APP下载

最节能的灯泡

2014-04-29姜绵茹

大学生 2014年12期
关键词:电路板二极管灯泡

姜绵茹

2014年4月16日,美通社发消息称,亚洲首富李嘉诚投资LED灯的消息在港股市场引发“点灯成金”的效应,同时也让这款声称是“史上最省电LED灯泡”受到媒体和消费者的广泛关注。获得李嘉诚近期青睐的Nanoleaf LED灯泡出自三位年轻多伦多大学毕业生之手,是照明业中革命性的创新作品:该灯泡外观不再是传统的圆弧形,而是个用电路板折成的十一面体,美观、省电、低耗能、制造成本低,可大幅度降低环境污染。

从“微灯泡”这个词最开始被人们知晓到现在已经过去一年多了,而Nanoleaf也由最开始的一个网络募款活动逐渐成长为一个可以进行大规模生产运行的公司。这期间自然也经历过不可避免的失败与挫折,毕竟将一项新发明投入市场并为人们所熟知是一个不小的工程,从大规模生产中可能会遇到的技术难题到产品的外观及包装设计再到产品的寄送和用户反馈,一切都不是想象中的那么简单。

怀着将绿色节能产品推广至全球的理想,这个小小的三人组正不断地改进着他们的产品和服务以期释放更大的能量来倡导绿色生活,他们的团队也逐渐发展成了一个有二十人的公司,获得了来自81个国家的5746个赞助人的支持。

何为“微灯泡”

微灯泡的设计特点就是将许多小型的发光两极管(LED),贴在一面可折迭式的印刷电路板(PCB)上, 只要将该面电路板折迭完成接上电源,即可作为发光体。一只额定功率12瓦的微灯泡就可以产生同100瓦普通灯泡一样的的亮度。它能快速打开,而且久用不烫手,使用寿命可达20年之久,即大约可以使用30000个小时,这相当于30个白炽灯泡或者4个荧光灯的使用寿命。

“我们的产品,12瓦的微灯泡,能产生1600流明(光通量单位)(即133Lm/W),这在发光二极管灯泡中是很难达到的”,Chu解释说,“一些较大的品牌刚开始把1600Lm灯泡投入市场,但它们更为耗电——西尔瓦尼亚的产品是20瓦,飞利浦的样品则是23瓦。”而赢得了2012年美国能源部“L奖”的那款LED灯泡仅达到了93.4Lm/W。

“我们最终要追求能源之星认证”,Chu补充道,“目前,我们在致力于获得其他一些需要的证书来使这款产品能在各个国家上架。小组还没有做极端室外温度对灯泡寿命影响的测试,所以目前仅推荐室内使用。”

从实验室走向全世界

三人相识于2006年,Tom Rodinger完成博士学位后,与正就读电力及计算机工程专业的三年级学生Christian Yan和Gimmy Chu共同参与当时多伦多大学的“蓝天”太阳能汽车小组竞赛,为的是要研发出一辆具备太阳能装置的车辆。

在那里,他们学到很多项目管理和工程方面的技术,而他们接触汽车电子设备和电路的经历也使得他们大大熟悉了有效电路设计。于是,三人发现了他们共同的热情所在:可再生能源或者说太阳能、功率电子学以及其他绿色科技。满腔的热情推动了他们对太阳能和LED技术的研究,也促成了“微灯泡”的诞生。

2013年一月他们在网络募款网站Kickstarter上提出这一创新发明,仅仅三天他们的创新就引起了广泛关注与支持,他们打算募集到2万美金时就开始投入生产。后来的结果是出乎意料的,他们一共获得了5746个赞助人27万美金的支持。

这三名毕业生有时住在三个不同的国家(加拿大、美国和中国),并且每一位都经常在旅途中,所以敲定产品的设计与制造又增添了地理上的挑战,而这也使得他们的合作显得愈加有趣。正如Gimmy Chu所说:“我们必须不时地跨过好几个时区联系彼此,计划行程来继续项目的研究工作。但我们是一个卓越的团队,我们每一个人都将自己的专长发挥在这个项目中。为使这款产品成功,我们夜以继日地工作。”

“ 微灯泡”刚出现那会儿,很多媒体都对这项新发明进行了报道,2013年2月12日它登上了探索频道的每日星球秀节目,向观众展现它的工作模型。而事实上,最开始三人组也不确定“微灯泡”是否如媒体所说可以称得上世界上最节能的灯泡,毕竟世界这么大,科技也发展得如此飞快,又有谁可以随便以世界第一自居呢?但两个月过去了,各媒体已经让这个词广为传播了,仍然没有人来质疑。但在三位发明者的眼中,这顶桂冠永远只属于最初凝聚着他们的智慧和汗水的那一只。

早在“微灯泡”刚刚受到来自世界各地的支持时,三人组就怀着感恩之心承诺将生产出的微灯泡优先发给那些赞助者们,而那只他们认为最好的灯泡也将在募款活动结束时作为奖品发给其中一位赞助人。他们把Nanoleaf的每一步行程都在公司的网站、博客或者twitter、Facebook上更新发布,让全世界关注微灯泡的人都可以随时可了解它的动态。就让我们跟随时间的脚步来看看一年多的时间里Nanoleaf都走过了哪些或紧张又兴奋的旅程吧!

2013年生产 测试 停产 作废

2月:设计外观找厂家。走出了实验室,三人组首先琢磨着怎么把微灯泡打扮得更容易为大众接受。也许乍一看去我们都觉得微灯泡长得有些“非主流”,因为它和我们见过的所有灯泡都长得相去甚远,可是仔细看看灯泡表面印上的精致的树叶蝴蝶图案,你会觉得它更像是一件艺术品而不是一个灯泡。

微灯泡最关键的部分就是发光二极管(LED),三人组一直没有停止对微灯泡的LED设计进行改进。与此同时,他们将灯泡的色温调整得更加温暖,使其更适于在卧室中使用。而对制造厂家的选择,流水线员工的培训以及产品的质检程序也已经基本确定。只待三月中旬网络募集的资金一到位就可以启动生产。

3月:最值得一提的就是小组决定重塑NanoLight的品牌,改为一个更加绿色的名字——Nanoleaf。因为这个名字更能代表公司通过创造节能产品从而最终使整个世界更加绿色环保的使命。此时公司的网站已经可以接受产品的预订而且预计在五月份把第一批货品运送出去。

事实上这个计划并没有完成,因为五月份Nanoleaf的生产遇到一些困难。白色电路板安装的时候焊接温度过高导致其表面的白色涂料变成了米黄色,当然,对黑色电路板来说是没什么问题的。也许对不挑剔的人来说,白色和米黄色没有很大区别,但小组并没有忽略这个问题,因为既然承诺过发给顾客灯泡是白色的就要做到。为此他们多花了两周时间,最终找到了能够提供合格电路板的供应商。由于这次耽搁,第一批产品只能预计在六月份运出了,但生产计划总算又回到正轨上了。

这期间他们为微灯泡设计了一个环保的包装,用包装上的三种颜色区分亮度,从最暗到最亮依次为蓝色、绿色和黄色。同时也在灯泡上选取一小块标明该灯泡的流明、额定功率、电压等信息。因为存在着两种不同的区域电压(北美100-140V、欧洲和亚洲200-270V),三种不同的亮度水用3三种不同的颜色或设计,微灯泡一共有18种不同的规格,这就需要记录大量的信息,也再次证明了组织技能的重要性。

6月22日是个值得庆祝的日子,因为他们终于成功通过瑞士邮政寄出了第一批产品,微灯泡也正式开始了去往世界各地的旅程。然而不久有部分灯泡出现问题被退回,经检查是控制器集成电路行为故障。尽管这个问题并没有影响大部分灯泡,但他们依然暂停生产,并制定了一个解决方案。

时间到了八月份,微灯泡的生产流程日益完善,已经投入了第二批大规模生产。Nanoleaf公司的网站也有了很大改观,有了更多的图片以及对产品细节和特色的全面介绍,公司倡导收到微灯泡的人把使用该灯泡的照片上传到网站上来参加摄影大赛。不仅如此,Nanoleaf还成为三人曾参加过的多大太阳能汽车团队的赞助商,“我们深信如果要解决一些世界核心难题,我们需要从支持年轻一代的教育开始。”他们在博客中如是说。

一个月后,在灯泡的“老化测试”阶段,部分灯泡没有通过,而且失败率较上次出现故障要高。这种情况持续了两到三周仍然没有改善,这部分产品不能发送出去,公司只好再次停产。经过研究工作人员初步猜测是灯泡刚打开时的电涌引起LED超负荷以致失败,于是他们生产了100个带有软启动功能的灯泡再次进行检验。不幸的是,问题仍未解决,这时已经到十月份了。

接着,工作人员花了整整一个星期在显微镜下找出有问题的二极管并设置好几个测试来找出问题。这时候,科学素养和严格控制的实验技术显示出了它们的重要性。最终,小组发现LED里含有硅树脂的腔有点填充不足,导致了其中一条金线旁边有空隙从而使灯泡多次使用后会出现问题。简单地说,就是本次生产的发光二极管不合格。很遗憾,公司只能宣布之前生产的150000个发光二极管和几百个微灯泡作废。“感觉就好像站在一个发光二极管和微灯泡的墓地中间,除了伤心还是伤心。”

认识到问题之后,他们马上在生产上做出了三个调整来彻底提高LED的质量可靠性。并且再次生产了一小批足够做60个灯泡的发光二极管。以前的灯泡在老化测试中两天就开始坏掉了,而这次的灯泡过了一个星期都没有问题。这个结果无疑让他们高兴万分,同时也认识到任何生产环节都有失败的可能,否则一个完全可靠的产品是不可能做出来的。调整过后就是继续生产了,印刷电路板已经准备好,只待新的LED生产出来便可启动微灯泡的生产计划。在此期间他们不止一次地为延期道歉。

12月份计划顺利推进,再没有一个灯泡出现问题,又有1000个微灯泡开始出发前往世界各地的赞助者手中。

2014年为环保的理想在继续

也许是为了迎接新年的到来,2014年一月份的生产出奇得顺利,一个月内共给大约3000个赞助人寄出了产品。除了由于网站升级使得用户无法再登录以前的账户外,没有再出现过大的问题。

二月份受中国春节的影响,所需的LED脱销,只能暂时停工了。但好消息是Nanoleaf公司已经受到了世界上一些重要人士的关注。此时公司已经与李嘉诚先生的维港投资以及硅谷的Kleiner Perkins投资公司合作,这意味着公司拥有了进一步研发以及扩大生产的资源。除此之外,三人组中负责研发的天才科学家Tom Rodinger过去几个月一直在研究的可调微灯泡取得了不小的进展,即通过对现有的电路进行重新设计,可以在创造调光功能的同时,使效能保持在同样的水平。这款灯泡还包含了其他一些技术创新,但仍有一些小故障要解决,预计最终会在2014年的中期面世。

一切都在往前推进,但Nanoleaf公司一直没有忘记成立的初衷:将绿色节能产品带入全世界人民的生活中。本着绿色环保的理念,Nanoleaf在4月22日的博客更新中给大家推荐了8种处理旧白炽灯泡的好方法,你能想象这些小艺术品都出自于那些即将被我们丢弃的旧灯泡吗?原来只要用心做,任何我们觉得没用的东西都可以在手中变成精美的艺术品。

在最近的博客更新中,Nanoleaf根据用户的反馈信息将微灯泡的使用结果编辑在一个信息图表中,让人可以很清晰地了解微灯泡给环保事业所带去的影响,也向微灯泡的赞助者们再一次表示了感谢。经历了一年多的历练,Nanoleaf的绿色能源创新行动还在继续。

猜你喜欢

电路板二极管灯泡
为什么有电路板,机器才能运行?
“灯泡”诞生记
灯泡创意秀
点亮小灯泡
点亮小灯泡
二极管及其典型应用电路仿真测试
废弃电路板拆解技术研究现状及展望
单片机实验电路板的安装与调试
微波辅助浸取废弃电路板中铅锡锑
Diodes超速开关二极管提供超低漏电流