LED -ek szórása jobbra: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

A LED -eket napjainkban is széles körben használják, még a mindennapi életben is, és sok információt kaphat azok használatáról. Sok oktatóanyag található a LED -ek táplálásáról és a különböző fényszerelésekbe való beépítéséről. De csak nagyon kevés információ áll rendelkezésre a LED -ek által kibocsátott fény szabályozásáról vagy alakításáról.

A LED -ek olyan fényforrás, amely nagyon kis pontról sugároz fényt minden irányban egyenletesen. A LED típusától és felépítésétől függően a fényt gyakran széles kúpba irányítják. A nagy teljesítményű vagy SMD LED-ek, például a WS2812b vagy az APA102 fénysugara általában 120-140 °, az 5 mm-es LED-eké pedig akár 180 ° is lehet. Ez azt jelenti, hogy a sugár teljes szögében ugyanannyi fényt bocsátanak ki. De mivel egyetlen kiindulási pontunk van, ha egy LED fényét sík felületre világítjuk, akkor olyan fényfoltot kapunk, amely a közepén a legvilágosabb, és minél távolabb a központtól, elveszíti a fényerőt.

A fényinstallációkban és a fotózásban (ez a terület nagyon érdekel) a homogénebb fényelosztásért küzd. Ennek kulcsa a fény diffúziója. Tehát ebben az utasításban megosztom veletek, hogyan lehet a LED -eket megfelelő módon eloszlatni, és mire kell figyelni.

1. lépés: A matematika I

Tegyük fel, hogy a LED -szalagon található normál LED -eket használjuk. Ezek általában 5050 LED -ek, vagyis 5 mm x 5 mm -es négyzet alakúak, és ha 60 LED/m van, akkor általában egy -egy 17 mm -es LED van a szalagon. Ezeknek a LED -eknek a fénysugara általában 120 °, ami olyan mintát eredményez, mint amilyen a vázlatban látható.

Ezeket a csíkokat gyakran használják, mert csak kis távolságra a szalagtól az egyes LED -ek sugarai annyira átfedik egymást, hogy egyesülnek egy fénysávban. Bár ez a legtöbb alkalmazás esetében igaz, még mindig vannak forró pontok, és közvetlenül a fényre nézve látja az egyes LED -eket. Ez nem kívánatos fényviszonyok esetén, vagy ha a LED -szalagot hosszú expozíciós fotózásban szeretné használni.

2. lépés: Mit vásárolhat

Többféle alumínium extrudálás áll rendelkezésre, amelyek LED szalagok elhelyezésére szolgálnak, és gyakran különböző típusú diffúzorokkal is rendelkeznek. Az első képen a leggyakoribbakat láthatja.

Az első alig elég mély ahhoz, hogy elhelyezze a LED -eket, és a legkevésbé hatékony, ezért tegyük el, és nézzük meg a többieket.

A második mélyebb profillal és lapos diffúzorral rendelkezik. A mélység körülbelül 11 mm, ami a diffúzort körülbelül 10 mm -re helyezi a LED -ek felett. Emlékezzünk ezekre az értékekre, és nézzük meg a következőt.

A harmadik hasonló alumínium profillal rendelkezik, mint a második, de kerek profilt használ a diffúzorhoz. Ez a diffúzor legmagasabb pontját körülbelül 17 mm -re helyezi el a LED -ektől. A kerek profil gondoskodik arról is, hogy a fény egyenletesebb legyen, minél távolabb kerüljön a rúd közepétől (ne feledje, hogy egyetlen kiindulási pontunk van, és a fénynek tovább kell utaznia, minél többet távolodik a közepétől).

3. lépés: A matematika II

Vessünk egy pillantást az utolsó lépés két alumínium extrudálására. 10 mm és 17 mm távolságra vagyunk a LED -ektől, és a fénysugár 120 °. Ez olyan mintát eredményez, mint amilyen a vázlatokban látható.

Amint láthatja a 10 mm -es, a sugárkúpok csak a kúpok felénél fedik egymást. A kúp határa majdnem eléri a következő közepét. Azt gondolhatja, hogy ez elegendő az egyenletes eloszláshoz, de nézzük meg a másikat.

A 17 mm -es távolságnak köszönhetően három kúp elég erősen átfedi egymást, ami jobb fényeloszlást eredményez. Az egyik LED kúpja majdnem eléri a LED 2 közepét, a szalagon lejjebb. Fénye tehát teljesen elterjedt szomszédja fényén.

4. lépés: Az extrudálások tesztelése

Lássuk, összeadódik -e a matematika, amelyet az utolsó részben néztünk, és jó fényeloszlást kapunk.

Az első fotón egy LED szalag látható, amely félúton helyezkedik el az extrudálás során 10 mm mélységben. Amint látja, továbbra is forró pontokat kap, de a LED -ek közötti tér is elég fényesen világít. Ha ezt hosszú expozícióban használja, és a második képen látható módon mozgatja a kamera nézetében, láthatja, hogy különbség van a csupasz LED -ek, majd a szalagban lévő LED -ek között, de a LED -ek fényes helyei világosak vonalak.

A harmadik fotón egy LED szalag látható, amely félúton van az extrudálás során, 17 mm mélységben. A fény sokkal jobban oszlik el, és már alig látja, hol vannak az egyes LED -ek. Ismét ezt a hosszú expozíciót használva, amint a negyedik fotó mutatja, látjuk a különbséget a csupasz LED -ek és a diffúzor között. A fény nagyon homogén, de ha alaposan megnézzük, akkor is láthatjuk a fényerősség szórását, de sokkal jobb, mint az előző.

5. lépés: A matematika III

Térjünk vissza a matematikához, és elemezzük a látottakat. A LED -ektől 17 mm távolságra már jó eredményt kapunk, de még javítható.

Emlékezzünk arra, hogy a LED egyetlen pont alakú fényforrás, amely egyenletesen terjeszti fényét minden irányba. A diffúzor sík felület, ezért meg kell vizsgálnunk a fény szögét és intenzitását. Minél távolabb kerülünk a fényforrástól, annál kevésbé lesz világos a fény. Ha megnézi az első fényképet, láthatja, hogy 30 mm -es távolságban a 120 ° -os sugárzási szög több mint 100 mm -re terjed. De mivel a fénynek sokkal tovább kell utaznia a kúp határán, a fény sokkal gyengébb, mint a közepén.

Amit keresünk, ugyanaz a magasság a lefedett területhez képest. Ha sík felületre világítjuk a fényt, és a fény és a felület közötti távolság nagyjából egyenlő, akkor a fényeloszlás egyenletesebb lesz. Ezt vagy úgy érhetjük el, hogy a diffúzort gömbölyűvé tesszük a fényforrással a közepén, vagy kereshetünk egy másik szöget a matekhoz.

Ha kiszámítja, akkor körülbelül 53,13 ° -os szöget kap, amelynél a háromszög magassága megegyezik a szöggel ellentétes szakasz hosszával. Egy kicsit megkönnyítjük a 60 ° -os szöget. A második vázlatban láthatja az eredményt, ha a 60 ° -os szöget alkalmazzuk. A 60 ° -os kúp foltja nagyjából azonos fényerejű, ha ránéz vagy kamerával rögzíti. Ezt a 17 mm mélységű diffúzorra alkalmazva láthatjuk, hogy ezt elég jól tervezték.

Mindez azt mondja nekünk, hogy ha saját diffúzorát szeretné létrehozni, helyezze azt ugyanolyan távolságra a LED -ektől, mint a LED -ek egymástól. Így már egészen jó eredményeket érhet el.

6. lépés: Az eredmények javítása - kettős diffúzió

Mivel nem voltam elégedett az eddigi eredményekkel, kerestem a módját annak, hogy még jobban el lehessen terjeszteni a fényt.

Gondoljunk tehát az irányított és a szórt fény közötti különbségre. A legfontosabb különbség itt az, hogy irányított fény esetén egyenes fényvonalak mennek el egyetlen pontról. Tehát minél távolabb megyünk ettől az egy helytől, annál kevesebb fényt kapunk. Sík felületre vetítve mindig fényerő -csökkenést kapunk. A szórt fény azt jelenti, hogy nincs egyetlen fényforrásunk, hanem nagy. És azt is, hogy a fény e nagy fényforrás minden pontjáról minden irányba terjed. A diffúzor olyan eszköz, amely a közvetlen fényt szórt fénygé alakítja át, így a diffúzor lényegében új fényforrássá válik, amely ezúttal nem csak egyetlen folt.

Ha most ezt a fényforrást vesszük, amely még mindig tartalmaz néhány forró pontot, és másodszor is eloszlatjuk, akkor teljesen homogén eloszlást kapunk. Az első diffúziós rétegnek vannak forró pontjai, ez igaz, de csak egy kis távolságra van tőlük a fény a forró pont minden pontjától annyira átfedésben, hogy már nem látható. Az egyetlen hátránya, hogy a fény szórásához olyan anyagot kell használnunk, amely egy kicsit átlátszatlan, így csökkenti a fény intenzitását. Kettős diffúzióval még tovább csökkentjük az intenzitást, de azokban az alkalmazásokban, ahol ez fontos, ez nem olyan fontos.

A kettős diffúzió létrehozásának nagyon egyszerű és hatékony módja az, ha vattalapot helyez a LED szalag és a diffúzor közé. A fényképeken látható a 10 mm mély és a 17 mm mély alumínium extrudálásba vitt vatta eredménye. Mint látható, a 10 mm -es javul, és a 17 mm -es szinte tökéletes lesz a munkához.

7. lépés: Egy másik megoldás: Növelje a diffúzor távolságát

Egy másik megoldás a LED és a diffúzor közötti távolság növelése. Ha visszagondol néhány lépésre az egyes LED -ek közötti távolság magasságával, akkor olyan területet kap, amely megegyezik a LED -ek közötti távolsággal. De ha növeli a távolságot, ezek a fénykúpok még jobban átfedik egymást, és a forró pontok annyira átfedik egymást, hogy egyesülnek. Ebben az eszközben fényfestésre terveztem a LED -ek és a diffúzor közötti távolság nagyjából kétszerese az egyes LED -ek közötti távolságnak. És mint látható, a kapott fény jól eloszlik. Az utolsó fotó egy hosszú expozíció, ahol ezekkel az eszközökkel néhány csíkot rajzoltam a fényével.

8. lépés: Következtetés

Ha szép megjelenésű LED -es lámpatesteket szeretne felépíteni, ügyeljen a megfelelő fényszórásra. Bizonyos esetekben egyetlen fénypontra van szükség, de legtöbbször kellemes megjelenést szeretne, és ezt egy szórt fényforrás biztosítja. Ha operatőrként vagy fotográfiaként dolgozik, akkor már sokat kell tudnia a közvetlen és a szórt fényről, és itt betekintést nyerhet abba, hogyan alakíthatja át a másikat.

Ha professzionálisabb kettős diffúziót szeretne végezni, használjon akril lapokat. Vannak akrillemezek, amelyek 79%-os fényáteresztő képességgel rendelkeznek, ezeket általában a fürdőszobák telepítésekor használják adatvédelemként. Ezek jó átlátszatlansággal használhatók diffúzorként, ha megduplázzák. A kettős diffúzióhoz nincs szükség az egyes LED -ek közötti teljes távolságra. Helyezze az első diffúziós réteget a LED és a második réteg közötti távolság 1/3 -a köré a távolság 2/3 -án. Így nagyon egyenletes fényeloszlást kap a második rétegen. De egyszerűen használhatja a LED -ek közötti távolságot, és az első szintet a közepére helyezheti.

Ennek elérésére sok más módszer is létezik, például az akrilfény -csatornázás, de ezek bonyolultabbak, és általában könnyebb egyszeres, kellő távolságú vagy kettős diffúziót használni.