Предотвратяване на светли петна от LED: Как дифузионните методи разпръскват светлината равномерно

Голата LED лента почти никога не се чете като чиста линия светлина. Погледнете го направо и ще видите редица отделни точки, светло петно, където всеки диод се намира с по-слаби вдлъбнатини между тях. Дизайнерите наричат ​​това пунктиране или горещи точки и това е единствената най-често срещана причина завършеното осветително тяло да изглежда евтино, дори когато самите светодиоди са добри. Разочароващата част е, че смяната на "по-добро" покритие често не прави почти нищо. Това е така, защото светодиодните светли петна са първо проблем с геометрията и оптиката и втори проблем с материала. Сбъркате поръчката и харчите пари за грешен слой.

​

Това ръководство разглежда четирите лоста, които всъщност движат иглата, а именно плътност, разстояние, материал и повърхност, в реда, в който инженерът трябва да посегне към тях. Ние изкарваме прехраната си с екструдиране на дифузьорни профили, така че акцентът тук е върху това какво прави всяка променлива, какво ви струва и къде правилото от учебника тихо се разпада.

Откъде всъщност идват точките

Всеки светодиод е дискретен точков източник. Той хвърля светлина в конус от приблизително 120 градуса и между един диод и следващия има празнина без излъчвател. Близо до лентата, тези конуси все още не са се припокрили, така че окото ви разчита поредица от ярки пикове, разделени от по-тъмни празнини: видими горещи точки от светодиоди. Преместете зрителната повърхност достатъчно далеч и конусите се сливат в непрекъснато измиване. Нищо относно корицата не се е променило; има само разстоянието.

Този единствен факт обяснява защо три променливи, а не една, управляват пунктирането: разстоянието между диодите (стъпка), разстоянието от диодите до повърхността, която най-накрая показва светлината, и колко агресивно покритието между тях разпръсква това, което преминава през него. Дифузерът е само третият от тези три. Да го третираме като цялостен отговор е грешката, която изпраща толкова много проблеми с ярките-петна в кръгове.

Какво всъщност означава "дори" като спецификация

„Равномерно“ изглежда субективно, но инженерите по осветление го определят със съотношение на равномерност на яркостта: осветеността на най-ярката точка спрямо най-тъмната, често насочена към около 8:1 или по-строга за повърхност, която се чете като гладка. Колкото по-ниско е това съотношение, толкова по-равномерен е резултатът. Задържането му изисква балансиране на две свойства, които се дърпат едно срещу друго:светлопропускливост, което е колко от изходния лумен оцелява върху капака, имъгла, което е колко старателно покритието разпръсква тази светлина. Високата пропускливост поддържа осветителното тяло ярко; висока мъгла скрива диодите. Не можете да максимизирате и двете, така че истинската цел е прозорец, а не връх.

Ето частта, която повечето спецификации пропускат. Дифузията никога не е безплатна. Разпръскването на светлината назад в корпуса и поглъщането на част от нея означава, че дифузният модул обикновено достига близо 85% от изхода си без-капак, цифра, която се повтаря в публикуваните измервания на-дифузора на осветителното тяло, а агресивното опалово покритие струва много повече от това. Така че предотвратяването на светли петна от светодиоди винаги е размяна срещу яркостта. Колко еднородност всъщност ви е необходима обаче не е фиксирано число: залив, измиващ стена от два метра нагоре, може да живее с видима структура, която линейно осветително тяло с височина-на бюро, гледано от една ръка разстояние, никога не би могло, а акцентиращото осветление толерира това, което осветлението за основна задача не би могло. Определянето на точното съотношение, което вашето осветително тяло трябва да достигне, и следователно колко яркост можете да си позволите да похарчите за закупуването му, е преценката, която определя всяко решение по-долу, и това е първото нещо, което си струва да заковате, преди да докоснете покритие.

Лост 1: LED плътност и стъпка

Колкото по-близо са диодите, толкова по-малка е празнината, която всеки дифузор трябва да скрие. Ето защо плътността е първото нещо, което трябва да проверите. Лентите с ниска{2}}плътност в диапазона 30–60 светодиода-на-метър оставят широки тъмни вдлъбнатини и са наистина трудни за изглаждане; лентите с висока -плътност при 120 или повече светодиода на метър опаковат източниците достатъчно близо, така че конусите да се припокриват почти веднага, а горещите точки на светодиодите до голяма степен се грижат за себе си, преди да се намеси каквото и да е покритие.

Независим преглед на купувача, широко разпространеното сравнение на LED{0}}каналите на The Hook Up (thesmarthomehookup.com),-тествани канали във всяка често срещана плътност и изясни цената на пренебрегването на това. При 30 светодиода/m, дори дълбок канал, съчетан с извит „безупречен“ капак, все още показваше видими ярки петна и плати за опита с приблизително 56% спад в яркост. С 60 LED/m тази същата дълбочина-плюс-безупречно-комбинация на покритие достигна наистина равномерна линия във всеки цвят и ниво на яркост, а при 144 LED/m горещите точки изчезнаха, без да работят почти толкова упорито. Борбата с рядка лента само в дифузера е най-скъпият начин да си купите еднородност: изгаряте яркост върху хартия върху геометрията бихте могли да фиксирате при източника, като купите вместо това плътността.

Лентите COB са пределният случай на тази идея: стотици миниатюрни чипове под непрекъснато фосфорно покритие, без реално никаква стъпка за скриване. Те са единствената конфигурация, при която често можете изцяло да пропуснете тежката дифузия и все пак да получите безпроблемна линия, въпреки че покритието все още печели своето място за защита и контрол на отблясъците.

Лост 2: геометрия, разстояние и дълбочина на канала

Ако плътността се фиксира от лента, която вече сте закупили, разстоянието е следващият-най-евтин лост и почти винаги се използва недостатъчно. Работното правило за задно осветяване е съотношението на разстоянието между светодиодите и покритието да е поне 1:1: разстоянието между диодите и покритието трябва да е поне равно на стъпката. Ако стъпката е 10 mm, дайте на светлината да пътува поне 10 mm и конусите имат място за сливане; оставете стъпката да надхвърли това разстояние и отделните диоди да започнат да пробиват, независимо какво покритие поставяте. За по-дълбоко прикриване в панели със задно осветяване, разстояние от лампа-до-разсейвател от приблизително 1,5 до 2,5 пъти стъпката осигурява удобна граница на цената на малка загуба на лумен при разпространението на светлината.

 

При линейно приспособление това разстояние се определя от дълбочината на канала, поради което дълбокият алуминиев канал скрива точки, които плиткият не може. И това е променливата, която тихо преобръща обичайния инстинкт: когато една проба показва светли петна от светодиоди, повечето хора посягат към по-скъпо, по-мътно покритие. Често по-евтиното решение е да се добави дълбочина, така че светлината да се смеси, преди изобщо да достигне дифузора, тъй като дълбок канал с основно покритие често бие плитък канал с премиум, за по-малко пари. Колко дълбочина е частта, която е специфична за вашата конструкция: тя пада от вашата стъпка и съотношението на целевата ви еднородност, след което се търгува спрямо физическото пространство и пропорциите, които приспособлението може да носи, което е моментът, в който каналът и покритието трябва да бъдат посочени заедно, вместо да се пазаруват отделно. Избирането на едно без друго е начинът, по който проектите в крайна сметка над-плащатдифузьорни профили, настроени за линейни LED телакоито никога нямаше да спечелят срещу лоша дълбочина.

​

Лост 3: материал и оптичен прозорец

Едва след като плътността и разстоянието са уредени, покривният материал започва да има значение и тук двете пластмаси на работния кон наистина се разминават.

Акрилът пропуска малко повече светлина и сам по себе си издържа на слънчевата светлина, поради което вътрешните осветителни тела с оптика- се опират на него. Поликарбонатът губи пропускливост в няколко точки, но поема удари и топлина, които биха напукали акрила, което го прави стандартен за корпуси на открито, обществено място или при високи -температури, при условие че е защитен срещу UV, тъй като необработеният PC пожълтява и става крехък на слънце.

След това има решение за замъгляване, което е мястото, където всъщност се печели или губи контролът върху светлата{0}}точка. Като правило прозрачното покритие струва само 5–10% от изхода, но не скрива почти нищо; матирано покритие струва около 15–25% и омекотява точките; истинското опалово (млечно) покритие струва 30–40% или повече и е това, което най-накрая кара диодите да изчезнат. Управляващата връзка е проста и непримирима: колкото по-разпръскваща частица заредите в материала, толкова по-висока е мъглата и толкова по-добро е прикриването и толкова по-ниска е пропускливостта. Пропускливостта и скриващата мощност се намират в противоположните краища на един и същи циферблат. Бързо правило за това коя стъпка да изберете: стойте настрана само когато лентата е скрита от пряка видимост, станете матова, когато се хвърли поглед през стаята, и посегнете към опал, когато някой може да погледне право в нея; точната оценка в рамките на тази група е това, което се набира срещу вашите числа. Количественото определяне къде кацате не е догадка; то се измерва достандартен метод за изпитване на мътност и пропускливост на светлина на прозрачни пластмаси, ASTM D1003, така че дифузерът може да бъде посочен на число, а не на мнение. Практическата грешка, която трябва да избягвате: преследване на максимална пропускливост за яркост, кацане твърде ниско при замъгляване и откриване на светодиодни горещи точки никога не изчезват. Заключете прозореца, не максимизирайте единия му ръб.

Лост 4: повърхностна спрямо обемна дифузия и какво контролира екструзията

Две корици могат да разчетат едно и също число на мътност и да се държат напълно различно, защото има два начина за разпръскване на светлина и те се провалят в противоположни посоки.

Повърхностна дифузия, матова или текстурирана кожа, се разпръсква само по външната повърхност. Поддържа високо пропускливост и изглежда чисто, но тънкият разпръскващ слой често не може да погребе силен точков източник, така че точките оцеляват при близко гледане. Обемна дифузия, разпръскване на частици, разпръснати по цялата дебелина, огъва светлината в хиляди вътрешни интерфейси, осигурявайки много по-голяма мъгла и много по-добро прикриване, при по-високи разходи за пропускане. Най-сериозната работа за скриване на светодиодни чипове използва обемна дифузия като основа и настройва текстурата на повърхността върху нея.

Това е слоят, който купувачът на лист никога не вижда и екструдерът контролира директно, и това е мястото, където предотвратяването на светли петна от светодиоди се превръща в производствено решение, а не в решение за пазаруване. При екструзията ние задаваме натоварването на дифузионната добавка за пропускане на земя върху целта, обикновено стъпаловидно около 80%, 70% или 60%, вместо да приемем какъвто и да е готов--лист. Можем да навием микро-текстурирана или зъбна геометрия директно в повърхността на профила, което изпълнява двойна функция: разпръсква светлина и скрива финото плъзгащи се линии, които екструзията оставя след себе си. Струва си да бъдем честни относно последната точка: линиите на провлачване върху екструдиран капак могат да бъдат сведени до минимум, но никога напълно елиминирани, и всеки доставчик, който обещава идеално безупречна повърхност, продава прекалено много. Поправката е дизайн, а не магия: умишлено текстурирано лице превръща неизбежен артефакт в част от оптичната стратегия.

​

Тук също съществуват два капана на процеси и двата са лесни за подценяване. Поликарбонатът е-жаден за влага: изсушаваме го до приблизително 120 градуса за три до четири часа и поддържаме остатъчна влага под около 0,02%, преди изобщо да достигне до винта, тъй като намокреният компютър се показва като сребърни ивици и микро-мехурчета, а върху дифузьора те не са козметичен дефект, а истински оптичен не-еднородност, нов източник на неравности, наслоени върху тази, която се опитвахте да поправите. Ние изтегляме дължини върху осветена инспекционна маса, излизаща от линията, точно за да хванем партида с ивици, преди да бъде изпратена, а не след като е инсталирана. И за всяко външно покритие, UV защитата е най-добре да се добави като ко-екструдиран капачен слой, вместо да се смесва с обема, поставяйки защитата точно там, където слънцето попада и поддържа ниски разходи. Това са променливите, които правятекструдиран поликарбонатен дифузьор, проектиран за промишлено осветлениеда се държат предсказуемо през целия производствен цикъл, вместо да се движат партида след партида.

Сглобяване: поправете точките в правилния ред

Причината, поради която проблемите със светлите- точки се чувстват толкова упорити, е, че хората посягат към лостовете в грешна последователност, като обикновено първо грабват най-скъпия капак. Обърнете го. Работете евтино-и-геометрично преди скъпо-и-оптично и спрете веднага щом целта за еднородност бъде постигната.

Прочетете случаите на неуспех срещу този ред и всички те се римуват. Надграждане до по-скъпо, по-мътно покритие, като същевременно оставя плитък канал недокоснат: грешен лост, пропилени пари за стъпка 4 за отстраняване на проблем от стъпка 1. Натискане на пропускливост към тавана за яркост и намиране на диодите все още показват: прозорец от стъпка 4, поставен на грешния ръб. Посочване на гол компютър за външен знак и гледане на жълт в рамките на един сезон: стъпка 3 изискване за материал, направено без UV защита. Нито едно от тях не е екзотично; всички те са резултат от прескачане направо към корицата.

Спецификация на персонализиран екструдиран дифузьор

След като разберете от кои лостове всъщност се нуждае вашият проект, самият профил на дифузора се превръща в набор от циферблати, а не в избор от каталог: дълбочината на напречното-сечение, която определя разстоянието за пътуване на светлината-, допълнителното натоварване, което определя вашата пропускливост и мъгла, текстурата на повърхността, която управлява линиите на съпротивление и добавя разсейване, и материала, независимо дали е PMMA, PC или ко-екструдирана конструкция с UV капачка, която съответства на околната среда. Настройването им заедно до измерено число е цялата работа.

Това е и мястото, където живее реалната цена, така че си струва да бъдем ясни какво я движи. При персонализиран екструдиран дифузьор цената се определя най-вече от четири неща: полимерът (оптични класове PC и PMMA, особено удароустойчиви- или UV-модифицирани, стоят над обикновената смола), колко дифузираща добавка изисква целта за мъгла, дали повърхността се нуждае от инструмент с текстура или трион, а не обикновена повърхност, и дължината на работа, от един-път настройката на матрицата-се амортизира за цялата поръчка. Обикновен матиран вътрешен профил и високо{6}}замъглен, UV-затворен външен профил не са в една и съща група, поради което фиксираната каталожна цена би подвела повече, отколкото помогнала, и защо честното число е цитат срещу вашата рисунка.

Тази настройка е частта, която правим-вътре. Dachang екструдира профили от 1998 г. по система за качество ISO 9001, със собствен цех за инструменти, повече от четиридесет линии за екструдиране, профили от няколко милиметра до 500 mm в сечение, първи-ред оптични смоли от доставчици като SABIC, Covestro и Mitsubishi и UL94 класирани класове на пламък, където корпусът изисква това. пропускливост и замъгляване на вашата проба и вашата LED плътност, вместо да ви подадем фиксиран лист и да се надяваме. Ако се борите с LED светли петна на текущо приспособление, най-бързият път е да споделите стъпката на лентата, дълбочината на канала, с която трябва да работите, и външния вид, който търсите, и ни позволете да специфицираме покритието спрямо тези ограничения. Започнете с нашитеперсонализирани профили на дифузьор-за LED светлинаили наГама поликарбонатни LED дифузори, създадени специално за потискане на горещи точки.

ЧЗВ

За автора: това ръководство отразява-практическата работа по-екструзия и оптична{1}}настройка на екипа за осветителни инженери на Dachang Plastic, който произвежда персонализирани светлинни{2}}дифузьорни профили за осветителната индустрия от 1998 г. насам.