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.
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.
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
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 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.
Содержание
- 1 Что такое яркость светодиода и в чем она измеряется
- 2 Параметры, влияющие на яркость
- 2.1 Сила тока
- 2.2 Технология
- 2.3 Площадь кристалла
- 3 Что можно узнать из маркировки
- 4 Способы регулировки яркости
- 5 Основные выводы
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.
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.
Зависимость яркости свечения идеального светодиода от электротока линейная. На практике зависит от потерь на выделении тепла и дифференциального сопротивления кристалла. Существует предел, после которого повышать ток нельзя из-за перегрева p-n-перехода, способного вывести LED из строя.
Технология
Светодиод – это источник света точечного типа, направленность луча определяет конструкция. Параметры меняются в зависимости от оптических свойств и наличия в приборе люминофора, рассеивателей и линз. Независимо от устройства интенсивность свечения регулируется минимальными изменениями тока.
У светодиода при высокой плотности луча (небольшом угле излучения) яркость свеяения увеличивается независимо от объема потока.
Внимание! При покупке необходимо учитывать, что источник с тысячей милликандел и углом излучения 45 градусов будет давать такой же поток, как с углом 12 градусов, но при втором варианте луч будет ярче.
Площадь кристалла
Еще один показатель, от которого напрямую зависит объем светового потока и яркость свечения – величина кристалла.
Например, площадь СМД 3528 3,5х2,8 мм, площадь СМД 5630 – 5,6х3 мм, световой поток соответственно 6-8 и 50 люмен. Самые новые кристаллы отличаются большими размерами и высокими показателями интенсивности свечения. Это объясняется тем, что излучение в любом чипе зависит от величины р-n перехода.
Важно! При покупке необходимо знать, что неизвестные китайские производители это используют. Вместо больших кристаллов на 1 Вт они ставят маленькие на 0,75 или 0,5 Вт, при подаче заявленного тока их срок службы значительно сокращается или они перегорают.
Что можно узнать из маркировки
У именитых производителей маркировка достаточно длинная, поэтому размещается на упаковке или в технической документации. Ленты поставляются с маркировкой на катушке. Данные можно спросить у продавца, если их нельзя найти.
Для обычных светодиодов не существует стандартных обозначений, каждый производитель использует свои. Яркость свечения всегда указывается в маркировке мощных ламп.
На SMD указываются только размеры чипа, определить интенсивность свечения можно только из техдокументации. Philips на своей продукции указывает световой поток в люменах, Samsung кодирует этот показатель под цифрами, значение которых можно найти в специальных таблицах. На изделиях CREE из маркировки можно узнать только цветопередачу, обозначенную как CRI.
Важно! Маркировка является одним из факторов, затрудняющих выбор светодиодных источников света при отсутствии определенного уровня знаний.
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.
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).
Предыдущая
СветодиодыТехнические характеристики и применение SMD 3528
Следующая
СветодиодыПараметры и схемы питания светодиодов
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
электротехника – Как я могу измерить яркость светодиода?
человеческого восприятия.Давайте сначала разберемся с физикой. Необходимо объяснить три взаимосвязанных понятия:
Световой поток — это общее количество света, излучаемого источником света во всех направлениях. Его единицей СИ являются люмены. Это трудно измерить без дорогостоящего оборудования (интегрирующей сферы). Световой поток важен, потому что он дает меру общего количества света, которое источник излучает в комнату, и обычно указывается в спецификациях источника света.
Освещенность — количество света, падающего на поверхность единицы площади. Его единицей СИ является люкс, где 1 люкс = 1 лм/м 2 . Его легко измерить с помощью общедоступных «люксметров» и фотодиодов. Освещенность является наиболее важным значением, например, при вопросе: «достаточно ли света будет падать на этот стол, чтобы кто-то мог работать рядом с ним». Строительные нормы или стандарты часто определяют освещенность, необходимую для полов, стен или рабочих поверхностей для конкретных задач.
Яркость является мерой количества света, испускаемого поверхностью в определенном направлении , на единицу площади. Если эта поверхность является поверхностью источника света – например. если смотреть на лампочку – то это связано с тем, насколько ярким кажется источник. Это измерение важно, потому что, если клиент смотрит прямо на ряд источников света, чтобы сравнить, «насколько они яркие», он увидит разницу в яркости.
Измерители яркости намного дороже, чем измерители освещенности.
Таким образом,
- Световой поток — это общее количество света, излучаемого источником
- Освещенность показывает, насколько ярко освещена поверхность
- Яркость — это (часть) того, насколько ярким источник света кажется глазу
Какие из них вам нужно измерить, будет зависеть от того, чего именно вы пытаетесь достичь.
Человеческое восприятие здесь самая сложная часть. Ощущение «яркости» — это нечто большее, чем любой из вышеперечисленных показателей. Например, люди склонны воспринимать свет с более высокой цветовой температурой как более яркий, чем свет с более низкой цветовой температурой — распространенная проблема при сравнении светодиодов с другими источниками. На людей также сильно влияет контраст; мы в основном видим относительную, а не абсолютную яркость, поэтому пятно света на небольшой области рабочего пространства в темной комнате может казаться ярче, чем такое же освещение во всем пространстве, особенно после того, как глаза зрителя адаптируются к темноте.
