Verspreidende LED's regs: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

LED's word deesdae wyd gebruik, selfs in die daaglikse lewe, en u kan baie inligting kry oor hoe u dit kan gebruik. Daar is baie tutoriale oor die aanstuur van LED's en die insluiting daarvan in verskillende ligte installasies. Maar daar is slegs baie min inligting oor hoe om die lig wat deur LED's uitgestraal word, te beheer of te vorm.

LED's is 'n ligbron wat lig van 'n baie klein punt in elke rigting eweredig uitstraal. Afhangende van die tipe LED en hoe dit gebou is, word die lig dikwels in 'n wye kegel gerig. Hoë krag LED's of SMD LED's soos die WS2812b of APA102 het gewoonlik 'n straalhoek van 120 ° -140 °, 5mm LED's kan 'n straalhoek van tot 180 ° hê. Dit beteken dat dieselfde hoeveelheid lig oor die hele hoek van hierdie straal uitgestraal word. Maar aangesien ons 'n enkele oorsprong het, as ons die lig van 'n LED op 'n plat oppervlak skyn, kry ons 'n ligpunt wat die helderste in die middel is en die helderheid verloor, hoe verder u van die sentrum af kom.

In ligte installasies en fotografie ('n veld waarin ek baie geïnteresseerd is) twis jy om 'n meer homogene verspreiding van lig. Die sleutel hiervoor is diffusie van die lig. In hierdie Instructable deel ek met u hoe u LED's op die regte manier kan versprei en waaraan u moet let.

Stap 1: Die Wiskunde I

Kom ons neem aan dat ons die normale LED's gebruik wat u op 'n LED -strook kan vind. Dit is gewoonlik 5050 LED's, wat beteken dat hulle 5 mm by 5 mm vierkantig is en as u 60 LED's/m het, het u gewoonlik een LED elke 17 mm op die strook. Hierdie LED's het ook gewoonlik 'n straalhoek van 120 °, wat 'n patroon tot gevolg het soos u in die skets kan sien.

Hierdie stroke word gereeld gebruik omdat die balke van elke LED net 'n entjie van die strook so oorvleuel dat dit in 'n ligstaaf saamsmelt. Alhoewel dit vir die meeste toepassings waar is, het u nog steeds hot spots en as u direk na die lig kyk, sien u elke individuele LED. Dit is nie wenslik vir ligte installasies of as u die LED -strook wil gebruik tydens lang blootstelling nie.

Stap 2: Wat u kan koop

Daar is verskillende soorte aluminiumprofiele wat bedoel is om LED -stroke te huisves, en dikwels ook met verskillende soorte diffusors. Op die eerste foto kan u die mees algemene sien.

Die eerste een is skaars diep genoeg om die LED's te huisves, en is die minste effektiewe, sodat ons die een kan wegsit en na die ander kan kyk.

Die tweede een het 'n dieper profiel en 'n plat verspreidingsskerm. Die diepte is ongeveer 11 mm, wat die verspreider ongeveer 10 mm oor die LED's plaas. Laat ons hierdie waardes onthou en kyk na die volgende.

Die derde een het 'n soortgelyke aluminiumprofiel as die tweede, maar gebruik 'n ronde profiel vir die diffuser. Dit plaas die hoogste punt van die diffuser ongeveer 17 mm van die LED's af. Die ronde profiel maak ook seker dat die lig meer gelyk is, hoe verder u van die middel van die balk af kom (onthou ons het 'n enkele oorsprong, en die lig moet verder beweeg, hoe meer u van die middel af kom).

Stap 3: Die Wiskunde II

Kom ons kyk na die twee aluminiumprofiele van die laaste stap. Ons het 'n afstand van 10 mm en 17 mm van die LED's en 'n straalhoek van 120 °. Dit lei tot 'n patroon soos u in die sketse sien.

Soos u met die 10 mm -een kan sien, oorvleuel die balkkeëls slegs ongeveer die helfte van die keëls. Die grense van 'n keël bereik byna die middel van die volgende een. U dink miskien dat dit genoeg is om 'n eweredige verdeling te kry, maar kyk na die ander een.

Met 'n afstand van 17 mm kry u drie keëls wat redelik sterk oorvleuel, wat lei tot 'n beter verspreiding van lig. Die kegel van een LED bereik byna die middel van die LED 2 plekke verder langs die strook. Sy lig word dus ten volle versprei oor die lig van sy naaste.

Stap 4: Toets die ekstrusies

Kom ons kyk of die wiskunde waarna ons in die laaste deel gekyk het, bymekaarkom en dat ons 'n goeie verspreiding van lig kry.

Die eerste foto toon 'n LED -strook wat halfpad in die ekstrudering geplaas is met 'n diepte van 10 mm. Soos u kan sien, kry u nog steeds hot spots, maar die spasie tussen die LED's is ook redelik helder. As u dit in 'n lang blootstelling gebruik en deur die kamera sien, soos op die tweede foto, kan u sien dat daar 'n verskil is tussen kaal LED's en dan een in die strook, maar die kolle waar die LED's helder is, is duidelik. lyne.

Die derde foto toon 'n LED -strook wat halfpad in die ekstrudering geplaas is met 'n diepte van 17 mm. Die lig versprei baie beter en jy kan skaars meer sien waar die individuele LED's is. As ons dit weer gebruik in 'n lang blootstelling, soos op die vierde foto getoon, sien ons die verskil tussen kaal LED's en hierdie diffuser. Die lig is baie homogeen, maar as u mooi kyk, kan u steeds 'n afwyking in die helderheid van die lig sien, maar dit is baie beter as die vorige.

Stap 5: Die Wiskunde III

Kom ons gaan terug na wiskunde en ontleed wat ons gesien het. Met 'n afstand van 17 mm van die LED's kry ons reeds 'n goeie resultaat, maar dit kan nog verbeter word.

Laat ons onthou dat 'n LED 'n enkele ligbron is wat sy lig eweredig in elke rigting versprei. Die diffuser is 'n plat oppervlak, dus moet ons kyk na die hoek en intensiteit van die lig. Hoe verder ons van die ligbron af kom, hoe minder helder sal die lig wees. As u na die eerste foto kyk, kan u sien dat op 'n afstand van 30 mm 'n straalhoek van 120 ° die lig oor meer as 100mm versprei. Maar aangesien die lig baie verder op die grens van hierdie keël moet reis, is die lig baie dowwer as in die middel.

Wat ons soek, is dieselfde hoogte as die gebied wat bedek is met rantsoene. As ons die lig op 'n plat oppervlak skyn en die afstand van die lig tot die oppervlak min of meer gelyk is, het ons 'n meer egalige verspreiding van lig. Dit kan bereik word deur die diffuser 'n bol te maak met die ligbron in die middel, of ons kan 'n ander hoek na die wiskunde soek.

As u dit bereken, kry u 'n hoek van ongeveer 53, 13 ° waarop die hoogte van 'n driehoek gelyk is aan die lengte van die segment teenoor die hoek. Om dit 'n bietjie makliker te maak, neem 'n hoek van 60 °. In die tweede skets kan u die resultaat sien as ons die hoek van 60 ° toepas. Die plek van 'n kegel van 60 ° het ongeveer dieselfde helderheid as u daarna kyk of dit met 'n kamera vasvang. As ons dit op die verspreider met 'n diepte van 17 mm toepas, kan ons sien dat dit redelik goed ontwerp is.

Wat dit alles vir ons sê, is dat as u u eie diffuser wil skep, dit op dieselfde afstand van die LED's moet plaas, aangesien die LED's van mekaar af is. Op hierdie manier sal u al goeie resultate behaal.

Stap 6: Die verbetering van die resultate - dubbele verspreiding

Aangesien ek tot dusver nie tevrede was met die resultate nie, was ek op soek na 'n manier om 'n beter verspreiding van lig te kry.

Laat ons dus nadink oor die verskil tussen gerigte lig en verspreide lig. Die belangrikste verskil wat hier van belang is, is dat ons met 'n gerigte lig reguit lyne van 'n enkele plek het. Dus hoe verder ons van hierdie een plek af gaan, hoe minder lig sal ons kry. As ons dit op 'n plat oppervlak projekteer, kry ons altyd 'n helderheidsval. Verspreide lig beteken dat ons nie 'n enkele ligbron het nie, maar 'n groot bron. En ook dat die lig uit elke punt van hierdie groot ligbron in elke rigting versprei word. 'N Diffuser is 'n toestel wat 'n direkte lig in 'n diffuse lig omskakel, sodat die diffuser in wese 'n nuwe ligbron word wat hierdie keer nie net 'n enkele plek is nie.

As ons nou hierdie ligbron neem, wat nog 'n paar hot spots het en dit 'n tweede keer versprei, kry ons 'n heeltemal homogene verspreiding. Die eerste verspreidingslaag het wel hot spots, maar slegs 'n entjie hiervandaan oorvleuel die lig van al die punte in hierdie hot spot so baie dat dit nie meer sigbaar is nie. Die enigste nadeel is dat ons 'n bietjie ondeursigtig materiaal moet gebruik om 'n lig te versprei, sodat dit die intensiteit van die lig verminder. Met 'n dubbele diffusie verminder ons die intensiteit nog meer, maar in toepassings waar dit belangrik is, is dit nie so belangrik nie.

'N Baie eenvoudige en effektiewe manier om 'n dubbele diffusie te skep, is om watte tussen die LED -strook en die diffuser te plaas. Op die foto's kan u die resultaat sien van watte wat in die 10 mm diep en die 17 mm diep aluminium extrusie geplaas is. Soos u kan sien, verbeter die 10 mm een en die 17 mm word amper perfek om mee te werk.

Stap 7: 'n Ander oplossing: vergroot die afstand tot die verspreider

'N Ander oplossing is ook om die afstand tussen die LED en die diffuser te vergroot. As u 'n paar treë terugdink met 'n hoogte van die afstand tussen elke LED, kry u 'n oppervlakte wat gelyk is aan die afstand tussen die LED's. Maar as u die afstand vergroot, oorvleuel hierdie ligkegels nog meer en sal die warmpunte soveel oorvleuel dat dit in mekaar smelt. In hierdie instrument wat ek ontwerp het om die afstand tussen LED's en diffuser lig te skilder, is ongeveer die afstand tussen elke LED. En soos u kan sien, is die resulterende lig goed versprei. Die laaste foto is 'n lang blootstelling waar ek hierdie gereedskap gebruik het om strepe met sy lig te teken.

Stap 8: Gevolgtrekking

As u 'n mooi ligte installasie met LED's wil bou, moet u die lig reg versprei. In sommige gevalle is 'n enkele ligpunt wenslik, maar meestal wil u 'n meer aangename voorkoms hê, en 'n verspreide ligbron gee u dit. As u in kinematografie of fotografie werk, behoort u alreeds baie te weet van direkte teen diffuse lig, en hier kry u insig in hoe u die een na die ander kan verander.

As u 'n meer professionele dubbele diffusie wil doen, kan u velle akriel gebruik. Daar is akrielblaaie met 'n ligte oordrag van 79%; dit word gewoonlik in die badkamerinstallasie gebruik as 'n privaatheidsbeskerming. Dit het 'n goeie ondeursigtigheid om as diffuser te gebruik as u dit verdubbel. Vir 'n dubbele verspreiding is die volle afstand tussen elke LED nie nodig nie. Plaas die eerste verspreidingslaag op ongeveer 1/3 van die afstand tussen die LED en die tweede laag op 2/3 van die afstand. Op hierdie manier kry u 'n baie egalige ligverdeling op die tweede laag. Maar u kan ook eenvoudig die afstand tussen LED's gebruik en die eerste vlak in die middel daarvan plaas.

Daar is baie meer maniere om dit te bereik, soos die gebruik van akriel -ligkanale, maar dit is meer kompleks en dit is gewoonlik makliker om 'n enkele diffusie met genoeg afstand of dubbele diffusie te gebruik.