nabbla (nabbla1) wrote,
nabbla
nabbla1

Category:

Светодиоды в каждый дом!

Светодиоды на сегодняшний день - наиболее эффективный источник света. У самых хороших светодиодов, которые можно купить, эффективность достигает 160-170 лм/Вт, а к.п.д приближается к 50%. При всем при том, срок службы заявляется 30 000 часов, причем по истечении этого времени светодиод не перегорает, а просто становится более тусклым и более "голубоватым" - деградирует люминофор, который часть синего света преобразует в более длинноволновый, что и дает в результате белый. Светодиоды не боятся частых включений-выключений, и свет дают весьма качественный. Если первые белые светодиоды зачастую давали неприятный голубоватый оттенок, то сейчас основные параметры - цветовая температура и индекс цветопередачи - нормируются.

Это все правда - я проверял) Но увы, только часть правды. Если бы все было так хорошо, светодиоды уже давно бы вытеснили все прочие источники света.Начать с того, что такие хорошие показатели эффективности и долговечности достигаются, когда светодиод работает на малой мощности и хорошо охлаждается, так, что температура кристалла не сильно превышает комнатную. То есть требуется хороший отвод тепла, да и светодиодов надо брать "с запасом". Хочется получить 1000 лм - лучше взять не один светодиод на 1000 лм, а два, только подать ток менее половины.

Кроме того, светодиоды работают от низкого напряжения (3.3 вольта) и при больших токах (1.5..3 ампера), причем стабилизировать надо именно ток. Импульсов большой скважности они тоже не любят, т.е нельзя подавать 10 ампер в течение 1/10 периода - сгорит. А даже если не сгорит (скажем, подали импульсы 3А при 1/2 периода, чтобы получить в среднем 1.5А) - то светоотдача заметно снизится по сравнению с постоянным током. Так что, нужен еще и хороший источник питания.

И еще, светодиод сам по себе чрезвычайно яркий - излучает большой световой поток с малой поверхности - надо стараться всегда делать так, чтобы на него непосредственно никто посмотреть не мог. Значит, нужен какой-то матовый плафон. А диаграмма направленности у светодиода как правило ламбертовская - это не хорошо и не плохо, просто констатация факта.

Из всего сказанного видно, насколько нетривиальная проблема сделать светодиодный аналог лампочки накаливания. Надо в ограниченные габариты впихнуть блок питания, теплоотвод и еще как-то постараться сделать, чтобы такая "лампочка" излучала во все стороны (чтобы все выглядело в точности как раньше, а люстры именно под такое рассчитаны), да еще и чтобы в закрытом наглухо плафоне вся эта конструкция не перегрелась.

Со всем этим справляются, но очень уж со скрипом. Приходится выводить и температуру, и ток на предел. Да, оно работает, но эффективность выходит на уровне люминесцентной лампочки, если не хуже. Да и надежность получается так себе. А цена - выше в разы! И на нынешнем уровне развития светодиодов вряд ли ситуация кардинально поменяется.

Я вижу пока единственный выход - и не пытаться сделать "светодиодный аналог" лампочки накаливания или длинной люминесцентной лампы, а изготавливать свои собственные светильники. Такие, что хватит места и для хорошего теплоотвода, и направленность они дадут ровно ту, которая наиболее подходит в тех или иных ситуациях. И светодиоды можно не нагружать до конца. Я рассчитывал, и получается, что наиболее экономически выгодно питать их примерно половинным током. Начальные вложения для обеспечения того же светового потока будут выше, зато расход электричества - ниже. И за 30 000 часов непрерывной работы это сыграет свою роль.

Покажу наконец картинки, как это получается у меня дома. Многие их уже видели, но сейчас наконец дам какие-то технические комментарии.

LED_in_bath
Светильник в ванной, 2 светодиода Cree XM-L теплых белых, запитаны током 1750мА (энергопотребление 12 Вт). Они смонтированы на алюминиевую пластину длиной 1м, шириной 5см и толщиной 2мм. С боков привинчены алюминиевые уголки, в качестве ребер жесткости. Вся эта конструкция - одновременно и несущая (двумя шурупами привинчивается к потолку), и теплоотвод. Ровно посередине располагается блок питания. Снизу пластина закрыта плафоном из матового оргстекла. Освещенность везде в ванной не ниже 50 лк, над раковиной - 200 лк.

В целом хорошая вещь, но явно надо будет переделать. Во-первых, подвесить за спиной человека, стоящего перед зеркалом. Так как сейчас - перед ним - получаются тени под глазами и под носом, и в особенности под подбородком. И во-вторых, конструкцию надо сделать более или менее герметичной. Сейчас верхняя поверхность плафона "любит" покрываться пылью, стереть ее оттуда очень проблематично. Особенно ярко проблема выразилась на КОНе, где этот же светильник горел в лесу. Он весь был
засыпан еловыми иголками и пеплом от костра.

agony_booth
Светильник в туалете. В сущности то же самое, только ток 700мА (энергопотребление 5Вт) и длина чуть меньше метра. Освещенность на уровне пола - те же самые 50 лк, все по ГОСТу)

light_for_table
Замена настольной лампе. Два светодиода Cree Xm-L, на той же самой алюминиевой пластине, потребление 10 Вт, но теперь на каждый надет коллиматор, дающий угол расхождения 28.5 градуса (по документации). Получается, что весь стол имеет освещенность в 300 люкс, причем очень ровно. Если обычная настольная лампа освещает только маленький островок, то здесь - весь стол. В том, что свет идет сверху - есть еще один большой плюс. Если читать журнал с глянцевой бумагой, положив его на стол, в глаза не попадет ни одного блика - ведь блик - это почти зеркальное отражение (только не такое четкое), а значит, угол падения равен углу отражения. Пришел свет с потолка, по нормали - туда же и отразится!

Здесь применен "конверсионный" блок питания, на основе сгоревшей энергосберегающей лампочки. К.п.д, тем не менее, неплохой - 85%, ничуть не хуже промышленно выпускаемых светодиодных драйверов.

Из недостатков конструкции - отсутствие плафона, из-за чего смотреть наверх довольно неприятно.

kitchen_sink_light
Светильник над раковиной. Когда нам делали кухню, сделать светильник над раковиной отказались - там наверху сушка, нет нижней стенки, вместо нее поддон, куда стекает вода. Сказали - по правилам техники безопасности не имеем права, еще закоротит ненароком! Нет так нет, в итоге я поставил самодельный, который использует сам пластиковый поддон в качестве плафона! И пусть его хоть целиком утопит в воде - это безопасно, он питается от гальванически развязанных 5 вольт.

Потребление 7.5 Вт, если не ошибаюсь, освещенность на уровне дна раковины - 300 лк. Здесь свет холодный белый.

kitchen_sink_from_above
Оно же, когда открыты дверцы. Видна алюминиевая пластина,на которой смонтированы диоды, и блок питания слева, там же выключатель. У этой конструкции особенных недостатков и не вижу. Очень здорово, что когда закрыты дверцы сушки, источника света и не видно вовсе, просто светло и все - не режет глаза.

extractor_hood
Светодиодная подсветка вытяжки. Раньше там стояли две лампочки по 40 Вт, с крайне неудачной конструкцией светильника - почти весь свет шел внутрь вытяжки, наружу выходили жалкие крохи. Светодиоды, лежащие непосредственно на "окошках", излучающие по Ламберту вниз, дают даже большую освещенность, при общем энергопотреблении 5Вт, и это при том, что светодиоды здесь старого поколения, с эффективностью около 100 лм/Вт.

luchmer_extractor_hood
Вот так оно выглядит. Из недостатков - несколько кустарный вид. Лучше было бы не "класть" их на стекло, а придумать какой-то специальный кронштейн, на котором они бы возвышались. Но и так работает, и уже очень давно.

Integral_pictures_and_Enterprise
Это в коридоре, освещение картин от d_integral, одна из них - подарок мне на день рождения, вторая - на 23 февраля) А летящий над миром (точнее, над картой мира) Энтерпрайз - это подарок на новый год). На фотографии кажется, что нижняя картина освещена очень тускло. Глазом почему-то так не кажется. Видимо, он отдельно рассматривает каждую область и нормирует яркость именно по ней. А фотоаппарат увидел самое яркое пятно - над картинами - и настроил экспозицию по нему. Вообще, красивый угол)

Ну и еще одна фотография, хотя она прямого отношения к теме не имеют - светодиоды там не используются. Но почему бы не похвастаться)

Enterprise_stained_glass
Витраж "Энтерпрайз". Сам рисунок - подарок от брата, подсветка - от дохлого ЖК-монитора. Матрица у него померла, а вот подсветка на люминесцентных лампах с холодным катодом - в порядке.

К сожалению, давно всем этим не занимался - времени нет, работать надо! Но как что-то новенькое будет появляьтся, обязательно расскажу.
Tags: маньяк-эколог, освещение
Subscribe

  • Формулы приведения, что б их... (и atan на ТРЁХ умножениях)

    Формулу арктангенса на 4 умножениях ещё немножко оптимизировал с помощью алгоритма Ремеза: Ошибка уменьшилась с 4,9 до 4,65 угловой секунды, и…

  • Алгоритм Ремеза в экселе

    Вот и до него руки дошли, причина станет ясна в следующем посте. Изучать чужие библиотеки было лениво (в том же BOOSTе сам чёрт ногу сломит), писать…

  • atan на ЧЕТЫРЁХ умножениях

    Мишка такой человек — ему обязательно надо, чтоб от всего была польза. Когда у него бывают лишние деньги, он идёт в магазин и покупает какую-нибудь…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 8 comments