1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиодные светильники — шаг в будущее

Светодиодные светильники — шаг в будущее

Светодиоды, или LED (Light Emitting Diodes), а точнее их первые образцы, появились еще в середине прошлого века, но широкий интерес к ним со стороны простых обывателей появился сравнительно недавно. Связано это с тем, что светодиоды постепенно вытесняют привычные для нас искусственные источники света (лампы накаливания, галогенные, люминесцентные лампы и др.). Еще несколько лет назад многие не могли себе представить, что LED-технологии станут частью повседневного быта, и сфера их применения перестанет ограничиваться индикаторами электронных приборов, информационными табло и игрушками.

Что собой представляет светодиодная лампа?

В светодиодных лампах в качестве источника света используются светодиоды, тогда как в обычных лампочках свет излучается за счет накала, который раскаляется под воздействием электрического тока. Изнутри энергосберегающая лампа покрыта люминофором (флуоресцентным красителем), который светится под действием газового разряда.

Каждый тип лампы обладает своими особенностями и недостатками. Конструкция лампы накаливания довольно проста: она состоит из нити накала (обычно изготовляется из вольфрама или его тугоплавких сплавов), заключенной в вакуумированную стеклянную колбу. Под действием электрического тока нить нагревается и начинает светиться. Основным преимуществом ламп накаливания является их низкая стоимость, которое, однако, нивелируется низким КПД. В действительности в свет превращается только 10% затраченной электроэнергии, остальное рассеивается в виде тепла. Кроме того, служит такая лампочка недолго – всего около 1 тыс. часов.

Компактная люминесцентная лампа, или КЛЛ (именно так называется энергосберегающая лампа) светит почти настолько же ярко, но при этом потребляет в пять раз меньше электроэнергии. В числе недостатков КЛЛ можно назвать более высокую цену, долгий промежуток разогрева после включения (несколько минут), неэстетичный вид, а также мерцание света, что несет нагрузку на глаза.

Светодиодная лампа состоит из нескольких светодиодов и блока питания, заключенных в корпус. Блок питания – необходимый компонент, так как для функционирования светодиодов требуется питание постоянным током с напряжением 6 или 12 В или переменным током с напряжением 220 В в бытовой электросети.

Чаще всего дизайн корпуса светодиодных ламп напоминает «грушевидную» форму с винтовым цоколем привычных ламп, что обеспечивает их беспроблемную установку. Устройства обладают целым рядом преимуществ, в числе которых разный цвет излучения (в зависимости от применяемых светодиодов), низкое энергопотребление (в среднем в 8 раз меньше по сравнению с лампами накаливания), долговечность (служат в 20-25 раз дольше, чем лампы накаливания), низкое нагревание корпуса, независимость яркости освещения от перепадов напряжения.

Существенный недостаток таких ламп – цена. Их ценник в несколько раз превышает стоимость ламп накаливания. Тем не менее, высокая стоимость компенсируется снижением затрат на освещение, при условии, что лампа не перегорит раньше времени. При этом светодиодные лампы вполне приличного качества можно приобрести в интернете, не значительно превышая затраты на обычные лампочки. Например, по этой ссылке на AliExpress можно купить светодиодные лампы стандартной конструкции по весьма привлекательной цене, имеется 6 вариантов мощности, более 4 000 заказов и множество положительных отзывов.

Читать еще:  Как сделать подъемник для двигателя своими руками?

У светодиодных ламп есть и другие недостатки. В частности, неравномерное светораспределение, связанное с тем, что встроенный блок питания препятствует световому потоку. Тем не менее, некоторые производители обходят это ограничение, используя специальную форму конструкции, например, такую.

Кроме того, матовый корпус лампы выглядит неэстетично в стеклянных светильниках. К недостаткам относятся и отсутствие регулятора яркости (диммер), а также непригодность к применению при очень высоких и низких температурах.

Ключевые отличия и сравнение

В результате отсутствия специальной подготовки или общей информированности, часто встречаются рассуждения на тему отличия ЖК от LED. Если в виду имеется именно конструкция экрана, а не разница между понятиями «жидкие кристаллы» и «светодиоды», то обе технологии являются прямым продолжением друг друга. Люминесцентная подсветка ныне считается малоэффективной и заметно устаревшей технологией.

Последние экземпляры приборов на основе люминесцентной подсветки еще встречаются в магазинах и отличаются низкой стоимостью, но производители практически полностью переключились на LED-технологию. Она позволяет получить более качественное изображение, на подсветку не требуется расходовать большое количество энергии. Кроме того, светодиоды мерцают с частотой 480 Гц, которую человеческие органы восприятия не фиксируют. Другие конструкции мерцают с частотой 100 Гц, отрицательно воздействующей на органы зрения и даже психику человека.

Сравнивать технологии LED и LCD попросту некорректно. Правильнее говорить о LCD дисплеях с люминесцентной или LED подсветкой. Наличие жидкокристаллической матрицы неизменно, поскольку именно она и является основой всей конструкции.

Определение диода

Диод представляет собой двухполюсное полупроводниковое устройство, которое состоит из полупроводникового материала n-типа и p-типа. Эти материалы связаны между собой. Диод пропускает ток только в одном направлении — от анода к катоду.

Поскольку диод проводит ток только в одном направлении, то его используют в качестве выпрямителя. Диод ведет себя как проводник, когда на него подается небольшое напряжение, и на нем также как и на проводнике присутствует падение напряжения.

Сравнение показателей качества источников света

Принципиальные различия в основных параметрах такой характеристики стоит обобщить, выделив самые основные критерии. А именно:

  1. Яркость. Этот параметр еще называют силой света. Измеряется в кд (cd). Данные об этом показателе встречаются на упаковках ламп, предназначенных не для домашнего использования. Это важный критерий при выборе искусственного источника для «ходовых огней» автомобилей.
  2. Цветовая температура. Еще называют индексом цветопередачи, температурой цвета. Измеряется в К (кельвинах). Основа — это показатель оттенка цвета источника, который можно разделить на:
    • теплый цвет. Обозначается на упаковке цифрами от 2700 К, до 3300 К. Такой оттенок сравним с рассеянным цветом неба на закате;
    • дневной или природный цвет. Обозначается 4000 К; 4200 К. Сравним с оттенком неяркого неба;
    • холодный. На упаковке обозначается 5000 К.

Для определения приоритета в таком выборе стоит рассмотреть еще и разницу в размерах и формах ламп.

Что такое LED

Внешне LED-телевизоры очень похожи на существующие ЖК-телевизоры. Разница заключается в том, как освещаются их экраны. Традиционные жидкокристаллические телевизоры используют люминесцентную подсветку, в LED-приёмниках используются более компактные и энергоэффективные светодиоды.

LED означает светодиод. Это такие небольшие твёрдотельные устройства, которые излучают свет благодаря движению электронов через полупроводник. Светодиод представляет собой тип диода, который может излучать свет при проводке. Поскольку диод состоит из двух неорганических полупроводниковых слоёв типов P или N, то в проводимости участвуют как электроны, так и пустоты (носители положительного тока). То есть, PN-переход излучает свет, когда на него подаётся энергия. Это явление обычно называют электролюминесценцией, которую можно определить как излучение света из полупроводника под воздействием электрического поля.

Читать еще:  Потек антифриз что делать?

Таким образом, светодиод является источником света, и он имеет много преимуществ, таких как:

  • Энергоэффективность;
  • Долговечность;
  • Меньшие размеры и т. д.

Но стандартные светодиоды не настолько малы, чтобы их можно было использовать в качестве отдельных пикселей телевизора – для этого они пока слишком велики. Это одна из причин, по которой светодиоды используются только в качестве подсветки для ЖК-телевизоров, каждый из которых освещает небольшой кластер пикселей.

Новая технология под названием MicroLED может в ближайшем будущем всё это изменить, но сейчас давайте придерживаться нашей темы. Сегодня предпочтительным выбором в качестве подсветки для всех ЖК-дисплеев являются именно светодиоды: они имеют гораздо меньший размер, чем компактные люминесцентные лампы или устройства накаливания, но при этом светят очень ярко.

Существует два типа светодиодных телевизоров. Хотя оба используют один и тот же тип освещения, реализованы они по-разному:

  1. Один тип светодиодной подсветки называется Edge Lighting (или Edge LED). В этом методе светодиодная подсветка размещена вдоль внешних краёв экрана и от них свет рассеивается по экрану. Преимущество этой конструкции заключается в том, изделия можно сделать очень тонкими. Недостатком освещения Edge является то, что чёрный уровень не такой глубокий, а края дисплея могут быть ярче, чем центральный участок.
  2. Другой тип светодиодных телевизоров – «Direct LED» (матричная подсветка). В этом методе несколько рядов светодиодов размещены за всей поверхностью экрана. Преимущество состоит в том, что эти наборы могут использовать «локальное затемнение» для улучшения темноты изображения.

Как можно подсоединять светодиоды

Когда мы уже знаем достаточно много о светодиодах, давайте узнаем, как можно объединять. Для этого нам нужно их соединить. Но каким образом можно это сделать и какой способ будет лучшим?

Попробуем подсоединить последовательно

Последовательное соединения нужно, если нужно массово увеличить количество освещенности (например, регулировка уровня яркости). Подсоединив светодиоды таким способом, они будут работать как один. Рекомендуем при этом использовать в цепочке светодиоды одного типа и даже одного цвета.

Последовательное соединение LED

Несмотря на то, что ток внутри светодиодов при последовательном подключении идет один и тот же, при установке резисторов нам точно придется учитывать, что напряжение тоже будет падать последовательно. Например, исходное напряжение равно 1.2 В на один светодиод, но тогда напряжение на всех n светодиодах будет уже n * 1.2. То есть если светодиодов 3, то общее падение будет уже 3.6 В. Так как же тогда посчитать падение напряжения на резисторах? Все очень просто. Давайте предположим, что все светодиоды будут питаться от одного и того же логического устройства с напряжением 5 В. Тогда:

Обращаю ваше внимание, что среди резисторов E12 не встречается сопротивления 140 Ом, поэтому придется вариант с 150 Ом.

Как же теперь включать и выключать светодиоды?

Когда мы знаем уже достаточно много о светодиодах, пришло время узнать, как можно легко управлять их включением и выключением. Здесь схемы будут немного сложнее. Для управления мы будем использовать выходные каскады CMOS и TTL (они регулируют напряжение при высоком кпд и почти без искажений). Дело в том, что они могут использоваться как источники, так и как приемники полезного тока. А это как раз дает нам возможность пользоваться ими, как включателями и выключателями. Взгляните на эти примеры:

Читать еще:  Как сделать воск для автомобиля своими руками?

Теперь вы знаете достаточно много про светодиоды. Если вам понравилась статья и вы хотели бы узнать о них еще больше, то мы будет очень рады узнать от вас эту информацию в комментариях.

Светодиоды можно купить на алишке, вот по этой ссылке.

Вот в передаче “Галилео” подробно рассказывают про светодиоды, можете посмотреть:

Размеры и внешний вид

Вид и размеры энергосберегающих ламп все знают. Это скрученная в сложную спираль трубка с люминофором. Самые компактные могут влезть в плафон средних размеров, но в большинстве случаев они торчат из обычных светильников, а со встроенными смотрятся вообще «не ахти».

Примерная разница в размерах между светодиодом и энергосберегающей ККЛ лампой одинаковой световой мощности

Светодиодные лампы могут иметь совсем маленькие размеры. Кристалл на три вата может быть сделан в виде окружности диаметром в 1,5-2 см. А это — эквивалент энергосберегайки в 7 Вт, которая по минимуму имеет размер 32*79 мм. Такие миниатюрные размеры светодиодов позволяют сделать встраиваемые светильники очень небольшой толщины — 2 см и меньше. И это с радиатором для отведения тепла, которое выделяют светодиоды при работе. Такие небольшие размеры позволяют их встраивать в мебель или опускать подвесные и натяжные потолки на совсем незначительную высоту.

Так выглядят встраиваемые светильники со светодиодами

Если говорить о более привычном формате — с колбой, то форма и размеры колбы могут быть абсолютно разные. Эта деталь не является обязательной — светодиоду не требуется вакуум или определенная газовая среда. Так что это, скорее, дань традиции. Есть бесколбовые лампы, которые называют «кукуруза» за характерный внешний вид. Срок их службы определяется качеством светодиодов, а не целостностью оболочки, которой, по сути, нет. Можно даже собрать освещение вообще из отдельных светодиодов на металлической пластине-радиаторе или даже без нее. В общем, и размеры и внешний вид у светодиодных ламп могут быть разными. И тут, решая что лучше энергосберегающие или светодиодные лампы, безусловно приходим к выводу, что LED светильники лучше — они могут быть практически незаметными, могут иметь любую форму и размер.

Экономия

Пришло время подсчитать насколько можно снизить затраты на электроэнергию в течение рассматриваемого периода и подвести итог, сложив их.

Разница в потребляемой мощности – основное преимущество светодиодных систем освещения. Применяя условный тариф – 5 руб/кВт, можно определиться с ожидаемой экономией:

Сложив затраты на покупку ламп и оплату электроэнергии, получим представление об общей экономии за все время использования светодиодной лампы:

Результаты сравнения

По итогам сравнения выявлено, что стоимость владения светодиодной лампой на треть меньше, чем компактной люминесцентной. Выбрав LED-лампу вместо КЛЛ, вы получите:

  • экономию на покупке КЛЛ, выработавших свой ресурс: за время работы LED-лампы вам пришлось бы купить 4 компактных люминесцентных, выгода составит около 500 рублей;
  • разница в цене окупится за 3,5 месяца;
  • экономия на оплате электроэнергии — за 30000 часов работы вы заплатите при тарифе 5 руб./кВт 2760 вместо 4155 рублей. Итог: 1395 рублей экономии.

Важно понимать, что подобный эффект достигается лишь при установке светодиодных ламп в светильники, которые используются достаточно длительное время каждый день. Результат улучшится, если вы установите светодиодные лампы в ванной, жилых комнатах, прихожей и на кухне — там, где свет должен гореть достаточно часто и подолгу.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector