какое падение светового потока за счет экрана нужно учитывать arlight

Что нужно знать при выборе экрана для проектора

Для получения качественной картинки выбором одного проектора не ограничится, еще придется подобрать «правильный» экран для него. Принято считать, что достаточно выбрать качественный проектор и с него проецировать картинку на любое белое полотно, но в этом вопросе не все так просто. Ниже в публикации, я постараюсь описать, на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе экрана для проектора для получения наиболее выгодной и качественной картинки.

Содержание

Соотношения сторон экрана и размеры

При выборе экрана, конечно же, первое на что следует обратить внимание – это размеры и соотношения сторон будущего экрана. А точнее, экран нужно подобрать исходя из трех характеристик: первое – это проекционное соотношение самого проектора, второе – место установки проектора (здесь нужно учесть расстояние, на которое будет удален проектор от экрана) и соответственно размеры самого экрана.

Забегая вперед, скажу, что если вы учтете эти параметры при заказе, вы однозначно сможете избежать проблем выхода картинки за границы экрана или плохую фокусировку.

Итак, для начала нужно подобрать соотношение сторон, которое должно совпадать как на проекторе, так и на самом экране. Сейчас одним из самых популярных стандартов является соотношение сторон 16:9, однако еще широко применяются проекторы с соотношением 4:3. Проекторы с соотношением сторон 4:3 более подходят для офисного использования, к примеру, для презентаций. Если использовать такие решения для дома, то вы точно столкнетесь с проблемой незадействованных участков, поскольку современные фильмы, клипы и другой всевозможный контент уже использует формат 16:9.

Также при выборе стоит обратить внимание на еще один популярный формат с соотношением сторон 16:10. К примеру, такое соотношение полостью соответствует разрешению картинки 1920×1200 или 1280×800. Этот вариант подойдет для просмотра современного контента с минимальными неактивными зонами. Однако такое решение может также использоваться для образования или презентаций тоже. Своего рода это компромиссный вариант.

Возможно, еще стоит упомянуть стандарт, который используется в кинотеатрах, он имеет следующие соотношения сторон 2.39:1.

Конструкция

Думаю здесь очевидно, что существует всего два основных типа конструкций – это стационарные и мобильные экраны.

Стационарные экраны

Стационарный экран на раме

Эти экраны имеют конструкцию, на которую натягивается сам экран, и затем, уже готовая конструкция подвешивается на стену. Основным плюсом такого решения является равномерное и жесткое натяжение экрана, что позволяет избежать каких-либо искажений картинки. Здесь есть тоже несколько вариаций конструкций, к примеру, со скрытой рамой, вмонтированной в фальш-стену или с наружной вариацией монтажа.

Рулонный экран

Этот тип экрана скручивается в рулон, и может быть быстро развернут при необходимости. Также к плюсам таких экранов можно отнести возможность крепежа, как на стену, так и на потолок. Еще это решение позволяет использовать проектор и обычный телевизор на одной стене, то есть при необходимости рулонный экран разворачивается поверх телевизора. В таком случае экран нужно крепить исключительно на потолок или прибегать к использованию нестандартных крепежей.

Для натяжения в таких типах экранов используется специальный утяжелитель в нижней части. Он натягивает экран, но неспособен обеспечить достаточной жесткости, что может вызвать некоторые искажения картинки. В некоторых моделях производители попытались решить эту проблему при помощи специальных боковых приспособлений для натяжения. Также стоит отметить, что более дорогие модели оснащены специальным электрическим приводом для развертывания экрана. Функцию автоматического развертывания можно совместить с некоторыми моделями проекторов, что позволяет развернуть экран и включить проектор буквально одним нажатием кнопки.

Мобильные экраны

Мобильный рулонный экран

Чаше всего это обычные рулонные экраны, которые оснащены двумя или одним специальным штативом. Для развертывания экрана нужно просто установить штатив и закрепить на него рулонный экран. Такой вариант используется в тех случаях, если вам нужно часто перемещаться с локации на локацию и проводить какие-либо презентации.

Экран на разборной раме

Эти экраны также схожи со своими стационарными моделями, только их конструкция легко и относительно быстро собирается и разбирается. Также такие экраны имеют главное преимущество в виде жесткого и равномерного натяжения полотна, что, как я и говорил выше, исключает возможные искажения картинки.

Надувной экран

Эти экраны очень схожи по конструкции на обычные надувные батуты для детей. Для поддерживания такого экрана в рабочем положении необходимо всегда нагнетать в него воздух при помощи специально мощного вентилятора. Такие экраны часто используют, на каких-либо мероприятиях, вечеринках или музыкальных концертах на открытом воздухе. Они бывают абсолютно разных размеров, быстро надуваются и легко транспортируются, однако не могут обеспечить высокое качество картинки, но от них этого и не требуется.

Коэффициент усиления

Это, пожалуй, одна из основных характеристик любого экрана, которая показывает отражательную способность экрана. Если разобраться немного подробнее в этом вопросе, то стоит сразу сказать, что эта характеристика показывает насколько больше или меньше отразится света обратно от экрана в сравнении с эталонным белым матовым полотном (ламбертовым полотном). Коэффициент ламбертового полотна составляет 1:0. Это означает, что полотно с таким коэффициентом рассеивает 100% светового потока, падающего на него от проектора абсолютно равномерно во всех направлениях от экрана, то есть на 160 градусов. Выходит, что коэффициент усиления такого экрана равен 1, для примера коэффициент 1:4 означает, что экран отражает на 40% процентов больше света в стороны зрителей, а вот экран с коэффициентом 0:7 вернет в зал всего 70% процентов светового потока попавшего на него от проектора.

На первый взгляд выходит все очень просто: выбираем экран с наибольшим коэффициентом усиления и «вуаля» — таким образом, можно компенсировать недостаток яркости светового потока самого проектора. Но яркость не всегда равно качеству картинки. Причина в том, что чем выше коэффициент усилия, тем меньше углы обзора такого экрана. Также экраны с большим усилием под определенным углом могут выдавать блики (слишком яркие пятна, в районе которых буквально будет отображаться только белый цвет). Еще стоит обязательно отметить, что экраны с коэффициентом усилия менее 1:0 обладают более высокой контрастностью, но для их использования придется приобрести и проектор с более мощным световым потоком.

Угол обзора

Угол обзора важный и уже многим известный параметр, как я и говорил выше, эта характеристика также зависит от коэффициента усилия экрана. Но для удобства выбора обращайте внимание на эти характеристики условно раздельно.

Повторюсь, если вы выбираете обычный матовый экран, то с углами обзора у вас проблем не возникнет. Однако, если вы выбираете экран с повышенным коэффициентом усилия или с технологией ALR, о которой поговорим ниже, стоит более внимательно отнестись к углам обзора исходя из ваших потребностей.

Еще при выборе экрана вы можете столкнуться с такой характеристикой как угол половинного усиления. По сути — это более подробный параметр углов обзоров, он отображает, под каким углом по отношению к экрану будет отражаться 50% светового потока от максимально возможного значения.

Типы покрытий

Белые матовый экран

Эта самый распространенный тип покрытия, по сути, это универсальное решение, которое удовлетворит требования большинства. Их широко применяют в домашнем и офисном условиях. В помещениях, где используются такие экраны желательно иметь возможность регулировки яркости освещения. Большие углы обзора являются несомненным плюсом белых экранов, однако они не лишены и минусов. Среди таких минусов следует выделить так называемую диффузность. Это означает, что такой экран хорошо отражает свет не только от проектора, но и от всех других источников света. К примеру, от вспомогательного освещения, или переотраженный свет от потолка или стен. Таким образом, может снизиться контрастность экрана в целом. При использовании белого экрана для получения более качественной картинки придется отключить все дополнительные источники света и заранее продумать дизайн интерьера или же выбрать другой тип экрана.

Серый экран

Серые экраны – это относительно новое решение, они бывают в нескольких тонах с разным коэффициентом усилия, как немного выше 1:0 так и ниже. Серый цвет позволяет обеспечить более высокую контрастность, а также более глубокие темные тона. Еще такие экраны эффективно справляются с переотраженным светом. Однако, как я думаю, вы догадались, что из-за серого цвета при отображении картинки могут незначительно снизится светлые тона.

ALR экраны

Эта технология производства экранов позволяет нивелировать эффект переотраженного света. Подобные экраны поглощают или отражают свет от сторонних источников. Таким образом, достигается повышение контрастности и яркости финальной картинки отображаемой на экране даже в хорошо освещенных помещениях. Работают эти экраны по следующему принципу: свет отражается от экрана под тем же углом, что и падает на него. Условно говоря, свет от окна отражается в окно, свет от проектора отражается в сторону проектора и так далее. В итоге практически полностью нивелируется переотраженный свет.

ALR экраны также имеют еще одну более совершенную и дорогостоящую модификацию, которая отражает свет от проектора, но максимально возможно поглощает свет от сторонних источников. Для обеспечения этого эффекта на экране используются специальные треугольные, своего рода, призмы.

Черный ALR экран состоит из нескольких оптических слоев призм, он обеспечивает очень высокую контрастность, даже в хорошо освещенных помещениях. Эти экраны отлично поглощают свет от сторонних источников, находящихся с любой стороны экрана. Однако, несмотря на высокие характеристики, черный ALR экран обладает одним существенным минусом, а именно – низкими углами обзора равные около 30-35 градусам.

Экраны для UST-проекторов

Это специальные экраны для ультракороткофокусных проекторов, которые при работе размещаются очень близко к экрану (в пределах 20 сантиметров). Принцип работы этого экрана похож на ALR экраны. То есть на экране установлены специальные призмы, которые как бы направлены вниз на проектор и на зрителей. В результате этого свет отлично отражается от проектора, но хорошо поглощается от сторонних источников.

Экран обратной проекции

На экраны этого типа можно подавать световой поток от проектора, как спереди, так и с задней стороны. Преимуществом такого варианта является, то, что никто не преградит путь света от проектора. Однако, такой вариант требует много места с задней стороны от экрана для размещения там проектора на необходимом расстоянии. Обычно такое решение может использоваться для организаций, каких-либо рекламных витрин или чего-то подобного.

Акустически прозрачные экраны

Такой тип экранов применяется при организации домашних кинотеатров, в том случае если за экраном нужно скрытно разместить часть акустической системы. Для того чтобы звук проходил беспрепятственно через экран, в нем имеются специальные отверстия. При выборе такого экрана обратите внимание, что их существует два типа – перфорированные и плетеные экраны. Принято считать, что плетеные экраны более надежные и хорошо пропускают через себя звук, но они продаются только в белом цвете. А вот перфорированные экраны можно приобрести как в белом, так и в сером цвете, а также есть вариации черных ALR экранов.

Окрашенная стена

Конечно, стоит упомянуть, что в качестве экрана можно использовать стену, которую нужно очень тщательно предварительно подготовить. Думаю, это тема отдельной публикации, поскольку здесь есть очень много нюансов, от идеального выравнивания стен, до подбора краски и отделки специально черной рамки для повышения контрастности.

Это может быть вам полезно

3D в домашних условиях

Если вы захотите использовать 3D в домашних условиях, то вам стоит знать, что для этого не понадобится какой-либо специальный экран. Просто стоит помнить, что при использовании 3D очков яркость картинки сильно снизится, поэтому если планируете часто использовать эту функцию, стоит отдать предпочтение белым экранам или проекторам с повышенной яркостью.

Экран для 4K видео

Для воспроизведения видео с разрешением 4K помните, что стоит отдать предпочтение специальным экранам, которые имеют идеально гладкую поверхность. Обычно производитель соответственно маркирует такие экраны.

Также рекомендую прочитать другую мою публикацию на тему:

Вывод

Надеюсь, эта публикация помогла вам немного больше разобраться в вопросе, и вы сможете подобрать что-то для себя. Также читайте другие мои публикации в моем блоге на сайте. Спасибо за внимание.

Источник

Тест светодиодных лент Arlight

Российская компания Arlight производит множество светильников и светодиодных лент, в том числе на собственном заводе в Беларуси. Я отобрал 15 разных лент Arlight и протестировал их.

Ассортимент светодиодных лент у Arlight включает почти тысячу позиций

Ленты с белым светом выпускаются с цветовыми температурами от 2700 до 8000К, есть с изменяемой цветовой температурой, RGB и RGBW, декоративные («бегущий огонь»), с боковым свечением, стабилизированные и ленты на 230 вольт.

Для теста я отобрал осветительные ленты, преимущественно с тёплым светом. Четыре из них имеют высокий индекс цветопередачи CRI(Ra) 95-98, остальные — выше 80. У трёх рабочее напряжение 12 вольт, остальные — 24 вольта. У большинства ширина 8 мм, две с шириной 10 мм, две 15 мм, одна 19 мм, и одна гибкая 6 мм.

Приведу общую таблицу с результатами тестов, а потом расскажу о разных лентах подробней

Прежде всего отмечу, что измеренные индексы цветопередачи всех лент выше 80, а значит их можно использовать для освещения жилых помещений.

Измеренные индексы цветопередачи, в характеристиках которых указан индекс цветопередачи «>85», оказались от 81.8 до 86.3, у лент с указанными индексами «95-98» измеренные индексы от 96.9 до 98.9.

Мощность

Для всех лент производитель указывает две мощности: «typ.» и «max.», а для некоторых и два световых потока «typ.» и «max.». Мощность и световой поток при реальном использовании сильно зависят от длины отрезка ленты, подключённого к источнику питания. Чем длиннее он длиннее, тем меньше мощность и световой поток (это происходит из-за падения напряжения). Я тестировал 50-сантиметровые отрезки с подключением питания по центру. Это идеальные условия при которых лента показывает максимально достижимую мощность и световой поток. При реальном использовании будет давать меньше света (впрочем, может давать и больше, если напряжение источника питания будет выше номинального, но срок её жизни при этом сократится).

Результаты всех измерения мощности оказались выше указанной мощности «typ.», а у четырёх они оказались выше заявленной мощности «max.». Световой поток также близок к заявленному.

Колебания напряжения

У четырёх лент я имел возможность измерить падение напряжение на 5-метровом отрезке. Затем я измерил световой поток полуметрового отрезка на том напряжении, которое оказывается на конце:

Как видно из таблицы, если вся пятиметровая структура подключена к источнику питания с одной стороны, падение светового потока на конце 12-вольтовой ленты превышает 50%. У 24-вольтовых светодиодных источников света падение составляет 12-17%. Этой проблемы нет у стабилизированных лент, но они существенно дороже. Для того, чтобы не терять световой поток желательно использовать небольшие её отрезки (до 1 метра) или подключать питание к каждому метру. Кроме того, для уменьшения падения напряжения нужно использовать достаточно толстые провода.

Подробнее о разных лентах

018210 RZ 2-5000 12V Warm2700 2x (5060, 240 LED, Wave) — за счёт особой формы подложки может изгибаться, благодаря чему её можно прокладывать не только по прямой, но и по дуге.

Лента 018210 RZ 2-5000 12V Warm2700 2x (5060, 240 LED, Wave

У 011704 RT 2-5000 12V Cx1 Warm2700 2x (5060, 360 LED, LUX) на каждый светодиод есть отдельный ограничительный резистор и контактные площадки, расположены через каждые 15 мм. За счёт этого можно разрезать её на любые отрезки, кратные 15 мм. Она самая яркая из узких (шириной 8-10 мм): 1348 лм/метр.

Лента 011704 RT 2-5000 12V Cx1 Warm2700 2x (5060, 360 LED, LUX)

Индекс цветопередачи

Я не буду приводить спектры всех лент с индексами цветопередачи менее 90, они очень похожи. Для примера приведу спектры с цветовой температурой 2700К (012335 RT 2-5000 12V Warm2700 2x (3528, 600 LED, LUX), 3000К (024108 RT 2-5000 24V Warm3000 2x (3528, 600 LED, LUX) и 4000К (020012 RT 2-5000 24V Day4000 (2835, 300 LED, PRO).

Спектры лент с цветовой температурой 2700К

Большой интерес представляют ленты с высокими индексами цветопередачи. В тесте участвовало два типа — со словом «SUN» в названии и без него.

Спектры без «SUN»: 021417 RT 2-5000 24V Warm2700 2x (3528, 600 LED, CRI98) и 021408 RT 2-5000 24V Day4000 (2835, 300 LED, CRI98).

Спектры лент без индекса «SUN»

Ленты с «SUN» имеют более высокий общий индекс цветопередачи Ra и индексы R1-R15: 024969 RT 2-5000 24V SUN Warm3000 (2835, 60 LED/m, LUX) и 024968 RT 2-5000 24V SUN Day4000 (2835, 60 LED/m, LUX).

Ленты с индексом «SUN»

Тестирование подтвердило высокое качество светодиодных лент Arlight: их параметры соответствуют заявленным, а разнообразие моделей позволяет подобрать ленту для любых применений.

Источник

Основные причины падение светового потока и снижения качества света светодиодных ламп

Производители светодиодных ламп обещают очень большую длительность работы своих изделий от 20 тыс. часов и выше, самые современные светодиодные источники света способны работать без существенной потери своих характеристик до 100 тыс. часов.

Но существенной проблемой, с которой сталкиваются потребители, становится преждевременное снижение яркости светодиодных ламп, лент и модулей, а также смещение их цветовой температуры (обычно в сторону синего или желтого цветов).

Существует понятие эффективный срок службы – период падения мощности светового потока от начального на 30%. Хорошим примером деградации кристаллов светодиода служит данное изображение, только один из светодиодов на этом отрезке ленты сохранил первоначальную яркость.

Основные причины снижения светового потока

Конструкция типичной светодиодной лампы небольшой мощности

В большинстве ламп бытового класса размеры радиатора минимальны или его роль выполняет плата, на которой распаяны светодиоды. Более серьезные система охлаждения для светодиодных ламп (массивные радиаторы) используется при мощности от 18Вт. В моделях с мощностью более 40-50Вт, часто кроме радиатора используется еще и активная система охлаждения (куллер).

Также следует отметить, что особенно остро стоит проблема перегрева RGB светодиодов, поскольку красные светодиоды деградируют значительно быстрее, чем синие, что приводит к искажению цвета.

Перегрев светодиодов приводит к:

Деградации кристаллов светодиода. При перегреве возникают дефекты в кристаллических решетках, такие области не излучают свет, но при этом активно генерируют тепло, еще более усугубляя процессы деградации кристалла.

Вторым моментом является электрическая диффузия металлов, из-за которой в кристалл светодиода мигрируют атомы электродов, что приводит к нарушению кристаллической структуры p-n перехода и уменьшению напряжения на участках излучающих свет.

Выгорание люминофора. При перегреве люминофорное покрытие может выгорать, что приводит к падению яркости и изменению оттенка свечения, поскольку в спектре может появляться собственное излучение светодиодного кристалла.

Еще одной, не столь явной, проблемой перегрева светодиодных ламп становится ускоренное старение электролитических конденсаторов, это, в первую очередь, касается светодиодных ламп, где светодиоды и драйвер питания находятся в одном корпусе. Такие процессы могут привести к росту коэффициента пульсаций, что негативно сказывается на комфортном восприятии для глаза.

Помутнение оптической части

Оптическая система светодиода изготавливается из пластмассы или силикона, в некоторых случаях она может помутнеть, что, естественно, приводит к снижению интенсивности светового потока. Причиной становится или воздействие УФ-излучения, или сильный перегрев.

Механические повреждения и напряжения

При производстве и в процессе эксплуатации в светодиодах могут возникать участки внутреннего напряжения, они могут стать причиной обрыва контакта или ухудшения теплопередачи от кристалла на радиатор.

Что можно предпринять

Основным советом становится рекомендация – приобретать только качественные светодиодные лампы, ленты, модули и т.д. поскольку практически все зависит от производителя. Если производитель сэкономил на светодиодных кристаллах, люминофоре, системе охлаждения, драйвере питания и т.д., использовал устаревшее оборудование и технологии – срок службы лампы существенно сокращается. В то время как качественные изделия служат многие годы без таких явлений как деградация кристаллов светодиодов, выгорание люминофора и смещение цветового спектра.

При использовании светодиодных ламп в плафонах закрытого типа, когда отсутствует циркуляция воздуха, забирающего избыточное тепло, период эффективного срока службы может существенно снижаться. Также это касается и помещений с повышенной температурой – кухни, сауны и т.д.

Для светодиодных лент, особенно с мощными светодиодами и с большой плотностью их посадки, необходимо использовать алюминиевые профили или алюминиевые подложки, которые выступают в роли радиатора. Также необходимы качественные источники питания.

Источник

Уличные светодиодные светильники: критерии выбора

Часть 1. Световой поток

Основные единицы светового потока, люмены — ассоциируются с дневным зрением. Все производители источников света в настоящее время приводят данные по световому потоку в «дневных» люменах, учитывающих работу только колбочек — центральное поле зрения. При этом не учитываются другие фоторецепторы зрения. В связи с этим было предложено использовать «эффективные» люмены для оценки источников света при некоторых видах освещения:

«эффективные» люмены = «дневные» люмены * множитель световой «эффективности».

В протоколах испытаний указывается световой поток лм светильника со всеми потерями.
Также не нужно путать 2 разных понятия: световой поток и световую эффективность.

В ходе эксплуатации стандартного светильника с лампой ДНаТ отражающая способность отражателя уменьшается (часто можно наблюдать на городских улицах светильники вообще без отражателя), что снижает световой поток на 10 — 15%.

На соответствие всех норм освещенности, требуется производить замену лампы раз 1 в год. В агрессивной среде и вибрациях замена лампы происходит 3 раз в год или чаще.

Утилизация и хранение ртутьсодержащих ламп, это также серьезная проблема крупных предприятий и корпораций.
Для экономии средств в первую очередь на обслуживании, выполнения программы энергосбережения и повышения энергоэффективности. Также для обеспечение безопасности и защиты.

Данные светодиодных светильников и традиционных практически одинаковые, но здесь необходимо учитывать очень важный момент:
У традиционных источников света происходит падение светового потока в течении уже первого года, это падение может быть в диапазоне 10 — 30 %. Из этого следует, чтобы соблюдать все необходимые нормы освещения к примеру в течении 3 лет, из-начально необходимо иметь светильник (с традиционными лампами), дающим больше света (световой поток лм и освещенность лк) нежели того требуют нормы.

У уличных светодиодных светильников серии УСС Магистраль Ш гарантированно сохраняют свои параметры в течении 5 лет. Это доказано практическим применением светодиодных светильников производства «ФОКУС» на различных объектах.

Сегодня это единственный производитель обладающий наработкой своих серийных изделий с 2008 года. За каждый год вырастает эффективность, применяемых светодиодов и качество электронных компонентов. Также происходят изменения в конструкции светильника и создании светодиодных светильников с различной оптикой (с разными КСС). Это позволяет применять их на различных объектах.

Часть 2. Энергоэффективность

Одним из основных параметров энергоэффективности для осветительных приборов и систем является световая отдача, выраженная отношением излучаемого источником света светового потока к потребляемой им мощности (лм/Вт). Этот параметр может быть применён как к источнику света, так и к светильнику в целом. Совершенно очевидно, что эти два значения будут существенно разниться, так как для светильника этот параметр будет скорректирован потерями, как минимум, по оптическому и электрическому каналам.

На отношение цветовой температуры, измеряемой в Кельвинах и эффективности источника света лм/вт указывает постановление Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Об утверждений требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемых в цепях переменного тока в цепях освещения».

Также эти параметры указаны в новом ГОСТ Р 54350-2011, вступил в силу в 2012 г. Многие стремятся за большой световой эффективностью, которая бывает порой излишней. (Есть понятие световое загрязнение. Световое загрязнение создаётся уличным освещением, светящимися рекламными щитами или прожекторами.

Большая часть излучаемого света направляется или отражается наверх, что создаёт над городами так называемые световые купола. Это вызвано неоптимальной и неэффективной конструкцией многих систем освещения, ведущей к расточительству энергии. Эффект осветления неба усиливается распространёнными в воздухе частицами пыли, так называемыми аэрозолями. Эти частицы дополнительно преломляют, отражают и рассеивают излучаемый свет.)

Согласно постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Установить следующие минимально допустимые значения световой отдачи (энергоэффективности)
а) в отношении осветительных устройств для наружного утилитарного освещения: световая отдача (энергоэффективность) при использовании ламп натриевых высокого давления и металлогалогенных ламп — не менее 50 лм/вт.

световая отдача (энергоэффективность) при использовании светодиодов или светодиодных ламп не менее 65 лм/вт.»
ГОСТ 53540 п7.5 «Значение световой отдачи светильников наружного утили-тарного освещения со светодиодами должно быть не менее 65 лм/вт.

Светодиодные светильники серии УСС 90 магистраль обладают световой эффективностью — при цветовой температуре 4500 — 5000К, 75-95 лм/вт.. (Подтверждено протоколами испытаний)

Светодиодные светильники УСС 90 магистраль с кривой типа «Ш» на светодиодах NICHIA обладают более высокой световой эффективностью.

Для примера покажем отдельно характеристики светодиодов и зависимость их от токов.

Для примера приводится таблица технических параметров серийных светодиодов ведущих производителей.
Это компании: NICHIA (Япония) и CREE (США). Данные взяты с сайта.

Из характеристик видно, что при увеличении подаваемых токов на светодиоды, их эффективность лм/вт уменьшается, при этом световой поток и потребляемая мощность светодиодов увеличивается.

Также необходимо знать, что производители светодиодов, указывают максимальные значения в световом потоке и эффективности.
Очень часто, световой поток лм и эффективность лм/вт светодиодов указаны для лучших образцов. Светодиоды поступающие к производителю светильников, абсолютно все разные по световой отдаче и цветовой температуре. Это разброс у ведущих производителей не более 10%. Соответственно в готовых светодиодных светильниках этот разброс будет также достигать допустимые 10% разброса этих данных.

У некоторых светодиодных изделий это разброс может достигать более 50% — это противоречит применению данных светодиодных светильников в уличном освещении.
Производители должны указывать эффективность светодиодных светильников, а не отдельно светодиодов. Завышение характеристик эффективности приводит к появлению на рынке освещения не качественной и не сертифицированной продукции.

Замеры светодиодов проводились на современном измерительном оборудовании в лаборатории компании «ФОКУС».

Существуют критерии светотехнической эффективности, давайте рассмотрим их.

Критерии светотехнической эффективности

Основным критерием светотехнической эффективности является видимость и пороговый контраст. Визуальное восприятие объекта возможно только при резком различии между объектом и фоном. Этот контраст определяется отношением разности яркости объекта наблюдения и фона к яркости фона.

При освещении улиц, автомобильных туннелей, проезжих дорог основной нормируемой величиной служит яркость дорожного покрытия. Она устанавливается в зависимости от категории улиц (дорог), интенсивности движения, характера окружающей обстановки

Яркость — это величина светового потока, отраженного от единицы поверхности или излучаемого ей в направлении наблюдателя, она измеряется с помощью яркомера.

Уровни яркости для наружного освещения принимают исходя из отражающих свойств поверхности асфальта в сухую погоду, т.е. при нормальных условиях вождения.

Яркость по отношению к наблюдателю, в отличие от освещенности, зависит от направления линии его зрения и отражающих свойств поверхности в этом направлении.
В России главным документом, устанавливающим параметры освещения, являются Строительные нормы и правила СНиП 23-05-95 и дополнение СНиП 23-05-2010.

В расчетах также учитываются следующие качественные характеристики: неравномерность дорожного покрытия и показатель ослепленности.

Также нормируется еще один качественный показатель освещения — коэффициент пульсации освещенности. Нормирование этого показателя потребовалось в связи с повсеместным внедрением газоразрядных источников света, так как у света от ламп накаливания пульсации весьма незначительны и каких-либо неудобств от их существования люди не испытывали.

В России, странах СНГ, Европы и Азии частота переменного тока в электрических сетях равна 50 Гц; в США, Канаде и ряде других стран — 60 Гц. световой поток ламп изменяется («пульсирует») 100 или 120 раз в секунду.

Глаз эти мерцания не замечает, но они воспринимаются организмом и на подсознательном уровне могут вызывать неприятные явления — повышенную утомляемость, головную боль. При освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возникает так называемый «стробоскопический эффект», когда при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при неполном совпадении вращающимися с очень малыми скоростями. Это вызывает у людей ошибочные реакции и является одной из серьезных причин травматизма на производстве.

Коэффициент пульсаций уличного освещения не нормируется. В будущих требованиях этот параметр необходимо учитывать.
В качестве примера возьмем протоколы испытаний светильника ведущего производителя «Фокус» (Россия). Уличный светодиодный светильник серии УСС 90 Магистраль Ш.

Пульсация светового потока очень низкая, не превышающая 0,5%, это очень высокий показатель для светильников наружного применения.
Протокол испытаний прилагается.

У светильника с лампой ДНАТ коэффициент пульсаций более 15 — 40 %. Пульсации светового потока для уличных светильников не регламентируется.

Часть 3. Кривая силы света

В освещении применяют светильники с разными кривыми силы света (КСС). Светильники подразделяют по классам светораспределения в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу и по типу кривой силы света в одной или нескольких характерных меридиональных плоскостях в нижней и/или верхней полусферах.

В наружном освещении применяют светильники с лампами типа ДРЛ с косинусной и полуширокой кривой. Светильники с лампами типа ДНаТ с полуширокой и широкой кривой. Для получения кривых применяется специальный отражатель внутри светильника и различные призматические стекла.
У светодиодного светильника применяется оптические системы для получения различных кривых. Чтобы получить кривую силы света типа «Ш» или «Л» у светодиодных светильников, для наружного освещения, применяют оптические системы или разрабатывают специальную конструкции светильников. От разработчиков требуется учитывать все возможные факторы, влияющие на эффективность изделия. Именно поэтому качество системы, формирующей КСС светильника очень важно.

В светильниках применяют вторичную оптику (линза одевается на светодиоды вручную) и первичную оптику (устанавливается автоматически на плату, светодиод с оптикой).
На рынке существуют уникальные светодиоды с первичной линзой, которые можно увидеть лишь в светильниках, но нельзя купить на открытом рынке.

Светодиоды с первичной оптикой обладают более высокими показателями нежели светодиоды со вторичной оптикой.

Корпорация NICHIA (Япония) и компания «ФОКУС» (Россия) заключили уникальное мировое соглашение на разработку и поставку светодиодов с оптикой.

Светодиод без оптики, светильники имеют КСС типа «Д» косинусная. (Зона направлений максимальной силы света 0-35).

Часть 4. Светотехнические требования

В светотехнической практике основными спектральными характеристиками источников света является цветовая температура ииндекс цветопередачи. Визуальная эффективность будет зависеть от этих параметров.

По цветности излучения все источники света разделены на три группы:
теплые <Тцв 5300 /С)

Установлены допустимые отклонения значений коррелированной цветовой температуры в отношении светодиодных ламп направленного света (ретрофитов), модулей светодиодных источников света и компактных люминесцентных ламп согласно Постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в цепях освещения» и ГОСТ Р 54350-2011 (вступивший в силу с 7 июля 2012 г). Также указана эффективность светильников относительно значений цветовой температуры.

Примечание:

В России дорожное покрытие подразделяют в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен. Согласно классификации, дорожное покрытие бывает: крупнозернистое, мелкозернистое и песчаное. Светотехнические требования по яркости предъявляют только к разметкам и знакам.
В светотехнической практике расчет и измерение яркости ведется исходя из двух типов дорожного покрытия: мелкозернистый и шероховатый (параметры асфальта были измерены в 60-70 гг).

Для повышения характеристик сцепления асфальта в зависимости от технологии могут быть использованы составляющие различной геометрии, что несомненно, сказывается на светотехнических параметрах, таких как спектральная характеристика отражения и индикатора отражения асфальта.

Асфальт имеет много неровностей, поэтому лучи начинают отскакивать в разных направлениях. Цвет отвечает за характер отражений. Абсолютно черный цвет отсутствие отражений, белый — максимальное отражение.

Для большинства типов дорожного покрытия спектральный коэффициент отражения зависит от длины волны. Современное дорожное покрытие не нормируется по светотехническим характеристикам. Над этим вопросом еще необходимо работать.

Световое загрязнение: Распространённые источники белого света с большим удельным весом голубого света в спектре мешают ориентации многих видов насекомых и птиц, ведущих ночной образ жизни. Согласно наблюдениям, каждый уличный светильник ежесуточно является причиной гибели 150 насекомых (ru.wikipedia.org).

Эффективных способов борьбы со светом пока нет — правда, считается, что манипуляции с освещением могут снизить риск жертв: так некоторые предлагают освещать маяки и башни снаружи — такой свет не ослепляет и дает более-менее реалистичные представления о расстоянии, размерах и масштабах птичьего препятствия. «Light pollution» — световое загрязнение.

Эксперименты, целью которых было изучение воздействия искусственного освещения на человека, проводились и раньше — тогда было доказано, что искусственный свет в ночное время сбивает биологические «паттерны», отвечающие за сон, температуру тела и так далее, негативно отражаясь и на психике.

Борцы со световой грязью рекомендуют фокусировать свет и делать его фрагментарным— чтобы световые пятна нескольких больших объектов не расплывались в одно. Они требуют, чтобы фонари и прожекторы освещали какую-то конкретную зону, причем луч никогда не должен быть направлен в небо без необходимости. Главный принцип борцов со световой грязью— Dark Sky (чёрное, или тёмное, небо).

Согласно наблюдениям, каждый уличный светильник, с традиционными источниками света ежесуточно является причиной гибели 150 насекомых. Искусственный свет в ночное время полностью меняет среду обитания всех ночных существ и ведёт к гибели птиц, земноводных, насекомых и млекопитающих— ночных хищников.

Многие животные виды, дезориентированные ночным освещением, не способны вести себя адекватно — добывать пищу и воспроизводиться, что тоже сокращает их численность и — по «пищевой цепочке» — численность тех, кто ими питается, параллельно нарушая ритмы и объёмы опыления. Ведь известно, что малейший перекос в экосистеме ведёт к колебанию всей цепочки: порванное звено крушит целостность. (Насекомые — лягушки — птицы и т.д.)

Раньше перелётные птицы ориентировались по созвездиям, теперь же светлое марево городов сбивает систему птичьей навигации. Стаи резко меняют курс и направляются к светящимся высотным зданиям, башням, маякам и ярко освещённым судам. Дезориентированные, они бьются об оконные стёкла, стены, иллюминаторы, прожекторы и землю.

Орнитологи считают, что ослеплённые птицы перестают воспринимать препятствие на своём пути и на скорости 75 км/час (скворец) или 120 км/час (чирок-свистунок) врезаются в препятствие. Ежегодно только в США гибнет около 4 миллионов мигрирующих птиц при столкновении с освещенными башнями телекоммуникаций.

1998 году появилась «Международная ассоциация за темные небеса» (International Dark-Sky Association, IDA). «Выключайте свет!»

Европе законы, запрещающие избыточное освещение, уже есть. Правда, их начали принимать вовсе не из любви к космосу— просто, кроме всего прочего, надо экономить и рационально использовать электроэнергию. В частности, эти законы не разрешают светить прожекторами в небо и требуют направлять свет только на конкретные объекты. Правительства регулярно издают циркуляры, в которых рекомендуют изменять конструкции фонарей и сократить подсветку зданий ночью.
В России данной теме внимание не уделяется.

В отличие от традиционных светильников, уличные светодиодные светильники не создают светового загрязнения. Абсолютно безопасны для насекомых и птиц.

Уличные светодиодные светильники УСС абсолютно безвредны и безопасны в использовании.

Часть 5. Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Известен случай, когда жильцы одной квартиры, в которой некоторые светильники с лампами накаливания были заменены на светодиодные, оказались перед невозможностью смотреть телевизор. Причина заключалась в электромагнитных помехах, влиявших на работу телеприемников. Установленные блоки питания были разработаны компанией, производящей светильники, и не удовлетворяли требованиям не только к радиопомехам, но и к гармоническим составляющим тока. К сожалению, и сегодня многие поставщики и особенно начинающие разработчики и инсталляторы полупроводниковой светотехники не знакомы с требованиями к ЭМС, а в некоторых случаях просто закрывают глаза на известные проблемы. В России существует перечень стандартов, устанавливающих требования к ЭМС световых приборов.

Светильники УСС Магистраль Ш соответствуют всем этим стандартам.

Основные проблемы при сертификации светильников с импульсными блоками питания (покупными или собственной разработки) вызывают требования стандартов ГОСТ Р 51317.3.2—2006 (так называемые «гармоники») и ГОСТ Р 51318.15— 99 (радиопомехи).

ГОСТ Р 51317.3.2 устанавливает требования к гармоническим составляющим тока (на частотах, кратных 50 Гц), возникающих в электросетях из-за работы электроприборов, в том числе — импульсных источников питания. Для снижения гармоник в схеме источника предусматривают корректор коэффициента мощности. Когда корректора нет, источник потребляет ток импульсами, амплитуда которых порой в 5-10 раз больше ожидаемого среднего тока потребления.

Как правило, это приводит к искажению сигнала переменного напряжения в сети потребителя, дисбалансу трехфазных линий электропитания, просачиванию значительной части энергетического потенциала обратно в сеть. Стандарт устанавливает требования к гармоникам по четырем классам оборудования, при этом самые строгие требования у класса C — световое оборудование. ГОСТ Р 51318.15 — 99 ограничивает интенсивность радиопомех на частотах от 9 кГц до 30 МГц. При этом контролируются не только излучаемые радиопомехи, но и напряжение помех на сетевых (входных) зажимах и (в случае самостоятельного блока питания или управления) на зажимах для подключения нагрузки. Несоблюдение требований этого стандарта часто приводит к эффекту, описанному в начале (не работает другая электронная техника).

ККМ устанавливается на входе импульсного источника и берёт на себя все его искажения, а для сети переменного тока импульсный источник теперь представляет линейную нагрузку. Дополнительно устанавливаются фильтры для устранения помех, которые может создавать сам ККМ.

ККМ может быть пассивным или активным. Самый простой пассивный ККМ состоит из дросселя, который устанавливается на входе источника и не позволяет меняться току импульсно. Недостатком этого решения — габариты дросселя и КПД. Габариты будут большие т. к. частота сети всего 50Гц, а низкий КПД, т.к. часть энергии будет уходить в нагрев этого дросселя. Более сложный пассивный корректор состоит из двух конденсаторов и 3 диодов. Его недостаток — большие пульсации по питанию. Не смотря на это его возможно использовать в маломощных светильниках, там где не нужно напряжение на светодиодах более 60В.

Активный ККМ — это целое устройство, основой которого является интегральная микросхема корректора мощности.

В продукции компании ФОКУС используются активные корректоры, позволяющие получить высокий КПД, порядка 97% и коэффициент мощности не менее 0.95. Компенсацию реактивной мощности в полной мере можно отнести к энергосберегающим технологиям. Повышение cos(fi) позволяет уменьшить потребление из сети активной и реактивной энергии и увеличить за счет разгрузки по мощности срок службы оборудования.

Потери в проводах и шинах пропорциональны квадрату протекающего через них тока.

Примечание: Значительное количество реактивной мощности, в настоящее время генерируется источниками освещения (люминесцентными лампами), нелинейной нагрузкой и системами приточно- вытяжной вентиляции и кондиционирования». Кроме того, качество электрической энергии на предприятиях и в офисных зданиях оставляет желать лучшего. Нередки случаи, отображения на экране анализатора сети практически меандра вместо ожидаемой синусоиды. Все это и повышенная потребляемая из сети реактивная мощности и снижение качества напряжения влечет за собой лишние расходы компании на оплату электроэнергии и ремонт выходящего из строя оборудования из-за плохого качества напряжения.

Большинство потребителей электроэнергии представляют собой электромагнитные механизмы, например электрические машины, трансформаторы, оборудование для дуговой сварки и другие, в которых переменный магнитный поток связан с обмотками.

Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (fi) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а cos(fi) уменьшается при малой нагрузке. Например, если cos(fi) двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40. Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий cos(fi). Поэтому, если не принять специальных мер, то результирующий cos(fi) энергетической системы будет низок и может уменьшиться до 0,50-0,70.

Общее правило: реактивную мощность надо компенсировать в месте ее возникновения. Если источником реактивной мощности является двигатель насоса или компрессора, то целесообразно ставить компенсирующие конденсаторы непосредственно в шкаф управления этими устройствами. Если реактивная мощность образуется на стороне низкого напряжения (НН), то компенсировать ее надо также на стороне НН, не допуская прохождения реактивной мощности через трансформатор. При этом следует отметить, что срок службы значительной доли силовых трансформаторов, эксплуатируемых на российских предприятиях, перешагнул 15летний рубеж. Для продления оставшегося срока службы необходимо разгрузить трансформаторы по току, что уменьшит температуру перегрева обмоток и, следовательно, уменьшит скорость старения изоляции. Известно, что уменьшение температуры перегрева обмоток на 10оС позволяет в среднем удвоить оставшийся срок службы. Учитывая значительную стоимость силовых трансформаторов, при повышении cos (fi) этот аспект, наряду с уменьшением платы за реактивную энергию, позволяет существенно улучшить экономические показатели предприятия.

Уличные светодиодные светильники УСС имеют коэффициент мощности 0,95. Применение уличных светодиодных светильников УСС снижает технические потери в сети на 3,4%.

Огромное влияние на надёжность корректора мощности, а также импульсного источника тока светодиодов оказывают электролитические конденсаторы, которые являются неотъемлемой частью их схемотехники. Ведь им приходится работать в жёстких климатических условиях. Гарантированный срок службы конденсатора, определяется производителем, как время, в течение которого интенсивность отказов не превышает установленную гарантию. Срок службы указывается для наиболее жесткой эксплуатации, то есть при максимальной температуре, максимальном напряжении и максимальном токе пульсации на этой температуре. Использование конденсатора в более мягких условиях увеличивает его реальный срок службы.

Часть 6. Защита

Защита уличного светодиодного светильника УСС Магистраль (ФОКУС).

При токе более 1.3 А предохранитель срабатывает, отключая светодиоды от драйвера. Повторное подключение возможно, только если обесточить светильник, отключив его от сети на время не менее 1 секунды.

Графический метод оценки эффективности

Это параметры светильника:
пространственное распределение силы света (КСС)
световой поток
цветовая температура
индекс цветопередачи.

Область применения:
категория дороги
уровни средней яркости (Ьср)
коэффициенты неравномерности яркости (U1 — неравномерность по полосе
движения, U0 — общая неравномерность

Параметры дороги:
ширина проезжей части (количество полос движения)
шаг установки опор
высота установки светильников
тип дорожного покрытия.

В основе метода лежит светотехнический расчет.
Рассчитываются вышеуказанные светотехнические нормируемые параметры для оцениваемого светильника при различном шаге и высоте мачт.

Проект уличного освещения.

Требования уровня яркости и освещенности для наружного освещения.

Возьмем требования для дороги категории В2.

Шаг 35 м, ширина 7 м, высота 8.5 м.

Светильник УСС-120 магистраль «Ш» (ФОКУС)

Применение светодиодных светильников позволит значительно сократить эксплуатационные расходы. Не требуется замены ламп и пусколерулирующего оборудования.

Потребитель покупает в первую очередь освещенность, которая должна оставаться как можно больше стабильной. Светодиодный светильник УСС-Магистраль соответствуют этим требованиям.

Характеристика светильников

ENEC (Eropean Norm Electrical Certification) — сертификационный знак, присваиваемый изделию после комплексных испытаний, подтвердивших его электротехническую, пожарную безопасность и эксплуатационную надежность.

Степень защиты светильников (Index Protection, IP) характеризуется по двум параметрам: первый — степень защиты светильника от пыли; второй — степень защиты от влаги.

IP по стандарту EN60598
1 цифра Защита от пыли
0** Не защищено
1* Защищено от твёрдых частиц размером более 50 мм
2 Защищено от твёрдых частиц размером более 12 мм
3 Защищено от твёрдых частиц размером более 2,5 мм
4 Защищено от твёрдых частиц размером более 1 мм
5 Защищено от пыли
6 Непроницаемо для пыли
2 цифра Защита от влаги
0** Не защищено
1** Защищено от вертикально падающих капель воды
2** Защищено от падающих под углом до 15° капель воды
3 Защищено от водяной пыли
4 Защищено от водяных брызг
5 Защищено от водяных струй
6 Защита от динамического воздействия потоков воды (морская волна)
7 Защита от попадания воды при погружении на определенную глубину и время
8 Защищено от продолжительного погружения в воду

Примечания:
* Запрещено в освещении. Минимальный уровень IP20.
** Запрещено в уличном освещении. Минимальный уровень IP23.

IP20 — пылевлагопроницаемые светильники (для большинства помещений общественных и жилых зданий, защита только от прикосновения)
IP23 — дождезащищенные, но пылепроницаемые (для помещений с нормальными условиями среды)
IP44 — каплебрызгонепроницаемые, пыленезащищенные светильники (для душевых, ванных комнат, для наружного монтажа под навесом)
IP54 — пылебрызгозащищенные осветительные приборы
IP56 — пылеструезащищенные светильники (например, уличные светильники и прожекторы)
IP65 — пылеструенепроницаемые светильники и прожекторы
IP67 — погружные, водопыленепроницаемые осветительные приборы
IP68 — герметичные светильники и прожекторы для подводного освещения бассейнов, фонтанов, ручные светильники для акванавтов, спасательных служб, для подводных исследований и т.д.

Уличные светодиодные светильники серии УСС обладают IP 67.

Светодиодные светильники серии «УСС» проходили проверку на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам ГОСТ 17516.1-90.
(ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам).Протокол прилагается. Согласно проведенным испытаниям светильники имеют группу механического исполнения «М2» (протокол 199/2011, выдан ФГУП НПП «Циклон-Тест»,
28.06.2011).

Согласно приложению №6, таблица 10 ( ГОСТ 17516.1-90 «Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам») светильники серии «УСС» соответствуют следующим требования сейсмостойкости:

Пожаробезопасность — одна из самых важных характеристик любого электроприбора, особенно это важно для светодиодных светильников, которые зачастую эксплуатируются в тяжелых условиях.

Пожаробезопасность осветительных приборов (ОП) непосредственно связана с их тепловыми параметрами и характеризуется соответствием температуры на всех элементах ОП ее допустимым значениям как при нормальной работе, так и в аварийных режимах. При работе все источники света нагреваются до определенной температуры, зависящей от типа, мощности и условий охлаждения. Температура нагрева может быть достаточно высокой: например, внешняя поверхность галогенных ламп накаливания может нагреваться выше 400 °С, поверхность ламп накаливания общего назначения — выше 200 °С, МГЛ и НЛВД — выше 300 °С. Поэтому ОП являются приборами, создающими опасность возникновения пожара в местах их установки. Кроме источников света, тепло выделяется и аппаратами включения ламп (дросселями, трансформаторами, зажигающими устройствами).

С другой стороны, опасность возникновения пожара зависит и от условий эксплуатации ОП — типа материала, на котором устанавливается ОП, наличия в освещаемом помещении легковоспламеняющихся веществ, запыленности помещений. Для исключения вероятности возникновения пожароопасных ситуаций необходимо знать степень пожароопасности как самих ОП, так и помещений, в которых они работают.

Светодиодные светильники УСС соответствуют требованиям ГОСТ Р 53320-2009; ГОСТ Р МЭК 60598-1-2003 «Светильники часть 1. Общие требования и методы испытания»,
ГОСТ Р МЭК 60598-2-3-99 «Светильники часть 2 раздел 3. Светильники для освещения улиц и дорог».
ГОСТ 16962.2-90 «Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам».

Европейские нормы EN 61140 определяют три класса электрозащиты (от поражения электрическим током) с соответствующим графическим символом:

Светильники серии УСС имеют 1-й класс электрозащиты.

Компания «АКСИОМА ЭЛЕКТРИКА»

Источник