Menyebar LED Kanan: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

LED digunakan secara meluas pada masa ini walaupun dalam kehidupan seharian dan anda boleh mendapatkan banyak maklumat mengenai cara menggunakannya. Terdapat banyak tutorial untuk menyalakan LED dan menyertakannya dalam pemasangan cahaya yang berbeza. Tetapi hanya ada sedikit maklumat mengenai cara mengawal atau membentuk cahaya yang dipancarkan oleh LED.

LED adalah sumber cahaya yang memancarkan cahaya dari titik yang sangat kecil ke setiap arah secara sama rata. Bergantung pada jenis LED dan bagaimana ia dibina, cahaya sering diarahkan dalam kerucut lebar. LED berkuasa tinggi atau LED SMD seperti WS2812b atau APA102 biasanya mempunyai sudut rasuk 120 ° -140 °, LED 5mm boleh mempunyai sudut rasuk hingga 180 °. Ini bermaksud bahawa di seluruh sudut pancaran ini jumlah cahaya yang sama dipancarkan. Tetapi kerana kita mempunyai satu titik asal jika kita menyinari cahaya LED di permukaan rata, kita mendapat titik cahaya yang paling terang di tengahnya dan kehilangan kecerahan semakin jauh dari pusat.

Dalam pemasangan cahaya dan fotografi (bidang yang saya minati), anda berusaha untuk pengedaran cahaya yang lebih homogen. Kunci untuk ini adalah penyebaran cahaya. Oleh itu, dalam Instructable ini saya akan berkongsi dengan anda bagaimana anda dapat menyebarkan LED dengan cara yang betul dan perkara yang harus anda perhatikan.

Langkah 1: Matematik I

Mari kita anggap kita menggunakan LED biasa yang anda dapati pada jalur LED. Ini biasanya 5050 LED, yang bermaksud bahawa mereka adalah 5mm x 5mm persegi dan jika anda mempunyai 60LED / m, anda biasanya mempunyai satu LED setiap 17mm pada jalur. LED ini juga biasanya mempunyai sudut balok 120 °, yang menghasilkan corak seperti yang anda lihat dalam lakaran.

Jalur ini sering digunakan kerana jarak yang sangat jauh dari jalur, setiap balok LED bertindih sehingga mereka bergabung menjadi sebatang cahaya. Walaupun ini berlaku untuk kebanyakan aplikasi, anda masih mempunyai titik panas dan melihat langsung cahaya yang anda lihat setiap LED masing-masing. Untuk pemasangan cahaya atau jika anda ingin menggunakan jalur LED dalam fotografi pendedahan panjang, ini tidak diingini.

Langkah 2: Apa yang Anda Boleh Beli

Terdapat beberapa jenis penyemperitan aluminium yang disediakan untuk menempatkan jalur LED dan sering juga dilengkapi dengan pelbagai jenis penyebar. Pada foto pertama anda dapat melihat yang paling biasa.

Yang pertama hampir tidak cukup untuk menempatkan LED dan yang paling tidak berkesan, jadi mari letakkan yang satu dan lihat yang lain.

Yang kedua mempunyai profil yang lebih dalam dan skrin peresap rata. Kedalamannya sekitar 11mm yang meletakkan penyebar sekitar 10mm di atas LED. Mari kita ingat nilai-nilai ini dan lihat yang berikutnya.

Yang ketiga mempunyai profil aluminium yang serupa dengan yang kedua tetapi menggunakan profil bulat untuk penyebar. Ini meletakkan titik penyebar tertinggi sekitar 17mm dari LED. Profil bulat juga memastikan bahawa cahaya lebih jauh apabila anda menjauh dari tengah bar (ingat kami mempunyai satu titik asal dan cahaya harus bergerak lebih jauh apabila anda semakin jauh dari tengah).

Langkah 3: Matematik II

Mari kita lihat dua penyemperitan aluminium dari langkah terakhir. Kami mempunyai jarak 10mm dan 17mm dari LED dan sudut pancaran 120 °. Ini menghasilkan corak seperti yang anda lihat dalam lakaran.

Seperti yang anda lihat dengan 10mm kon rasuk bertindih hanya sekitar separuh kerucut. Batas kerucut mencapai hampir pertengahan yang berikutnya. Anda mungkin menganggap ini cukup untuk mendapatkan pengedaran yang sama, tetapi mari kita lihat yang lain.

Dengan jarak 17mm anda mendapat tiga kerucut yang bertindih cukup kuat yang menghasilkan pengagihan cahaya yang lebih baik. Kon satu LED hampir sampai di tengah-tengah LED 2 tempat lebih jauh ke bawah jalur. Maka cahaya itu tersebar sepenuhnya di atas cahaya jirannya.

Langkah 4: Menguji Ekstrusi

Mari kita lihat apakah matematik yang kita lihat di bahagian terakhir bertambah dan kita mendapat sebaran cahaya yang baik.

Foto pertama menunjukkan jalur LED dimasukkan ke tengah penyemperitan dengan kedalaman 10mm. Seperti yang anda lihat, anda masih mendapat tempat panas, tetapi ruang antara LED menyala juga cukup terang. Sekiranya anda menggunakannya dalam paparan lama dan memindahkannya melalui pandangan kamera seperti yang ditunjukkan pada foto kedua, anda dapat melihat bahawa terdapat perbezaan antara LED kosong dan kemudian satu di jalur, tetapi bintik-bintik di mana LED dibuat terang garisan.

Foto ketiga menunjukkan jalur LED yang diletakkan di tengah penyemperitan dengan kedalaman 17mm. Cahaya menyebar jauh lebih baik dan anda hampir tidak dapat melihat di mana LED masing-masing lagi. Sekali lagi menggunakan ini dalam paparan panjang seperti yang ditunjukkan pada foto keempat kita melihat perbezaan antara LED telanjang dan penyebar ini. Cahayanya sangat homogen tetapi jika anda melihat dari dekat, anda masih dapat melihat variasi dalam kecerahan cahaya, tetapi jauh lebih baik daripada yang sebelumnya.

Langkah 5: Matematik III

Mari kita kembali ke matematik dan menganalisis apa yang telah kita lihat. Dengan jarak 17mm dari LED, kita sudah mendapat hasil yang baik, tetapi masih boleh diperbaiki.

Mari kita ingat bahawa LED adalah sumber cahaya berbentuk satu titik yang menyebarkan cahayanya secara merata ke setiap arah. Penyebar adalah permukaan yang rata, jadi kita harus melihat sudut dan intensiti cahaya. Semakin jauh dari sumber cahaya, cahaya akan semakin kurang terang. Sekiranya anda melihat foto pertama, anda dapat melihat bahawa pada jarak 30mm sudut pancaran 120 ° menyebarkan cahaya lebih dari 100mm. Tetapi kerana cahaya harus bergerak jauh lebih jauh di sempadan kon ini, cahaya jauh lebih redup di tengahnya.

Apa yang kami cari adalah ketinggian yang sama dengan catuan yang diliputi kawasan. Sekiranya kita menyinari cahaya di permukaan yang rata dan jarak dari cahaya ke permukaan lebih kurang sama, kita mempunyai pengagihan cahaya yang lebih sama. Ini dapat dicapai dengan menjadikan penyebar sebagai sfera dengan sumber cahaya di tengahnya atau kita dapat mencari sudut lain untuk matematik dengan.

Sekiranya anda menghitungnya, anda akan mendapat sudut sekitar 53, 13 ° di mana ketinggian segitiga sama dengan panjang segmen yang bertentangan dengan sudut. Untuk menjadikannya sedikit lebih mudah mari kita mengambil sudut 60 °. Pada lakaran kedua, anda dapat melihat hasilnya jika kita menggunakan sudut 60 °. Titik kerucut 60 ° mempunyai kecerahan yang hampir sama jika anda melihatnya atau menangkapnya dengan kamera. Dengan menerapkannya ke peresap dengan kedalaman 17mm, kita dapat melihat bahawa ini dirancang dengan cukup baik.

Apa yang diberitahu oleh semua ini adalah bahawa jika anda ingin membuat alat penyebar anda, letakkan pada jarak yang sama jauh dengan LED dengan LED yang berada di antara satu sama lain. Dengan cara itu anda akan mendapat hasil yang cukup baik.

Langkah 6: Meningkatkan Hasil - Penyebaran Berganda

Oleh kerana setakat ini saya tidak berpuas hati dengan hasilnya, saya mencari jalan untuk mendapatkan penyebaran cahaya yang lebih baik lagi.

Oleh itu mari kita fikirkan perbezaan antara cahaya yang diarahkan dan cahaya yang tersebar. Perbezaan utama yang penting di sini adalah bahawa dengan cahaya yang diarahkan kita mempunyai garis cahaya yang lurus dari satu titik. Jadi semakin jauh kita pergi dari satu tempat ini semakin sedikit cahaya yang akan kita perolehi. Memproyeksikannya di permukaan rata, kita akan sentiasa mendapat kecerahan. Cahaya yang menyebar bermaksud bahawa kita tidak mempunyai satu sumber cahaya, tetapi satu cahaya yang besar. Dan juga bahawa cahaya menyebar dari setiap titik sumber cahaya besar ini ke setiap arah. Penyebar adalah alat yang mengubah cahaya langsung menjadi cahaya yang tersebar, jadi penyebar pada dasarnya menjadi sumber cahaya baru yang kali ini bukan hanya satu titik.

Sekarang jika kita mengambil sumber cahaya ini, yang masih mempunyai beberapa titik panas dan menyebarkannya untuk kali kedua, kita akan mendapat sebaran yang benar-benar homogen. Lapisan pertama penyebaran mempunyai titik panas, itu benar, tetapi hanya sedikit jarak dari cahaya ini dari semua titik di tempat panas ini bertindih sehingga tidak dapat dilihat lagi. Satu-satunya kelemahan adalah untuk menyebarkan cahaya kita harus menggunakan bahan yang sedikit buram sehingga dapat mengurangkan intensiti cahaya. Dengan penyebaran berganda kita mengurangkan intensiti lebih banyak lagi, tetapi dalam aplikasi yang penting ini tidak penting.

Cara yang sangat mudah dan berkesan untuk membuat penyebaran berganda adalah dengan meletakkan beberapa gumpalan antara jalur LED dan penyebar. Di dalam foto anda dapat melihat hasil dari beberapa gumpalan yang dimasukkan ke dalam penyemperitan aluminium sedalam 10mm dan 17mm. Seperti yang anda lihat 10mm bertambah baik dan yang 17mm hampir sempurna untuk digunakan.

Langkah 7: Penyelesaian Lain: Tingkatkan Jarak ke Diffuser

Penyelesaian lain juga ialah meningkatkan jarak dari LED ke diffuser. Sekiranya anda berfikir kembali beberapa langkah dengan ketinggian jarak antara setiap LED, anda akan mendapat kawasan yang diliputi sama dengan jarak antara LED. Tetapi jika anda meningkatkan jarak kon lampu ini bertindih lebih banyak dan akan mengakibatkan titik panas bertindih sehingga bergabung antara satu sama lain. Dalam alat ini, saya merancang untuk mengecat cahaya jarak antara LED dan penyebar kira-kira dua kali ganda jarak antara setiap LED. Dan seperti yang anda lihat, cahaya yang dihasilkan diedarkan dengan baik. Foto terakhir adalah pendedahan yang panjang di mana saya menggunakan alat ini untuk melukis beberapa garis dengan cahaya.

Langkah 8: Kesimpulannya

Sekiranya anda ingin membina pemasangan cahaya yang cantik dengan LED, berhati-hati untuk menyebarkan cahaya dengan betul. Dalam beberapa kes, satu titik cahaya diinginkan, tetapi selalunya anda mahukan penampilan yang lebih menyenangkan, dan sumber cahaya yang tersebar akan memberi anda ini. Sekiranya anda bekerja di sinematografi atau fotografi, anda semestinya sudah banyak mengetahui tentang cahaya langsung dan cahaya yang tersebar dan di sini anda mendapat sedikit gambaran tentang bagaimana mengubahnya menjadi yang lain.

Sekiranya anda ingin melakukan penyebaran berganda yang lebih profesional, anda boleh menggunakan lembaran akrilik. Terdapat kepingan akrilik dengan transmisi cahaya 79%, ini biasanya digunakan dalam pemasangan bilik mandi sebagai perlindungan privasi. Ini mempunyai kelegapan yang baik untuk digunakan sebagai penyebar jika anda menggandakannya. Untuk penyebaran berganda, jarak penuh antara setiap LED tidak diperlukan. Letakkan lapisan penyebaran pertama sekitar 1/3 jarak antara LED dan lapisan kedua pada jarak 2/3 jarak. Dengan cara ini anda akan mendapat sebaran cahaya yang sekata pada lapisan kedua. Tetapi anda juga boleh menggunakan jarak antara LED dan meletakkan tingkat pertama di tengahnya.

Terdapat banyak lagi cara untuk mencapainya seperti menggunakan penyaluran cahaya akrilik tetapi kaedahnya lebih kompleks dan biasanya lebih mudah menggunakan penyebaran tunggal dengan jarak yang cukup atau penyebaran berganda.