Hajutavad LED -id paremale: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

LED -e kasutatakse tänapäeval laialdaselt isegi igapäevaelus ja nende kasutamise kohta saate palju teavet. LED -ide sisselülitamiseks ja nende kaasamiseks erinevatesse valguspaigaldistesse on palju õpetusi. Kuid on vaid väga vähe teavet selle kohta, kuidas juhtida või kujundada valgusdioodide kiirgavat valgust.

LED -id on valgusallikas, mis kiirgab valgust väga väikesest punktist igas suunas ühtlaselt. Sõltuvalt LED -i tüübist ja selle ehitusest suunatakse valgus sageli laiasse koonusesse. Suure võimsusega LED-ide või SMD-valgusdioodide, nagu WS2812b või APA102, valgusvihu nurk on tavaliselt 120-140 °, 5 mm LED-i valgusvihu nurk võib olla kuni 180 °. See tähendab, et selle valgusvihu kogu nurga all kiirgab sama palju valgust. Aga kuna meil on ainult üks lähtepunkt, kui helendame lamedale valgusele lamedale pinnale, saame valguspunkti, mis on keskel heledam ja kaotab heleduse, mida kaugemale keskusest lähete.

Valgusinstallatsioonides ja fotograafias (valdkond, mis mind väga huvitab) tülitsete valguse ühtlasema jaotuse nimel. Selle võtmeks on valguse hajumine. Nii et selles juhendis jagan teiega, kuidas saate LED -e õigesti hajutada ja millele peate tähelepanu pöörama.

Samm: matemaatika I

Oletame, et kasutame tavalisi LED -e, mida leiate LED -ribalt. Tavaliselt on need 5050 LED -i, mis tähendab, et need on ruudukujulised 5 mm x 5 mm ja kui teil on 60 LED/m, on tavaliselt ribal üks 17 mm LED. Tavaliselt on nende valgusdioodide valgusvihu nurk 120 °, mille tulemuseks on muster, nagu näete visandil.

Neid ribasid kasutatakse sageli seetõttu, et ribast vaid lühikese vahemaa kaugusel kattuvad iga LED -i talad nii palju, et need sulanduvad valgusribaks. Kuigi see kehtib enamiku rakenduste kohta, on teil endiselt kuumad kohad ja otse valgusesse vaadates näete iga üksikut LED -i. Valguspaigaldiste puhul või kui soovite LED -riba kasutada pika säriajaga pildistamisel, pole see soovitav.

2. samm: mida saate osta

Saadaval on mitut tüüpi alumiiniumist ekstrusioone, mis on mõeldud LED -ribade paigutamiseks ja on sageli kaasas ka erinevat tüüpi hajutitega. Esimesel fotol näete kõige tavalisemaid.

Esimene neist on LED -ide paigutamiseks vaevalt piisavalt sügav ja on kõige vähem tõhus, nii et pange see eemale ja vaadake teisi.

Teisel on sügavam profiil ja lame hajuti ekraan. Sügavus on umbes 11 mm, mis asetab hajuti umbes 10 mm LED -ide kohale. Meenutagem neid väärtusi ja vaatame järgmist.

Kolmandal on sarnane alumiiniumprofiil kui teisel, kuid hajuti jaoks kasutatakse ümmargust profiili. See asetab hajuti kõrgeima punkti LED -idest umbes 17 mm kaugusele. Ümmargune profiil tagab ka selle, et valgus on ühtlasem, seda kaugemal, kui riba keskelt eemale jõuate (pidage meeles, et meil on üks lähtepunkt ja valgus peab kaugemale rändama, mida rohkem keskelt eemale jõuate).

3. samm: matemaatika II

Vaatame viimase etapi kahte alumiiniumist väljapressimist. Meie kaugus LED -idest on 10 mm ja 17 mm ning valgusvihu nurk on 120 °. Selle tulemuseks on muster, nagu näete visanditel.

Nagu näete 10 mm läbimõõduga, kattuvad talakoonused ainult umbes poolte koonustega. Koonuse piirid ulatuvad peaaegu järgmise keskele. Võite arvata, et sellest piisab ühtlase jaotuse saamiseks, kuid vaatame teist.

17 mm kaugusel saate kolm koonust katta üsna tugevalt, mille tulemuseks on parem valguse jaotus. Ühe valgusdioodi koonus ulatub peaaegu valgusdioodi 2 keskele, asetades riba allapoole. Nii et tema valgus on täielikult levinud naabri valguses.

4. samm: väljapressimiste testimine

Vaatame, kas viimases osas vaadeldud matemaatika annab kokku ja saame hea valguse jaotuse.

Esimesel fotol on LED -riba, mis on poolenisti ekstrusiooni asetatud ja mille sügavus on 10 mm. Nagu näete, tekivad endiselt kuumad kohad, kuid valgusdioodide vaheline ruum on ka üsna hele. Kui kasutate seda pika säriajaga ja liigutate seda kaamera vaates, nagu on näidatud teisel fotol, näete, et tühjade ja seejärel ribal olevate LED -ide vahel on erinevus, kuid kohad, kus LED -id tekivad, on heledad read.

Kolmandal fotol on LED -riba, mis on poolenisti väljapressitud ja mille sügavus on 17 mm. Valgus levib palju paremini ja te ei näe enam, kus üksikud LED -id asuvad. Jällegi kasutades seda pika ekspositsiooniga, nagu on näidatud neljandal fotol, näeme erinevust tühjade LED -ide ja selle hajuti vahel. Valgus on väga homogeenne, kuid tähelepanelikult vaadates näete siiski valguse heleduse erinevust, kuid see on palju parem kui eelmine.

5. samm: matemaatika III

Läheme tagasi matemaatika juurde ja analüüsime seda, mida oleme näinud. 17 mm kaugusel LED -idest saame juba hea tulemuse, kuid seda saab veel parandada.

Pidagem meeles, et LED on ühepunktiline valgusallikas, mis levitab oma valgust ühtlaselt igas suunas. Hajuti on tasane pind, seega peame vaatama valguse nurka ja intensiivsust. Mida kaugemale jõuame valgusallikast, seda vähem hele on valgus. Kui vaatate esimest fotot, näete, et 30 mm kaugusel levib valgusvihu 120 ° valgus üle 100 mm. Kuid kuna valgus peab selle koonuse piiril palju kaugemale liikuma, on valgus keskelt palju nõrgem.

Me otsime sama kõrgust pindalaga kaetud ratsioonini. Kui me valgustame lamedale pinnale ja kaugus valgusest pinnale on enam -vähem võrdne, saame valguse ühtlasema jaotuse. Seda on võimalik saavutada, tehes hajuti keraks, mille keskel on valgusallikas, või võime otsida teist nurka matemaatika suhtes.

Kui arvutate selle, saate umbes 53, 13 ° nurga, mille korral kolmnurga kõrgus võrdub nurga vastas oleva lõigu pikkusega. Veidi lihtsamaks muutmiseks võtame 60 ° nurga. Teises visandis näete tulemust, kui rakendame 60 ° nurka. 60 ° koonuse laigul on umbes sama heledus, kui seda vaadata või kaameraga jäädvustada. Rakendades seda 17 mm sügavusega hajutile, näeme, et see oli kavandatud üsna hästi.

Kõik see ütleb meile, et kui soovite luua oma hajuti, asetage see valgusdioodidest sama kaugele, kui LED -id on üksteisest eemal. Nii saate juba päris häid tulemusi.

6. samm: tulemuste parandamine - kahekordne hajutamine

Kuna ma ei olnud seniste tulemustega rahul, otsisin võimalust veelgi paremaks valguse levikuks.

Nii et mõtleme, mis vahe on suunatud valguse ja hajutatud valguse vahel. Peamine erinevus, mis on siinkohal oluline, on see, et suunatud valguse korral lähevad meil sirged valgusjooned ühest kohast eemale. Nii et mida kaugemale me sellest ühest kohast läheme, seda vähem valgust saame. Kui projitseerida see tasasele pinnale, saame alati heleduse. Hajutatud valgus tähendab, et meil pole ühte valgusallikat, vaid suurt. Ja ka seda, et valgus levib selle suure valgusallika igast punktist igas suunas. Hajuti on seade, mis muudab otsese valguse hajutatud valguseks, nii et hajuti muutub sisuliselt uueks valgusallikaks, mis seekord pole ainult üks koht.

Kui me võtame selle valgusallika, millel on veel mõned kuumad kohad, ja hajutame selle teist korda, saame täiesti homogeense jaotuse. Esimesel difusioonikihil on kuumad laigud, see on tõsi, kuid ainult nendest veidi eemal kattub valgus selle kuuma koha kõikidest punktidest nii palju, et see pole enam nähtav. Ainus negatiivne külg on see, et valguse hajutamiseks peame kasutama veidi läbipaistmatut materjali, nii et see vähendab valguse intensiivsust. Kahekordse difusiooniga vähendame intensiivsust veelgi, kuid rakendustes, kus see on oluline, pole see nii oluline.

Väga lihtne ja tõhus viis kahekordse difusiooni loomiseks on panna LED -riba ja hajuti vahele mõni vatt. Fotodel näete 10 mm sügavusele ja 17 mm sügavusele alumiiniumist ekstrusioonile pandud vatitulemust. Nagu näete, paraneb 10 mm ja 17 mm on peaaegu täiuslik.

Samm 7: Teine lahendus: suurendage kaugust hajuti küljest

Teine lahendus on ka kauguse suurendamine valgusdioodist hajutini. Kui mõtlete paar sammu tagasi iga LED -i vahekauguse kõrgusega, saate kaetud ala, mis on võrdne LED -ide vahekaugusega. Kuid kui suurendate kaugust, kattuvad need heledad koonused veelgi ja tulemuseks on kuumade kohtade kattumine nii palju, et need sulanduvad üksteisesse. Selle tööriista abil kavandasin valgusvärvimiseks LED -ide ja hajuti vahelise kauguse kahekordseks iga LED -i vahel. Ja nagu näete, on saadud valgus hästi jaotunud. Viimane foto on pikk säritus, kus ma kasutasin neid tööriistu oma valgusega mõne triibu joonistamiseks.

8. samm: järeldus

Kui soovite ehitada kena välimusega valgusinstallatsiooni koos LED -idega, hoolitsege valguse õige hajumise eest. Mõnel juhul soovitakse ühte valguspunkti, kuid enamasti soovite meeldivamat välimust ja hajutatud valgusallikas annab teile selle. Kui töötate kinematograafia või fotograafia alal, peaksite juba teadma palju otsese ja hajutatud valguse kohta ning siit saate ülevaate sellest, kuidas üksteist muuta.

Kui soovite teha professionaalsemat kahekordset difusiooni, võite kasutada akrüüllehti. On akrüüllehti, mille valguse läbilaskvus on 79%, neid kasutatakse tavaliselt vannitoa paigaldamisel privaatsuse kaitseks. Neil on hea läbipaistmatus, mida saab difuusorina kasutada, kui seda kahekordistada. Kahekordse hajutamise korral ei ole iga LED -i vaheline kaugus vajalik. Asetage esimene difusioonikiht umbes 1/3 kaugusele LED -i ja teise kihi vahekaugusest 2/3 kaugusest. Nii saate teisele kihile väga ühtlase valguse jaotuse. Kuid võite kasutada ka valgusdioodide vahelist kaugust ja asetada esimene tase selle keskele.

Selle saavutamiseks on palju rohkem viise, näiteks akrüülvalgustuse kasutamine, kuid need on keerukamad ja tavaliselt on lihtsam kasutada kas piisavat kaugust või kahekordset difusiooni.