da cor entre as luminárias. No entanto, deve ter sempre em consideração a escolha do SDCM correto para as suas lâmpadas e utilizar sempre lâmpadas com SDCM baixo na divisão. Isto garantirá uma iluminação uniforme e consistente em toda a divisão. Além disso, compre lâmpadas de uma marca conceituada que faça testes de SDCM e mantenha valores rigorosos.