Нафига нам светодиоды когда у нас есть лазерные мечи?

2 августа 2012 - Андрей - Змей

LED… тфу, люминесцентные лампы :) Мне очень понравилась фраза airsoft'а с Украинского форумаКакой источник света лучше — вопрос религиозный :) Поэтому мы оставим в стороне священные войны, и пройдемся коротко только по светодиодам (в дальнейшем — СД) чем они лучше, а чем хуже остальных типов освещения. Так же, разберу несколько стереотипов которые мне пришлось преодолеть на этом пути.

1) Светодиоды — слабые источники света. Индикаторные СД который я видел в школьные годы сейчас далеко не предел. Не так давно научились делать так называемые сверх мощные СД. на 3-5 Вт (ватт). Я уже не говорю о всякого рода монстрах по 36 Вт и более ватт. Грубо говоря СД является очень очень сильным точечным, направленным источником света. Т.е. сравнивать его с лампами стандарта Т8 или Т5 — не корректно, правильнее с МГ или компактами.

2) Питание диодов это просто. Воткнуть СД в розетку — гарантированно его спалить, кому нравится со мной спорить — попробуйте (хотя на самом деле есть СД и для 220В, так что есть шанс :). Для этого используются специальные блоки питания (БП) постоянного тока. Однако даже если у нас есть блок питания подходящий по напряжению (зарядка от телефона и пр.) не факт что диод будет нормально работать, потому что для СД важнейшей характеристикой является сила тока, измеряемая в Амперах (вот этого я не знал). Поэтому БП созданные специально для СД называются — драйверми.

3) Светодиодные ленты — это круто. Да, такие ленты обладают массой достоинств. Но есть один принципиальный нюанс, конкретно для нас аквариумистов. То что хорошо для человека далеко не всегда хорошо для растений/кораллов. Точно так же можно сравнить бытовые лампы со спец.аквариумными. Для цихлидников или неприхотливых видов растений — пожалуйста. Тем более что существуют влагозащещеные варианты. То же отностися к «бытовым» СД.

4) Светодиоды не греются. Еще как греются. Сверхмощные особенно. Но если у обычных ламп мы оставляем это явление на самотек, то в случае с СД температура влияет на показатели света и на сам кристалл, порой необратимо. Поэтому охлаждение СД осень важный вопрос. Тем не менее теплоотдача гораздо меньше чем у МГ ламп.

5) Освещение на СД это запредельно дорого. Если сравнивать стоимость LED и светильника со спец. аква лампами то выйдем на тот же порядок цен. Если учитывать срок службы СД 5-30 лет и ЛЛ лампы 0,5-1 год, плюс к этому разницу в энергопотреблении, то в итоге СД получится дешевле.

Теперь немного теории, знаю это не так интересно как сжигать диоды, но это действительно важно :)

Цветовая температура (ЦТ) в Кельвинах — важнейшая характеристика источника света (ИС). Признаюсь, и я так думал до тех пор пока не решил разобраться в этом вопросе более детально. На самом деле грубо говоря эта величина — средняя температура по больнице. То есть, когда мы гордо бьем себя пяткой в грудь и доказываем, что лампы на скажем 8000К — это лучшее, для аква растений, изобретение человечества… мягко говоря не совсем соответствует действительности :)
Если упрощая, то ЦТ — субъективное (в пределах вида) восприятие света человеком. Но мы же не просто люди, мы следующая ступень эволюции — мы аквариумисты :)

Важнейшая характеристика ИС для акваримиста — это диаграмма пиковых излучений длины волны в нанометрах — нм.
Легче на картинке показать, вот диаграмма поглощения световых волн основными видами хлорофиллов:
Фотосинтез
Нас интересуют три пика, два из них, как максимально удовлетворяющие процессу фотосинтеза:
а) Условно синий длинна волны от +- 430-500нм (Условно т.к. в данный диапазон влазят и фиолетовый, голубой и пр.)
б) Условно красный +- 620-680нм
И третий для естественного восприятия цвета человеком, т.е. восполнение провала в желто-зеленой части спектра 500-600нм, который крайне слабо участвует в процессе фотосинтеза.
Вот диаграмма лампы Philips Aquarelle:


Акварель
Теперь понятно почему данная лампа популярна у аквариумистов, пики излучения у нее как раз захватывают синий (430нм) и красный (620нм) для растений и 550нм для человеческого восприятия.

При чем здесь светодиоды? Воскликнет в конец запутавшийся в паутине нанометров, читатель :)

Вот мы и подошли к одному из полезнейших свойств светодиодов — модульности. То есть на ограниченном участке площади можно собрать именно тот свет который нам нужен.
Сходу один из вариантов планирования самодельного LED светильника с замечательного морского форума.
Схема

К примеру, кружочки маркированные XP-E RB это светодиод Cree XT-E Royal Blue скачиваем документацию с сайта производителя, находим искомую диаграмму и видим что пик излучения нашего диода 450 нм. Для восполнения других световых волн, мы соответственно подбираем другие СД. В результате мы сами можем собрать светильник нужной нам мощности и спектра.
То же можно сделать и с ЛЛ и МГ лампами, но до уровня гибкости СД они не дотягивают.

Выводы:
Использование светодиодов в аквариумном освещении пока оправданно (для нашей страны) для мощного специализированного света. Например для морского рифового аквариума или травника с капризной травой. Во всех остальных случаях гораздо легче сделать традиционный светильник. Так же пока готовые варианты дороговаты для наших реалий, поэтому будем ориентироваться на самодельные решения.

В этой статье я не коснулся управлением светильников на СД (диммирование, контроллеры) что так же является одним из бонусов данного типа ИС. Некоторые моменты я упростил, в некоторых возможно ошибаюсь, т.к. эта область знаний для меня нова.

Если интересно, во второй части я постараюсь рассказать как и где достать комплектующие для самостоятельной сборки. Плюс немного теории для понимания процессов.

Яркая и понятная демонстрация модульности LED света. Смотрим видео:


Используемые сокращения:
СД(LED) — светодиоды
ИС — источник света
БП — блок питания
ЛЛ — люминесцентные лампы
МГ — металогалогеновые лампы
нм — нанометр
ЦТ — цветовая температура

Рейтинг: +4 Голосов: 4 2889 просмотров
Комментарии (17)
0 # 14 января 2013 в 20:55 +2
Хорошая статья, спаибо!
Я вот, как раз приобрел 100 см ленты для аквариума на работе (~70 литров), тестирую.
Особенно радует компактность по сравнению с другими решениями.
Фото, если интересно:
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.
василий # 20 января 2013 в 01:17 +2
Как видишь,Андрей твоя теория начинает приобретать практическое применение,вот и я напишу пару слов разделив заметку на плюсы и минусы.
Приобрёл СД в этом зоомагазине,вот ссылка http://www.damacquari.it/. Итак о плюсах.
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Как видно на снимках модули ЛЕД вставлены в трубки т8, а разработаны так для того,чтоб можно было их вмонтировать и крышку закрытого аквариума(не станет же каждый менять банку из-за СД) до того как запустить открытый аквариум диоды светили в ЮВЕЛЬ РИО 240.
Покупал здесь,потому как выбор не так широк как кажется(имею в ввиду готовое изделие) цена более" демократична" по сравнению с аналогами,
Знаю Микеле и Марио(владельцы магазина) с 2004 года,и не сомневаюсь, что прежде чем предложить" продукт" они его протестируют и предложат то,что устроит покупателя.
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

На этом фото показан так называемый Juntion Box: который имеет 4 гнезда RJ 4/4 для подсоединения модулей или трубок ЛЕД ,и2 гнезда RJ 6/6 для подсоединения диммера, и если будет необходимость ещё один Jun. Box, а также выход для подкключения к БП (драйверу)
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Следующее фото изображает механический диммер, он же Timer PWM с помощью которого можно запрограмировать длительность светового дня, а также мощность светового потока,можно обойтись и без диммера, но тогда теряем возможность насладится "расветом" и "закатом" , а оно этого стоит,когда при увелич. или уменьш. силы света меняется ливрея у рыб,зрелище скажу вам впечатляющее.
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Далее БП блок питания или драйвер, в моём случае от простого ноутбука.
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

И последнее фото, где все приборы подсоединены между собой.
Что добавить ещё в первую часть, то что писал в теории Змей,ЛЕД более экономичны,за счёт направленого луча свет проникает глубже в толщу воды,всё это потверждается на практике.ещё один ньюанс хотелось бы отметить иммено за счёт направленного луча, а не расеянного как при освещении ЛЛ,стёкла моего аквариума не зарастают зелёным налётом,только ксеннококус,а на счёт их долгого ресурса 50 тыс.часов это всё-таки должно показать время .

Ну и наверное о минусах.
Самый большой цена ДОРОГО!!! Я здесь подсчитал,цена трубки ЛЕД эквивалентно 3-ём ЛЛ Т5 хорошей марки.
Иногда выходят из строя,но замену делают без проблем, при том бесплатно, поэтому и покупал, не через интернет магазин всё-таки надо ещё время. чтобы "довести" всё до ума,а там глядишь настанет время,когда модуль ЛЕД будет стоить как обычная ЛЛ,а потреблять меньше и светить ярче в разы.
Dmitrii # 20 января 2013 в 12:42 0
модули ЛЕД вставлены в трубки т8, а разработаны так для того,чтоб можно было их вмонтировать и крышку закрытого аквариума
Оригинальное решение. Ну что-же, будем ждать, когда всё это станет более доступно по цене.
0 # 20 января 2013 в 12:58 0
я за 1м ленты заплатил 70 лей, + 75 лей за блок потания (но полагаю, блок можно найти куда дешевле)
Андрей - Змей # 21 января 2013 в 13:29 0
Вот другое дело! Если можно еще датшиты по используемым ледам smile

Васек - просьба - оформи в статью, пожалуйста. Потом людям легче будет ориентироваться smile
0 # 21 января 2013 в 13:47 0
"Под капотом"
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.
Андрей - Змей # 21 января 2013 в 15:03 0
Привет!
Вы с Васьком как сговорились smile Дайте инфу по характеристикам используемых диодов smile
0 # 21 января 2013 в 15:27 0
Понятия не имею)
Пришел на птичку, выбрал самые яркие, и купил. О характеристиках продавец ничего не смог рассказать...
Dmitrii # 22 января 2013 в 07:56 0
75 лей за блок потания (но полагаю, блок можно найти куда дешевле)
Судя по фото светит довольно ярко. 75 лей за блок питания думаю нормально. Поскольку 60 диодов потребляют я думаю по 20-30 мА каждый. Что в сумме выходит 1,2 -1,8 Ампер. Не каждый блок питания рассчитан на такой выходной ток. Например зарядка от мобильника не потянет.
0 # 22 января 2013 в 09:11 0
Блок 12V 1500mA. Может и не дорого, не с чем сравнить.
Андрей - Змей # 15 сентября 2014 в 10:46 +1
Собственно еще раз о LED драйверах.

Лучше чем в этой статье отличие LED драйверов от стандартных блоков питания я не нашел http://led22.ru/ledstat/bp/bp.html Настоятельно рекомендую желающим похоливарить сначала прочитать в чем разница а потом спорить.

Теперь о терминах, американизмах и омонимы.
1) Термин есть термин. При большом желании трактор можно назвать "машиной для выполнения сельхоз работ с большими колесами", но зачем это надо когда есть специальный термин. Нравится он нам или нет.
2) Американизмы. Есть такое явление, иногда не уместное. Но если русский язык впитал и принял в себя некий термин ничего страшного в этом нет. Нас же не коробит скажем слово "ноутбук" smile
3) Омонимы - разные по значению, но одинаковые по звучанию и написанию слова. Есть такие слова и порой их наличие вводит нас в заблуждение. LED драйвер и драйвер - программа "посредник" между компьютером и периферийным устройством - разные штуки.

Если есть еще вопросы о LED драйверах в меру своих скромных сил и познаний постараюсь на них ответить :)
Dmitrii # 17 сентября 2014 в 22:31 0
Термин есть термин. При большом желании трактор можно назвать
Драйвером laugh
Dmitrii # 17 сентября 2014 в 22:31 +1
В своё время пришлось достаточно много поработать в сфере электроники и хлебнуть этого добра достаточно. чтобы понимать процессы, происходящие в электронных устройствах. . В то время, когда я работал в этой сфере название тех или иных радиоэлектронных устройств определялось их функциональным назначением. Они звучали примерно так:
- Выходной каскад строчной развертки
- Выходной каскад усилителя низкой частоты
- Широтно-импульсный модулятор
- Блок синхронизации напряжений
- Импульсный блок питания
Ит.д.
Слово драйвер стало появляться с появлением импортной аппаратуры. И по моим наблюдениям успешно заменило большинство из этих терминов. Этим и обьясняется путаница связяная с этим словом.
Некоторые форумчане объясняли почему блок питания светодиодов должен называться драйвером. Потому, что в нем реализована необычная по их мнению функция: стабилизация по току. На самом деле ничего необычного в этом нет. Это просто разновидность стабилизации источника питания и ничего больше.
Почему собственно я об этом спорю? Потому что я привык вникать в суть процессов. Если устройство формирует на выходе сложный электрический сигнал, например управляет светодиодами посредством широтно - импульсной модуляции, изменяет скважность импульсов,частоту,изменяет яркость светодиодов, то его по праву можно назвать драйвером, или даже контроллером.
Но когда на каком -то дешёвом приборе гордо написано драйвер, а там внутри трансформатор и пара резисторов, то извините это просто блок питания.
P.S. Андрей, посмотрите по вашей ссылке фото устройства. Что там написано на нём? Led power suply что в переводе блок питания для светодиодов. Вот здесь попался честный производитель joke
Андрей - Змей # 18 сентября 2014 в 10:20 +1
Дмитрий, вот конкретно вы разницу понимаете, вам, я так понимаю сам термин не нравится smile

А есть люди и их среди аквариумистов подавляющее большинство, которые этой разницы не видят. И это соответственно может привести к проблемам. Вот вам пример.

Есть светодиоды, рассчитанные по паспорту на 700ма с падением напряжения на каждом 3V.

Берем блок питания, именно блок питания, скажем 12V/2A подключаем последовательно 4 светодиода и вуаля. По напряжению у нас все нормально, но мы чувствуем запах дыма, наши светодиоды раскаляются со всеми вытекающими. Почему? да потому, что светодиоды в отличие от большинства других слаботочных устройств, грубо говоря, пропускают через себя весь ампераж который на них подается и если они рассчитаны на 0,7А, а БП выдает 2А они нормально работать не будут, если вообще сразу на сгорят. Вы готовы взять на себя ответственность за эту ситуацию? Ведь есть люди для которых ваше мнение авторитетно.

Поэтому предлагаю во избежание путаницы называть вещи своими именами. Это же не моя персональная прихоть, что блоки питания специально спроектированные для питания светодиодов кто то изначально назвал драйверами. Не нравится термин драйвер - называйте их "Led power suply", только пожалуйста очень вас прошу не называете их блоками питания smile Я не люблю спорить, но в данном случае разница принципиальна и если спустить вопрос на тормозах, таки найдутся умельцы подключающие бытовые БП к светодиодам, а оно нам надо? :)

Теперь второй вопрос - контроллеры и драйверы. Это два разных устройства.
Есть три типа.
а) Драйверы без возможности регуляции ШИМ - таких большинство.
б) Драйверы с возможностью регуляции ШИМ. схема такая контроллер - драйвер - светодиоды
в) Драйвер с контроллером в одной коробке. но схема такая же как в варианте Б
Dmitrii # 18 сентября 2014 в 13:10 0
Я не против термина как такового.Просто я смотрю на этот термин не с позиции потребителя, а с позиции человека немного разбирающегося в электронике.Повторюсь,что этим термином называется целая куча электрических компонентов, не имеющим вообще никакого отношения ни к блокам питания, ни к светодиодам. Поэтому когда я слышу драйвер - для меня важна суть устройства.
Есть светодиоды, рассчитанные по паспорту на 700мА с падением напряжения на каждом 3V.
Берем блок питания, именно блок питания, скажем 12V/2A подключаем последовательно 4 светодиода и вуаля. По напряжению у нас все нормально, но мы чувствуем запах дыма, наши светодиоды раскаляются со всеми вытекающими.
Вот здесь и давайте вникнем в суть. Да,напрямую подключать нельзя из за нелинейной вольт-амперной характеристики светодиодов. Но представьте на минутку, что последовательно с диодами мы включаем обыкновенный резистор. ограничивающий ток до 700Ма и... Хопа! Вуаля! Что вы хотите сказать? что трансформатор с выпрямителем превратился в драйвер? Круто!

Теперь что же мы имеем ? У нас есть блок питания на 12в 2А. Вместо резистора мы добавим к нему стабилизатор тока в виде маленького такого транзистора с тремя ножками, который на выходе будет ограничивать ток на уровне 700мА независимо от нагрузки. Что мы получили? Стабилизированный по току блок питания и ничего больше.Из одного и того же трансформатора с выпрямителем можно сделать и источник напряжения, если он дополнен стабилизатором по напряжению и и источником тока, если он дополнен стабилизатором тока. А можно и то и другое одновременно, если кроме питания светодиодов есть ещё какие нибудь задачи.
Ну если и дальше будем его наворачивать: добавим к нему ещё ШИМ контроллер, модулятор и т.д то тогда уже конечно будет трудно назвать его просто блоком питания
Вот я об этом говорю. Что каждое устройство должно оправдывать своё название
найдутся умельцы подключающие бытовые БП к светодиодам, а оно нам надо? :)
1) На один пост выше человек так и сделал и что?
2) У меня сейчас в туалете светит самодельная лампочка на светодиодах, которую я подключил вообще без блока питания напрямую к 220v и что?
3) Если умелец не "шарит в электротехнике" , то нечего туда вообще лезть. Пусть заказывает готовые устройства, и тогда терминология особого значения не имеет
Андрей - Змей # 25 сентября 2014 в 14:39 0
Ок, я понял. Теперь в разговорах с вами я буду пользоваться исключительно термином - "Стабилизированный по току блок питания" (СПТБП!), когда дело касается лед драйверов, а меченосцев величать - "Ксифофорусами хеллери". И плевать на устоявшуюся терминологию. smile

Ладно шучу. Смысл шаманить ради шаманства, когда знаючи термин "лед драйвер" можно купить готовый прибор? Ну в данном случае это риторический вопрос smile

1 - там реч идет о так называемой лед планке - обратите внимание, что в нее кроме самих светодиодов уже вшиты токоограничивающие элементы. Именно поэтому планки и ленты можно подключать к бытовым БП.
А если подключать просто светодиод то это в случае не совпадения ампеража просто опасно. Я уже повторятся начал :)
2 - отлично, рад за вас. хотелось бы схему и маркировку изделий, не в смысле что я не верю, а искренне любопытно я в курсе что существуют светодиоды работающие от 220V но не думал что их у нас купить можно smile
3 - во первых профи из любителей и вырастают, думаю правильнее будет не пинать таких людей а наоборот помогать. во вторых для того чтобы заказать готовое изделие как раз и надо знать терминологию, имхо :)
Dmitrii # 25 сентября 2014 в 20:41 0
Ну вот к примеру вы подходите к продавцу радиоэлектронных компонентов и говорите: --Мне нужен драйвер для светодиодов. Он вам вытаскивает вот таую микросхемку:


И после некоторых препираний он скажет: - А-а-а, так вам готовый блок питания нужен? Так и скажите -. И будет прав. Реальная ситуация?
Именно поэтому планки и ленты можно подключать к бытовым БП.
Ну так всё таки можно? И драйвер не нужен. smile
К 220 я подключил обычную светодиодную ленту, Просто предварительно соединив её элементы последовательно. И использовал диодный мост от экономки.
профи из любителей и вырастают
Да вот не всё так просто. Мне например пришлось заканчивать учебное заведение и защитить дипломную работу.
думаю правильнее будет не пинать таких людей а наоборот помогать
Вот я и пытаюсь в том числе и им объяснить что блок питания в электронике - понятие более обширное чем принято считать. То же самое касается и слова - драйвер.
Добавить комментарий RSS-лента RSS-лента комментариев