Светодиоды, Что это И как их выбрать |
Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )
Светодиоды, Что это И как их выбрать |
9 авг 2013, 13:01
Сообщение
#1
|
|
Автомобиль: Carisma 1.6 MPI Кузов: Седан, рестайлинг Трансмиссия: АКПП Год выпуска: 2003 Спасибо сказали: 2323 раза |
Выражаю огромную благодарность Игорю odessit за создание данной статьи!
Начнем с самого начала. Что же такое «светодиод», он же СИД, он же LED? И чем он принципиально отличается от всевозможных, привычных, нам ламп? Попробуем, по-простому, как для домохозяек и водителей J. Светодиод представляет собой небольшой кристаллик из специального материала, залитый прозрачной защитной пластмассой, которой придается вид линзы. Вот, внешне, и все! Но, если копнуть несколько глубже, открываются удивительные вещи. Вспомним, как образуется свет во всех, привычных ном, источниках. В лампе накаливания, ток, проходящий по спирали, разогревает её настолько, что она начинает светиться. Причем, большая часть «света», по-научному, излучения, оказывается невидимой человеческому глазу. В итоге, КПД лампы накаливания составляет 2-3%. При попытке поднять КПД путем некоторого «перекала», получаем закономерный итог - лампа перегорает. Тогда инженеры решили положить в колбу лампы немного галогеновых элементов –йод, фтор и т.п. Тот, кто хоть как-то помнит школьный курс химии, скажет- какая глупость, галогены быстрее «съедят» раскаленную нить! Но на практике, получилось все с точностью «до наоборот». 4fbe3cc410f5e_x_1_.png ( 61.53 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1162 Разрушенные частички металла нити осаждались на холодном стекле лампы, там связывались галогенами, отрывались от стекла, и осаждались назад, на поврежденные участки нити, восстанавливая её до неповрежденного состояния! Образовывался так называемый «галогеновый цикл», который позволил поднять КПД лампы почти в два раза, до 6-7%. Потом настала очередь совершенно другого эффекта. Человек сумел «запереть» в стеклянной колбе кусочек северного сияния, газ, светящийся в сильном электрическом поле. Но, опять-таки, большая часть излучения находилась в невидимой для человека ультрафиолетовой области. Пришлось изобретать вещества, которые бы могли поглощать невидимую нам энергию, а отдавать видимый свет. Так появились люминисцентные лампы с «огромным» КПД, около 9%! 1.jpg ( 7.09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 25 Но прошло еще много лет, пока химики не нашли такую смесь газов, которая бы светилась сама, видимым человеку светом, без всяких дополнительных люминофоров. Так появились хорошо знакомые автомобилистам «ксеноновые» лампы. 2.jpg ( 11.02 килобайт ) Кол-во скачиваний: 16 КПД этих ламп, по разным источникам, составляет «умопомрачительные» 12-15%!!! А потом, все дружно и пристально посмотрели на светодиоды. И увидели только немного светящиеся кристаллы, самым лучшим применением которых, была подсветка кнопочек в магнитофонах и индикаторы уровня в усилителях . Но был уже накоплен огромный опыт по производству различных кристаллов и люминофоров, который очень удачно и стали применять. Да, в начале статьи были упомянуты какие-то «удивительные вещи». Какие? Оказывается, в кристалле светодиода происходит «прямое» превращение электрического тока в свет, при котором КПД достигает фантастических 96-98%. 3.jpg ( 26.55 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1150 Кристалл «светится» всем своим объемом! Но, затем, начинается проза жизни. Как вывести этот свет из кристалла и использовать? Потери излучения только на первой границе кристалл-воздух составляют около 40%, Затем, еще по десятку «отъедают» всевозможные покрытия и линзы. Итого, остаются какие-то «жалкие» 40%. Можно сравнить с ламповыми 3% . КПД-это «раз». Цвет- это «два». Если нам нужен красный, синий, зеленый цвет, то не нужно использовать никакие фильтры и терять световой поток, мы просто делаем для себя, например, красный светодиод. 4.jpg ( 15.64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1147 И практически вся мощность светового потока будет сосредоточена именно в красном цвете. Очень удобно и выгодно. Низкое напряжение питания-это «три». Не нужно использовать никакие преобразователи, следить за состоянием изоляции, переживать, что где-то, что-то «прошьет» и выгорит. Высокая надежность-это «четыре». Вибрация? Ну и что? Уронили? Да на здоровье! Мало того, охладили, заморозили – вообще прекрасно! Та-а-к, отлично, а не попробовать ли нам это чудо в автомобиле? Попробуем! И вот здесь, наша эйфория, как-то странно, улетучивается… Оказывается, так же сильно, как и разница в принципе получения света, отличается и характеристика этого самого света, вернее, светодиода, как источника света. Обычная лампочка, которую мы хотим «очень просто» заменить на светодиод, представляет собой точечный источник света и оптика автомобиля рассчитана, да-да, именно «рассчитана», путем сложнейших вычислений, именно на такой источник. То, что выходит из фары, все равно какой, головной, стоповой, габаритной, аккуратно «подрезается» по требованиям стандарта, и выводится наружу. То, что уходит в заднюю полусферу, не менее аккуратно и точно собирается, переворачивается и добавляется к основному потоку. Теперь, мы, ничтоже сумняшеся, заменяем обычную лампу на светодиод, или светодиодную лампу. Плюсы- круто до неимоверности! Еще есть? С удовольствием выслушаю. Минусы-совершенно перестает работать оптика фары, рассчитанная на вполне определенный ход лучей. Достаточно вспомнить, на какое мизерное расстояние смещается, например, шторка биксеноновой фары, превращая ближний свет в дальний. Стоповые фонари перестают светить мощным, но мягким и рассеянным светом. Вместо этого, мы получаем жесткий слепящий свет, который может даже ухудшить реакцию водителя в аварийной ситуации. Экономия электроэнергиии и, через неё, бензина? Тоже нет. Для того, чтобы не срабатывала система индикации перегорания ламп, параллельно светодиодам ставят очень простые «обманки», которые являются просто мощными резисторами и бесполезно высаживают в воздух, так ценимую энергию. Т.е. тратим мы даже больше, чем при простой лампе накаливания. Далее, все, доступные для покупки готовые светодиодные лампы сделаны с полным игнорированием требований светодиодов к тепловому режиму. Если тепловой (да и токовый) режим будет выдержан, то такая лампа даже не приблизится по световым характеристикам к обычной лампе накаливания. Есть общепринятый эмпирический норматив на охлаждение светодиодов. Это около 100см.кв. охлаждающей площади на 1вт. светодиода. А теперь вспомним, как выглядит 3х ваттная светодиодная лампа. И улыбнемся. И поймем, почему светодиодные лампы с завидным постоянством «перегорают» и почему, до сих пор, нет в продаже сертифицированных светодиодных ламп. И оптическая система должна быть рассчитана на вполне конкретный тип светодиодной лампы. Кто не верит, может попробовать пообщаться со страховой компанией при стандартной, казалось бы, ситуации -один «догнал» другого. Виноват тот, кто сзади? Ничего подобного! Тот, у кого несертифицированные стоп-сигналы, или светодиодные лампы! Так что, все так плохо? Нет, конечно! Просто, имея желание затюнинговать свою машину, нужно четко понимать, что можно делать, а что нет. Можно, например, спокойно заменить лампочки в «габаритах». Не гнаться за большой мощностью, 3-х ваттной светодиодной лампы вполне достаточно. Вспомним, что габаритные огни нужны для «обозначения» и не должны ничего освещать. Можно, заменить на светодиоды, всевозможные лампы подсветки, благо такого «добра» в машине можно насчитать несколько десятков штук. Сделать подсветку багажника, номерного знака, открывающихся дверей. И себе приятно, и безопасность выше. С поворотами несколько сложнее. По требованиям ПДД, лампы поворотов должны быть желтого цвета. Но, по иронии судьбы, именно желтые светодиоды имеют самую низкую светоотдачу, а учитывая, что сигнал поворота должен быть хорошо различим в любых условиях, даже при прямой солнечной засветке, ситуация выглядит довольно печально для светодиодов. Малогабаритные светодиоды, которые используют в «наборных» лампах, 5.jpg ( 24.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1153 не дадут необходимого потока, мощные же светодиоды, подходящие по отдаче, имеют узкий угол диаграммы направленности, около120, при необходимом угле в 180. Значит, нужно ставить, как минимум три диода, формируя необходимую диаграмму. Но тогда, наша конструкция, не поместится в стандартное посадочное место. Да и при использовании стандартного прерывателя поворотов, частота миганий сразу же возрастет, и именно из-за небольшой мощности диодов. За что боролись, на то и напоролись. Нужно менять прерыватель на электронный. Про «стопы» уже выяснили. Нельзя, однозначно. Но, как говорится, если очень хочется, то можно, были бы деньги. Лишние. Что еще осталось? ДХО, ПТФ и головной свет. По поводу ДХО можно сказать только одно – сзади, блок должен быть выполнен в виде ребристого металлического радиатора. Это позволит светодиодам прожить хотя-бы пол-года. Любые другие конструкции, это просто выброшенные деньги. Далее, головной свет. Если есть желание и возможности потягаться с ингольштадцами, имеется ввиду концерн «AUDI», то милости просим! При этом, желательно, иметь представление о том, как устроен, хотя-бы, простенький светодиодный проектор и почему он столько стоит. Задача не очень простая. И что у нас остается не охваченное вниманием? Только ПТФ. Кстати, очень хороший претендент на «поиграться» со светодиодами. Практически автономная конструкция, не связанная с другими узлами автомобиля (крепления не считаем), прекрасный обдув, что позволит применить качественную систему охлаждения и довольно мягкие требования к диаграмме направленности, в отличие от требований к головному свету. Есть несколько тонкостей, но они легко учитываются. Во-первых, диаграмма направленности, в горизонтальной и в вертикальной плоскости. Во-вторых, цветовая температура (цвет) нашего диода. С диаграммой все довольно просто- туман, какой бы густой он не был, всегда висит на высоте 30-40см от земли. Наша задача-посветить под слой висящего тумана. Берем линзу с диаграммой, например, 20х60 градусов и задача решена. 6.jpg ( 29.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1150 Далее, из доступных цветностей диодов выбираем самый теплый – 2700К, или 3200К, т.к. голубые лучи очень сильно поглощаются туманом, а желтые –нет. Ну и самый главный вопрос, какой светодиод применить? На настоящий момент существуют всего два больших лагеря производителей светодиодов – это американская компания GREE и «все остальные». Качественная и техническая разница в изделиях, мягко говоря, большая. Подробности, скорее всего, будут понятны только специалистам. Можно только отметить, что лучшие в отрасли показатели световой отдачи в 200люмен на ватт, имеют изделия, именно от GREE и это, не какие-то мифические лабораторные образцы, а совершенно доступные в продаже светодиоды серии XLamp MK-R, мощностью 15вт 7.jpg ( 19.98 килобайт ) Кол-во скачиваний: 42 При такой мощности один светодиод создает поток более 1700 люмен! И при вполне демократичной цене в 12$. Добавим сюда качественный алюминиевый радиатор, например, от бытовой светодиодной же лампы мощностью в 5вт (помним про внешний обдув) и драйвер питания. Итого, наберется сумма около 30-35$ на одну фару. Дорого? Смотря с чем сравнивать. С дешевыми китайскими поделками, на уровне детских игрушек? Или с Hella Micro DE? Можем сравнить и с тем и с другим. Но, наверное, уже не в этой статье.
Прикрепленные файлы
-------------------- |
|
|
Текстовая версия Наверх | Сейчас: Friday, 1 Ноября 2024 г. - 2:49 |