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

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.

люмен объяснил | Что такое люмены в светодиодных светильниках?

Джо/ 29 октября 2019 г./ Терминология

При покупке светодиодных светильников вы часто сталкиваетесь с термином «люмен». На самом деле, на информационной панели светодиодного светильника значения светового потока часто указываются первыми. Люмены являются важным показателем освещения, и их понимание поможет вам выбрать правильное освещение для ваших нужд. Вот подробнее, что означает этот термин и как он влияет на ваш выбор освещения.

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

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

Люмены — особенно полезная единица измерения, когда вы пытаетесь рассчитать, сколько ламп купить для вашего объекта. У большинства объектов есть минимальные требования к надлежащей видимости, и вы можете рассчитать, сколько света вам нужно, только если вы рассчитываете в люменах. Если вам нужно определенное количество люменов на квадратный фут и вы знаете, сколько люменов производит свет, вы можете установить или приобрести нужное количество светильников.

Чем отличаются люмены от ватт?
Люмены и ватты измеряют разные вещи, поэтому их нельзя сравнивать. Это все равно, что сравнивать фунт яблок с галлоном молока — измерения совершенно разные. Тем не менее, вы можете оценить количество люменов, которое будет производить лампочка определенной мощности. Например, лампа накаливания мощностью 100 Вт дает около 1600 люмен. В мире светодиодов 26-ваттная лампа создает такое же количество люменов.

Почему так много путаницы?
Почему так много путаницы между ваттами и люменами? Когда лампы накаливания в качестве основного источника света использовались в домах и на предприятиях, все измерялось в ваттах. Хотя ватты измеряли количество потребляемой энергии, люди начали ассоциировать их с уровнем яркости, потому что все знали, что 100-ваттная лампочка ярче, чем 40-ваттная. Теперь, когда на рынке появились светодиоды, компактные люминесцентные лампы и другие более эффективные варианты освещения, эта связь больше не работает. 22-ваттная светодиодная лампа намного ярче, чем 60-ваттная лампа накаливания, потому что 22-ваттная светодиодная лампа дает 1600 люмен, а 60-ваттная лампа накаливания дает только 800 люменов.0006

Очевидно, что в случае измерения светодиодов лучше всего измерять люмены. Используйте люмены, чтобы найти правильное освещение для вашей следующей потребности, помня, что более высокие люмены означают более яркий свет. Если вы ищете яркое и эффективное светодиодное освещение, доверьте HyLite LED Lighting решение, которое вам нужно.

все, что вам нужно знать о люменах

Как выбрать светодиод такой же яркости, как моя старая лампочка

Вы купили светодиодную лампочку только для того, чтобы разочароваться в светоотдаче при включении на? Поиск подходящего светодиода для вашего помещения может быть сложным, если вы переходите с ламп накаливания, галогенных или компактных люминесцентных ламп.

Светодиоды были разработаны, чтобы быть более энергоэффективными, что означает, что они имеют меньшую мощность при аналогичном светоотдаче. Раньше мощность была основным фактором яркости. Чем выше мощность, тем больше света будет излучать лампа. Теперь светодиоды имеют более низкую мощность для экономии энергии, поэтому они больше не являются хорошим определением уровня освещенности.

Если вы покупаете светодиоды в зависимости от мощности, вы, скорее всего, купите слишком яркую лампочку или просто не будет работать в вашем помещении. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на мощности при покупке светодиодов, лучше всего смотреть на люмены, чтобы определить яркость или светоотдачу лампы.

Примечание. Если у вас возникли проблемы с поиском подходящего цвета светодиодной лампы, ознакомьтесь с этой статьей.

Прежде чем мы углубимся в детали (здесь вы можете перейти к нашей сравнительной таблице), давайте обсудим условия освещения, которые необходимо знать при покупке светодиодов.

Условия освещения, которые помогут вам при покупке светодиодов

Если вы покупаете светодиоды, обратите особое внимание на следующие условия, чтобы определить правильную светоотдачу.

• Мощность. Мощность — это количество ватт, потребляемых лампочкой. Короче говоря, он измеряет энергию. Поскольку светодиоды наиболее энергоэффективны, большинство из них потребляют меньше энергии и имеют меньшую мощность, чем традиционные осветительные приборы.
• Люмены. Люмены — это мера того, сколько света излучает лампа или насколько яркой выглядит лампочка. Сравнение люменов светодиодной лампы с люменами традиционной лампы поможет определить, будет ли светодиодная лампа достаточно яркой, чтобы заменить вашу традиционную лампу.
• Мощность свечи центрального луча — Мощность свечи центрального луча измеряет интенсивность света в центре луча света. Это важное измерение для точечного и акцентного освещения. Хотя в этой статье мы в первую очередь обсудим люмены, иногда недостаточно использовать только световой поток при определении того, будет ли лампа достаточно яркой.
• Эффективность — Эффективность представляет собой соотношение количества люменов (сколько света) производится на ватт потребляемой энергии.
  Чем выше коэффициент эффективности, тем эффективнее работает ваш продукт. Вы можете думать об этом как о милях на галлон. Более эффективный автомобиль (например, более эффективная лампочка) проезжает больше миль на галлон (больше люменов на ватт).

Многие светодиодные продукты имеют этикетку с информацией об освещении, как показано на рисунке ниже.

Если вы ищете некоторые из этих характеристик, их должно быть легко найти на этикетке. Вы также можете сравнить устройства разных производителей.

Рекомендации по использованию светодиодов для определения яркости

Как мы уже упоминали, при покупке светодиодов необходимо ориентироваться на количество люменов, а не на мощность.

Чтобы упростить вам процесс, мы создали эту диаграмму с традиционной мощностью слева и эквивалентными люменами для светодиодов справа. Также включена ссылка на покупку светодиодного эквивалента в нашем интернет-магазине.

Например, если у вас есть A19 мощностью 40 Вт, ищите светодиод A19 мощностью от 300 до 600 люмен. Это должно дать вам аналогичный результат.

Светильник	Мощность для традиционных осветительных приборов	Эквивалентный световой поток для светодиодных ламп
А19	40 Вт	от 300 до 600 Купить здесь
	60 Вт	от 601 до 800 Магазин здесь
	75 Вт	801 до 1200 Магазин здесь
	100 Вт	1201 до 1800 Магазин здесь
Р20	50 Вт	от 500 до 600 Купить здесь
BR30	65 Вт	от 500 до 700 Купить здесь
MR16	20 Вт	от 250 до 400 Купить здесь
	35 Вт	от 500 до 700 Купить здесь
	50 Вт	от 700 до 900 Купить здесь
	50 Вт (ИК)	от 901 до 1100 См. примечание №1
	75 Вт	от 901 до 1100 См. примечание №1
PAR20 (галоген)	50 Вт	от 500 до 600 Купить здесь
PAR30 (галоген)	75 Вт	9с 00 до 1100 Магазин здесь
PAR38 (галоген)	от 39 Вт до 45 Вт	от 500 до 520 См. прим. 2
	от 50 Вт до 55 Вт	от 850 до 1100 Магазин здесь
	от 60 Вт до 75 Вт	с 11:00 до 14:00 Магазин здесь
	80 Вт	от 1500 до 2000 Магазин здесь
	90 Вт	1200 до 1300 Магазин здесь
Т8	32 Вт	от 2300 до 3100
КЛЛ 2-контактный	5-7 Вт	от 250 до 402 См. примечание №3
	9 Вт	от 525 до 600 Магазин здесь
	13 Вт	от 750 до 900 Магазин здесь
	18 Вт	с 11:00 до 13:00 Магазин здесь
	26 Вт	от 1700 до 1850 См. прим. 3
CFL 4-контактный	13 Вт	775 до 900 Магазин здесь
	18 Вт	от 1100 до 1250 Магазин здесь
	26 Вт	от 1500 до 1825 Магазин здесь
	32 Вт	1900 — 2650 Магазин здесь
	42 Вт	от 2300 до 3200 См. примечание №3
КЛЛ 2G11 База	18 Вт	1200 до 1300 Магазин здесь
	24 Вт	1800 Магазин здесь
	28 Вт	от 2600 до 2800 См. примечание № 4
	36 Вт	2900 См. примечание № 4
	40 Вт	от 3150 до 3500 См. примечание № 4
	50 Вт	от 4000 до 4300 См. примечание № 4
	55 Вт	4800 См. примечание № 4
HID (металлогалогенид)	100 Вт	от 5500 до 10000 См. примечание № 4
	175 Вт	от 12000 до 17000 Магазин здесь
	250 Вт	от 17000 до 26900 Магазин здесь
	400 Вт	от 30000 до 42000 См. примечание №4

Примечания:

1. Трудно найти замену.