Galingi LED matricos apšvietime: įrenginio ir programos ypatybės

Nuo tada, kai 1962 m. Ilinojaus universiteto profesorius Nickas Holonyakas sukūrė pirmąjį praktiškai pritaikomą šviesos diodą, praėjo daugiau nei pusė amžiaus, tačiau revoliucinis išradimas iki šių dienų patiria laipsniškus pokyčius, tampa vis tobulesnis ir vis labiau technologinis ir naudingas.

Puslaidininkio pereinamojo laikotarpio elektroliuminescencija su elektronų ir skylių rekombinacija dabar yra super ekonominių šviesos šaltinių pagrindas. Šviesos diodai, dažnai vadinami LED (trumpai tariant - angliškas šviesos diodas), lempos pamažu įgyja stabilias pozicijas modernių energiją taupančių apšvietimo technologijų rinkoje tiek namų reikmėms, tiek įmonėms, tiek net gatvių apšvietimo sistemoms.

LED lemputės pralenkia saugumą kompaktiškos fluorescencinės lempos, kuriuose yra gyvsidabrio, ir kaitrinės lempos ir dabar visiškai tampa tolimos praeities reliktu.

Pagrindinė priežastis, kodėl kaitinamosios lempos yra keičiamos LED šviesos šaltiniais, yra ta, kad kaitrinė lempa skleidžia labai platų spektrą, kurio nemaža dalis tiesiog neveikia apšvietimo. Tik 5 procentai visos kaitrinės lempos sunaudotos energijos sunaudojama apšvietimui, o likusi dalis - šildymui.

Štai kodėl pastaruoju metu rinkoje labai plačiai pristatomi labai galingi šviesos diodai ir LED matricos (monolitiniai mazgai), siekiant pakeisti pramoninius įrenginius. Šviesos diodas skleidžia gana siaurą spektro diapazoną, pavyzdžiui, oranžinis šviesos diodas turi bangos ilgį nuo 590 iki 610 nm.

LED šviesos šaltinių pranašumai yra šie:

• didelis šviesos našumas, panašus į natrio lempas (pasiekiama 160 liumenų už vatą vertė),

• atsparumas stiprumui ir vibracijai, ilgas tarnavimo laikas (iki 100000 valandų),

• platus šviesos temperatūros pasirinkimas (nuo šiltos 2700 K iki šaltos 6500 K),

• spektrinis grynumas, kurį suteikia pats prietaisas.

Dėl mažos inercijos žibintai iš karto įsijungia visu ryškumu, nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros, o įjungimas / išjungimas neturi didelės įtakos šviesos diodų veikimui. Spinduliavimo kampas gali būti nuo 15 iki 180 laipsnių.

Tokių gaminių naudojimas yra visiškai saugus žmonėms dėl žemos maitinimo įtampos, žemos darbinės temperatūros ir, žinoma, ekologiškumo, kurį suteikia gyvsidabrio ir fosforo nebuvimas, taip pat ultravioletinė radiacijos dalis spektre. Tačiau reikia atsiminti, kad aukšta temperatūra kenkia bet kuriam puslaidininkiui, todėl neturėtumėte leisti kaitinti aukštesnėje kaip 60–70 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Galingos LED matricos yra kelių kristalų rinkiniai viename bloke. Spinduliuojantys kristalai, padengti fosforu, yra sujungti iš eilės lygiagrečiai, kad būtų optimizuotas srovės sunaudojimas.

Plokščiasis bloko paviršius yra skaidri plastikinė danga, leidžianti įdiegti papildomą optiką, kad būtų sukurtas reikiamas šviesos sklaidos modelis. Matricos tiekiamos su gana storu vario ar aliuminio pagrindu su montavimo skylėmis, kad įrenginys būtų montuojamas ant šilumos kriauklės.

Lygus pagrindo paviršius užtikrina patikimą įrenginio kontaktą su šilumos kriaukle. Montavimą reikia atlikti atsargiai, kad nebūtų deformuotas ir nepažeistas korpusas. Šilumą laidžios pastos turėtų būti tepamos ant viso pagrindo paviršiaus.

Jungiamųjų laidų skerspjūvis neturėtų būti mažesnis kaip 0,5 kvadratinio milimetro, o šilumos šaltinio plotas, tenkantis vatui, turėtų būti apie 20-30 kvadratinių centimetrų, esant 25-35 laipsnių Celsijaus aplinkinių objektų temperatūrai. Tokios matricos gali būti skirtingos vardinės galios, ne didesnės kaip 300 vatų. Iš esmės nėra jokių apribojimų dėl matricų dydžio.

Vidutinė vieno kristalo darbinės įtampos vertė yra apie 3,4 volto, o srovės stipris yra apie 350 miliamprų. Šios vertės gali šiek tiek skirtis, tačiau neturėtumėte viršyti tam tikram agregatui leistinos įtampos, nes šviesos diodai turi staigiai didėjančią srovės įtampos charakteristiką ir greitai išdegs, jei srovė viršys kritinę kristalo vertę.

Radiatoriaus, kurio plotas yra ribotas, naudojimas yra geriausias draudimas ilgai, patikimai ir be rūpesčių naudoti LED matricą. Jei apribosite srovę per kristalą iki 320 milimetrų, šviesos srautas sumažės 3–5%, tačiau tuo pačiu LED lemputės krištolo tarnavimo laikas padidės apimties tvarka, praktiškai jo maitinimo sąlygos bus idealios.

Šviesos diodų energijos šaltinis gali būti bet koks šaltinis, stabilizuojantis apkrovos srovę, o jei srovės stabilizavimo nėra, tuomet turėtų būti numatyta didelė riba, leidžianti viršyti didžiausią leistiną srovę. Pakeitus maitinimo įtampą 1 voltu, srovės stipris gali padidėti nuo dviejų iki trijų, o rezultatas bus kristalo degradacija (kristalą sugadinsite - šviesos srautas sumažės) arba fosforo patamsėjimą.

Projektuojant šviesos diodų grupių derinius lygiagrečiai jungiamoms jungtims, geriausia jungti nuoseklųjį jungimą, kad būtų išvengta didelių veikimo srovių.

Jei kristalo darbinė temperatūra ilgą laiką viršija optimalią vertę, fosforas tamsėja ir, veikdamas temperatūrą, praranda savo funkcijas. Fosforo patamsėjimas ir sunaikinimas gali sukelti tiesioginius saulės spindulius, jei jie ir toliau veikia šviesos diodo paviršių.

Pageidautina, kad į maitinimo šaltinio projektą būtų įtraukta šiluminė relė, padėjus jos jutiklį ant lempos radiatoriaus.

Jei žiemą gatvėje planuojate naudoti LED matricą, turite atsižvelgti į tai, kad maitinimo šaltinyje esantys elektrolitiniai kondensatoriai turi naudojimo apribojimą žemoje temperatūroje, todėl geriausias sprendimas būtų pastatyti maitinimo šaltinį kambaryje.

Kai gatvėje naudosite LED matricas žemoje temperatūroje, reikia atsiminti, kad efektyvumas žymiai padidės, o šviesos srautas padidės 10-20 procentų nominalios. Po 500–1000 darbo valandų šviesos skleidžiama 5–10 procentų daugiau, ši kristalų savybė vadinama „treniruočių efektu“.

Renkantis gatvių apšvietimo radiatorių, taip pat reikia ypatingo dėmesio, jame neturėtų būti nereikalingų išsikišimų, įdubų ir lenkimų, kad būtų maksimali natūrali konvekcija, o ant jo paviršiaus negalėtų kauptis šiukšlių ir nešvarumų.

Pageidautina, kad lempos maitinimo blokas būtų išdėstytas taip, kad visa lempos viduje besikaupianti drėgmė ne mažiau paveiktų grandinės elementus.

Kiekvienais metais tobulinama didelės galios LED matricų gamybos technologija, gamintojai ieško geriausių fosforo variantų. Šiuo metu dauguma gamintojų naudoja geltonuosius fosforus, jie yra modifikuotos itrio-aliuminio granatos, apipiltos trivalenčiu ceriu, versijos.

LED apšvietimo technologijos yra veiksmingos, o jų dizainas yra gana paprastas. Jie plačiai naudojami prožektoriuose, lempose, LED juostose, dekoratyviniame apšvietime ir paprastuose žibintuvėliuose. Jų šviesos galia siekia 5000 lm.

Šiandien LED moduliai naudojami apšviesti pastatus, gatves, reklamines konstrukcijas, tunelius ir tiltus, fontanus, jie naudojami biurų ir pramonės patalpoms, namų interjerui ir baldų elementams apšviesti, taip pat įvairiuose modernaus dizaino projektuose.

Atostogų metu galingos LED apšvietimo sistemos puošia pastatų, medžių ir kitų objektų fasadus. Dėl LED šviesos šaltinių patikimumo juos galima naudoti sunkiai prieinamose vietose, norint juos dažnai pakeisti.

Šiuo metu daugelyje pasaulio šalių LED apšvietimas greitai pakeitė kitas. Daugelis miestų netrukus planuoja pereiti prie LED gatvių apšvietimo.