Світлодіодне освітлення будинку: відповіді на всі питання


Використання світлодіодного освітлення для всього будинку

Світлодіодні лампи для освітлення будинку останнім часом застосовуються все більш широко. Головними аргументами на користь цих освітлювальних пристроїв є їх енергоефективність і обіцяна виробником довговічність.

У той же час ви напевно чули безліч історій про те, як світлодіодні лампи негативно впливають на зір, на організм людини, та й взагалі вони не дуже зручні в плані експлуатації. Тому в нашій статті ми вирішили розібратися з усіма аспектами LED освітлення і визначити їх головні переваги та недоліки.

Основні параметри вибору світлодіодних ламп

Для того щоб розмовляти про деталі і правилах вибору світлодіодної лампи, давайте спочатку розберемо як вона влаштована і який принцип її роботи. Для цього нам доведеться зануритися трохи в теорію, але ми постараємося все розповісти максимально доступною мовою.


Окремі світлодіоди

  • Отже, ще в 1907 році дослідники помітили, що певні пари металів при протіканні через них струму випромінюють світло. Надалі ця технологія розвивалася і в 1962 році співробітник компанії General Electric розробив перший у світі світлодіод. Суть даного пристрою полягає в тому, що при протіканні струму через напівпровідники носії зарядів рекомбінують фотони, які і є частинками світла.


Світлодіодна лампа – це певне число окремих світлодіодів, підключених за певною схемою

  • Спочатку світлодіоди були дуже дорогими, але з розвитком технологій і науки вдалося домогтися того, що ціна таких пристроїв стала комфортною для їх широкого поширення. В результаті з’явилися світлодіодні лампи, які по суті представляють собою набір світлодіодів, розташованих на спеціальному радіаторі і мають спеціальну схему харчування.
  • Виходячи з цього якість світлодіодної лампи залежить від типу і якості самих світлодіодів, від схеми їх розташування на радіаторі, від типу радіатора і від схеми живлення. Всі ці питання давайте і розглянемо більш детально.

вибираємо світлодіоди

Дану главу ми позначили як вибір світлодіодів, але в реальності вибирати світлодіоди в лампі вам хтось не дасть. Ви купуєте лампу з уже встановленими діодами. Але ось характеристики лампи, які залежать від світлодіодів ви вибрати можете.


конструкція світлодіода

  • І для початку давайте визначимося з кольором світлодіодної лампи. Він залежить від матеріалу, з якого виготовлений сам світлодіод. Наприклад, вироби на основі фосфіду і арсеніду галію випромінюють червоний, жовтий і жовтий із зеленуватим відтінком кольору, блакитний колір дає такий матеріал, як карбід кремнію. Але деякі кольори, наприклад, такі як білий, можна отримати тільки за рахунок змішування інших кольорів.


Шкала колірних температур світла

  • Вибираючи світлодіодні лампи освітлення для будинку ви повинні орієнтуватися на так звану колірну температуру. Щоб отримати теплий жовтий колір вам потрібні лампи в районі 2700К, природним білим прийнято вважати колір в районі 4000К, а холодним білим в районі 6000К. Колірна температура кожної окремої лампи обов’язково вказана на упаковці лампи.


Спектр світлодіодної лампи

  • Але тут є один нюанс. Справа в тому, що, вибираючи світлодіоди білого кольору ви можете самі собі нашкодити. Це пов’язано з тим, що для отримання білого кольору як ми вже говорили вище використовується змішання квітів. Через це у багатьох діодів є провал на діапазоні хвилі в 480нм.


Світловий спектр різних ламп

  • Природне світло в цьому діапазоні потрапляючи на сітківку ока дає йому команду прискіпливіше. Це дозволяє захистити оболонку ока від шкідливої ??синього кольору. Але в даному випадку очей не отримує такої команди, а синій спектр присутній в світлі світлодіодної лампи. При тривалому вплив – це може привести до пошкодження оболонки ока. Звичайно, ця проблема відома, і багато іменитих виробники вже знайшли шляхи її вирішення, але у багатьох китайських виробників ще можна зустріти такі лампи.
  • Наступним важливим аспектом вибору світлодіодної лампи є схема розташування самих світлодіодів. Адже в одній лампі їх може бути від декількох штук до сотні, а іноді і більше. Все залежить від необхідної світловий віддачі.


Звичайна світлодіодна лампа

Найпоширенішим варіантом є розташування всіх діодів на звичайній плоскій поверхні. Гідність цього способу – простота, а недолік – дуже невеликий кут розсіювання світла, який багато в чому залежить від розсіювача лампи. Такий варіант можна вибрати, якщо вам необхідний направлене світло, або кут розсіювання світла не так принциповий.


Світлодіодна лампа типу «кукурудза»

Якщо ж вам необхідний розсіяне світло, то краще вибрати лампи типу «кукурудза». За формою ця лампа нагадує кукурудзу або боці, по площі якої встановлені світлодіоди. Така лампа дає максимально розсіяне світло.


Філаментная світлодіодна лампа

Якщо ж вам потрібна світлодіодна лампа, максимально нагадує звичайну лампу розжарювання, то наша інструкція радить зупинити свій вибір на філаментная лампі. У такій лампі кілька світлодіодів з’єднані у вигляді нитки і при роботі створюється повна ілюзія роботи лампи розжарювання. До речі, кут розсіювання у таких ламп так само досить великий.


Діодна лампа замість люмінесцентної

Так само існують світлодіодні лампи, які можуть бути встановлені на місце прямих люмінесцентних ламп. А іноді можна зустріти лампи і інших конструкцій, але зазвичай вони виготовляються за спеціальним замовленням.

вибираємо радіатор

Тепер прийшов час визначитися з радіатором. Розібратися що це таке і навіщо воно взагалі потрібно в звичайній лампочці.


Конструкція світлодіодної лампи

  • Основне призначення радіатора в світлодіодним лампі – це відводити тепло. Справа в тому, що світлодіод при роботі випромінює велику кількість тепла, і чим більший струм через нього проходить, тим більша кількість світла він випромінює і, відповідно, гріється.
  • Теоретично це може привести до перегорання лампи. Щоб цього не відбувалося, і застосовують радіатори, які збільшують площу теплообміну і дозволяють диодам НЕ досягти тієї температури, при якій він перегорить.


На фото перегоріли світлодіод в лампі

  • Чим менше потужність діода і лампи, тим менший радіатор йому потрібен. Невеликі діоди в 1 – 2 Ватта зовсім можуть обходиться без них. І тут виникає дилема використовувати багато малопотужних світлодіодів в одній лампі або кілька, але з більшою потужністю.


Послідовна схема підключення світлодіодів

  • Щоб відповісти на нього слід згадати принцип підключення діодів – послідовний, або при великій їхній кількості послідовно-паралельне. Тобто кожний наступний діод харчується від попереднього. І в разі перегоряння одного з них не буде працювати вся лампа.


Послідовно-паралельна схема підключення світлодіодів

  • В результаті при покупці ви своїми руками вибираєте той чи інший варіант. Якщо ви бачите лампу з великим значенням світлового потоку, але малою кількістю діодів обов’язково переконайтеся в наявності якісного алюмінієвого радіатора. Якщо ж ви бачите в лампі багато світлодіодів, то знайте, що ймовірність її поломки значно вище.

Зверніть увагу! Іноді, наприклад, на архітектурне освітлення світлодіодне застосовують спеціальні світильники з діодними лампами. Ці світильники виконані з металу і самі по собі є радіаторами. Тому в цьому випадку навіть потужні світлодіоди можуть бути без додаткових теплоотводов.

вибір драйвера

Для багатьох слово драйвер асоціюється з чисто комп’ютерним поняттям. Але в мікроелектроніці це поняття означає електронний пристрій, який забезпечує живлення і управлінням чим-небудь. У нашому випадку це світлодіодна лампа.


Драйвер світлодіодної лампи

  • Для роботи світлодіода, на нього слід подати постійний струм. В нашій мережі струм змінний. Номінальна напруга у різних світлодіодів в залежності від кольору коливається від 1,9 до 4,5 В. Але головним для світлодіода є його струм. Для звичайних світлодіодів він становить 20мА, для середньої потужності до 100мА, і для особливо яскравих до 300мА.
  • Відповідно наш драйвер повинен забезпечити зниження напруження до необхідної величини, перетворення змінного струму в постійний і головне забезпечити необхідне значення струму.


Схема драйвера світлодіодної лампи

Зверніть увагу! Вторинна напруга драйвера може істотно коливатися в залежності від кількості встановлених світлодіодів. Шляхом їх послідовного підключення можна домогтися роботи і від мережі з напругою в 220В, але для цього може знадобитися до 100 діодів. Тому одним з найбільш поширених випадків є трансформація до 100В.

  • Але напруга для світлодіодів – це не настільки важливий параметр. Головне – дотримання номінального струму. Досягти цього можна за рахунок установки резистора з необхідним активним опором. Але тут, знову-таки, виникає проблема. Чим більше опір резистора, тим більше він гріється.
  • Тому в більш просунутих моделях застосовуються спеціальні коректори коефіцієнта потужності, які контролюють номінальний струм за рахунок обрізання певного фрагмента напівхвилі.


Схема драйвера світлодіодних ламп з коректором потужності

  • Але все це ми розглянемо трохи нижче. Зараз же нас цікавить ніж конструкція драйвера може відіб’ється на нас. Справа в тому, що не самі якісні драйвери не мають конденсатора. Це призводить до того, що світлодіод мерехтить з частотою в 100 Гц як на відео.
  • Таке мерехтіння людське око практично не бачить, але воно згубно впливає на його здоров’я. Цей параметр називається пульсація світла і він суворо нормується. Для житлових приміщень він не повинен перевищувати 10%. У нашому ж випадку він буде близько 30%, а то і більше.


Пульсація LED ламп

  • Виходячи з цього, не варто віддавати перевагу дешевим виробам з неякісним драйвером. Це буде собі дорожче. Тим більше що визначити пульсацію ви можете і самостійно. Для цього попросіть продавця вкрутити цю лампу і включити. А самі подивіться на неї через об’єктив вашої камери на мобільному телефоні. Чим більше темних смуг ви побачите, тим вище пульсація.

Експлуатація світлодіодних ламп

Окремо хотілося б сказати кілька слів і про експлуатацію LED ламп, адже в цьому питання так само є свої нюанси, які варто враховувати.

Більш докладно про світлодіодному освітленні будинку можете дізнатися з цього відео.

  • Перш за все це місця, в яких можна встановлювати такі лампи. Для них досить важливим аспектом є відведення тепла. Тому лазні і сауни відразу відпадають. Хоча ця заборона не є категоричним. При використанні діодів невеликої яскравості ви можете поставити таку лампу і в сауну, але тут немає ніяких гарантій.


Світлодіодне освітлення будівель

  • Якщо ви використовуєте архітектурне світлодіодне освітлення, то обов’язково зверніть увагу чи не є корпус світильника його радіатором. Якщо це так, то ні в якому разі не можна його утеплювати негативним чином впливати на тепловіддачу корпусу.
  • Окремим питанням є схема управління яскравістю світлодіодної лампи. У звичайних ламп розжарювання це відбувається шляхом зміни напруги. Але тут така схема не дасть ніяких результатів.


Діммер для світлодіодної лампи

  • Справа ось у чому. Лампи зазвичай мають власний трансформатор, який знижує напругу до необхідної величини. Тому знижуючи напруги диммером, ви лише знижуєте первинна напруга трансформатора. Так, вторинна напруга теж знижується, але як ми пам’ятаємо, для діодів важливіший струм, ніж напруга.


Схема діммера для LED лампи

  • Але це не означає, що що у світлодіодних ламп не можна регулювати яскравість світіння. Просто диммери для цього повинні бути спеціальними. Робиться це за рахунок високочастотного включення і відключення діодів. Зазвичай ця частота перевищує 300Гц.
  • Говорячи більш простою мовою спеціальний диммер дозволяє вмикати або вимикати діоди в лампі 500 – 1000 разів в секунду. Чим більша кількість цих включень і відключень, тим нижче візуальна яскравість діода, так як фотонів виділяється менше. Причому для людини на такій частоті ці включення і відключення не помітні.

висновок

Світлодіодне архітектурне освітлення, побутове використання LED ламп, а також їх промислове використання при належній якості ламп є цілком розумним вибором. Адже такі лампи володіють хорошими показниками кольору, дуже економні, довговічні, екологічні і головне не пред’являють особливих вимог по експлуатації. Головне використовувати якісні лампи від іменитих виробників, що не розміняють низьку вартість на ваше здоров’я.

Ссылка на основную публикацию