پخش LED های راست: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

LED ها این روزها حتی در زندگی روزمره بسیار مورد استفاده قرار می گیرند و می توانید اطلاعات زیادی در مورد نحوه استفاده از آنها به دست آورید. آموزش های زیادی در مورد تغذیه LED ها و استفاده از آنها در نصب های مختلف نور وجود دارد. اما اطلاعات بسیار کمی در مورد نحوه کنترل یا شکل گیری نوری که توسط LED ها منتشر می شود وجود دارد.

LED ها منبع نوری هستند که از نقطه ای بسیار کوچک در هر جهت نور را به طور مساوی ساطع می کنند. بسته به نوع LED و نحوه ساخت ، نور اغلب در یک مخروط گسترده هدایت می شود. LED های پرقدرت یا LED های SMD مانند WS2812b یا APA102 معمولاً دارای زاویه تابش 120-140 درجه هستند ، LED های 5 میلی متری می توانند تا 180 درجه زاویه تابش داشته باشند. این بدان معناست که در کل زاویه این پرتو به همان میزان نور ساطع می شود. اما از آنجا که ما یک نقطه مبدا داریم اگر نور یک LED را روی یک سطح صاف بتابانیم ، یک نقطه نوری به دست می آید که در وسط روشن ترین است و هرچه از مرکز دورتر می شوید روشنایی خود را از دست می دهد.

در تاسیسات نور و عکاسی (زمینه ای که من علاقه زیادی به آن دارم) شما برای توزیع همگن تر نور تلاش می کنید. کلید این امر انتشار نور است. بنابراین در این دستورالعمل من با شما به اشتراک می گذارم که چگونه می توانید LED ها را به درستی پخش کنید و به چه مواردی باید توجه کنید.

مرحله 1: ریاضی I

فرض کنید ما از LED های معمولی که می توانید در نوار LED پیدا کنید استفاده می کنیم. اینها معمولاً 5050 LED هستند ، به این معنی که آنها 5 میلی متر در 5 میلی متر مربع هستند و اگر 60LED/متر دارید ، معمولاً یک LED هر کدام 17 میلی متر روی نوار دارید. این LED ها معمولاً دارای زاویه تابش 120 درجه هستند ، که منجر به الگویی می شود که در طرح می بینید.

این نوارها اغلب مورد استفاده قرار می گیرند زیرا فقط در فاصله کمی از نوار ، پرتوهای هر LED آنقدر با هم همپوشانی دارند که در یک نوار نور ادغام می شوند. در حالی که این امر برای اکثر برنامه ها صادق است ، شما هنوز نقاط داغ دارید و با نگاه مستقیم به نور ، هر LED جداگانه را مشاهده می کنید. برای نصب های سبک یا اگر می خواهید از نوار LED در عکاسی با نوردهی طولانی استفاده کنید ، این مورد مطلوب نیست.

مرحله 2: آنچه می توانید بخرید

انواع مختلفی از اکستروژن آلومینیوم موجود است که برای قرار دادن نوارهای LED در نظر گرفته شده است و اغلب با انواع مختلف دیفیوزر نیز همراه است. در عکس اول می توانید رایج ترین آنها را مشاهده کنید.

اولین مورد به اندازه کافی عمیق است تا LED ها را در خود جای دهد و کمترین کارایی را دارد ، بنابراین اجازه دهید آن را کنار بگذاریم و به دیگران نگاه کنیم.

دومی دارای نمای عمیق تر و صفحه پخش کننده صاف است. عمق حدود 11 میلی متر است که دیفیوزر را در حدود 10 میلی متر روی LED ها قرار می دهد. اجازه دهید این مقادیر را به خاطر بسپاریم و به موارد بعدی نگاهی بیندازیم.

مورد سوم دارای مشخصات آلومینیومی مشابه مورد دوم است اما از پروفیل گرد برای پخش کننده استفاده می کند. این بالاترین نقطه دیفیوزر را در فاصله 17 میلی متری از LED ها قرار می دهد. مشخصات گرد همچنین باعث می شود که نور هرچه بیشتر از وسط میله دورتر شوید (به یاد داشته باشید که ما یک نقطه مبدأ داریم و نور باید هرچه بیشتر از وسط دور می شود بیشتر حرکت کند).

مرحله 3: ریاضی دوم

بیایید نگاهی به دو اکستروژن آلومینیومی مرحله آخر بیندازیم. ما فاصله 10mm و 17mm از LED ها و زاویه تابش 120 درجه داریم. این منجر به الگویی می شود که در طرح ها مشاهده می کنید.

همانطور که می بینید با ضخامت 10 میلی متر ، مخروط های تیر فقط برای نیمی از مخروط ها همپوشانی دارند. مرزهای یک مخروط تقریباً به وسط حلقه بعدی می رسد. ممکن است فکر کنید این امر برای توزیع یکنواخت کافی است ، اما اجازه دهید نگاهی به دیگری بیندازیم.

با فاصله 17 میلی متری ، سه مخروط کاملاً محکم روی هم قرار می گیرند که منجر به توزیع بهتر نور می شود. مخروط یک LED تقریباً به وسط LED در 2 قسمت پایین تر از نوار می رسد. بنابراین نور آن کاملاً بر روی نور همسایه اش پخش می شود.

مرحله 4: آزمایش اکستروژن

بگذارید ببینیم آیا ریاضیاتی که در قسمت آخر بررسی کردیم جمع می شود یا خیر و آیا توزیع خوبی از نور داریم.

عکس اول یک نوار LED را نشان می دهد که در نیمه راه اکستروژن با عمق 10 میلی متر قرار گرفته است. همانطور که می بینید هنوز نقاط داغ دارید ، اما فضای بین LED ها نیز بسیار روشن است. اگر از آن در نوردهی طولانی استفاده کنید و آن را در نمای دوربین حرکت دهید همانطور که در عکس دوم نشان داده شده است ، می بینید که بین LED های برهنه و سپس در نوار تفاوت وجود دارد ، اما نقاطی که LED ها در آن روشن هستند ایجاد می کنند خطوط

عکس سوم یک نوار LED را نشان می دهد که در نیمه راه اکستروژن با عمق 17 میلی متر قرار گرفته است. نور بسیار بهتر توزیع می شود و دیگر به سختی می توانید LED های جداگانه را ببینید. با استفاده مجدد از این در نوردهی طولانی همانطور که در عکس چهارم نشان داده شده است ، تفاوت LED های برهنه و این دیفیوزر را می بینیم. نور بسیار همگن است ، اما اگر دقیق نگاه کنید ، می توانید واریانس روشنایی نور را مشاهده کنید ، اما بسیار بهتر از نور قبلی است.

مرحله 5: ریاضی سوم

بیایید به ریاضی برگردیم و آنچه را که دیده ایم تجزیه و تحلیل کنیم. با فاصله 17 میلی متری از LED ها ، ما در حال حاضر به نتیجه خوبی می رسیم ، اما هنوز هم می توان آن را بهبود بخشید.

به یاد داشته باشید که LED منبع نور یک نقطه ای است که نور خود را به طور مساوی در هر جهت پخش می کند. دیفیوزر یک سطح صاف است ، بنابراین ما باید به زاویه و شدت نور نگاه کنیم. هرچه از منبع نور دورتر شویم ، نور کمتری خواهد داشت. اگر به اولین عکس نگاه کنید می بینید که در فاصله 30 میلی متری زاویه پرتو 120 درجه نور را بیش از 100 میلی متر پخش می کند. اما از آنجا که نور باید در مرز این مخروط بسیار بیشتر حرکت کند ، نور در وسط بسیار کم نورتر است.

آنچه ما به دنبال آن هستیم ، همان ارتفاع نسبت به منطقه جیره پوشیده شده است. اگر ما نور را روی یک سطح صاف بتابانیم و فاصله نور تا سطح کم و بیش برابر باشد ، توزیع یکنواخت تری از نور داریم. این را می توان با تبدیل دیفیوزر به یک کره با منبع نور در مرکز آن به دست آورد یا می توان به دنبال زاویه دیگری نسبت به ریاضی با آن بود.

اگر آن را محاسبه کنید ، زاویه ای در حدود 53 ، 13 درجه دریافت خواهید کرد که در آن ارتفاع مثلث برابر با طول قطعه مقابل زاویه است. برای سهولت کار اجازه دهید زاویه 60 درجه بگیرید. اگر از زاویه 60 درجه استفاده کنیم ، در طرح دوم می توانید نتیجه را ببینید. اگر یک نقطه مخروط 60 درجه را ببینید ، تقریباً همان روشنایی را دارد اگر به آن نگاه کنید یا آن را با دوربین ثبت کنید. با استفاده از این دستگاه در دیفیوزر با عمق 17 میلی متر ، می بینیم که این دستگاه به خوبی طراحی شده است.

آنچه ما به شما می گوییم این است که اگر می خواهید دیفیوزر خود را بسازید ، آن را در فاصله ای دور از LED ها قرار دهید زیرا LED ها از یکدیگر دور هستند. به این ترتیب قبلاً نتایج بسیار خوبی خواهید گرفت.

مرحله 6: بهبود نتایج - انتشار دوگانه

از آنجایی که من تا کنون از نتایج راضی نبودم ، من به دنبال راهی بودم تا بتوانم نور بیشتری را پخش کنم.

بنابراین اجازه دهید در مورد تفاوت بین نور هدایت شده و نور پراکنده فکر کنیم. تفاوت اصلی که در اینجا اهمیت دارد این است که با یک نور هدایت شده ما خطوط مستقیم نور را داریم که از یک نقطه دور می شوند. بنابراین هرچه از این نقطه دورتر شویم ، نور کمتری دریافت خواهیم کرد. با نمایش آن بر روی سطح صاف ، همیشه روشنایی سقوط می کند. نور پراکنده به این معنی است که ما یک منبع نور واحد نداریم ، بلکه یک منبع بزرگ داریم. و همچنین اینکه نور از هر نقطه از این منبع نور بزرگ در هر جهت پخش می شود. دیفیوزر دستگاهی است که یک نور مستقیم را به یک نور پراکنده تبدیل می کند ، بنابراین دیفیوزر اساساً به یک منبع نور جدید تبدیل می شود که این بار فقط یک نقطه واحد نیست.

حال اگر از این منبع نوری که هنوز دارای نقاط داغ است استفاده کنیم و برای بار دوم آن را پخش کنیم ، توزیع کاملاً یکدستی خواهیم داشت. لایه اول انتشار نقاط داغ دارد ، این درست است ، اما فقط در فاصله کمی از این نقاط ، نور تمام نقاط این نقطه داغ آنقدر همپوشانی دارد که دیگر قابل مشاهده نیست. تنها نقطه ضعف آن این است که برای پخش نور باید از موادی استفاده کنیم که کمی مات است بنابراین از شدت نور می کاهد. با انتشار مضاعف ، شدت را حتی بیشتر کاهش می دهیم ، اما در مواردی که این مهم است این اهمیت چندان مهمی نیست.

یک راه بسیار ساده و م toثر برای ایجاد یک انتشار دوگانه ، قرار دادن مقداری چوب بین نوار LED و دیفیوزر است. در عکس ها می توانید نتیجه برخی از وودینگ های وارد شده به اکستروژن آلومینیومی عمق 10 میلی متری و عمق 17 میلی متری را مشاهده کنید. همانطور که می بینید 10 میلیمتری بهبود می یابد و 17 میلی متری تقریباً مناسب کار می شود.

مرحله 7: راه حل دیگر: افزایش فاصله تا پخش کننده

راه حل دیگر نیز افزایش فاصله LED تا دیفیوزر است. اگر چند قدمی با ارتفاع فاصله بین هر LED فکر کنید ، مساحتی تحت پوشش خواهید داشت که برابر با فاصله بین LED ها است. اما اگر فاصله را افزایش دهید ، این مخروط های نور بیشتر همپوشانی می کنند و منجر به همپوشانی نقاط داغ به حدی می شود که در یکدیگر ادغام می شوند. در این ابزار که برای نورپردازی طراحی شده است فاصله بین LED ها و دیفیوزر تقریباً دو برابر فاصله بین هر LED است. و همانطور که می بینید نور حاصل به خوبی توزیع شده است. عکس آخر یک نوردهی طولانی است که در آن از این ابزارها برای کشیدن رگه هایی با نور آن استفاده کردم.

مرحله 8: نتیجه گیری

اگر می خواهید یک چراغ زیبا با LED ایجاد کنید ، دقت کنید که نور را به درستی پخش کنید. در برخی موارد تنها یک نقطه نور مورد نظر است ، اما بیشتر اوقات شما یک ظاهر دلپذیرتر می خواهید و یک منبع نور پراکنده این را به شما می دهد. اگر در زمینه فیلمبرداری یا عکاسی کار می کنید ، باید در مورد نور مستقیم در مقابل نور پراکنده اطلاعات زیادی داشته باشید و در اینجا می توانید نحوه تبدیل یکی به دیگری را درک کنید.

اگر می خواهید دو نفوذ حرفه ای تری انجام دهید می توانید از ورقه های اکریلیک استفاده کنید. ورق های اکریلیک با انتقال نور 79 وجود دارد ، این ورق ها معمولاً در نصب حمام به عنوان حفاظت از حریم خصوصی استفاده می شوند. اینها از کدورت مناسبی برخوردارند که اگر آن را دو برابر کنید به عنوان یک پخش کننده استفاده می شود. برای انتشار دوگانه ، فاصله کامل بین هر LED مورد نیاز نیست. لایه اول انتشار را در حدود 1/3 فاصله بین LED و لایه دوم در 2/3 فاصله قرار دهید. به این ترتیب توزیع نور بسیار یکنواخت در لایه دوم به دست می آید. اما شما همچنین می توانید به سادگی از فاصله بین LED ها استفاده کنید و سطح اول را در وسط آن قرار دهید.

راههای بسیار دیگری برای دستیابی به این هدف وجود دارد مانند استفاده از کانال نور اکریلیک ، اما آنها پیچیده تر هستند و معمولاً استفاده از یک نفوذ تک با فاصله کافی یا دو پخش آسان تر است.