Zapobieganie jasnym plamom LED: jak metody dyfuzyjne równomiernie rozprowadzają światło

Goła taśma LED prawie nigdy nie jest odczytywana jako czysta linia światła. Spójrz na to prosto, a zobaczysz rząd oddzielnych kropek, jasny punkt, w którym znajduje się każda dioda, pomiędzy którymi znajdują się doliny przyciemniacza. Projektanci nazywają to kropkowaniem lub hotspotem i jest to najczęstszy powód, dla którego gotowa oprawa wygląda tanio, nawet jeśli same diody LED są dobre. Frustrujące jest to, że zamiana na „lepszą” okładkę często prawie nic nie daje. Dzieje się tak, ponieważ jasne plamy LED są w pierwszej kolejności problemem związanym z geometrią i optyką, a w drugiej kolejności materiałem. Jeśli źle złożysz zamówienie, wydasz pieniądze na niewłaściwą warstwę.

​

W tym przewodniku omówiono cztery dźwignie, które faktycznie poruszają igłą, a mianowicie gęstość, odległość, materiał i powierzchnię, w kolejności, w jakiej inżynier powinien po nie sięgnąć. Zarabiamy na wytłaczaniu profili dyfuzorów, więc nacisk kładziony jest na to, co robi każda zmienna, ile to kosztuje i gdzie po cichu załamuje się podręcznikowa zasada.

Skąd właściwie pochodzą kropki

Każda dioda LED jest dyskretnym źródłem punktowym. Rzuca światło w kształcie stożka o kącie około 120 stopni, a pomiędzy jedną diodą a następną znajduje się przerwa bez emitera. W pobliżu paska te stożki jeszcze się nie nałożyły, więc twoje oko odczytuje sekwencję jasnych pików oddzielonych ciemniejszymi przerwami: widoczne gorące punkty LED. Odsuń powierzchnię obserwacyjną wystarczająco daleko, a stożki połączą się w ciągły efekt. Nic na okładce się nie zmieniło; liczy się tylko odległość.

Ten pojedynczy fakt wyjaśnia, dlaczego kropkowaniem rządzą trzy zmienne, a nie jedna: odstęp między diodami (skok), odległość diod od powierzchni, która ostatecznie pokazuje światło oraz jak agresywnie osłona pomiędzy diodami rozprasza to, co przez nią przechodzi. Dyfuzor to dopiero trzeci z tych trzech elementów. Traktowanie tego jako całej odpowiedzi jest błędem, który powoduje powstanie tak wielu jasnych-problemów.

Co właściwie oznacza „nawet” jako specyfikacja

„Równość” wydaje się subiektywna, ale inżynierowie oświetlenia określają to współczynnikiem jednolitości jasności: luminancją najjaśniejszego punktu w stosunku do najciemniejszego, często ukierunkowanego na około 8:1 lub mniej, aby uzyskać powierzchnię, która jest gładka. Im niższy ten współczynnik, tym bardziej jednolity wynik. Utrzymanie go wymaga zrównoważenia dwóch właściwości, które przyciągają się do siebie:przepuszczalność światła, czyli jaka część strumienia świetlnego przetrwa osłonę, orazmgłaczyli jak dokładnie przesłona rozprasza to światło. Wysoka przepuszczalność sprawia, że ​​oprawa jest jasna; duże zamglenie ukrywa diody. Nie można zmaksymalizować obu, więc prawdziwym celem jest okno, a nie szczyt.

Oto część, którą pomija większość arkuszy specyfikacji. Rozpowszechnianie nigdy nie jest darmowe. Rozpraszanie światła do tyłu w obudowie i pochłanianie jego części oznacza, że ​​rozproszony moduł zwykle osiąga prawie 85% mocy wyjściowej bez-osłony, co powtarza się w publikowanych pomiarach-dyfuzorów opraw oświetleniowych, a agresywna opalizująca osłona kosztuje znacznie więcej. Dlatego zapobieganie jasnym plamom LED jest zawsze kompromisem w stosunku do jasności. Jednak stopień równomierności, jakiego faktycznie potrzebujesz, nie jest stałą liczbą: wnęka myjąca ścianę od wysokości dwóch metrów może wytrzymać widoczną strukturę, której nie byłaby w stanie zapewnić liniowa oprawa-na wysokość biurka, oglądana na wyciągnięcie ręki, a oświetlenie akcentujące toleruje to, czego nie wytrzyma oświetlenie do zadań podstawowych. Określenie dokładnego współczynnika, jaki musi uzyskać urządzenie, a co za tym idzie, ilości jasności, jaką możesz sobie pozwolić na jego zakup, to ocena, która podejmuje każdą z poniższych decyzji i jest to pierwsza rzecz, którą warto ustalić, zanim dotkniesz osłony.

Dźwignia 1: gęstość i wysokość diod LED

Im bliżej diod, tym mniejszą szczelinę musi ukryć każdy dyfuzor. Dlatego też gęstość jest pierwszą rzeczą, którą należy sprawdzić. Paski o małej-gęstości w zakresie 30–60 diod LED-na-metr pozostawiają szerokie, ciemne doliny i są naprawdę trudne do wygładzenia; paski o dużej-gęstości, zawierające 120 lub więcej diod LED na metr, umieszczają źródła na tyle blisko, że stożki pokrywają się niemal natychmiast, a diodowe punkty aktywne w dużej mierze radzą sobie same, zanim w grę wchodzi jakakolwiek osłona.

Opinia niezależnego kupującego, szeroko rozpowszechnione porównanie-kanałów LED firmy The Hook Up (thesmarthomehookup.com),-testy laboratoryjne kanałów we wszystkich popularnych gęstościach wykazały, że koszty zignorowania tego są jasne. Przy 30 diodach LED/m nawet głęboki kanał w połączeniu z zakrzywioną, „nieskazitelną” osłoną nadal pokazywał widoczne jasne punkty, a próba opłaciła się spadkiem jasności o około 56%. Przy 60 diodach LED/m to samo głębokość-plus-nieskazitelna-kombinacja osłony pozwoliła uzyskać naprawdę równą linię we wszystkich kolorach i poziomach jasności, a przy 144 diodach LED/m gorące punkty zniknęły bez aż tak dużego wysiłku. Walka z rzadkim paskiem wyłącznie przy dyfuzorze to najdroższy sposób na uzyskanie jednolitości: spalasz jasność na papierze nad geometrią, którą mogłeś naprawić u źródła, kupując zamiast tego gęstość.

Paski COB stanowią graniczny przypadek tego pomysłu: setki maleńkich wiórów pod ciągłą powłoką fosforową, bez praktycznie żadnej smoły do ​​ukrycia. To jedyna konfiguracja, w której często można całkowicie pominąć silne rozproszenie światła i nadal uzyskać płynną linię, chociaż osłona nadal zasługuje na swoje miejsce w zakresie ochrony i kontroli odblasków.

Dźwignia 2: geometria, odległość i głębokość kanału

Jeśli gęstość jest ustalana za pomocą zakupionego już paska, odległość jest następną-tańszą dźwignią i prawie zawsze jest niedostatecznie wykorzystywana. Działającą zasadą przy podświetlaniu jest stosunek odległości diody do odległości wynoszący co najmniej 1:1: odstęp między diodami a osłoną powinien być co najmniej równy odstępowi. Jeśli odstęp wynosi 10 mm, należy zapewnić światłu co najmniej 10 mm przesuwu, aby stożki mogły się połączyć; niech wysokość dźwięku przekroczy tę odległość, a poszczególne diody zaczną się przebijać, niezależnie od tego, jaką osłonę zamontujesz. Aby uzyskać głębsze ukrycie w podświetlanych panelach, odległość lampy-od-dyfuzora wynosząca około 1,5 do 2,5-krotności rozstawu zapewnia komfortowy margines za cenę niewielkiej utraty strumienia świetlnego w miarę rozprzestrzeniania się światła.

 

W oprawie liniowej odległość ta jest ustalana na podstawie głębokości kanału i właśnie dlatego głęboki aluminiowy kanał ukrywa kropki, których nie da się uzyskać w przypadku płytkiego kanału. I to jest zmienna, która po cichu odwraca zwykły instynkt: gdy próbka pokazuje jasne plamki LED, większość ludzi sięga po droższą, bardziej zamgloną osłonę. Często tańszym rozwiązaniem jest dodanie głębi, tak aby światło zlewało się, zanim dotrze do dyfuzora, ponieważ głęboki kanał z podstawową osłoną często pokonuje płytki kanał z kanałem premium, za mniejsze pieniądze. Jaka głębokość jest częścią charakterystyczną dla Twojej konstrukcji: wypada ona z wysokości dźwięku i docelowego współczynnika jednolitości, a następnie jest porównywana z fizyczną przestrzenią i proporcjami, jakie może pomieścić urządzenie, czyli w momencie, gdy kanał i osłona muszą być określone razem, a nie kupowane osobno. Wybór jednego bez drugiego powoduje, że projekty-przepłacają za projektprofile dyfuzorów dostosowane do liniowych opraw LEDktóre nigdy nie wygrałyby ze słabą głębią.

​

Dźwignia 3: materiał i okno optyczne

Dopiero po ustaleniu gęstości i odległości materiał wierzchni zaczyna mieć znaczenie, a tutaj te dwa tworzywa sztuczne rzeczywiście się od siebie różnią.

Akryl przepuszcza nieco więcej światła i sam wytrzymuje światło słoneczne, dlatego-opierają się na nim oprawy wewnętrzne z optyką. Poliwęglan oddaje kilka punktów przepuszczalności, ale przyjmuje uderzenia i ciepło, które mogłyby spowodować pęknięcie akrylu, co czyni go domyślnym rozwiązaniem w obudowach zewnętrznych, publicznych lub obudowach wysokotemperaturowych-, pod warunkiem, że jest chroniony przed promieniowaniem UV, ponieważ nieobrobiony PC żółknie i kruszy się na słońcu.

Następnie następuje decyzja dotycząca zamglenia, czyli moment, w którym faktycznie wygrywa się lub traci kontrolę nad jasnym punktem. Ogólnie rzecz biorąc, przezroczysta osłona kosztuje tylko 5–10% wydajności, ale prawie nic nie kryje; matowa okładka kosztuje około 15–25% i zmiękcza kropki; prawdziwa opalowa (mleczna) osłona kosztuje 30–40% lub więcej i to właśnie ona ostatecznie powoduje zanik diod. Zależność rządząca jest prosta i bezlitosna: im bardziej rozproszone cząsteczki ładujesz do materiału, tym większe jest zamglenie i lepsze ukrywanie, a tym samym niższa przepuszczalność. Przepuszczalność i siła krycia znajdują się na przeciwnych końcach tej samej tarczy. Krótka zasada dotycząca tego, który krok wybrać: pozostań w bezpiecznej odległości tylko wtedy, gdy pasek jest ukryty przed bezpośrednim widokiem, zmroź się, gdy spojrzysz na niego przez pokój i sięgnij po opal, gdy ktoś może na niego spojrzeć prosto; dokładna ocena w tym przedziale jest porównywana z Twoimi liczbami. Określenie miejsca, w którym wylądujesz, nie jest zgadywaniem; jest mierzonestandardowa metoda badania zamglenia i przepuszczalności światła przezroczystych tworzyw sztucznych, ASTM D1003, więc dyfuzor można określić liczbą, a nie opinią. Praktyczny błąd, którego należy unikać: pogoń za maksymalną przepuszczalnością dla uzyskania jasności, lądowanie zbyt nisko w zamgleniu i odkrywanie gorących punktów LED nigdy nie zniknęło. Zablokuj okno, nie maksymalizuj jednej jego krawędzi.

Dźwignia 4: dyfuzja powierzchniowa i objętościowa oraz kontrola wytłaczania

Dwie osłony mogą odczytać tę samą liczbę zamglenia i zachować się zupełnie inaczej, ponieważ istnieją dwa sposoby rozpraszania światła i nie działają one w przeciwnych kierunkach.

Dyfuzja powierzchniowa, matowa lub teksturowana powłoka, rozprasza się tylko na zewnętrznej stronie. Utrzymuje wysoką przepuszczalność i wygląda czysto, ale cienka warstwa rozpraszająca często nie jest w stanie zakopać silnego źródła punktowego, więc kropki przetrwają przy bliskim oglądaniu. Dyfuzja objętościowa, rozpraszanie cząstek rozproszonych na całej grubości, zagina światło na tysiącach wewnętrznych granic, zapewniając znacznie większe zamglenie i znacznie lepsze maskowanie, przy większym koszcie przepuszczalności. Najpoważniejsze prace polegające na ukrywaniu chipów LED wykorzystują dyfuzję objętości jako podstawę i dopasowują teksturę powierzchni na wierzchu.

Jest to warstwa, której kupujący arkusz nigdy nie widzi, a wytłaczarka kontroluje ją bezpośrednio i to właśnie w niej zapobieganie jasnym plamom LED staje się decyzją producenta, a nie zakupu. Podczas wytłaczania ustawiamy dodatek rozpraszający na transmitancję lądową na obiekcie, zwykle wahając się wokół 80%, 70% lub 60%, zamiast akceptować--arkusz z półki. Możemy nałożyć geometrię z mikro-teksturą lub piłą bezpośrednio na powierzchnię profilu, co spełnia podwójne zadanie: rozprasza światło i ukrywa drobne linie oporu, które pozostawia po wytłaczaniu. Warto być szczerym w tej ostatniej kwestii: linie oporu na wytłaczanej osłonie można zminimalizować, ale nigdy całkowicie wyeliminować, a każdy dostawca obiecujący idealnie nieskazitelną powierzchnię popada w przesadę. Rozwiązaniem jest projekt, a nie magia: celowo teksturowana powierzchnia czołowa zamienia nieunikniony artefakt w część strategii optycznej.

​

Żyją tu także dwie pułapki procesowe i obie łatwo jest nie docenić. Poliwęglan jest{{1}wrażliwy na wilgoć: suszymy go do temperatury około 120 stopni przez trzy do czterech godzin i utrzymujemy wilgotność resztkową na poziomie poniżej około 0,02%, zanim dotrze ona do śruby, ponieważ zamoczenie PC objawia się srebrnymi smugami i mikro-pęcherzykami, a na dyfuzorze nie są to skazy kosmetyczne, ale prawdziwa-optyczna niejednorodność, nowe źródło nierówności nałożone na tę, którą próbujesz naprawić. Wyciągamy długości nad podświetlanym stołem inspekcyjnym, schodzącym z linii dokładnie w celu wyłapania pobrudzonej partii przed wysyłką, a nie po jej zainstalowaniu. W przypadku każdego pokrycia zewnętrznego najlepiej jest dodać ochronę przed promieniowaniem UV w postaci-współwytłaczanej warstwy wierzchniej, a nie wmieszać ją w całość, co zapewni ochronę dokładnie tam, gdzie pada słońce, i obniży koszty. To są zmienne, które sprawiają, żedyfuzor z wytłaczanego poliwęglanu zaprojektowany do oświetlenia przemysłowegozachowują się przewidywalnie w całym cyklu produkcyjnym, zamiast przełączać się pomiędzy partiami.

Składanie: ustaw kropki we właściwej kolejności

Powodem, dla którego problemy z jasnymi-punktami wydają się tak uporczywe, jest to, że ludzie sięgają po dźwignie w niewłaściwej kolejności, zwykle chwytając najpierw za najdroższą osłonę. Odwróć to. Pracuj tanio-i-geometrycznie, zamiast kosztownie-i-optycznie, i przestań, gdy tylko osiągniesz cel jednolitości.

Przeczytaj przypadki niepowodzeń w odniesieniu do tej kolejności, a wszystkie się rymują. Wymiana na droższą, bardziej zamgloną osłonę, pozostawiając płytki kanał nietknięty: zła dźwignia, pieniądze zmarnowane na krok 4, aby rozwiązać problem z kroku 1. Przesunięcie transmitancji do sufitu w celu uzyskania jasności i znalezienie diod nadal pokazuje: okno w kroku 4 ustawione na niewłaściwej krawędzi. Określenie gołego komputera PC jako znaku zewnętrznego i obserwowanie jego żółtego koloru w ciągu sezonu: wywołanie materiału w kroku 3 wykonane bez ochrony przed promieniowaniem UV. Żadne z nich nie jest egzotyczne; wszystkie są wynikiem przeskakiwania prosto na okładkę.

Określanie niestandardowego wytłaczanego dyfuzora

Gdy już wiesz, jakich dźwigni faktycznie potrzebuje Twój projekt, sam profil dyfuzora staje się zestawem wskaźników, a nie wyborem z katalogu: głębokość-przekroju, która określa odległość-przechodzenia światła, obciążenie addytywne, które określa przepuszczalność i zamglenie, tekstura powierzchni, która zarządza liniami oporu i dodaje rozproszenie, oraz materiał, czy to PMMA, PC, czy też współ-wytłaczana konstrukcja z osłoną UV, która pasuje do środowiska. Dostrojenie ich razem, aby uzyskać zmierzona liczba, to cała praca.

Tam też kryją się prawdziwe koszty, dlatego warto jasno powiedzieć, co je porusza. W przypadku dyfuzora wytłaczanego na zamówienie cena zależy głównie od czterech czynników: polimeru (optyczne gatunki PC i PMMA, zwłaszcza modyfikowane- lub UV-, umieszczone nad standardową żywicą), ile dodatku rozpraszającego wymaga docelowy obiekt zamglenia, czy powierzchnia wymaga narzędzia teksturowanego lub z zębami piłokształtnymi, a nie gładkiej powierzchni, oraz długość serii, ponieważ jednorazowe ustawienie matrycy- jest amortyzowane w całym zamówieniu. Prosty, matowy profil do wnętrz i profil zewnętrzny o wysokim-zamgleniu i promieniowaniu UV-nie mieszczą się w tym samym przedziale i właśnie dlatego stała cena katalogowa bardziej wprowadzałaby w błąd, niż pomaga, i dlatego rzetelna liczba jest cytatem z Twojego rysunku.

To dostrajanie to część, którą wykonujemy-we własnym zakresie. Od 1998 r. Dachang wytłacza profile w systemie jakości ISO 9001, dysponując własną narzędziownią, ponad czterdziestoma liniami do wytłaczania, profilami o przekroju od kilku milimetrów do 500 mm, pierwszą-linią żywic optycznych od dostawców takich jak SABIC, Covestro i Mitsubishi oraz klasami płomienia zgodnymi z normą UL94, jeśli wymaga tego obudowa. Ustawiamy przepuszczalność i zamglenie dla Twojej próbki i diody LED gęstość, zamiast podawać ci ustalony arkusz i mieć nadzieję. Jeśli walczysz z jasnymi punktami LED na obecnym urządzeniu, najszybszą metodą jest podzielenie się wysokością pasma, głębokością kanału, z którą musisz pracować, oraz wyglądem, którego szukasz, a następnie pozwól nam określić osłonę zgodnie z tymi ograniczeniami. Zacznij od naszegoniestandardowe profile-dyfuzorów światła LEDlubGama dyfuzorów LED z poliwęglanu zbudowanych specjalnie w celu tłumienia gorących punktów.

Często zadawane pytania

Informacje o autorze: ten przewodnik odzwierciedla praktyczną pracę-wytłaczania i-dostrajania optycznego zespołu inżynierów oświetlenia Dachang Plastic, który od 1998 roku produkuje niestandardowe profile-dyfuzorów światła dla branży oświetleniowej.