Светильник Гермес ШУ ВК 67.0000
Купил LED светильник, пульсаций нет, что очень хорошо. Если кто-то еще ни в теме по пульсациям, то читаем (1*). После работы за компьютером через некоторое время 2-3 часа пелена перед глазами, наверное всем владельцам светодиодного освещения знакома картина: света много, а ни чего не видно, собственно с этим и разбираемся.
Светильник
Освещенность светильник Гермес на столе дает 350Lux (55 см), мощность заявлена 6,5Вт. При сравнении со светильником на обычной лампе накаливания 40 Вт, оказалось что: освещенность обычного светильника на моем столе такая же 350 Lux, но если их поставить рядом, то психологически - светодиодный светит значительно ярче. Появились подозрения на перегруз светодиодов и как следствие большой уровень синего.
Публикую фото плат и светодиодов, Схема ниже.
Теория
Ни как не могу найти документ в интернете (ранее я читал это исследование) и поэтому не могу дать ссылку, но суть следующая. Много раз публиковалась картинка со спектром который излучат светодиод и все ее знают
На первой картинке виден пик синей составляющей. Так вот, в данном документе написано, что если уменьшить ток через светодиод, то синяя компонента уменьшается быстрее чем падает спектральные составляющие излучаемые люминофором и картинка приближается ко второй (на цифры не смотрите, я привел картинки только для понимания сути). Можно сказать что люминофор при определенном токе входит в насыщение и сколько на него не свети синим, света от люминофора больше не станет, а мощность синего спектра пропорциональна току диода. При этом максимальная яркость люминофора очень сильно зависит и от его количества. Другими словами теплый тон можно сделать просто уменьшив ток светодиода, соответственно уменьшив синий свет и косвенно увеличив количество люминофора на единицу подводимой мощности. Так же можно предположить, что для теплых светодиодов не только другой люминофор, но и его больше на светодиоде, что бы нужной световой энергии было больше и не пробивался синий. У светодиодов CREE, некоторые светодиоды теплых тонов стоят дороже даже в пределах одной серии.
Собственно по этой же причине в светодиодной подсветке мониторов используют ШИМ, т.к. иначе при изменении яркости подсветки (тока через светодиод) будет меняться тон подсветки (цветовая температура).
Также легко объяснить почему наш глаз плохо видит под светодиодным освещением, синего много и наш глаз закрывает зрачок, т.к. считает что света много. Но нужного нам света становится еще меньше при закрытом зрачке и соответственно мы ни чего не можем разобрать.
Так же этот момент отражает коэффициент CRI (4*), который для светодиодов редко лучше 80%.
После реверса схемы выяснено:
1. Светодиоды стоят вроде вот эти http://www.compel.ru/infosheet/LGIT/LEMWS51R80LZ/ или аналогичные, что соответствует сведениям производителя светильника - LG или GoldStar.
2. Соответственно номинальный ток у них 60 мА.
Оказалось что, ток светодиодов в светильнике 100 мА. На светодиоды при этом подано 3В х 16 х 0,1А = 4,8 Вт. Как видим ток светодиодов выше номинала заявленного производителем. И причина плохого света именно в этом, много синего.
Хотя производитель данного светильника завод Транс-Вит, можно сказать единственный кто вообще обращает внимание на пульсации и старается делать правильный свет, но и он в данном случае прокололся. Хотя на сайте и заявлялось для данного светильника CRI не хуже 80%.
Переделка
1. Куплены и установлены самые дешевые светодиоды 5730WW, теплые на 0,5Вт, по 5р. за штуку :), номинальный ток 150 мА, максимальный 350 мА.
2. Ток светодиодов в светильнике увеличен до 150 мА (изменен номинал токозадающего резистора R4), таким образом они работают в режиме номинальной мощности. Нагрев платы увеличился, температуру в открытом виде измерять смысла не вижу, но температура корпуса светильника стала 53 градуса (до переделки не замерил). Резистор R4 заменен на два параллельных резистора 13 Om, ток все таки больше, итого сопротивление 6,5 Om.
3. Увеличена емкость накопительного конденсатора C5 с 47uF до 100 uF.
Припаивать светодиоды оказалось очень неудобно, т.к. плата не предназначена для этих светодиодов и подложка у светодиодов LG и 5730 имеет внутренний контакт с противоположным полюсом, поэтому светодиоды замонтированы со сдвигом.
Самое интересное - измеренная освещенность оказалась опять 350 Lux (55см), но свет приобрел мягкий желтый оттенок. Получается если ток был 100 мА, а стал в 1.5 раза больше и освещенность осталась прежней, то синего света было как минимум 35% по мощности.
После переделки паял под ним плату 5 часов, глаза просто отдыхали и пели песню, я даже не ожидал такого эффекта.
Пульсации в данном документе не рассматриваются, т.к. у данного светильника они почти нулевые.
Выводы
1. Светодиодные светильники с током выше номинального излучают много синего. Светодиоды надо использовать теплые и запитывать их желательно со значительным уменьшением тока - 25-50% от номинала и тогда CRI будет большим даже для обычных светодиодов. Свои светодиоды я буду еще раз перепаивать и попробую купить LEMWH51W80LZ00.
2. Каждый производитель светодиодных светильников стоит перед соблазном увеличить ток, т.к. при этом исходящий свет становится белым, что психологически воспринимается как более яркий свет. И как показывает практика, они так и делают.
3. Идеальным светильником на данный момент был и остается Гамма 1М, правильный спектр и заявленные пульсации 3,6%. По факту пульсации как у всех 12 В ламп - 5%, а освещенность какая-то безумная, 1500-2000 Lux на расстоянии 50см, слишком большая направленность рефлектора. В комплекте идет лампа с цоколем G6.5, но для нее не предназначен рефлектор, приходится гнуть выводы лампы и сместился центр фокуса светового пятна, буду менять на G4.
ИСПОЛЬЗУЙТЕ ГАЛОГЕНКИ НА 12 ВОЛЬТ ГДЕ ВОЗМОЖНО И БУДЕТ ВАМ СЧАСТЬЕ!!!
P.S. 02/022015
Нашел доку на свои светодиоды, светодиоды LG стоят LEMWS51R80LZ все сходится с моими, а должны быть видимо LEMWH51W80LZ00 . На вид все одинаковое, визуально только рисунок термалпада разный, ну и во втором три диода, а в первом один со всеми вытекающими последствиями. Глядя на спектры, которые опубликованы хочется еще светодиоды холодного белого запустить в режиме половинной мощности, вроде свет самый правильный должен быть.
Смотришь на потуги производителей и удивляешься, у светодиодных светильников всё синее, а у галогеновых много красного, куда бедному пользователю податься :)
P.S. 20/02/2015
Купил светильник Гамма 1М 12 вольт галогенка, свет гуд 2000 Lux а рабочем столе, пульсации 5%, LED по световому потоку сильно проигрывает. Но в шоке от русских кудесников... Электронный трансформатор смонтирован на вилке и на выходе не имеет выпрямителя и соответственно фильтра к лампе идет провод 2 метра. На выходе трансформатора 33 кГц с током 3А, по проводу 2 метра :). Все вокруг свистит, идеальная радиоглушилка, китайцы отдыхают :).
P.S. 24/02/2015
Попробовал паять под светильником Гамма 1М, ужасно неудобно, очень резкий свет, все бликует (канифоль блестит, припой блестит). Попробовал так же поставить лампочку 20W, та же песня. Поэтому реабилитировал Гермес, благо светодиоды пришли. Сейчас перепаял.
Итого по светильникам:
На данный момент оставил Гермес, диоды перепаяны, но т.к. контактные площадки для пайки диодов LEMWH51W80LZ00 взамен родных LEMWS51R80LZ оказались также перевернутыми, что было неожиданностью, то чувствую себя обманутым. Могу сказать что 5730 в номинале работают аналогично и смысла покупать LEMWH51W80LZ00 нет. Т.к. светильник плоский и стоит перед глазами, то пришлось по всей длине пока приклеить лейкопластырь, что бы не было блика от глянцевого корпуса, т.к. блестящая полоса на корпусе достала.
Идеалы не достижимы !
Источники
1. Пульсации освещённости и яркости http://www.ekosf.ru/poleznoe-alias/articles/525-pulsacii.
2. Which lamp will be optimum to eye? Incandescent, fluorescent or LED etc? Upright Lighing LLC
3. Измеритель пульсаций http://www.asobol.ru/moi-konstrukcii/pure-light-v1-0
4. Индекс цветопередачи https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BA%D1%81_%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B8