Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды и схемы подключения диммера для светодиодных лент

Виды и схемы подключения диммера для светодиодных лент

Светодиодные ленты используются в качестве подсветки поверхностей, элементов архитектуры, интерьера, предметов мебели. Режим работы источника света часто нуждается в корректировке, изменении яркости свечения. Для этого используется специальный прибор — диммер для светодиодной ленты. Он не только позволяет настроить яркость, но и увеличивает продолжительность работы светильника, поскольку с уменьшением силы света снижается нагрев LED элементов. Это делает возможным подключение различных эффектов, простейшим из которых является диммирование.

Плата и детали сборки регулятора яркости

плата регулятора

Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.

После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются SMD элементы.

  • DA1 – ИМС NE555;
  • VT1 – полевой транзистор IRF7413;
  • VD1,VD2 – 1N4007;
  • R1 – 50 кОм, подстроечный;
  • R2, R3 – 1 кОм;
  • C1 – 0,1 мкФ;
  • C2 – 0,01 мкФ.

Заказать готовую сборку от автора можно здесь.

Проведем небольшое тестирование светодиодной лампы Экономка на 10W. При помощи люксметра Mastech MS6610 проведем замеры светового потока. Так же узнаем, рассеивает свет, или это все сказки.

Замер спереди

Измерение освещенности

Источник света будет расположена в углу комнату на расстоянии 80 см от стен, достаточное расстояние чтобы избежать отраженного света. В условиях полумрака освещённость составляет 3-5 Люкс, что практически равно нулю и учитывать при расчетах не будем.

Сначала измерим падение освещенности непосредственно перед источником. С колбой получается 284 Люкса, без неё 460. Разница составляет 176, то есть без матового колпака освещенность на 62% больше.

Особая конструкция светодиода с изменением цветности как в галогенных лампах

Люди любят то, к чему привыкли, а все непривычное отвергают. Когда галогенный светильник или лампа накаливания тускло светят, это значит, что через нить накала проходит меньший ток. Нить остывает и начинает испускать теплый свет с большим излучением в красной полосе спектра. Таким образом, мы предполагаем, что диммирование (затемнение) лампы приведет к более теплой, успокаивающей атмосфере. Светодиодные источники освещения излучают свет благодаря другому физическому явлению — электролюминесценции, а не накаливанию. Нет никакого температурного сдвига, когда ток, протекающий через светодиодный кристалл, уменьшается для снижения силы света. Необходимо конструировать светодиоды (LED) и твердотельные системы освещения (SSL) так, чтобы их диммирование происходило так же, как и их галогенных аналогов.

Направленные галогенные лампы очень популярны в индустрии гостиничного бизнеса и общественного питания. Однако в этом качестве использование зарекомендовавшего себя светодиодного освещения является более целесообразным. В частности, LED-освещение гораздо эффективнее в плане преобразования электричества в свет, так как экономнее расходует энергию и не нагревается до высоких температур. В любом случае, регулировка яркости светодиодов с таким же цветовым сдвигом, как и у галогенных источников, а также поддержка качества цвета являются самыми важными техническими задачами для разработчиков LED-излучателей и оборудования.

Цель исследований — найти светодиодный излучатель, который точно следует совершенной кривой излучения черного тела при диммировании. Или, что еще лучше, излучатель, который следует кривой еще более точно, чем его галогенный аналог. Чтобы понять, как можно достичь такого результата, важно учитывать особые требования к LED-кристаллу, подложке, оптической и управляющей системам, которые и позволяют создать и сделать коммерчески выгодным направленное светодиодное оборудование галогенного типа.

Читайте так же:
Датчики движения вместо выключателя для включения света

Почему галогенные лампы могут регулироваться таким образом?

Сначала давайте разберемся более подробно, как работали старые системы освещения. Все мы знаем, что если нагреть кусочек металла, он раскалится. Этот самый накал и есть тепловое излучение, вид электромагнитного излучения, вызываемый тепловым движением заряженных частиц металла. Цвет каления меняется от красного к оранжевому, затем к желтому, белому и, наконец, доходит до синего. В то время как яркость свечения зависит от материала, спектральный состав зависит только от температуры. Под абсолютно черным телом понимается идеальное тело, которое поглощает все электромагнитное излучение, его достигающее, не передавая или отражая энергию. Когда черное тело нагрето, частота или цветовая температура излучения могут быть отмечены на графике в соответствии с принятой формулой (формулой Планка) для абсолютно черного тела (рис. 1).

Цветовая температура излучения на графике в соответствии с формулой Планка для абсолютно черного тела

Рис. 1. Когда черное тело нагрето, цветовая температура излучения может быть отмечена на графике в соответствии с формулой Планка для абсолютно черного тела

Принцип работы галогенных ламп состоит в пропускании электрического тока через вольфрамовую нить, помещенную в стеклянную оболочку. Небольшие объемы йода или брома содержатся внутри оболочки, чтобы испаренный вольфрам отлагался обратно на нити накала, а не на стенки оболочки лампы. Свет, излучаемый вольфрамовой нитью, следует совершенной кривой излучения черного тела довольно точно, однако иногда отклоняется от нее, выдавая зеленоватый оттенок на некоторых температурах. Качество цвета, определенное как показатель цветопередачи (CRI), хорошо поддерживается в галогенных лампах, когда они горят в «полнакала».

Почему светодиодные лампы гаснут по-другому?

В LED-освещении свет создается не с помощью теплового излучения. Светодиоды создают свет при помощи электролюминесценции. Свет излучается, когда электроны и дырки рекомбинируют в материале — полупроводнике. Спектр, или цвет излучаемого света определяется в основном компонентами полупроводника и люминофорами — химическими элементами, покрывающими кристалл светодиода. В результате, когда меньший ток проходит сквозь светодиод и он горит менее ярко, сдвиг цветовой температуры оказывается очень мал, поскольку тепловое излучение представляет ничтожную часть излучаемого света. В действительности изменение оттенка во время потускнения светодиода едва ли заметно для человеческого глаза.

Мы привыкли к галогенному типу регулировки яркости и высокому показателю цветопередачи при диммировании галогенного освещения. Цветопередача лучше всего заметна на оттенках кожи. С насыщенным показателем CRI цвет кожи выглядит натурально, даже когда уровень освещенности уменьшается. Человеческий глаз гораздо более чувствителен к изменению цветов, нежели к небольшим изменениям яркости. В дневное время мы более всего чувствительны к синему цвету, именно поэтому у нас такое хорошее восприятие смены цвета. Мы распознаем детали через зеленые и красные части спектра и ощущаем изменения освещенности в основном через зеленую часть. Между прочим, чистый белый — это, по определению, на 76% зеленый, на 22% красный и на 12% синий свет. Мы привыкли к галогенному типу регулирования яркости, нам так привычно и комфортно, поэтому если свет приглушается, незаметно создавая теплый белый, — это кажется искусственным, и не стоит даже пытаться это делать в индустрии гостиничного бизнеса и общественного питания (рестораны, бары или отели).

Читайте так же:
Какие светодиоды для подсветки выключателей

Какие характеристики необходимы?

Если мы хотим изменить цвет светодиодного освещения на протяжении кривой излучения черного тела или другой кривой, когда светодиод гаснет, мы должны смешать свет как минимум из трех кристаллов, чтобы создать диапазон белых тонов или цветовых температур. Чтобы создать белый LED-излучатель, нанесите на синий светодиод сочетание красного и желтого люминофоров. Обычно используются кристаллы с длиной волны в 445-455 нм, однако можно приспособить и кристаллы с большей длиной волны. Комбинация из кристалла с определенной длиной волны и желтого/красного люминофоров — это тот самый способ, который позволяет достичь желаемых цветовых точек.

Люминофоры могут быть напылены на светодиодную пластину до того, как она будет разрезана на кристаллы, либо нанесены непосредственно на кристалл. Последний метод создает прямой тепловой мост для слоя люминофора, позволяя ему меньше нагреваться и показывать более высокие характеристики. В этом случае свет от кристалла можно подогнать в пределах трех эллипсов МакАдама.

Сочетая различные комбинации кристаллов и люминофоров, можно получить различные цветовые температуры в диапазоне 1800-5500 К, которые потом смешиваются в один световой пучок. Чтобы свет смешивался эффективно, светодиодный кристалл должен быть хорошо закреплен на подложке. Пропускание тока через светодиод приводит к нагреву, что влияет на стабильность во время эксплуатации, однако снижение тока приведет к уменьшению светосилы.

Этот побочный эффект может быть нивелирован двумя способами. Вместо того чтобы использовать клеящее вещество для присоединения кристалла к подложке, которое создает сильный тепловой барьер, ограничивая тем самым эффективное рассеяние тепла от LED-кристалла, лучше применять запатентованную технологию, в основе которой лежит золотой эвтектический сплав для крепления кристалла с гораздо лучшей теплопроводностью. Если коэффициент теплопроводности (КТ) многослойной керамической подложки подобран близко к КТ используемого светодиодного кристалла, то это уменьшит нагрузку при его нагреве. Это сочетание технологий позволяет использовать кристалл на более высоких токах, чтобы вырабатывалось больше света, было занято меньше места и не достигались повреждающие p-n-переход температуры. Если основная стеклянная линза расположена сверху на кристалле, то она не будет портиться со временем так, как портилась бы силиконовая линза, поэтому постоянство цвета обеспечивается на протяжении всего срока эксплуатации излучателя.

Смешивание цветов начинается близко к кристаллу и может быть проделано с помощью хорошо подобранной вторичной оптики, которая также позволяет точно сфокусировать луч света через конструкцию полного внутреннего отражения (рис. 2). Однородное качество света достигается по всей длине луча.

Сочетание запатентованных технологий позволяет этим небольшим излучателям вырабатывать насыщенный, высококачественный свет

Рис. 2. Сочетание запатентованных технологий позволяет этим небольшим излучателям вырабатывать насыщенный, высококачественный свет, который может быть точно сфокусирован при помощи вторичных линз полного внутреннего отражения

Было доказано, что небольшой излучатель с подобранной вторичной оптикой может испускать в два раза больше светового потока, чем стандартное сочетание излучателя и отражателя (рис. 3). Более того, комбинация из компактного излучателя и линзы создает более мягкий «край» луча и уменьшает испускаемый свет за его пределы, тем самым сводя на нет нежелательный блеск. Это довольно важное требование для отраслей гостиничного бизнеса, общественного питания и других критичных к освещению областей.

Читайте так же:
Кабели допустимый ток пуэ 1

Распределение яркости к углу обзора

Рис. 3. Распределение яркости к углу обзора, сравнение светодиодной конструкции полного внутреннего отражения (ПВО) и обычной отражающей технологии. Небольшие излучатели с линзами ПВО производят в два раза больше люменов при минимальном нежелательном блеске

Управление драйвером

Технологии излучателя и излучателя/линзы, описанные ранее, могут лечь в основу настраиваемой белой светодиодной платформы. Например, LuxiTune, разработанный LED Engin, доступен как излучатель со вторичной оптикой ПВО и встроенным драйвером (рис. 4). Данный модуль позволяет ускорить создание новых продуктов на рынке осветительного оборудования. В этом случае одиночный излучатель состоит из 12 кристаллов, связанных через три канала, т. е. три группы по четыре кристалла. Конструкция подложки позволяет работать независимо с каждым кристаллом. Вторичная оптика создает луч с углом в 24, 32 или 45° с минимальной потерей света и без бликов. Печатная монтажная плата, на которой и расположен излучатель, дополняет модуль управляющей электроники, которая определяет, какой канал отводится для группы связанных кристаллов. При помощи триангулирования света от каждой из групп температура цвета варьируется от 3000 К при максимальной светосиле до 1800 К при полном погасании (сила света менее 2%, рис. 5). Плата управления позволяет использовать цепь сопряжения в стандартизированных, широко доступных и недорогих диммерах (0-10 В) или кнопочном управлении. DMX (Digital Multiplex) интерфейс не является обязательным. Эта платформа работает от одиночной, нерегулируемой шины питания на 24 В. Источники питания переменного и постоянного тока, подающие данное напряжение, есть в наличии по доступным ценам.

Небольшой излучатель, вторичная оптика и панель управления драйвером

Рис. 4. Небольшой излучатель, вторичная оптика и панель управления драйвером позволяют использовать затемненное освещение галогенного типа со всеми преимуществами LED-освещения

Коррелированная цветовая температура LuxiTune близко следует кривой излучения черного тела

Рис. 5. Коррелированная цветовая температура LuxiTune близко следует кривой излучения черного тела

Управление происходит при помощи запатентованных алгоритмов, работающих на микроконтроллере. Программное обеспечение гарантирует ровную цветовую температуру и плотность потока по всему диапазону рабочих температур, при этом не требуется никакой перекалибровки. Процессы и технологии, описанные ранее, позволяют гарантировать, что ровность цветовой температуры достигает трех квадратичных отклонений при сравнении цветов или эллипсов МакАдама, гарантируя, таким образом, идентичные результаты для светового оборудования во время установки. На температуре в 3000 К показатель цветопередачи (CRI) 90 и коэффициент цветопередачи красного цвета (R9), равный 80, вполне достижимы, а на всем затемненном диапазоне средний показатель цветопередачи равняется 85, а R9 — 70. Типичный световой поток достигает 1100 лм при постоянной температуре линз полного внутреннего отражения. Энергопотребление составляет 17,3 Вт при светоотдаче в 63 лм/Вт. При максимальной светосиле такие излучатели обычно соответствуют галогенной лампе на 70 Вт, однако сохраняют до 70% энергии. В дальнейшем бонусом также будет и отсутствие сильного нагрева со стороны лампы, что позволит избежать угроз безопасности, к которым может привести высокая температура. Запатентованные технологии по отбору и покрытию светодиодных кристаллов, присоединению кристалла к подложке, конструкции подложки, конструкции первичной и вторичной оптики и разработке управляющей электроники теперь соединены в одно целое для создания легко внедряемых решений, позволяющих получать затемненное освещение галогенного типа от небольших, эффективных и экономичных светодиодов.

Читайте так же:
Выбрать кабель под розетку

Пульсация освещенности

Это один из важнейших параметров светодиодной лампы, который влияет на комфорт пребывания человека в помещении с искусственным светом. Согласно установленным нормам, глубина пульсации осветительного прибора должна быть в пределах:

  • 20 % – в спортивных залах, архивных хранилищах, кладовых, на складах.
  • 15 % – в читальных залах и других помещениях, не требующих высокой точности работ.
  • 10 % – в игровых помещениях и учебных классах, торговых залах, медицинских помещениях.
  • 5 % – при работе с персональной компьютерной техникой.

Чтобы точно проверить, соответствует ли норме этот параметр тестируемой светодиодной лампы, воспользуйтесь люксметром-яркомером-пульсметром RADEX LUPIN. Замеры надо делать не только при покупке, но и в процессе пользования. Иногда бывает так, что в механизме лампы выходит из строя один из компонентов. Прибор продолжает светить, но появляется пульсация светового потока, глубина которой может достигать 30-60 %.

Яркость света

Если вы заметили, что параметры освещенности комнаты ухудшились, хотя вы не меняли светодиодные лампы, проверьте их яркомером. Стабильную яркость светового потока в течение 3 лет гарантируют считаные производители, остальные не берутся давать таких обещаний.

Как известно, светодиодный кристалл со временем деградирует, поэтому яркость светового потока снижается. Когда первоначальный показатель уменьшается на 30 %, считается, что срок эксплуатации прибора подошел к концу. Без яркомера определить реальное снижение величины светового потока невозможно. Но если у вас есть такой прибор, то будет несложно периодически устраивать проверку светодиодной лампе.

Оттенок свечения

Цветовая температура светодиодной лампы также может оказаться нестабильной величиной. Обычно она зависит от оттенка компаунда, которым покрыты светоизлучатели. Со временем слой люминофора может истончаться, и цветовая температура LED-лампы становится выше, а оттенок свечения – холоднее.

Светодиодные лампы считаются самыми перспективными приборами освещения. Пользоваться ими выгодно, но важно периодически контролировать такие параметры, как световой поток, освещенность и глубина пульсации.

1. DIY-стикеры

3 способа, как убавить яркость светодиодов в электронике, чтобы ничего не мешало спать

Этот способ поможет полностью перекрыть свет. Вам понадобится вощёная бумага (можно использовать любую восковую плотную бумагу, которая не испортит липкую сторону клейкой ленты), изолента (лучше всего в цвет техники: белая, чёрная и так далее) и степлер.

• Отрежьте кусок вощёной бумаги.
• Отрежьте кусок изоленты и наклейте его на вощёную бумагу.
• Возьмите степлер и проткните изоленту с бумагой насквозь.
• У вас получится круглый ровный стикер — отклейте бумажный слой, чтобы заклеить LED-лампочку.
• Сделайте столько стикеров, сколько нужно закрыть ярких светодиодов.

2. Просвечивающие стикеры из винила

3 способа, как убавить яркость светодиодов в электронике, чтобы ничего не мешало спать

Предыдущий вариант позволяет устроить полный блэкаут в помещении, когда ни один светодиод не может пробиться сквозь плотную изоленту. Информативность в этой ситуации теряется. Чтобы не искоренить, а просто убавить яркость светодиодной лампы, вам понадобится кое-что приобрести.

3. Просвечивающие стикеры своими руками

3 способа, как убавить яркость светодиодов в электронике, чтобы ничего не мешало спать

Вы можете заказать винил, а пока его доставкой занимается почта в качестве временного решения используйте скотч, хороший чёрный маркер и прозрачный лак для ногтей.

Расскажите о своих методах борьбы с яркими светодиодами в комментарии или отправьте сообщение ВКонтакте @NeovoltRu, чтобы получить помощь. Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter.

Читайте так же:
Выключатель света для холодильника candy

Производители гордо заявляют, что срок службы светодиодной лампы составляет порядка 30 000- 50 000 часов. Потребляя в 10 раз меньше электроэнергии они значительно экономят бюджет.

Но мало кто знает о довольно неприятных моментах в использовании светодиодных ламп, срок службы. Ниже график изменения светового потока светодиодной лампы со временем (при условии использования 5 часов в день) для удобства световой поток показан в ваттах лампочки накаливания.

График изменения интенсивности светового потока светодиодной лампы со временем

Технология светодиодов такова, что они быстро стареют особенно при высоких температурах, наиболее долго, лампы на светодиодах будут служить в холодильнике. В среднем через 500-1000 часов работы яркость светодиодной лампы уменьшиться на 10-20%, а через 1000-2000 часов приблизительно на 20-30% через 5000-10000 часов лампа может потерять до 40-50% светового потока. Светодиод будет светится но с меньшей яркостью и что бы получить прежний световой поток уже нужно 2 лампочки.

Почему стареют органические светодиоды

Старение органических светодиодов, это нормальный процесс. Для того, что бы светодиод засветился на него надо подать напряжение. И в светодиоде начинают происходить химические процессы, чем дольше будет работать светодиод тем больше он изнашивается.

Заметить процесс старения весьма сложно так как он происходит постепенно и человек привыкает к освещению, он не помнит какое освещение было когда лампа была новая. Конечно в разных производителей уменьшение светового потока светодиодных ламп происходит по разному влияет качество материалов и технологии производства.

В качестве примера реальная ситуация, отображена на графике выше: в комнате площадью 12кв.м. установлен светильник на две лампы, рассчитанный на две лампочки накаливания по 40Вт. Когда стояли лампочки накаливания освещения было достаточным. Было принято решение о замене лампочек накаливания на светодиодные лампочки. Купили две светодиодные лампочки по 5Вт если верить упаковке то одна лампочка светит как лампочка накаливания в 50Вт. Суммарная светосила должна стала как от 100Вт лампочки накаливания. Первоначально действительно так и было в комнате стало значительно светлее. Но через год световой поток стал такой как от лампочки накаливания в 60 Вт и в комнате стало темно. В среднем, в день, лампочки были включены порядка 5 часов. Значит через 1800 часов работы световой поток от светодиодных лампочек уменьшился на 40%. И это реально в бытовых условиях.

Итак сделаем выводы: светодиодная лампочка действительно более экономна, срок службы отвечает заявленному но световой поток уменьшается со временем. Для комфортного использования светодиодных ламп надо покупать светильники с большим количеством ламп на 50%, что бы со временем не ощущать дискомфорта.

Последние пару лет производители сделали довольно большой рывок в разработке органических материалов. И потеря светового потока, не так сильно заметна. Вполне возможно, что через пару LED лампы будут практически не терять яркость со временем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector