От чего зависит яркость лампочки в цепи

От чего зависит яркость лампочки?

Раньше в продаже были лампочки Ильича, самые простые, по 100 и 150 кВт, очень хорошо светили, свет приятный и естественный был, но их уже не производят. Сейчас трудно найти лампочку, чтобы светила также хорошо. Какая должна быть мощность светодиодной лампы, чтобы она соответствовала лампе Ильича в 150 кВт? Есть ли такие в продаже? От чего зависит яркость лампы, только ли от её мощности? Как выбрать хорошую лампочку? На какие параметры надо смотреть?

Что бы правильно выбрать светодиодную лампу, надо обращать внимание на несколько факторов.

1.Соответствие мощности обычным лампам накаливания. Это 1:10, т.е. мощность светодиодной лампы в 10 Вт будет примерно соответствовать по яркости лампе накаливания в 100 Вт.

2.Цветовая температура. Обязательно подбирайте лампу с соответствующей вашим запросам температурой. Если вы хотите, что бы светодиодная лампа примерно соответствовала лампе накаливания, выбирайте температуру в пределах 2200-2700 К.

3.Покупайте лампы, где написано "процент пульсации 0%". Это реально снижает нагрузку на зрение.

4.Обращайте внимание на угол, в котором лампа эффективно освещает помещение: эти углы могут быть разными.

5.Перед покупкой ознакомьтесь с отзывами, качество изготовления ламп бывает разное! У меня, например, уже около 6 лет стоят лампы от Ecola и работают!

Светодиодное освещение: проблема деградации светодиодов

О регулировке силы света традиционной лампочки накаливания знают многие. Но яркостью светодиода тоже можно управлять. Для этого в схему электроприбора устанавливаются широко-импульсные модуляторы или аналоговые регуляторы. Принято говорить, что такие светильники имеют опцию диммирования.
Многим потребителям до недавнего времени не приходилось задумываться над вопросом, от чего зависит яркость свечения, так как единственным параметром обычной лампочки накаливания считалась лишь потребляемая мощность, указываемая в ваттах. Новые технологии дали миру совершенно иные представления о светотехнике, существенно расширили характеристики ламп, прописываемые в их маркировке, на упаковке или потребительском ярлыке, размещенном непосредственно на изделии. Интенсивность освещения, в сегодняшнем представлении, зависит не только от напряжения в электросети, но и от других, не всем понятных обозначений. К тому же, регулятор яркости светодиодов позволяет управлять опцией, выставляя уровень освещенности по своему усмотрению, что важно в вопросе экономии электроэнергии.

Параметры яркости свечения светодиодов

Потребителей нередко интересует, в чем измеряется яркость светодиодной лампы и по каким цифрам и обозначениям на ее упаковочной коробке определяется данный параметр. На ней указываются:

• канделы (cd);
• люмены (лм или lm);
• две цифры потребляемой мощности (W и Watt);
• угол освещения;
• цветовая температура.

Именно по этим характеристикам можно узнать яркость светодиодов в лампе. В канделах обозначают силу света, или поверхностную плотность потока. За единицу здесь принято считать его интенсивность в процессе горения одной свечи.

Параметр мощности света в люменах принимает во внимание и силу, и длину воспринимаемой человеческим глазом волны, и угол освещения. От последнего, не менее важного показателя зависит площадь зоны освещения, схема расположения и количество требуемых ламп. Если сравнивать изделия с углами освещения в 60 и 30 градусов, то при одинаковых характеристиках можно наверняка сказать, что первое окажется раза в 3-4 эффективнее второго.

Яркость светодиода зависит от вида установленной в лампу линзы. Матовая даст более мягкий и рассеянный свет. При этом, угол освещения наверняка будет шире, а световые потоки слабее.

И, наконец, классификация по мощности. На самом деле, для уровня яркости светодиодных лампочек этот показатель определяющим не является. Его указывают для облегчения расчетов потребления электроэнергии и для понимания данного параметра большинством среднестатистических потребителей. Две цифры, к примеру измерение в ваттах 5,5W и 35 Watt, означают, что потребляемая мощность лампы составляет 5,5Вт, а светит она как обычная 35Вт-ная лампочка накаливания. Все достаточно просто, но следует понимать, что данное соотношение является довольно-таки приблизительным, и светодиоды повышенной яркости исключением не являются.

Светодиодные электроприборы относятся к энергосберегающим изделиям, а управление яркостью излучения помогает потребителю еще больше экономить на электричестве в бытовых и промышленных условиях.

Цветовая температура влияет на цветовой диапазон светодиода. Он может смещаться:

• по мере возрастного старения элементов;
• при изменении показателей подводимого тока.

Холодное сине-зеленое свечение присуще источникам света, имеющим высокую цветотемпературу. А теплый свет красно-желтых оттенков – низкую. Часто на этикетках указывают длину световой волны в доминирующих значениях. Ее смещение происходит в зависимости от цветовой температуры.

Нарушение основных этапов сборки

В гонке за клиентами, среди большой конкуренции, китайские компании-производители не особо следят и контролируют процесс сборки устройства. Это послужило возникновению еще одной причины деградации светодиодов — из-за некачественной сборки осветительных приборов. В этом случае компании-производители работают по простому принципу – главное не качество, а количество. И как результат, светодиодная лампа служит потребителям намного меньше, чем указано в технических характеристиках LED ламп.

Однако сложно определить, почему светодиод плохо работает и ухудшает свои свойства, какие факторы на это влияют. Деградация может быть различной.

Диод помещается в корпус, у которого характеристики и свойства значительно уступают по качеству. Однако такая светодиодная лампа полностью соответствует всем техническим характеристикам, поэтому изначально считается годной. Ее яркость, цветовая температура, напряжение и прочие параметры соответствуют данным, что прописаны в спецификации производителя. А так как закупочная цена у таких осветительных элементов низкая и доступная, то их закупают многие импортеры. Однако срок службы у таких источников света на порядок меньше того срока, что указан в паспорте и составляет всего лишь несколько сотен часов вместо нескольких тысяч. Этот факт подтвердился в ходе испытаний и эксплуатации компонентов.

Улучшить эффективность диодов и соответственно отдалить процесс их деградации можно несколькими вариантами. Например, повысить качество используемого материала, модифицировать структуру и построение самого чипа, а также технологию его образования. Также при тестировании поверхности можно добиться эффективности в качественной работе LED компонентов.

Способы регулировки яркости

Управлять световыми потоками в светодиодных электроприборах без изменения цвета свечения позволяет присутствие в схеме:

• широтно-импульсной модуляции – обозначение ШИМ;
• аналогового регулирования.

Оба варианта управления яркостью светодиода поддерживают заданный уровень проходящего через элементы тока. Увеличить или снизить яркость светодиодов при наличии в схеме ШИМ диммера, можно с более высоким КПД и незаметным для глаз человека мерцанием светового потока. Дело в том, что для аналогового регулятора яркости свойственно изменение амплитуд подходящего к светодиодам тока, а для ШИМ имеется в виду плавная регулировка ширины, или длительности импульсов.

Работа вышеприведенной схемы допускается в диапазоне 4,5-18 вольт. При этом повысить яркость свечения можно с 5 до 95%. Подобный вариант применяется как для отдельных мощных светодиодов, так и для ленточных электросветовых приборов.

ШИМ регуляторы управляют процессом мгновенного включения-отключения тока. Причем делается это с высокой частотой – более 200Гц. Максимальная же цифра измеряется несколькими килогерцами. Такое мерцание человеческие глаза не воспринимают.

Аналоговое увеличение или снижение светового потока предполагает поддержание тока, подходящего к светодиоду на постоянном уровне, или изменение подаваемого на импульсный драйвер напряжения. Оба варианта приемлемы, но нередко результатом диммирования становится изменение цвета свечения диодов в лампе. Если это в определенных эксплуатационных условиях является недопустимым, то от аналогового регулирования яркости света лучше отказаться.

На рынке встречаются многорежимные диммеры, способные осуществлять регулировку яркости светодиодов в ШИМ и аналоговом варианте управления мощностью свечения.

Деградация кристалла

Напомним, что светодиод белого свечения, как правило, представляет собой кристалл, излучающий синий цвет, который покрыт люминофором. Благодаря суммированию собственного излучения кристалла с индуцированным им излучением люминофора получается свет, воспринимаемый зрением, как белый. Применительно к светодиодом надо различать температуру, измеренную в разных точках: TB — монтажная плата, TS — подложка, TJ — p-n-переход, TA — окружающая среда (рис. 2).

Рис. 2. Температура светодиода, измеренная в разных точках

Деградация кристалла приводит к снижению мощности излучения. Одна из причин — рост количества дефектов кристаллической решетки. Области кристалла, где появились дефекты, не излучают свет, но при этом генерируют тепло.

Другая причина — электрическая миграция материала, из которого сделаны электроды, приваренные к кристаллу. В кристалл проникают атомы металлов, из которых сделаны электроды, и нарушают кристаллическую структуру.

При деградации кристалла возрастает ток утечки, то есть значительная часть тока начинает проходить не через те участки кристалла, которые излучают свет. В результате уменьшается напряжение на электродах светодиода, а значит, уменьшается мощность. Деградация кристалла проявляет себя также снижением напряжения на светодиоде. Эта особенность используется для автоматического отключения вышедшего из строя светодиода.

Следует различать максимальную рабочую температуру светодиода и максимально допустимую температуру p-n-перехода (если очень упростить ситуацию, то речь идет о температуре внутри кристалла). Срок службы светодиода определяется температурой p-n-перехода. Но поскольку эту температуру можно измерить только в лабораторных условиях с применением сложных и дорогостоящих методов, при проектировании используются математические методы, позволяющие связать ее с температурой в тех или иных точках корпуса светодиода.

Скорость деградации светодиода значительно увеличивается при повышении силы тока свыше номинального значения, а также при повышении температуры. По мнению некоторых специалистов к возникновению дефектов в кристаллической решетке может привести действие статического электричества, поэтому рекомендуется осуществлять монтаж светодиодов с соблюдением стандартных мер по защите от статического электричества.

Зачем нужно регулировать яркость

Любая сравнительная таблица наглядно показывает взаимосвязь потребления электроэнергии от яркости свечения лампы. Диммер дает реальную возможность экономии, так как позволяет снизить интенсивность светового потока, к примеру в комнате, где в данный момент семья смотрит телевизор, или увеличить освещение во время приема гостей за столом.

Многие малыши боятся темноты, а престарелые люди плохо ориентируются при выключенном свете. И в том, и в другом случае пригодится опция диммирования. Но она должна присутствовать не в общем выключателе, а в схеме светодиодного электроприбора.

В период вечернего отдыха свет можно сделать мягче. Тогда как при необходимости выполнения какой-либо работы – увеличить освещение до требуемого максимума. Следует отметить, что некоторые модели светильников комплектуются дистанционным или автоматическим управлением, учитывающим временные промежутки или факт передвижения объекта в поле охвата специально устанавливаемого датчика.

Сила тока

Производители обещают и гарантируют то, что светодиод способен проработать до ста тысяч часов хорошей работы (в среднем 50 000), с тем учетом, что ток его будет составлять 20 мА. Однако производители из Китая предпочитают устанавливать в диод чип, который применяется для подсветки экрана в мобильном телефоне. В таких оптоэлектронных приборах светодиод рассчитан на ток до 5 мА. За счет этого продукция выпускается по заниженной стоимости и как результат — недобросовестная победа среди конкурентов, так как светодиод со временем станет работать хуже, начнет деградировать, .

Качество драйверов

Основная и самая распространенная причина деградации светодиодов, некачественное использование чипов. Большинство производителей в погоне за прибылью, используют при производстве дешевую технологию. Применяя кристаллы, которые изготовлены с помощью однотипной технологии первого поколения, а именно копии Nichia, делая прозрачным p-контакт. При изготовлении пренебрегают правилами технологических процессов, используя некачественное оборудование.

В итоге использование таких ламп не рекомендовано.

Ошибки при сборке устройства, приводящие к деградации:

1. Не контролируется процесс сборки устройства.
2. Используются дешевые материалы.
3. Используются не качественные материалы.
4. Принцип не качество, а количество.
5. Неправильная эксплуатация.

Остается только понять, почему светодиод не выполняет качественно свою функцию. Деградация и ее проявления различны.

При помещении диода в корпус изначально его характеристики и основные составляющие не надлежащего качества. Внешне такая лампа ничем не отличается от качественных, у нее такие же изначальные характеристики, поэтому она на рынке представлена покупателю. Значительное отличие такой лампы — это срок годности и качество работы.

Поднять работоспособность лампы можно повысив качество материала, пройти все процессы при изготовлении под контролем согласно правилам. Перед продажей провести тестирование на соответствие качества. Помните о том, что сделать светодиодную лампу своими руками можно, также ее можно собрать из нескольких.

От чего зависит яркость свечения светодиода: основные параметры, в чем измеряется и как увеличить

Рядового потребителя при покупке осветительного прибора интересует не напряжение или ток, а яркость светодиода, так как она отличается от показателя других ламп. Внедрение новых технологий требует иного подхода к хаpaктеристикам светотехники. Основные параметры, в том числе яркость свечения, хорошие производители обозначают в маркировке, на упаковке, в технической документации. Для правильного выбора необходимо знать значение букв и цифр, уметь определить, какой прибор допускает регулировку яркости, какой – нет.

Что такое яркость светодиода и в чем она измеряется

Яркостью свечения называют показатель света, равный соотношению силы светового потока к косинусу угла, под которым он излучается, и освещаемой площади. Другое определение – освещенность в точке, перпендикулярной к источнику, к углу, в который заключен луч. Яркость свечения обозначается буквой «L», измеряется в милликанделах на метр в минус второй степени (кд*м-2). У обычных светодиодов яркость 20-50 мкд, у сверхярких – до 20 000 мкд. От этого показателя зависит восприятие предметов глазами человека.

Если говорить о светодиодах, то у них яркость свечения – это мощность (сила) света, измеряемая в ваттах и зависящая от угла конуса, основание которого расположено на освещаемой площади, вершина – в источнике света. При равном излучении во всех направлениях яркость свечения будет соотношением потока к прострaнcтвенному углу (в градусах). Чаще всего градусы переводятся в стерадианы: sr = 2 π (1 – cos θ/2), где θ – угол луча.

Сила светового потока наружного освещения

Для расчета наружного освещения надо исходить из норм минимальной освещенности, которые также можно найти в соответствующих СНиП (СП). Так, для детских площадок минимальная освещенность не должна быть менее 10 лк.

В нормативах даны минимальные значения освещенности, при расчетах их можно увеличивать.

Чтобы получить искомое количество светильников (N) для получения необходимой освещенности, надо задаться исходными данными:

• минимальной освещенностью (E), лк;
• площадью территории (S), кв.м.;
• коэффициентом неравномерности освещения (z), для LED-светильников он равен 1,2;
• множителем, учитывающим ослабление светового потока к концу службы светильника (k), для светодиодных приборов он равен 1,2;
• световой поток одной лампы (F), лм;
• коэффициент учета отражения предметов, расположенных рядом (n), для асфальта его можно принять 0,3.

Эти величины связаны формулой N=E*S*z*k/(F*n).

Освещение детской площадки

Пусть требуется осветить детскую площадку площадью 150 кв.м. В наличии светильники, излучающие световой поток в 1500 лм каждый. Подставив значения в формулу, получим N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Получится 4,8 или 5 светильников. Это минимальное количество, по факту можно установить и больше.

Можно задаться не световым потоком имеющихся фонарей, а количеством светильников, которое можно установить на территории. В этом случае надо вычислить световой поток каждой лампы. Формула расчета примет вид F=E*S*k*z/(N*n). Если итоговый результат не попадает в стандартный ряд характеристик ламп, его надо округлить в большую сторону.

Параметры, влияющие на яркость

Насколько ярко будет отображаться освещаемый объект, зависит не только от светового потока. Яркость свечения зависит так же от плотности луча и чувствительности наблюдателя.

Сила тока

Во время работы сила тока на светодиоде зависит от напряжения. При незначительном увеличении вольтажа электроток повышается многократно, вместе с ним и яркость свечения. Но этим параметром можно управлять, если включить в схему аналоговый или широко-импульсный модулятор, обеспечивающий функцию диммирования.

Параметры яркости свечения светодиодов

Потребителей нередко интересует, в чем измеряется яркость светодиодной лампы и по каким цифрам и обозначениям на ее упаковочной коробке определяется данный параметр. На ней указываются:

• канделы (cd);
• люмены (лм или lm);
• две цифры потребляемой мощности (W и Watt);
• угол освещения;
• цветовая температура.

Именно по этим характеристикам можно узнать яркость светодиодов в лампе. В канделах обозначают силу света, или поверхностную плотность потока. За единицу здесь принято считать его интенсивность в процессе горения одной свечи.

Параметр мощности света в люменах принимает во внимание и силу, и длину воспринимаемой человеческим глазом волны, и угол освещения. От последнего, не менее важного показателя зависит площадь зоны освещения, схема расположения и количество требуемых ламп. Если сравнивать изделия с углами освещения в 60 и 30 градусов, то при одинаковых характеристиках можно наверняка сказать, что первое окажется раза в 3-4 эффективнее второго.

Яркость светодиода зависит от вида установленной в лампу линзы. Матовая даст более мягкий и рассеянный свет. При этом, угол освещения наверняка будет шире, а световые потоки слабее.

И, наконец, классификация по мощности. На самом деле, для уровня яркости светодиодных лампочек этот показатель определяющим не является. Его указывают для облегчения расчетов потребления электроэнергии и для понимания данного параметра большинством среднестатистических потребителей. Две цифры, к примеру измерение в ваттах 5,5W и 35 Watt, означают, что потребляемая мощность лампы составляет 5,5Вт, а светит она как обычная 35Вт-ная лампочка накаливания. Все достаточно просто, но следует понимать, что данное соотношение является довольно-таки приблизительным, и светодиоды повышенной яркости исключением не являются.

Светодиодные электроприборы относятся к энергосберегающим изделиям, а управление яркостью излучения помогает потребителю еще больше экономить на электричестве в бытовых и промышленных условиях.

Цветовая температура влияет на цветовой диапазон светодиода. Он может смещаться:

• по мере возрастного старения элементов;
• при изменении показателей подводимого тока.

Холодное сине-зеленое свечение присуще источникам света, имеющим высокую цветотемпературу. А теплый свет красно-желтых оттенков – низкую. Часто на этикетках указывают длину световой волны в доминирующих значениях. Ее смещение происходит в зависимости от цветовой температуры.

Способы регулировки яркости

Зная, что яркость свечения любого светодиода зависит от тока, можно сделать логический вывод, что хаpaктеристики луча меняются одновременно с увеличением или уменьшением подаваемых на кристалл ампер. При аналоговом регулировании резисторами интенсивность свечения регулируется ступенчато, поэтому в схему необходимо включить стабилизатор LM317, фиксирующий ток и напряжение. Такой способ регулирования используется в трaнcпортных средствах и при подключении светодиодов к источнику постоянного напряжения.

Лучшим способом считается широтно-импульсной модуляции с включением в схему резистора и контроллера (если диоды цветные). На светодиод подаются импульсы определенной частоты, то есть, питание включается и выключается очень быстро, светодиод открывается каждый раз, но глаза это не улавливают.

Важно! Интенсивность свечения ламп с цоколем на основе светодиодов нельзя регулировать, если они не специальные (на упаковке возможность диммирования не указана). Для обычных ламп используется балластный блок питания на основе конденсаторов.

Измерение светового потока светодиодной лампочки

Как говорилось выше, светоотдача светодиодной лампы либо иного осветительного прибора измеряется в Люменах. На упаковке можно найти маркировку либо Lm либо Лм.

Рассмотрим определение Люмена. Представьте, что наша энергосберегающая лампа — это мешочек с песком, из которого все время выпадает песок. Примем, что 1 люмен равен 1 песчинке. Общее число люмен в таком мешочке означает, какое количество песчинок упадет на 1 кв. м. освещенной площади.

Таблица соответствия типа лапы, мощности и световой отдачи

Если же мы имеем несколько таких мешочков, то общий свет рассеивается равномерным потоком по всей площади. Таким образом, если суммарный световой поток всех ламп всего 900 Люмен, а площадь комнаты равна 3 кв. м., то на 1 кв. м. падает около 300 Лм.

Кроме этого, есть определение еще одного важнейшего свойства — это освещенность комнаты. Как упоминалось, Люмены — это обозначение светового потока светильников. Согласно известной аналогии с мешочком, световой поток светильника — это такое количество песка, которое доступно для высыпания из мешочка. Однако, такой параметр, как освещенность комнаты, принято измерять в Люксах.

Связь между Люменом и Люксом такова: Люкс показывает какое количество Люменов равномерно падает в помещении на 1 кв.м. площади. Вспомним, что маркировка энергосберегающих ламп: Лк либо Lx. Поэтому, если мощность нашей светодиодной лампы равна 900 Лм, а площадь комнаты равна 3 кв.м., то освещенность комнаты равняется 300 Лк. То есть 900Лм/3кв.м.=300 Лк

Далее рассмотрим, как определить мощность энергосберегающих ламп. У любой энергосберегающей светодиодной лампы имеются следующие характеристики:

• цветность — сообщает о температуре свечения; • мощность — сколько тратится энергии при применении этого осветительного прибора; • световой поток — потребление света с помощью лампы; • цоколь — определяет диаметр патрона, в который нужно закрутить данную лампочку.

Примерное соответствие (или эквивалент) мощности и светового потока в энергосберегающей лампе выглядит таким образом:

• 6 ватт — 300 Лм;
• 11 ватт— 600 Лм;
• 20 ватт — 1100 Лм;
• максимальный 26 ватт — 1400 Лм.

Основные выводы

Измерить интенсивность свечения светодиода в домашних условиях невозможно. Этот показатель редко указывается в маркировке, для правильного выбора необходимо знать его зависимость от размеров кристалла, потока света и угла излучения.

Возможность менять яркость (использовать диммирование) широко используется в быту для экономии электроэнергии и устройства специальных систем освещения. Интенсивность свечения можно уменьшить при просмотре телевизионных программ, во время отдыха, для ночного освещения детских комнат. Удобство использования повышает возможность управления диммированием при помощи пульта управления или автоматически (с учетом движения и времени).

Зачем нужно регулировать яркость

Любая сравнительная таблица наглядно показывает взаимосвязь потребления электроэнергии от яркости свечения лампы. Диммер дает реальную возможность экономии, так как позволяет снизить интенсивность светового потока, к примеру в комнате, где в данный момент семья смотрит телевизор, или увеличить освещение во время приема гостей за столом.

Многие малыши боятся темноты, а престарелые люди плохо ориентируются при выключенном свете. И в том, и в другом случае пригодится опция диммирования. Но она должна присутствовать не в общем выключателе, а в схеме светодиодного электроприбора.

В период вечернего отдыха свет можно сделать мягче. Тогда как при необходимости выполнения какой-либо работы – увеличить освещение до требуемого максимума. Следует отметить, что некоторые модели светильников комплектуются дистанционным или автоматическим управлением, учитывающим временные промежутки или факт передвижения объекта в поле охвата специально устанавливаемого датчика.

Светодиодные лампы для дома: цены на изделия

После ознакомления с основными характеристиками светодиодных источников света становится понятно какие лампы лучше. Светодиодная продукция хоть и обладает высокой ценой, но бесспорные технические преимущества выгодно отличают ее среди остальных приборов.

Приобрести лампы можно, заказав изделия в интернет-магазинах, на сайтах компаний-изготовителей, а также в салонах по продаже светотехники. Стоимость светодиодной лампы для дома с цоколем Е 27 аналога 100 Вт-лампы накаливания составляет от 225 руб. и выше. Цена светодиодной лампы с цоколем Е14 (типа миньон) варьируется в пределах от 96 руб. до 750 руб. за штуку в зависимости от мощности прибора.

В лампах типа «кукуруза» наружные контакты диодов находятся под напряжением, вследствие чего их следует устанавливать в защитный плафон

Практически на все изделия, купленные у официальных представителей, действует гарантия от производителя. Гарантийный срок может составлять от 2 до 5 лет. Помимо этого, любую из приобретенных светодиодных ламп можно обменять на более подходящую модель или оформить возврат в срок, не превышающий 14 дней с момента приобретения.

Продукция от известных и проверенных производителей будет значительно отличаться по цене от светодиодных изделий сомнительных компаний, которые послужат максимум несколько месяцев. Да и качество используемых в таких лампах светодиодов оставляет желать лучшего: реальная светоотдача таких источников гораздо хуже заявленных параметров.

С помощью современных диодных ламп можно достичь действительно комфортного и гармоничного освещения в помещении

С каждым годом растет массовое производство светодиодной продукции. В связи с этим прогнозируется снижение стоимости приблизительно на 25-30%. Тем не менее окупаемость светодиодных ламп возможна даже в случае приобретения их по нынешним ценам.

От чего зависит яркость свечения светодиода и как ее регулировать

Рядового потребителя при покупке осветительного прибора интересует не напряжение или ток, а яркость светодиода, так как она отличается от показателя других ламп. Внедрение новых технологий требует иного подхода к характеристикам светотехники. Основные параметры, в том числе яркость свечения, хорошие производители обозначают в маркировке, на упаковке, в технической документации. Для правильного выбора необходимо знать значение букв и цифр, уметь определить, какой прибор допускает регулировку яркости, какой – нет.

Что такое яркость светодиода и в чем она измеряется

Яркостью свечения называют показатель света, равный соотношению силы светового потока к косинусу угла, под которым он излучается, и освещаемой площади. Другое определение – освещенность в точке, перпендикулярной к источнику, к углу, в который заключен луч. Яркость свечения обозначается буквой «L», измеряется в милликанделах на метр в минус второй степени (кд*м-2). У обычных светодиодов яркость 20-50 мкд, у сверхярких – до 20 000 мкд. От этого показателя зависит восприятие предметов глазами человека.

Если говорить о светодиодах, то у них яркость свечения – это мощность (сила) света, измеряемая в ваттах и зависящая от угла конуса, основание которого расположено на освещаемой площади, вершина – в источнике света. При равном излучении во всех направлениях яркость свечения будет соотношением потока к пространственному углу (в градусах). Чаще всего градусы переводятся в стерадианы: sr = 2 π (1 – cos θ/2), где θ – угол луча.

Регулятор яркости светодиодов

Однако достичь такого эффекта с помощью обычного подключения светодиодов к сети невозможно. Для этого нужно использовать специальное полупроводниковое устройство с регулятором, при изменении положения которого происходят контролируемые перепады силы тока, подаваемого на светодиоды. Регулятор яркости светодиодов называется диммер.

Классический диммер для светодиодных лент

В зависимости от его строения выделяется достаточно широкий ассортимент, позволяющий подобрать устройство для своих нужд.

Строение такого устройства очень простое – оно содержит специальные стабилизаторы и несколько активных диммерных схем типа LM317, которые работают как полупроводники. Эти самые схемы и определяют основную классификацию диммеров.

• По типу схемы, которая регулирует мощность светодиодов, диммеры делятся на: источники тока с управлением – они могут стабилизировать выходящий ток, изменяя его в четко заданном диапазоне при минимальном падении напряжения;
• устройства с импульсной регулировкой яркости – выходящий импульс состоит из сигналов различного уровня, которые чередуются с определенной частотой. Изменение длительности импульсов приводит к изменению выходящего тока, что в свою очередь влияет на яркость светодиодов.

механические (регулировка силы выходящего тока выполняется вручную с помощью кнопок, рычажков и прочих элементов);

модульные;

Помимо вышеперечисленной классификации диммеры также делятся по типу подключения к светодиодам:

• проходные (светодиодная лента включается и выключается из разных мест);
• непроходные (управление светодиодной лентой светом возможно только из одного места).

Параметры, влияющие на яркость

Насколько ярко будет отображаться освещаемый объект, зависит не только от светового потока. Яркость свечения зависит так же от плотности луча и чувствительности наблюдателя.

Сила тока

Во время работы сила тока на светодиоде зависит от напряжения. При незначительном увеличении вольтажа электроток повышается многократно, вместе с ним и яркость свечения. Но этим параметром можно управлять, если включить в схему аналоговый или широко-импульсный модулятор, обеспечивающий функцию диммирования.

Способы регулировки яркости светодиодной ленты

Самый простой способ управлять яркостью осветительного прибора – включить последовательно с ним переменный резистор. Он будет перераспределять падение напряжения между ним и лентой, тем самым регулируя ток через элементы. Этот способ дешев и прост, но на потенциометре бесполезно рассеивается большое количество мощности.

Другой метод – установка автотрансформатора со стороны 220 В блока питания. Этот трансформатор громоздок, дорог и ненадежен.

Неэффективные методы изменения яркости.

Самый распространенный способ регулирования интенсивности свечения – применение специальных приборов – диммеров. Они регулируют средний ток через светодиоды путем регулировки среднего напряжения методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Принцип регулирования методом ШИМ.

Особенностью такого пути является отсутствие перераспределения мощности между ключевым элементом и нагрузкой – энергия подается дозированными порциями. Яркость усредняется за счет инерционности человеческого зрения.

Управление низковольтными лентами

Импульсное напряжение для светильников 12..36 вольт, промодулированное по ширине импульса, формируется с помощью микросхем. Для диммеров с ручным управлением применяются таймеры. Например, широко распространенная микросхема 555. С ее помощью генерируется последовательность импульсов, скважность которых можно регулировать потенциометром. Импульсы управляют мощным ключом на полевом транзисторе, который регулирует средний ток через светодиодную ленту.

Схема диммера на таймере 555.

Если светорегулятор предполагает более высокий уровень сервиса, регулятор среднего тока строят на микроконтроллере или специализированной микросхеме. Так выполняют устройства с дистанционным управлением или адаптивной подсветкой, изменяющейся в зависимости от окружающего освещения.

Подключение регулятора освещения для низковольтных приборов.

Важно! При выборе любого регулятора яркости надо обращать внимание на определяющие параметры – рабочее напряжение и максимальную нагрузочную способность диммера. Они должны соответствовать характеристикам осветительного прибора, который предполагается подключить.

Рабочее напряжение для распространенных типов осветительных устройств указано в таблице.

Тип прибора	RT-5000 3528	RT-5000 2×3528	ULTRA-5000 5630	ULTRA-5000 2×5630	RS-5000 335	RS-5000 2×335
Напряжение питания, В	12	12, 24, 36	12	24	12	12, 24

Регулирование яркости лент на 220 В

В основу диммирования LED-оборудования, питающегося от сети 220 В положены те же принципы, но реализация несколько другая. В качестве управляющих ключей используются более мощные и высоковольтные элементы, включая симисторы.

Схема светорегулятора на 220 В.

Подключение такого диммера к светодиодной ленте и регулирование производится до выпрямления. Схема управления «нарезает» куски синусоиды нужной ширины, формируя среднее напряжение. Потом оно выпрямляется, фильтруется (усреднение происходит в фильтре, поэтому дополнительных мер к снижению мерцания применять не надо) и подается на LED-ленту.

Подключение регулятора освещения для LED-осветителя на 220 В.

Способы регулировки яркости

Зная, что яркость свечения любого светодиода зависит от тока, можно сделать логический вывод, что характеристики луча меняются одновременно с увеличением или уменьшением подаваемых на кристалл ампер. При аналоговом регулировании резисторами интенсивность свечения регулируется ступенчато, поэтому в схему необходимо включить стабилизатор LM317, фиксирующий ток и напряжение. Такой способ регулирования используется в транспортных средствах и при подключении светодиодов к источнику постоянного напряжения.

Лучшим способом считается широтно-импульсной модуляции с включением в схему резистора и контроллера (если диоды цветные). На светодиод подаются импульсы определенной частоты, то есть, питание включается и выключается очень быстро, светодиод открывается каждый раз, но глаза это не улавливают.

Важно! Интенсивность свечения ламп с цоколем на основе светодиодов нельзя регулировать, если они не специальные (на упаковке возможность диммирования не указана). Для обычных ламп используется балластный блок питания на основе конденсаторов.

Разновидность диммеров

Диммеры можно разделить на:

• Модульные. Устанавливают такие диммеры, как правило, в распределительные щитки. С их помощью происходит управление освещением на лестничных клетках и в коридорах. Управление происходит клавишным выключателем или специальной кнопкой. Нажимая на эту кнопку, человек включает и выключает лампы, если же кнопку удерживать дольше пяти секунд, то появляется возможность регулирования уровня яркости ламп.
• Диммеры, которые устанавливаются в монтажную коробку. Данные регуляторы используются с галогенными лампами и лампами накаливания, управляются они специальной выносной кнопкой.
• Моноблочные светорегуляторы. Устанавливаются такие диммеры в обычный подрозетник и подключают их как обычные выключатели. Рекомендуется, однако, соблюдать при подключении полярность.

Моноблочные светорегуляторы по управлению делятся на:

1. Нажимные и поворотные. Когда происходит нажатие на ручку лампы, а также лампа включаются или выключаются, а если произвести вращение ручки, то произойдёт регулировка свечения и яркости ламп.
2. Диммеры поворотные. Управление таких регуляторов происходит за счёт вращения ручки, которая регулирует яркость света.
3. Диммеры клавишные. По виду, такие диммеры схожи с обычными выключателями. Одной клавишей включаются и выключаются лампы, а второй регулируется уровень яркости этих ламп.
4. Диммеры сенсорные. Одна из самых продвинутых разновидностей светорегуляторов. Такие диммеры не имеют деталей, которые двигаются, это делает прибор наиболее надёжным. Один сенсор отвечает за выключение и включение ламп, остальными регулируется яркость. Несмотря на плавное переключение, оно все же является ступенчатым — это означает, что уровней яркости несколько.
5. Регуляторы яркости с пультом управления. Вариант комфортный и очень удобный. При помощи пульта можно регулировать освещение не вставая с места. В таких регуляторах часто присутствует возможность ручной регулировки яркости.

Помимо вышеперечисленных градаций светорегуляторов, они ещё подразделяются на разновидности ламп, с которыми они работают: