POWER LED осветително тяло за домашна стая – идеята зад проекта

POWER LED е сравнително нова технология за производство на светодиоди с висок интензитет на излъчваната светлина. В момента на пазара са разпространени светодиоди с мощности от 1 до 3W, както и матрични излъчватели съдържащи различен брой единични диоди, обединени в един корпус и излъчващи през една обща леща. Матричните светодиодни излъчватели достигат до мощности от порядъка на 100W и излъчване до над 20 000 lm (лумен – мерна единица за осветеност). Те са много подходящи за улично осветление, тъй като имат много малки размери и изключителен интензитет. От друга страна единичните светодиоди и тези до 10W са подходящи за домашно осветление. На пазара (в някои магазини, а също и в Интернет) могат да се намерят разнообразни решения за фоново, акцентно и мащабно осветяване с различни мощности, цветове, ъгли на излъчване и разбира се с доста разнообразни цени.

За никого не е тайна, че хората по цял свят бавно започват да се насочват към все по-ефективни технологии и екологични производства. POWER LED е една от тези технологии. Всички компании за производство на такива светодиоди (не съм убеден за всички китайски и подобни на тях) работят по RoHS стандартите за екологично производство. Самите светлинни източници от този тип са за момента най-ефективният източник на светлина познат на човека. В лабораторни условия са достигнати стойности от около 150 лумена на 1 ват консумирана мощност, което е значително по-добро дори от енергоспестяващите и луминесцентните лампи. За справка една крушка с нажежаема жичка излъчваща с 660 лумена и с мощност 60 вата от енергиен клас Е (българско производство) осветява приблизително толкова, колкото 3 светодиода от определен вид с обща мощност 7,5 вата. Светодиодното осветление е в състояние да спести до близо 90% от разходите за електроенергия в сравнение с крушките с жичка. Това се дължи на факта, че светодиодите загряват многократно по-малко и не излъчват в инфрачервения спектър, както обикновените крушки. Всъщност една 60-ватова крушка с жичка излъчва около 5-10 вата светлина и всичко останало се отделя под формата на инфрачервени лъчи (тоест топлина). Друг недостатък на крушките е техният кратък живот (средно 1000 часа работа). При светодиодите той е от 50 000 до 100 000 часа според качеството на производство и използваната технология. Халогенните лампи са малко по-ефективни от обикновените крушки и имат малко по-дълъг живот, но остават назад от луминесцентните  (до 5-6 хиляди часа) и светодиодите. Луминесцентните тръби в днешно време вече дават светлина с нормална цветна температура (еквивалентна на дневна светлина), а също има и избор на този параметър според вкуса на клиента. В миналото беше цяло чудо да се намери такава лампа с дневна светлина. Въпреки голямата си ефективност и сравнително дълъг живот, тези лампи имат няколко сериозни недостатъка. Тяхната светлина трепти и не е препоръчителна за работа около движещи се машини (това става само при специални условия включващи многофазно захранване на осветителната система). Пусковият ток, предизвикан от големия дросел и стартера на лампата внася големи пикове в електрическата мрежа, които са неблагоприятни за много електроуреди като телевизори, аудио апаратура, компютри и други. Освен това този импулс е и реална консумация на енергия, равняваща се на около 3 минути работа на лампата. Допълнително луминесцентната тръба също загрява и отделя топлина. Освен това излъчва и в UV спектъра след известен период на работа, когато луминофорът започне да се износва. Това е вредно за очите, а най-лошото е че е невидимо за нас и трудно можем да определим кога една лампа е за смяна. Един не малък проблем с луминесцентните и повечето енергоспестяващи лампи е това, че те не трябва да се ползват за помещения, където ще бъдат често пускани и спирани, защото се повреждат бързо.

На пръв поглед светодиодите са малки, ефективни, с дълъг живот и светят добре, но въпреки това и те имат своите недостатъци. Най-големият за момента е тяхна все още висока цена. Разбира се до няколко години тя ще намалее значително при увеличаването на тяхната употреба. Компании като BMW и Mercedess вече използват POWER LED за интериорно осветление, както и сигнални светлини, включително фарове. Това заедно с многобройните светодиодни осветителни тела за домове, пътища, сгради показва, че това е бъдещата технология на осветяване за всякакви цели. Разбира се не трябва да пропускам и вторият недостатък на светодиодите, а именно сложността при тяхното управление и захранване. За разлика от крушките, които не изискват нищо освен захранващо напрежение от мрежата, луминесцентните лампи със своя стартер и дросел, светодиодите изискват специален драйвер, който да им осигури стабилен ток с точна стойност. Имайки предвид малкия размер на един диод, трябва да се изработват и миниатюрни драйвери. Това обаче струва своята цена. Регулирането на интензитета най-често се прави чрез ШИМ сигнал, който трябва да се генерира от съответната схема, която също струва пари. Всички тези неща правят един качествен продукт скъп за средностатистическия потребител. Като пример ще дам LED крушка на Philips с излъчване 180lm (обявяват, че може да замести крушка с жичка с мощност до 40W), работеща на 220V, разполагаща със стандартен Е27 цокъл и позволяваща контрол с почти всеки димер (регулатор) за стандартните круши струва скромните 120 лева на брой. Ако приемем, че наистина тази крушка може да замести 40W обикновена, то за осветяването на един хол ще трябва да се бръкнем грубо казано 500 лева. Малко са хората, които ще си го позволят. Още повече, че подобна сума трудно ще си възвърнат от ефективността на осветителя и съответно по-ниската сметка за ток.

Поради изредените по-горе причини реших да се заема със създаването на собствено осветително тяло, което да бъде с висока надеждност и ефективност, значително по-ниска цена и изработено с качествени компоненти. За целта съм избрал едни от най-добрите на пазара в момента светодиоди, които по някаква случайност пак са дело на Philips. С техните светодиоди по тяхната крушка 🙂 За да няма компромиси съм избрал и високо ефективен драйвер на Zetex (от скоро с името Diodes, което ми се струва малко неудачно, но изборът си е техен) с КПД до 95% (това изключва загряването до високи температури и прахосването на енергия). Разработената схема разполага с опция за контрол посредством ШИМ генератор, който също разработвам в момента. Първите тестове вещаят успех в начинанието, а крайният резултат се очаква да бъде осветител, излъчващ с 870lm, достатъчен за стая с размери 3,5 х 3,5 м, който да струва около 80 лева с включено отделно захранване. Това е цена с 33% по-ниска от тази на фабричния осветител, но за такъв с близо 5 пъти по-силно излъчване. Естествено няма как да се постигне в домашни условия същия прекрасен вид на изделието и подобна пригодност към настоящите ел. мрежи, но пък разликата в цената говори сама за себе си. Очаквам в близките две седмици да имам завършено осветително тяло, а до месец и напълно функциониращ ШИМ димер със сензорно управление и една допълнителна функция, мое изобретение, касаеща гасенето на лампата когато човек си ляга да спи.

Миниатюрният светодиод (приблизително 3 х 4,5 мм) Philps можете да разгледате ето ТУК. Както можете да прочетете в ТАЗИ СТАТИЯ, компанията обявява не само възможностите на своята иновативна технология, но и случайно или не споменава същият тип светодиоди, които и аз използвам в своя проект (току що прочетох документа и до момента не знаех за това съвпадение).

Повече за проекта ще пиша, когато имам нещо завършено. В момента мога само да демонстрирам с две снимки “великолепието” на един единствен POWER LED в моята стая. На дясната снимка се вижда вече сваленото тяло с три халогена по 50 вата всеки, на което така грижливо бях монтирал светодиоди за фоново осветление, които са показани в един от проектите в сайта ми. Естествено нямаше как да продължа да ползвам същата лампа, след като си сложих окачен таван, така че това беше тласък към началото на реализация на POWER LED проекта на практика.