Įleidžiami LED šviestuvai

Ilgokai aš čia jau užsiimu įvairių šviesos diodų lempučių tyrinėjimu. Jei spustelėsite žymę „diodai“, rasite šį bei tą iš tos srities. Kadangi po truputuką stumiam statybas, tai ir apšvietimas galvoj sukasi. Pradėjau domėtis DALI sistema, bet turėsiu jus nuliūdinti (o kai kuriuos ir pralinksminti) — nedarysiu savo name tos sistemos. Susikaliau bandymų stenduką, išbandžiau kelis komponentus ir man nepatiko veikimas. Nebuvo jis nei gražus, nei stabilus. Didžiausia problema — jungtukai, kurių nors jau ir yra pusėtinų, bet visgi naudojimosi patogumas tai kaip čia pasakius…

Na, bet šviesos valdymas — viena tema, o šviesos elementai — kita. Dabar apie pastaruosius truputuką.

Man norisi daryti 24V apšvietimą. Priežastys paprastos. 220V draiveriai mažiau atsparūs gyvenimo iššūkiams, brangesni ir prasčiau su jų temdymu, t.y. šviesumo reguliavimu. Aš nesuprantu, ką visi tie kinai ir kiti dizaineriai galvoja, bet kodėl nėra draiverių su atskirais „temdymo“ elektrodais? Tokiais, į kuriuos padavus PWM signalą būtų galima šviesumą reguliuoti?

12V nenoriu dėl to, kad tai ganėtinai žema įtampa ir geram galingumui pasiekti reikia daug srovės bei atitinkamai storų laidų. Šiaip labiausiai norėčiau 48V, bet šita įtampa šviestuvų pasaulyje tokia egzotiška, kad neverta ir prasidėt.

Sakysite, o taigi galima jungti kaip nors nuosekliai ar panašiai… Tada prasideda kitos nesąmonės. Perdegs vienas šviestuvas, sakykim, iš keturių nuosekliai sujungtų ir spėliok, kurioj vietoj „girlianda“ nusibaigė. Be to, atsiranda ir skaičių apribojimas. Jei reikia šviestuvus jungti po 4 nuosekliai, tai 9 kambaryje nepadarysi.

Taigi dabartinis sprendimas yra 12-24V maitinimo linija ir diodų šviestuvėliai su atitinkamos įtampos srovę stabilizuojančiais draiveriais. Parsisiunčiau pabandymui keletą įvairių šviestuvėlių pagal Jono rekomendaciją, kurie man atrodė patrauklūs bei atsirinkau tuos, kurie šviečia tikrai maloniai ir turi pusėtinus draiverius.

Štai vienas iš jų, 9W galios, padarytas iš 45 mažesnių 2835 formato elementų. Šviečia gražiai, tolygiai, nėra „karštų taškų“. Žiauriai nemėgstu taškinių halogenų ir diodų šviestuvų, pažiūri į tokį, iš karto akyse žalia:

Tiesa, šie mano pasirinkti šviestuvėliai yra tik A energijos klasės. T.y. iki naujausių ir moderniausių jie netraukia. Bet man jie patinka. Išardytas atrodo va taip:

Nėra tiesiogiai šviečiančių elementų. Jie išdėlioti rateliu, šviesa sklaidoma per matinio stiklo gabalą, atmušama balto reflektoriaus ir per dar vieną matinį stikliuką išeina lauk. Dėl to šviesa ir yra tokia tolygi ir graži. O šviesos diodai išdėlioti pakraštėliu turi ir pakankamą radiatorių, galia išsklaidyta po didelį plotą.

Su šviesumo reguliavimu yra kiek prasčiau, tačiau šie šviestuvėliai padaryti su gan populiaria kiniška XL6005 mikroschema. Ji turi EN kojytę, kuria galima mikroschemą junginėti ir atlikti PWM temdymą. Pačios mikroschemos darbo dažnis yra 180 kHz, tad lempą temdyti 200 Hz signalu yra visiškai realu.

Viena problema — su šita mikroschema ir 24V maitinimo linija neįmanoma pritemdyti šviestuvo iki nulio. Kodėl? Ogi todėl, kad tai yra „boost“ tipo mikroschema. T.y. kad palaikytų šviestuvui reikiamą srovę, mikroschema įtampą kelia. Sakykim, nuo 12 iki 30V ar panašiai. Tai taip pat reiškia, kad nuo maitinimo šaltinio iki šviestuvo yra atviras nuolatinis elektros srovės kelias:

Tas kelias eina per ritę L ir diodą D1.

Ok. Reikia išsiaiškinti, kiek lemputė pritemdoma „ant nulio“. Tą padaryti kaip nors empiriškai nelabai pavyks, reikia daryti konkretų fizikinį bandymą.

Pradžiai pabandžiau su savo senesniu reguliatoriumi pasidaryti bandymų stenduką. Pradžiai apskritai prijungiau lempelę per jį, bet, aišku, nieks nesuveikė. Lempelės draiveris turi įėjime kondensatorių, kuris kažkiek sukaupia energijos. Kai jos pradeda trūkti, prasideda mirksėjimas.

Tad prie EN kojos prilitavau laiduką ir jį nuvedžiau į savo PWM reguliatoriaus „minusą“:

Liuks, temdosi gražiai. Tiesa, filmuotoje medžiagoje gal tą sunkoka įžiūrėti, bet nuo pilno šviesumo iki „kažkokio“ šviesumo temdosi gražiai ir nemirksi. Taigi EN koja tinka:

Toliau žiūrom, kokia srovė teka per lempelę prie pilno šviesumo. Tam susilitavau „greituką“ srovei tikrinti. Ir štai, pilnu galingumu 9W lempelė valgo 0,29-0,3 A:

O štai visiškai išjungus jos impulsinį valdiklį ji valgo 0,05 A. Taigi elektrinė galia skiriasi šešis kartus, tikėtina, kad ir šviesumas panašiai:

Daugumoje „rimtų“ šviesos valdiklių reguliavimui sudaroma logaritminė kreivė. T.y. šviesumas nuo reguliatoriaus pasukimo kinta ne tolygiai, o pagal tam tikrą kreivę. Sakykim, kai reguliatorius pasukamas ties „50%“, elektros energija prisukama net iki mažiau, nei 10%! Taip daroma todėl, kad žmogus tiek į šviesą, tiek į garsą reaguoja ne tiesiškai, o logaritmiškai. Audiofilai žino, kas yra logaritminis potenciometras ir žino, kas yra jo žingsneliai. Lievas potenciometras su dviem žingsneliais, ane? 🙂 Su trim jau pusė organo.

Jo. O tai kokį procentinį intervalą aš gaunu prisukinėdamas lempelės galią nuo pilnos galios iki šešiagubai mažesnės? Pagal vieną iš mano pasirinktų kreivių šviesa šešiagubai sumažėja maždaug ties 68%. Vadinasi iš viso intervalo nuo 100% iki 0% aš turiu tik nuo 100% iki 68%. Vienintelis klausimas, kurį reikia išspręsti, tai ar man tikrai tikrai reikia pilno reguliavimo intervalo, o gal užteks ir tokio? Kol kas į šį klausimą neturiu atsakymo.

Tačiau turiu kitą atsakymą. Juk šis reguliatorius yra „boost“ tipo. O kas bus, jeigu aš maitinsiu jį 12V įtampa, o ne savo trokštama 24V?

Atsakymas yra… galiu taip ir daryti. Ir reguliuoti šviesumą pilnai. Štai vaizdo įrašėlis su 12V šaltiniu:

Ties pilna galia yra kažkoks šuolis, tačiau nelabai reikšmingas (bent jau taip panašu). Gali būti, kad mano reguliatoriaus potenciometras kvailioja.

Dar reikės išsiaiškinti, ar išeitų šitą draiverį reguliuot 500 Hz dažniu. Su 200 Hz ties smarkiu „pritemdymu“ vos vos matosi kažkoks mirgėjimas. Reikės pasidaryti bandymuką su ARM PWM reguliavimu.

Taigi jei nerasiu kitos išeities, greičiausiai naudosiu ir 12V maitinimą. O kol kas nusipirkom dvi dėžes tokių šviestuvų įvairiems galingumams: 6, 9 ir 12W. Visus 85 pratestavom, visi veikia, šviečia vienodai tolygiai ir vienodai šiltai. Baisiai geras dylas su kinais išėjo, pasisekė su tiekėju.