Яркость светодиода: ЯРКОСТЬ СВЕТОДИОДА

Содержание

ЯРКОСТЬ СВЕТОДИОДА

ЯРКОСТЬ СВЕТОДИОДА

     Что больше всего интересует потребителя при выборе светодиодов для ламп и других осветительных устройств — не ток потребления, не размеры и даже не срок службы, а яркость. Как известно яркость — обозначается буквой L, это световая величина, равная отношению светового потока d2 к геометрическому фактору ddAcos : L = d2/ddAcos. Где d — заполненный излучением телесный угол, dA — площадь участка, испускающего излучение, или угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения.  Другими словами яркость, это сотношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению: формула L = dI/dA cos . Также яркость можно сформулировать и четез отношение освещённости Е в точке плоскости, перпендикулярной направлению на источник, к элементарному телесному углу, в котором заключён поток, создающий эту освещённость: формула L = dE/dcos. Яркость измеряют в канделлах на метр в минус второй степени: кд·м-2. Яркость, непосредственно связана со зрительными ощущениями, так как освещённость изображения предмета на сетчатке глаза пропорциональна яркостям этого предмета. 

     Что касается конкретно яркости светодиодов, то она представляет собой суммарную мощность, выделившуюся в виде света — излучающая энергия или излучающий поток, и измеряется она в ваттах. Но насколько ярким окажется объект, будет зависеть и от дополнительных факторов: сколько излучаемого потока выпущено в направлении наблюдателя и насколько чувствителен наблюдатель к длине волны света. 


     Здесь мы введём понятие стерадиан — телесный угол, твердых объёмных углов. Проще говоря конус с вершиной в источнике света. Если поток излучения источника — светодиода или лампы, одинаковый во всех направлениях, интенсивность излучения будет равна общему потоку излучения, разделенному на 12,57 стерадиан, пространственный угол полной сферы. В светодиодах, излучающий поток концентрируется в луче, а интенсивность излучения будет равна излучающему потоку, поделенному на пространственный угол луча. Ширина углов обычно обозначается в градусах, а интенсивность излучения обычно выражается в милливаттах на стерадиан мВт / ср., что вызывает необходимость перевода угла луча в стерадианы: sr = 2 π (1 — cos(θ/2)), где sr — телесный угол, в стерадианах, и θ — это угол луча.


     Световой поток измеряется в люменах, а сила света измеряется в люменах на стерадиан и названная канделой. Отношения между световым потоком, силой света и углом луча означают, что акцентом учета светодиода в более плотных лучах при уменьшающемся угле луча, увеличит силу света (то есть яркость) без увеличения светового потока. Поэтому при покупке светодиода для освещения – светодиод с 1000 милликандел и 45° углом обзора, даст столько же света, как светодиод в 10000 милликандел с 12° углом обзора. Светодиод, как видим достаточно яркий, но эта яркость узконаправленная.


     Яркость светодиодов принято измерять в милликанделах — 1 мкд = 0.001 канделы. Обычные советские светодиоды имеют яркость в диапозоне 20 — 50 мкд. , а сверхяркие светодиоды могут достигать 20000 мкд и выше. Чтоб было ещё нагляднее замечу, что обычная лампа накаливания 100 Вт производит около 1500 люмен, и если свет будет излучаться одинаково во всех направлениях, она будет иметь яркость около 120 000 мкд. Но если луч будет узконаправленный в угле 20°, она будет иметь яркость окло 16 000 000 мкд. Так что светодиодам, даже сверхмощным всё ещё далеко до ламп в плане излучаемой яркости, но с каждым месяцем этот разрыв стремительно сокращается.

     ФОРУМ по светодиодам

Яркость свечения светодиода

Многие покупатели задают вопрос — что означают все  эти характеристики светодиодов, указанные на упаковках и в спецификациях? Ватты, люмены, длина волны, свечи, канделы, мили канделы — это лишь немногая часть терминов, которые используются для определения яркости света.  Вот несколько параметров, которые необходимо знать для бытового определения яркости, не вдаваясь в подробности фотометрии:

Сила света (luminous intensity, обычно измеряемая в канделах -cd или миликанделах mcd). Яркость одной канделы примерно равна яркости одной обычной свечи. Миликандела (или мкд) одна  тысячная  канделы, отсюда приставка «мили».  1000 миликандел = 1 кандела.

Поскольку свет распределяется неравномерно, угол освещения (viewing angle) является очень важным параметром для светодиодов. Восприятие освещенности зависит от местоположения смотрящего, поэтому необходимо определить  какую часть комнаты необходимо осветить и  определить необходимое количество и расположение ламп. Этот параметр зависит, в том числе, от типа линзы. Рассеивающая (матовая) линза будет формировать более широкий угол освещения, но такой свет может восприниматься более тусклым, чем от светодиода с прозрачной линзой.

Другой важный  параметр — световой поток (Luminous flux) или «мощность» света в потоке, который можно определить, если известна сила света и угол освещения. Световой поток — это показатель «мощности» света, с учетом длины волны, которая  воспринимается человеком.

Световой поток измеряется в люменах.

Нетрудно заметить, что угол освещения очень сильно влияет на световой поток.  Светодиодная  5000 мкд лампа с углом освещения в 60 градусов в четыре раза мощнее чем аналогичная с углом освещения в 30 градусов.

Потребляемая мощность в ваттах — это параметр, который не так давно был для нас единственным для определения яркости лампы накаливания, но для светодиодных ламп этот параметр не является определяющим. Технология производства развивается и у светодиодов одинаковой яркости может быть разное потребление энергии. Но для упрощения восприятия производители указывают на упаковке ламп бытового применения аналог лампы накаливания/ галогенной лампы по энергопотреблению. Этим значениям в большинстве случаев можно доверять, если вы приобретаете лампы известных производителей, таких как Philips, Cree, Osram.

Для ориентира, приведем следующее сравнение различных ламп General Electric:

сравнение эффективности ламп освещения General Electric

 

 

Все о регулировке яркости светодиодных ламп

Все о регулировке яркости светодиодных ламп

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды, применяются для бытового, промышленного и уличного освещения.

Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.

Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.

Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.

С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.

Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».

В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.

Теория

Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.

Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод.

Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.

Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.

Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.

Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.

Отсюда следует:

Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.

Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.

Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.

Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.

Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы

Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.

Принцип действия:

Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:

R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет. ном.

Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.

Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.

Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.

Расчёт выходного тока достаточно прост:

Получается достаточно компактное решение:

Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:

P=Uвх-Uвых/I

Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.

Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка

ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.

При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).

Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.

Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:

А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.

Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В

Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.

Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.

Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В

Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.

Различают такие диммеры по фронту работы:

1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:

2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.

Отсюда следует:

Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.  

Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.

Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В

Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.

Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.

Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».

Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.

Вот пример использования такого решения: 

Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.

Заключение

Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Киеве в пилотном режиме заработала система Smart lighting, которая управляет системой уличного освещения.

По материалам: electrik.info.

Меняется ли яркость светодиодов в зависимости от напряжения?

Яркость светодиода зависит прежде всего от тока, протекающего через него.

Обычная лампа накаливания фактически является резистором, она соответствует закону омов V = I * R. Если вы удвоите напряжение, ток удвоится, а используемая мощность возрастет в 4 раза (не совсем верно, есть некоторая температура сопутствующие эффекты, но пока достаточно близко).

Светодиод с другой стороны — это диод, как и большинство диодов, у него относительно фиксированное прямое напряжение смещения. Ниже этого напряжения ток не течет, выше этого тока ток неограничен, но напряжение уменьшается напряжением смещения. (Это значительное упрощение, но достаточно для большинства грубых вычислений)

Какое это напряжение будет зависеть от используемых материалов и будет зависеть от цвета. Обычно ~ 1,8-2 В для красного, желтого или зеленого, ~ 3 В для синего, белого или «истинно зеленого». Это падение напряжения будет увеличиваться с ростом тока, но только на 0,1-0,2 В, вы обычно можете игнорировать этот эффект.

Как вы указали в своем вопросе, светодиоды обычно соединены с резистором последовательно для ограничения тока. Почему?

Думайте о светодиоде как о фиксированном падении напряжения, он будет использовать фиксированное количество напряжения независимо от тока. Таким образом, если вы подключите светодиод 2 В непосредственно к источнику 3 В, то останется 1 В, который будет отброшен по остальной цепи. Остальная часть цепи в этом случае будет внутренним сопротивлением в блоке питания и проводах. Эти сопротивления обычно довольно низкие (настолько низкие, что вы обычно игнорируете их), и поэтому будет течь большой ток.

Предполагая, что сопротивления находятся в диапазоне 0,1 Ом, это даст ток I = V / R = (3-2) / 0,1 = 10 ампер.

Мощность, рассеиваемая в светодиоде, будет равна P = I * V = 10 * 2 = 20 Вт.

Это очень быстро нагреет светодиод до точки его разрушения. Реальный мир немного сложнее, поскольку светодиод не является идеальным фиксированным падением напряжения с нулевым сопротивлением, но конечный результат в любом случае одинаков.

Если мы добавим последовательный резистор на 100 Ом в дополнение к внутренним сопротивлениям, то ток уменьшится до 10 мА, и светодиод будет хорошо светиться.

Изменение значения резистора изменит яркость, большинство маленьких светодиодов ограничены максимум 20 мА и не видны намного ниже 1 мА. Обычно превышение 10 мА едва заметно (это больше связано с тем, как работают глаза, чем с тем, как работают светодиоды). Вы также можете изменить яркость, включив и выключив их очень быстро, это проще для цифровых систем и, как правило, более эффективно для заданной воспринимаемой яркости (опять же больше за счет глаз, чем светодиодов), это позволяет вам изменять яркость в то время как в оборудовании имеется только один фиксированный резистор. Если вы планируете использовать переменный резистор для установки яркости, то хорошей практикой также является включение небольшого фиксированного значения, чтобы при переменном резисторе в 0 ток был ограничен 20 мА.

Так что, если мы добавим два светодиода в серии?

Каждый светодиод нуждается в 2 В для включения. Два светодиода означают 4V. С источником 3 В у нас нет достаточного напряжения для прямого смещения диодов, и поэтому они будут блокировать весь ток. Светодиоды будут выключены. Если вы увеличите напряжение и правильно установите резистор ограничения тока, они оба включатся. Поскольку яркость зависит от тока, проходящего через светодиод, и они оба будут иметь одинаковый ток, они будут одинаковой яркости (для светодиодов одного типа).

Что, если мы добавим два светодиода параллельно?

Если мы добавим две параллели, каждая со своим собственным резистором, то это фактически отдельные цепи. Предполагая, что питания достаточно, каждый будет действовать так, как если бы он был единственным.

Если они делят резистор, то все становится интереснее. Теоретически, это будет работать нормально, вам нужно уменьшить значение резистора вдвое, чтобы получить то же значение для каждого светодиода, но в противном случае вы ожидаете, что оно будет работать. К сожалению, нет двух одинаковых светодиодов, все они будут иметь слегка отличающиеся напряжения смещения, что означает, что через один ток будет течь больше тока (это был бы весь ток через один, если бы не небольшое увеличение напряжения как тока увеличивается, что мы обычно игнорируем).

Это означает, что два светодиода параллельно с одним резистором почти никогда не будут иметь одинаковую яркость.

Как правило, все, что необходимо для управления группой светодиодов (например, подсветка), будет использовать длинную последовательную цепочку светодиодов и будет повышать напряжение настолько высоко, насколько это необходимо (в пределах разумного), чтобы они все имели одинаковую яркость.

основные параметры, в чем измеряется и как увеличить > Свет и светильники

Линзы для светодиодов: фокусирующая оптика для плоских светодиодных ламп

Читайте здесь, что такое линзы для светодиодов, каков их принцип действия и назначения, какие виды увеличительных стекол применятся сегодня для лед-светильников, какие их модели устанавливаются на автомобильную оптику, чего изготавливаются и как собрать оптическую систему на их основе своими руками….

12 07 2021 3:55:41

КПД светодиода: эффективность светодиодной лампы и светильника

Читайте здесь, что такое КПД светодиода, как его измерить и улучшить, как с помощью домашнего колориметра провести опыт по его подсчету для любого светодиода, как соотносится яркость и мощность, почему может ухудшиться КПД и какими образом можно его повысить….

08 07 2021 6:43:39

Схема энергосберегающей лампы: принцип работы и устройство

Читайте здесь, как устроена и работает схема энергосберегающей лампы, какие виды таких приборов освещения существуют, какие у них главные эксплуатационные хаpaктеристики, каковы принципы и устройство их работы, какие компоненты составляют их схему и как происходит зажигание….

29 06 2021 15:51:42

Диммируемые светодиодные лампы: что такое диммирование, потолочные светильники и лампы с диммером, бывают ли регулируемые лампочки e14, e27, g4

Смотрите здесь, что такое диммер и каковы особенности его работы, как выбрать диммируемые светодиодные лампы. Узнайте, что такое мерцание светодиодов, уровни диммирования и какие существуют цоколи ламп. Читайте, что такое цветовая температура, световой поток и индекс цветопередачи….

25 06 2021 8:25:11

Лампа ближнего света Лансер: какой цоколь подходит и как поменять

Узнайте, какие лампы используются для ближнего света в фарах Мицубиси Лансер 10. Сохраните для себя списки популярных и эффективных моделей подобных светильников. Читайте, как производится замена ближнего света на Лансере 10, какие пpeдoxpaнители отвечают за эти лампы, и где их можно найти….

03 06 2021 9:21:25

Регулировка яркости светодиодов

Если упустить подробности и объяснения, то схема регулировки яркости светодиодов предстанет в самом простом виде. Такое управление отлично от метода ШИМ, который мы рассмотрим чуть позже.
Итак, элементарный регулятор будет включать в себя всего четыре элемента:

  • блок питания;
  • стабилизатор;
  • переменный резистор;
  • непосредственно лампочка.

И резистор, и стабилизатор можно купить в любом радиомагазине. Подключаются они точно так, как показано на схеме. Отличия могут заключаться в индивидуальных параметрах каждого элемента и в способе соединения стабилизатора и резистора (проводами или пайкой напрямую).

Собрав своими руками такую схему за несколько минут, вы сможете убедиться, что меняя сопротивление, то есть, вращая ручку резистора, вы будете осуществлять регулировку яркости лампы.

В показательном примере аккумулятор берут на 12 Вольт, резистор на 1 кОм, а стабилизатор используют на самой распространенной микросхеме Lm317. Схема хороша тем, что помогает нам сделать первые шаги в радиоэлектронике. Это аналоговый способ управления яркость. Однако он не подойдет для приборов, требующих более тонкой регулировки.

Необходимость в регуляторах яркости

Теперь разберем вопрос немного подробнее, узнаем, зачем нужна регулировка яркости, и как можно по-другому управлять яркостью светодиодов.

  • Самый известный случай, когда необходим регулятор яркости для нескольких светодиодов, связан с освещением жилого помещения. Мы привыкли управлять яркостью света: делать его мягче в вечернее время, включать на всю мощность во время работы, подсвечивать отдельные предметы и участки комнаты.
  • Регулировать яркость необходимо и в более сложных приборах, таких как мониторы телевизоров и ноутбуков. Без нее не обходятся автомобильные фары и карманные фонарики.
  • Регулировка яркости позволяет экономить нам электроэнергию, если речь идет о мощных потребителях.
  • Зная правила регулировки, можно создать автоматическое или дистанционное управление светом, что очень удобно.

В некоторых приборах просто уменьшать значение тока, увеличивая сопротивление, нельзя, поскольку это может привести к изменению белого цвета на зеленоватый. К тому же увеличение сопротивления приводит к нежелательному повышенному выделению тепла.

ШИМ управление

Выходом из, казалось бы, сложной ситуации стало ШИМ управление (широтно-импульсная модуляция). Ток на светодиод подается импульсами. Причем значение его либо ноль, либо номинальное – самое оптимальное для свечения. Получается, что светодиод периодически то загорается, то гаснет. Чем больше время свечении, тем ярче, как нам кажется, светит лампа. Чем меньше время свечения, тем лампочка светит тусклее. В этом и состоит принцип ШИМ.

Управлять яркими светодиодами и светодиодными лентами можно непосредственно с помощью мощных МОП-транзисторов или, как их еще называют, MOSFET. Если же требуется управлять одной-двумя маломощными светодиодными лампочками, то в роли ключей используют обычные биполярные транзисторы или подсоединяют светодиоды напрямую к выходам микросхемы.

Вращая ручку реостата R2, мы будет регулировать яркость свечения светодиодов. Здесь представлены светодиодные ленты (3 шт.), которые присоединили к одному источнику питания.

Зная теорию, можно собрать схему ШИМ устройства самостоятельно, не прибегая к готовым стабилизаторам и диммерам. Например, такую, как предлагается на просторах интернета.

NE555 – это и есть генератор импульсов, в котором все временные характеристики стабильны. IRFZ44N – тот самый мощный транзистор, способный управлять нагрузкой высокой мощности. Конденсаторы задают частоту импульсов, а к клеммам «выход» подсоединятся нагрузка.

Поскольку светодиод обладает малой инертностью, то есть, очень быстро загорается и гаснет, то метод ШИМ регулирования является оптимальным для него.

Готовые к использованию регуляторы яркости

Регулятор, который продается в готовом виде для светодиодных ламп, называются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтобы мы не чувствовали мерцания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться максимальной яркости свечения или угасания лампы.

Встраивая такой диммер в стену, можно пользоваться им, как обычным выключателем. Для исключительно удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.

Способность ламп, созданных на основе светодиодов, менять свою яркость открывает большие возможности для проведения световых шоу, создания красивой уличной подсветки. Да и обычным карманным фонариком становится значительно удобнее пользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.

Яркость светодиода

Яркость светодиода

Лабораторные работы       Технологии+Бизнес

Цель работы: научиться управлять яркостью светодиода

Задачи:
1. Собрать установку
2. Написать программу
3. Выполнить все задания

Кнопка — простейший механизм управления различными устройствами посредством замыкания или размыкания контактов.

Что такое «дребезг» кнопки и как он возникает?

 

 


В этой лабораторной работе будем регулировать яркость светодиода с помощью двух кнопок: одной кнопкой будем увеличивать яркость, а другой — уменьшать.
 
Сборка лабораторной установки

Схема лабораторной установки:


 

Подготовим все необходимые нам детали.

Компоненты лабораторной установки:

1. Контроллер

2. Макетная плата
3. Кнопка
4. Резисторы 220 Ом — 1 шт

5. Резисторы 10 кОм — 2 шт


6. Провода

Алгоритм выполения работы:
1. Подключаем светодиод:
а) Анод светодиода соединяем с выводом №11;
б) Катод RGB-светодиода подключаем к земле через резистор 220 Ом;
2. Подключаем кнопки:
а) Соединяем пины 9 и 10 с контактами тктовой кнопки;

б) К этому же контакту подключаем подтягивающий резистор 10 кОм, который соединяем с землей;

в) Другой выход кнопки соединяем с питанием 5 v;

Каким образом еще можно подключать кнопку?

 

Работа в среде программирования Arduino IDE

Напишем код программы.

Определим пины для кнопок и светодиода.

Создадим переменную для хранения текущего значения яркости,

а также переменные для хранения последнего значения кнопок (LOW — кнопки не нажаты, HIGH — кнопки нажаты, изначально кнопки не нажаты, значит присвоим им значение LOW).

В функции setup() устанавливаем пины кнопок на вход, а пин светодиода на выход.

Переходим к функции loop().

Считываем значение кнопок в переменные valueButton1 и valueButton2.

Ждем 10 миллисекунд. Это позволит нам избежать «дребезга» кнопки.

Если кнопка1 была нажата 10 миллисекунд назад, и до этого она нажата не была, то присваиваем переменной для хранения последнего значения кнопки 1 HIGH и увеличиваем переменную яркости на 50.

В противном случае проверяем нажатие второй кнопки. Если кнопка 2 была нажата 10 миллисекунд назад, и до этого она нажата не была, то присваиваем переменной для хранения последнего значения кнопки 2 HIGH и уменьшаем переменную яркости на 50.

Если два предыдущих условий не выполняется, то переменным для хранения последнего значения кнопок присваиваем значения valueButton1 и valueButton2.

Далее проверяем, лежит ли яркость в пределах от 0 до 255. Если переменная bright меньше нуля, присваиваем ей значение 0,

 
а если она больше 255, присваиваем ей значение 255.

И подаем значение bright на пин светодиода.

В результате получаем следующий код:


Задание: измените код программы так, чтобы яркость увеличивалась/уменьшалась после второго нажатия на кнопку. 

 

 

Сформулируйте замечания к лабораторной работе. Есть ли в описании работы  непонятные места? 

 


Лабораторные работы        Технологии+Бизнес

Понимание света и яркости — как следует использовать светодиоды


Светодиодные лампы — это будущее, которые быстро заменяют старые технологии освещения. Они предлагают высокую эффективность, экономя огромное количество энергии по сравнению с другими технологиями освещения. Например, лампа накаливания дает около 16 люмен на ватт (подробнее о люменах позже), HID излучает около 60 люмен на ватт, в то время как светодиодные лампы производятся с мощностью более 300 люмен на ватт. В то время как светодиоды более высокого класса в обычном производстве имеют яркость около 170 люмен на ватт, а обычные светодиоды — в диапазоне 100–140 люмен на ватт, все они по-прежнему намного эффективнее, чем эти старые технологии.Благодаря этой повышенной эффективности достигается большая экономия в виде счетов за электроэнергию и освещения, которые обычно окупаются сами, иногда всего за несколько месяцев за счет экономии энергии. Экономия энергии помогает держать больше денег в кармане и помогает снизить потребность в производстве энергии, что делает их экологически чистыми. Будь то солнечные фонари для парковок, светодиодные фонари для стадионов, светодиодные лампы для кукурузы, светодиодные строительные фонари, панельные фонари или фонари для высоких пролетов, переход на светодиоды должен быть простым решением.Однако с повышением эффективности старая концепция выбора лампочки по мощности больше не работает. Пора подумать о яркости и световом потоке, когда решаете, какие светильники покупать.
Меры яркости и значение связанных терминов

Несколько факторов связаны с яркостью лампы накаливания. Во-первых, это зависит от количества излучаемой энергии, известного как лучистый поток. Вы редко будете читать о мерах в освещении, поскольку это общий термин для всех типов энергии, связанный с радиометрией.Световой поток — это термин, более специфичный для освещения, поскольку он измеряет энергию, производимую в спектре видимого света. Это основано на чувствительности человеческого глаза к свету, поэтому его можно считать субъективным измерением. Некоторые цвета кажутся глазам намного ярче по сравнению с другими, поэтому, хотя генерируется такая же энергия, есть разница в яркости. Единицей измерения светового потока является люмен.

люмен: это термин, на который следует обратить внимание при покупке светодиодной лампы.Люмен — это мера количества света, излучаемого в единицу времени, и это статистика, которую вы увидите на большинстве осветительных приборов в наши дни. Чтобы не усложнять задачу, представьте, насколько ярким является свет.

люкс: Один люмен — это количество света, необходимое для освещения одного квадратного метра при яркости в один люкс. Люкс — это измерение света, охватывающего определенную область, и одна из наиболее распространенных единиц, используемых в планах освещения, чтобы показать яркость области, создаваемую используемым освещением.

Footcandle (fc): Специалисты по освещению используют фут-канделу как одну из наиболее распространенных единиц измерения для расчета уровней освещенности на открытом воздухе и в рабочих помещениях. Вкратце, фут-свеча измеряет интенсивность света на основе кандел, которые также используются при расчете люменов. Фут-свеча — это американский осветительный прибор, и хотя уравнения для определения люксов и фут-свечей совершенно разные, для обычного человека они представляют собой просто измерение яркости в данной области.Хорошим сравнением были бы американские стандартные единицы, такие как футы и фунты, с метрической системой с метрами и граммами. Простое уравнение, которое устанавливает связь между Lux и Footcandle, состоит в том, что 1 фк составляет приблизительно 10 люкс.

Пример значений естественного освещения вне помещения

Если на улице много солнечного света, измерения освещенности могут быть в области 10 000 фк или 107 527 люкс. С другой стороны, если ночь пасмурная, то мера освещенности может быть не ниже.00001 fc или 0,0001 люкс.

Рекомендуемые уровни освещения

В то время как уровень внешнего освещения составляет около 10 000 люкс в ясный солнечный день, электрическое освещение в здании обычно находится в диапазоне от 100 до 1000 люкс (в зависимости от вида деятельности) . Для кропотливой и точной работы и деятельности уровень освещенности может достигать 1500–2000 люкс и выше.

Факторы, влияющие на эффективность освещения

Как правило, некоторые из факторов, влияющих на эффективность освещения, — это количество мерцания, количество бликов, тени, контраст и качество света.Каждый элемент должен быть отрегулирован по-разному для оптимизации освещения в ситуациях, связанных с безопасностью, операциями, безопасностью и аварийной ситуацией. Стандарты освещения решают множество проблем, связанных с минимальными требованиями к энергии, установке, размещению и дизайну.

Освещение рабочего места имеет важное значение, и поэтому освещение должно быть индивидуальным для работы

С точки зрения рабочего, плохое освещение приводит к утомлению глаз, стрессу, головным болям и несчастным случаям. С другой стороны, чрезмерное освещение имеет такие последствия для здоровья и безопасности, как стресс и «слепящие» головные боли.Таким образом, рабочие места имеют отдельные требования к освещению, которые опять же зависят от вида выполняемой работы. Средняя офисная площадь составляет около 500 люкс, но может быть и 250 в зависимости от потребностей рабочего места. Общественные места, такие как лестничные клетки, коридоры, лифты. ванные комнаты и вестибюли чаще всего находятся в диапазоне 200 люкс. В лабораториях и других местах, где выполняется очень кропотливая работа, тестирование и задачи с интенсивным зрением, яркость может достигать 10 000 люкс или даже около 20 000 люкс.

Светильники для высоких пролетов, используемые в освещении складов, часто ближе к 150 люкс, когда они используются больше для хранения, но промышленный склад или завод, занимающийся интенсивным производством, могут достигать около 750-1000 люкс.Часто на большом складе может быть секция для хранения и складирования предметов, которым не нужно так много света, в то время как другая секция может использоваться для более интенсивной работы. В этом случае в некоторых областях, где требуется более яркий свет, можно использовать больше источников света или более мощные источники света.
Различное освещение для разных приложений

Торговые помещения

Торговые помещения всех видов, как правило, имеют более высокую яркость. Продавцы хотят, чтобы их покупатели четко видели их продукты, чтобы сделать их привлекательными для продаж.В супермаркетах и ​​выставочных залах обычно бывает от 500 до 1000 люкс.

Торговые помещения на открытом воздухе также различаются. Освещение парковок обычно находится в диапазоне 10-15 люкс на земле. Но если переехать в магазин, где продаются автомобили, то значение вырастет до 150-200 люкс.

Спортивное освещение

Область, которая получает наибольшую выгоду от светодиодного освещения, должна быть спортивным освещением. По этой причине есть освещение для баскетбольной площадки, освещение для теннисного корта, и по этой причине другое освещение спортивных площадок доступно в светодиодном формате.Спортивные фары имеют гораздо больший световой поток и большую мощность. Благодаря мощным фарам, используемым для спортивного освещения, разница в потребляемой энергии огромна. Одним из наиболее часто используемых спортивных фонарей является металлогалогенный свет мощностью 1500 Вт, который заменяется светодиодными спортивными фонарями мощностью 500 Вт, что дает экономию 1000 Вт на светильник! Когда вы думаете о том факте, что для освещения бейсбольных полей и других больших полей можно использовать 40, 50 и даже сотни источников света в случае профессиональных спортивных площадок, вы можете увидеть, какое значение может иметь светодиодный спортивный свет в счетах за электроэнергию.Во-вторых, в светодиодных светильниках используется специальная оптика, что делает их яркими там, где требуется свет на поле или корте, и не тратит этот свет за пределы зоны освещения. Эта оптика также уменьшает блики, облегчая глазам игрока заниматься спортом в ночное время.

Игровые поля и стадионы

Светодиодное спортивное освещение быстро заменяет металлогалогенные и даже старые галогенные лампы на полях, кортах, аренах и стадионах по всему миру. Верховая езда, пиклбол, теннисные корты, баскетбол, бейсбол, футбол, футбол и этот список можно продолжить, чтобы заменить светодиоды.В профессиональном спорте большое количество площадок уже перешло на светодиоды. Использование высокотехнологичной оптики светодиодных фонарей гарантирует, что яркий свет достигает тех областей, где он необходим для телевещания высокой четкости. Это также помогает улучшить видимость игрока, чтобы он проводил игры, и возможность болельщикам видеть каждую игру, будь то сидение на трибунах или просмотр из дома по телевизору.

Независимо от того, какие у вас потребности в освещении, светодиодные фонари принесут вам желаемый результат. Экономия энергии помогает снизить счета за электроэнергию.Повышение яркости за счет эффективности и точной оптики светодиодов для любого применения. Долговечность для снижения затрат на техническое обслуживание. Если у вас возникли проблемы с определением ваших конкретных потребностей в освещении, обязательно позвоните и получите помощь от эксперта! Объяснение

люменов | Что такое люмен в светодиодных лампах?

Джо / 29 октября 2019 г. / Терминология

При покупке светодиодных светильников вы часто будете встречать термин «люмен».Фактически, на информационной панели светодиодной лампы сначала указывается световой поток. Люмены являются важным показателем в освещении, и их понимание поможет вам выбрать правильное освещение для ваших нужд. Рассмотрим подробнее, что означает этот термин и как он влияет на выбор освещения.

Определение люмена
В светодиодном освещении люмен измеряет яркость света. Это отличается от ваттов, которые измеряют количество энергии в источнике света.Термин «люмен» означает «свет», что имеет смысл, если вы понимаете, что он измеряет. Другими словами, люмены измеряют количество света, излучаемого светодиодной лампой. Чем выше люмен, тем ярче будет свет.

Почему светодиоды измеряют в люменах?
Измерение яркости света более важно, чем измерение его мощности. Традиционные лампы накаливания измерялись в ваттах, что показывало, сколько энергии они потребляли. Больше мощности означало более яркий свет.Теперь, когда в отрасли существует так много вариантов энергоэффективного освещения, большая мощность на самом деле не означает больше света, если только вы не используете тот же тип лампочки. Вот почему светодиодное освещение измеряется в люменах.

люмен — это особенно полезная единица измерения, когда вы пытаетесь подсчитать, сколько света нужно купить для вашего объекта. Большинство объектов имеют минимальные требования к хорошей видимости, и вы можете рассчитать необходимое количество ламп только в люменах. Если вам нужно определенное количество люмен на квадратный фут и вы знаете, сколько люмен дает свет, вы можете установить или приобрести нужное количество ламп.

Как люмены сравниваются с ваттами?
Люмен и ватт измеряют разные вещи, поэтому их нельзя сравнивать. Это похоже на сравнение фунта яблок с галлоном молока — измерения совершенно разные. Тем не менее, вы можете оценить количество люменов, которое может дать конкретная ваттная лампа. Например, лампа накаливания мощностью 100 Вт дает около 1600 люмен. В мире светодиодов лампа мощностью 26 Вт дает такое же количество люменов.

Почему так много неразберихи?
Почему так много путаницы между ваттами и люменами? Когда лампы накаливания используются в качестве основного источника света в домах и на предприятиях, все они измеряются в ваттах.Хотя ватты измеряли количество потребляемой мощности, люди начали связывать их с уровнем яркости, потому что все знали, что 100-ваттная лампа ярче 40-ваттной лампы. Теперь, когда на рынке присутствуют светодиоды, КЛЛ и другие более эффективные варианты освещения, это соединение больше не работает. Светодиодная лампа мощностью 22 Вт намного ярче лампы накаливания на 60 Вт, потому что светодиод мощностью 22 Вт дает 1600 люмен, тогда как лампа накаливания мощностью 60 Вт дает только 800.

Очевидно, что в случае измерения светодиодов люмены являются лучшим показателем.Используйте люмен, чтобы найти правильное освещение для вашей следующей потребности, помня, что чем больше люмен, тем ярче свет. Если вы ищете яркое и эффективное светодиодное освещение, доверьтесь светодиодному освещению HyLite, чтобы предоставить необходимые вам решения.

5 вещей, о которых нужно подумать перед покупкой светодиодных ламп

Прежде чем отправиться в магазин, узнайте о технических характеристиках, на которые следует обратить внимание при покупке светодиодных ламп.

Крис Монро / CNET

Если вы еще не перешли на светодиодные лампы, сейчас самое время. Причины веские. Во-первых, светодиодные лампы служат намного дольше, чем лампы накаливания, и они излучают такое же количество света, используя значительно меньше энергии. Это здорово для окружающей среды и может сэкономить вам много денег в долгосрочной перспективе на счетах за электроэнергию.

Если вы предпочитаете умный дом, светодиоды открывают двери для самых разных интересных и полезных функций, включая лампы, меняющие цвет, и лампы, которые синхронизируются с вашей системой безопасности или голосовым помощником по выбору.Кроме того, многие лампы накаливания, в том числе 100-ваттные лампы накаливания, выводятся из эксплуатации, поэтому вам все равно придется в конце концов переключиться.

Получите больше от своих технологий

Изучите интеллектуальные гаджеты и советы и рекомендации в Интернете с помощью информационного бюллетеня CNET How To.

Покупка правильного светодиода сильно отличается от покупки лампы накаливания. Однако прежде чем отправиться за покупками, вам нужно кое-что знать.

Подробнее: Лучшие светодиодные прожекторы, которые вы можете купить в 2020 году

люмен, а не ватт

Забудьте все, что вы знаете о лампах накаливания — ваши ватты здесь никуда не годятся.

При покупке лампочек вы, вероятно, привыкли искать ватты как показатель яркости лампы. Однако яркость светодиодов определяется несколько иначе.

Сейчас играет: Смотри: Hacks @ Home: как начать работу с умными лампочками

4:17

Вопреки распространенному мнению, мощность — это не показатель яркости, а показатель того, сколько энергии потребляет лампа.Для ламп накаливания существует общепринятая корреляция между потребляемыми ваттами и производимой яркостью, но для светодиодов ватты не являются отличным показателем того, насколько яркой будет лампа. (Дело, в конце концов, в том, что они потребляют меньше энергии.)

Например, светодиодная лампа с яркостью, сравнимой с лампой накаливания мощностью 60 Вт, имеет мощность всего от 8 до 12 Вт.

Но не беспокойтесь о математических расчетах — не существует единого способа преобразовать ватты лампы накаливания в ватты светодиодов. Вместо этого следует использовать другую форму измерения: люмены.

Люмен (лм) — это реальное измерение яркости, обеспечиваемой лампочкой, и это число, на которое следует обращать внимание при покупке светодиодов. Для справки, вот диаграмма, которая показывает преобразование ватт-люмен для ламп накаливания и светодиодов.

Подробнее: Лучшая светодиодная лампа для каждой комнаты вашего дома

Шэрон Вакнин / CNET

Как видно из диаграммы выше, лампа накаливания может потреблять в пять раз больше ватт при том же количестве люменов.Прежде чем отправиться в магазин, почувствуйте необходимую вам яркость (в люменах) и отбросьте свою тягу к ваттам.

Подробнее о ваттах и ​​люменах.

Выбор правильного цвета Светодиод

Лампы накаливания обычно излучают теплый желтоватый оттенок, но светодиоды бывают разных цветов.

Как показал Philips Hue, светодиодные лампы способны отображать впечатляющий цветовой диапазон, от фиолетового до красного, до спектра белого и желтого. Однако для дома вы, вероятно, ищете что-то похожее на свет, производимый лампами накаливания.

Два самых популярных цвета светодиодов — мягкий белый (также называемый теплым белым) и ярко-белый (также называемый дневным светом). Совсем не сбивает с толку, правда?

Мягкий белый и теплый белый цвет будут давать желтое свечение, похожее на свечу, близкое к лампам накаливания, тогда как лампы, обозначенные как ярко-белый или дневной свет, будут давать более белый свет, ближе к дневному свету и похожий на то, что вы видите в офисах и магазинах.

Если вы хотите получить техническую информацию, цвет света в спектре белого света называется цветовой температурой и измеряется по шкале Кельвина.Чем меньше число, тем теплее (желтеет) свет. Типичная мягкая белая лампа накаливания находится в диапазоне от 2700 до 3500K, поэтому, если вам нужен именно такой цвет, ищите этот диапазон при покупке светодиодных ламп. Хотите что-нибудь тонированное дневным светом? Ищите лампы с номинальной температурой 5000K или выше.

Вы заплатите больше за светодиодную лампу (но в конечном итоге сэкономите)

Светодиодные лампы похожи на гибридные автомобили: дороже заранее, но дешевле в эксплуатации.

Раньше можно было купить лампочку накаливания в строительном магазине за доллар или около того.Затем появились светодиоды, большинство из которых стоили намного дороже. К счастью, несколько лет разработки и конкуренции снизили цены до такой степени, что вы найдете множество светодиодных опций в проходе с лампочками по цене 5 долларов или меньше.

Но доллары и центы на этом не заканчиваются. Вам нужно учитывать стоимость использования лампочки — и самое замечательное в светодиодах то, что их использование совсем не стоит очень дорого. Например, традиционная 60-ваттная лампа накаливания добавит к вашему счету за электроэнергию около 7 долларов каждый год, если вы используете ее в среднем 3 часа в день.Сменный светодиод мощностью 60 Вт, который излучает такое же количество света, потребляет всего 8 Вт и добавляет лишь около доллара к счету за электроэнергию за тот же год.

Другими словами, даже если светодиод стоит 5 долларов, а лампа накаливания — это халява, которую вы нашли где-то в ящике, светодиод по-прежнему остается менее дорогим вариантом после менее чем года использования. В то же время вы получите меньшее тепловыделение, более длительный срок службы лампы и даже возможность управлять ими с помощью смартфона — и он не перегорит через год.

Остерегайтесь светодиодов без диммирования

Из-за своей схемы светодиоды не всегда совместимы с традиционными диммирующими переключателями. В некоторых случаях переключатель необходимо заменить. В других случаях вы заплатите немного больше за совместимый светодиод.

Большинство существующих в настоящее время диммеров, вероятно, были разработаны для работы с лампами накаливания. Диммеры, подобные этим, работают, отсекая количество электричества, направляемого в лампочку, в быстрой последовательности, быстрее, чем может обнаружить глаз.Светодиоды потребляют намного меньше энергии, поэтому они не всегда хорошо работают с такими диммерами (вот удобное руководство, которое немного глубже объясняет причины, почему).

Первое, что нужно сделать, если вы покупаете светодиоды, которые хотите использовать с диммером, — это убедиться, что вы покупаете лампы с регулируемой яркостью. Большинство производителей предлагают светодиодные лампы без диммирования без какого-либо встроенного оборудования для диммирования, и хотя это нормально, если вы хотите сэкономить один или два доллара на лампе, предназначенной для нерегулируемого светильника, они последнее, что вам нужно. если вам нравится, свет приглушен.

Моя вторая рекомендация? Начните с одной лампочки от крупного производителя и повесьте чек. Попробуйте использовать диммеры у себя дома, и, если это сработает, не стесняйтесь покупать столько, сколько вам нужно. В противном случае большинство крупных розничных продавцов с радостью позволят вам вернуть лампочку и обменять ее на что-нибудь другое. В какой-то момент вы также можете подумать об обновлении своих диммеров до более новых моделей, предназначенных для работы со светодиодами. Такие громкие имена, как Lutron и Leviton, — ваш лучший выбор там.

И последнее: если диммирование действительно важно в вашем доме, вам действительно стоит подумать о умных лампах.Большинство из них используют свои собственные встроенные механизмы для управления затемнением, поэтому вам вообще не нужен диммер. Подобные механизмы затемнения великолепны, потому что они не мерцают и не гудят, и вы обычно сможете синхронизировать вещи с помощью голосового помощника, такого как Siri или Alexa, который открывает дверь для таких команд, как «установите свет на 20%. . »

Сейчас играет: Смотри: Как купить яркие светодиодные лампы, которые не отстой

2:13

Не во всех осветительных приборах должны использоваться светодиоды.

Знание того, где можно разместить светодиод, гарантирует, что лампа не перегорит раньше времени.

Вы, наверное, знаете, что светодиодные лампы работают намного холоднее, чем их собратья, но это не значит, что они не выделяют тепло. Светодиодные лампы нагреваются, но тепло отводится радиатором в основании лампы. Оттуда тепло рассеивается в воздухе, а светодиодная лампа остается прохладной, что помогает сохранить долгую жизнь.

В этом и заключается проблема: лампочке нужен способ отвода тепла. Если светодиодную лампу поместить в закрытый корпус, тепло не будет никуда уходить, отправляя его обратно в лампочку и приговаривая ее к медленной и мучительной смерти.Помните, что светодиодные лампы — это электронные устройства, и, как и в случае с телефоном или ноутбуком, нельзя допускать их перегрева.

Вот почему для закрытых светильников можно использовать лампы накаливания, люминесцентные или галогенные лампы. Светодиоды тоже будут работать, но в некоторых случаях нагрев внутри светильника сокращает срок службы лампы.

Насколько яркие светодиодные лампы?

В течение долгого времени многие люди определяли яркость лампочки по ее мощности.Предполагается, что, например, 100-ваттная лампочка, естественно, будет ярче, чем 40-ваттная.

Хотя это работает для ламп накаливания (хотя даже в этом случае это неточный способ измерения яркости), с развитием светодиодных ламп с низким энергопотреблением сама по себе мощность не обязательно будет указывать на яркость лампы. Однако есть несколько более эффективных способов узнать …

Эквивалентная мощность

Причина, по которой вы больше не можете использовать ватты для определения яркости лампочки, заключается в том, что светодиодные лампы излучают такой же свет, что и лампы накаливания, но имеют гораздо меньшую мощность.Ниже приведено приблизительное руководство по эквивалентной мощности светодиодных и других ламп.

Что такое люмен?

люмен (лм) — это количество видимого света, излучаемого лампой или другим источником света. Это гораздо более точный способ определения яркости лампы, поскольку это мера ее выходной мощности, в отличие от мощности, которая просто обозначает потребляемую мощность.

Светодиодные лампы

для общего использования в доме обычно имеют мощность от 5 до 15 Вт и излучают от 300 до 500 люмен.Некоторые наружные прожекторы излучают более 20 000 лм.

Соотношение люмен к ватту

Светодиодные лампы

, которые имеют одинаковую мощность, не обязательно могут иметь одинаковую мощность в люменах. Например, один GLS мощностью 5 Вт может излучать 400 люмен, а другой — 470 люмен.

Самый простой способ измерить эффективность светодиодной лампы — это рассчитать ее отношение люменов к ваттам. Для этого просто разделите количество люменов, которые она излучает, на ее мощность: например, лампа мощностью 5 Вт, которая излучает 400 люмен, имеет соотношение 80 люмен на ватт (сокращенно лм / Вт).

Объяснение яркости светодиодных ламп и люменов

В традиционных знаниях о освещении стандартным показателем яркости для большинства людей является мощность, при этом более высокая мощность соответствует более яркой лампочке. Хотя все мы знаем, что светодиодные лампы являются более яркой заменой люминесцентных, ламп накаливания и галогенных ламп, и им требуется гораздо меньше ватт для получения более яркого света, мы измеряем яркость светодиодных ламп в люменах.

Что такое люмен? Рад, что ты спросил! Люмен (лм) — это показатель светоотдачи! Это будет означать, что чем выше люмен, тем выше будет яркость светодиодного освещения.Для сравнения: стандартная бытовая светодиодная лампа имеет средний световой поток 800 лм, в то время как большие коммерческие светильники, такие как светодиодные коробки для обуви или светильники для стадионов, могут достигать 160 000 лм на светильник!

Вы спросите, почему светодиоды ярче при меньшей мощности?

Без хорошего знания люменов можно было бы с уверенностью предположить, что светодиод, имеющий меньшую мощность, будет менее ярким, чем традиционная лампа с более высокой мощностью; однако это определенно не так! Как уже упоминалось выше, светодиодная лампа требует гораздо меньше энергии для работы и производит такой же, если не больше света, чем традиционная лампа.Созданные по дизайну, светодиодные лампы имеют минимальную тепловую мощность, что делает их менее опасными и позволяет использовать в конструкции ламп ударопрочные материалы. Кроме того, когда вы подаете питание на светодиодный свет, больше энергии преобразуется в свет, а не в тепло, поэтому вы часто можете видеть эквивалентную мощность, указанную в технических характеристиках светодиодных фонарей. Для ментального образа стандартная светодиодная лампа A21 мощностью 16 Вт является идеальной заменой лампы накаливания мощностью 100 Вт и будет такой же яркой, если не ярче!

Что такое световая отдача?

Еще одно распространенное измерение, которое вы можете заметить в спецификациях светодиодных ламп, — это эффективность! И нет, это не то же самое, что эффективность, которая относится к количеству используемой энергии.По сути, эффективность — это то, как вы можете измерить «отдачу от вложенных средств», когда дело касается яркости, которую вы хотите достичь. Это можно легко вычислить, разделив люмен / ватт. Например, светодиодный прожектор мощностью 10 000 лм и мощностью 100 Вт имеет эффективность 100 лм / Вт. Таким образом, как показывает практика, светодиоды с высокой выходной мощностью имеют эффективность 100 лм / Вт или более, в то время как некоторые коммерческие светодиодные лампы, такие как светодиодные трубки, могут иметь эффективность более 130 лм / Вт.

Как цветовая температура влияет на яркость?

Хороший вопрос! Цвет освещения или световая температура измеряется в Кельвинах (K).Средняя температура светодиодного освещения составляет от 2700K (самый теплый) до 6000K (самый низкий). В то время как лампа 2700K будет излучать уютное оранжевое свечение, а лампа 6000K будет излучать четкий синий свет, яркость будет почти такой же. Изменение с 4000K на 5000K обычно увеличивает яркость только на 20-60 лм, конечно, в том же приборе. Полезно знать разницу между температурами светодиодного освещения, так как вы можете использовать эти знания при настройке или создании атмосферы!

← Предыдущий пост Следующее сообщение →

Определение яркости и интенсивности света светодиодов

Разъяснение технических характеристик освещения

Многие люди часто задаются вопросом, что означают все эти спецификации LED .Ватты, люмены, поток, длина волны, мощность свечи, канделы, милликанделы — это лишь некоторые из множества терминов и единиц измерения, используемых для описания интенсивности света. Хотя фотометрия намного сложнее, чем я могу даже начать объяснять, вот лишь несколько вещей, на которые вы должны обратить внимание, чтобы определить яркость источника света.

При рассмотрении характеристик яркости светодиодов наиболее распространенными доступными характеристиками являются сила света (обычно измеряется в единицах кандел или милликандел ) и угол обзора (измеряется в градусах).Яркость 1 кандела примерно такая же, как у обычной свечи. Милликандела, или mcd, в 1000 раз менее ярка, чем кандела, отсюда и приставка «милли-».

1000 милликандел = 1 кандела
Поскольку свет не всегда рассеивается равномерно, угол обзора источника света очень важен. Мощность света определяется местоположением смотрящего, поэтому, если вам нужен единственный источник света, который будет освещать всю комнату, убедитесь, что угол обзора достаточно широк, чтобы обеспечить такой свет.
Это тоже дело объектива; рассеивающие линзы обеспечивают более широкий угол обзора, чем прозрачные линзы, но компромисс заключается в том, что рассеянных линз могут сделать светодиод более тусклым, чем обычно Одна свеча — основа силы света

Светодиод с рассеянной линзой
Светодиод с прозрачной линзой
Мощность лампы накаливания или светодиодной лампы показывает, сколько энергии потребляет данная лампа, не обязательно выходная мощность лампы.Вот как меньшая мощность светодиодной лампы может дать более люменов , чем лампы накаливания; Светодиоды экономят больше энергии и при этом становятся ярче.

Еще одна характеристика, на которую следует обратить внимание, — это световой поток или сила света, которые можно определить, если известны сила света и угол обзора. Световой поток — это мощность света, воспринимаемая человеческим глазом по отношению к длине волны излучаемого света, и обычно измеряется в люменах.

Примечание. Угол обзора в градусах преобразуется в стерадиан , а затем умножается на канделы для получения люменов.

Вот полезный сайт, который позволяет легко преобразовать кандел в люменов.

Как видите, угол обзора имеет большое значение для светового потока. Светодиод с разрешением 5000 мкд и углом обзора 60 ° примерно в 4 раза мощнее, чем светодиод с углом обзора всего 30 °.

Длины волн не обязательно предоставляют много информации о яркости источника света, а скорее о цвете источника света, а также оттенке этого конкретного цвета.Учитывая, что одни цвета ярче других, длина волны становится еще одной характеристикой, которую следует учитывать.


Диаграмма спектра видимого света

Единицы измерения, используемые для измерения яркости света
Установка Перевод
Кандела Яркость обычной свечи
Милликандела 1/1000 канделы
Люмен 1 кандела • стерадиан
Люкс 1 люмен / квадратный метр
Footcandle 1 люмен / квадратный фут

Другие советы и хитрости в области электроники от наших дизайнеров

Сравнение светодиодов, КЛЛ и ламп накаливания

3-минутное чтение — полное руководство от VIRIBRIGHT (диаграммы, таблицы и др.)

За прошедшие годы технический прогресс привел к инновациям в том, как освещать наши дома и коммерческие здания.Вначале у нас была только стандартная лампа накаливания. Теперь у нас есть компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) и светодиоды, сокращенно LED. Мы собираемся ответить на вопрос… какой тип лампочки преобладает? Есть много переменных, так что давайте углубимся!

Быстрое меню — нажмите ниже

LED VS CFL Яркость

Светодиодные лампы ярче или равны компактным люминесцентным (CFL) лампам? Уловка состоит в том, чтобы понять технологию.Короче говоря, светодиоды и КЛЛ как технологии не имеют разницы в яркости по сути. Яркость определяется люменами. Люмены лучше всего описывать как измерение света. Одна лампа CFL и LED может иметь одинаковый световой поток (яркость), но сильно различается по количеству энергии, необходимому для создания такого уровня яркости.

Многие светодиодные лампы в прошлом не были всенаправленными, что давало преимущество КЛЛ в различных сценариях. Например, в торшере КЛЛ будет работать лучше, потому что световое покрытие в то время было намного шире.Однако в большинстве встроенных светильников (потолок) светодиоды будут более эффективными. Перенесемся в новое поколение светодиодов, и мы видим, что маленькие светодиоды превосходят КЛЛ по общему энергопотреблению, цвету и даже становятся более конкурентоспособными по цене на рынке.

Люмен и сравнение мощности

В приведенной ниже таблице показано количество яркости в люменах, которое можно ожидать от лампочек различной мощности. Светодиодные лампы требуют гораздо меньшей мощности, чем КЛЛ или лампы накаливания, поэтому светодиоды более энергоэффективны и долговечны, чем их конкуренты.

Как понять эту таблицу — посмотрите на люмен (яркость) в крайнем левом столбце, затем сравните, сколько ватт мощности требуется каждому типу лампочки для достижения такого уровня яркости. Чем ниже необходимая мощность, тем лучше.

Люмен (яркость) LED Вт (Viribright) CFL Вт Лампы накаливания
400–500 6-7 Вт 8 — 12Вт 40 Вт
650–850 7-10 Вт 13 — 18Вт 60 Вт
1000-1400 12-13 Вт 18 — 22Вт 75 Вт
1450-1700 + 14-20 Вт 23 — 30 Вт 100 Вт
2700+ 25 — 28Вт 30 — 55Вт 150 Вт

Для сравнения разных лампочек необходимо знать о люменах.Люмены, а не ватты, говорят вам, насколько яркая лампочка, независимо от типа лампы. Чем больше люмен, тем ярче свет. На этикетках на передней части упаковки лампочек теперь указывается яркость лампы в люменах, а не энергопотребление лампы в ваттах. При покупке следующей лампочки просто найдите желаемый световой поток (чем больше, тем ярче), и выберите лампу с наименьшей мощностью (чем меньше, тем лучше).

КЛЛ или светодиоды более рентабельны?

Для сравнения стоимости рассмотрим в этом примере замену стандартной 60-ваттной лампы накаливания.Потребление энергии для использования такой лампы обойдется примерно в 90 долларов в течение 10 лет. Для светодиода, работающего в течение 10 лет, фактическая стоимость эксплуатации составит всего 18 долларов. Взгляните на таблицу ниже для разбивки.

Светодиод против КЛЛ против лампы накаливания Стоимость Лампа накаливания КЛЛ Светодиод (Viribright)
Используемая мощность 60 Вт 14 Вт 7 Вт
Средняя стоимость лампочки $ 1 $ 2 4 доллара или меньше
Средний срок службы 1,200 часов 8000 часов 25000 часов
Лампы на 25000 часов 21 3 1
Общая закупочная цена ламп за 20 лет $ 21 $ 6 $ 4
Стоимость электроэнергии (25000 часов при 0.15 за кВтч) $ 169 $ 52 $ 30
Общая сметная стоимость за 20 лет $ 211 $ 54 $ 34

Победитель: LED (в долгосрочной перспективе)

Приведенная выше диаграмма показывает явного победителя при рассмотрении цены с течением времени с учетом энергопотребления. Помимо экономии затрат на светодиоды, в некоторых сценариях для продуктов Energy Star существуют также поддерживаемые государством скидки.

КЛЛ или светодиодные лампы служат дольше?

Быстрый ответ: LED

Хотя светодиодная технология для использования в лампах появилась на рынке не так давно, оценки срока службы новой технологии поразительны и оставляют КЛЛ и лампы накаливания мало с чем сравнивать. Светодиодные лампы с удивительным сроком службы 25 000 часов являются бесспорным чемпионом по долговечности в супертяжелом весе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.