Типы светодиодных прожекторов
На данный момент светодиодные прожектора производятся трех типов: театральные, заливающего света и фасадные. Первый тип можно отнести к специализированным приборам, поэтому рассмотрим два последних типа, устанавливаемых на улице.
Прожекторы заливающего света
Популярность этого типа прожекторов обусловлена широким применением во всех областях наружного освещения. Приборами освещается не только улица, но и ж/д объекты, склады, площади. По конструкции устройство напоминает led светильник, состоящий из корпуса, чаще всего алюминиевого, внутри которого закреплены электронные платы со светодиодами. Тыльная сторона корпуса имеет радиаторы охлаждения. То есть – это обычные алюминиевые ребра, служащие отводом тепла от светодиодов. Лицевая часть прожектора закрыта прозрачным оргстеклом. Оно защищает электронную начинку прожектора от влаги, грязи и внешнего механического воздействия.
Некоторые модели без вторичной оптики имеют широкую кривую линию света. Эти приборы можно применять вместо фасадных прожекторов, но из-за больших габаритов корпуса не всегда возможно закрепить их к зданию.
Прожекторы фасадные
Общая конструкция фасадных приборов идентична: та же алюминиевая теплоотводящая площадка, на которой стоят платы со светодиодами, корпус и защитное стекло. Однако отличие есть, и это освещенность. Прожектора обеспечивают освещение архитектурных сооружений, памятников, фасадов зданий и других подобных конструкций
То есть – это своего рода подсветка, акцентирующая внимание на определенном объекте. Фасадные приборы освещения, в отличие от заливающих аналогов, создают меньшей длины луч света, но с большим углом и равномерным рассеиванием по объекту
Характеристики прожекторов
Исходя из поставленной перед устройством задачи производители осветительной техники изготавливают продукцию с определенными свойствами, имеющими отношение не столько к конструкции прибора, сколько непосредственно к излучаемому им свету, а именно:
мощность — уровень потребления электроэнергии источником света выражаемый в Ваттах (W). Чем выше мощность, тем ярче и дальше добивает лампа. При этом разные типы одинаковой мощности обладают разной энергоэффективностью — соотношением энергопотребления к светоотдаче;
- световой поток — главная характеристика, определяющая эффективность источника света, выражаемая в люменах (Lm). Однако конечная эффективность прожектора, с учетом всех оптических потерь, измеряется в люксах при помощи люксметра;
- угол рассеивания — в зависимости от конструкции и диаметра рефлектора формируется угол расхождения светового конуса от 6 до 160°. Чем меньше угол тем дальше будет светить прибор, но боковая засветка при этом будет минимальной. И наоборот: чем больше угол, тем большую площадь охватит световое пятно с минимальной дальностью;
- световая температура — оттенок освещаемых предметов, измеряемый в Кельвинах (K). Варьируется от красного к белому. От температуры зависит индекс цветопередачи — параметр от которого зависит, насколько естественно будет восприниматься цветовая палитра человеческим глазом. Наилучший индекс цветопередачи лежит в нейтральном диапазоне 3500–4500 K.
Теплый свет слабее, но лучше пробивает туман, снег и дождь. В условиях хорошей видимости холодный оттенок покрывает большее расстояние, хотя цвета и контуры объектов могут сливаться в одно пятно.
В зависимости от предполагаемых условий эксплуатации прожекторы имеют определенные конструктивные особенности:
- источник питания — большинство аппаратов запитывается напрямую от сети 220 В, но некоторые типы ламп требуют для запуска пускорегулирующий аппарат или драйвер. Как правило, эти элементы схемы включены в конструкцию прибора изначально или подключаются извне. Есть и автономные прожекторы, питающиеся от аккумуляторов, бензиновых или дизельных генераторов тока;
Светодиодный драйвер
- степень защиты — характеристика, определяющая факторы и условия внешней среды, при которых оболочка агрегата гарантирует стабильную работу системы. По международной классификации IP измеряется в цифрах относительно степени защиты от твердых частиц и влаги.
Особенности выбора
Большинство покупателей и продавцов ориентируется в первую очередь на мощность прожектора. Этот подход в корне неверен, потому как при одной и той же мощности разные фонари выдают разное количество светового потока в зависимости от характеристик LED-чипа. Например, для освещения подъезда к гаражу с высоты 3 метров достаточно 10 W лампы, при условии, что энергоэффективность светодиода 100 люмен/ватт. Это среднее значение эффективности LED-лампы. То есть, в техническом паспорте изделия на 10 W должно приходиться около 1000 люмен. Если это значение меньше, то светодиод будет сильнее греться и слабее светить относительно других, с меньшей мощностью, но таким же световым потоком.
По закону сохранения энергии, чем больше энергии тратится на свет, тем меньше остается на тепло и наоборот. Лучшие показатели соотношения мощности к световому потоку 130 люмен/ватт, но такие лампы требовательны к качеству драйвера, без которого долго не прослужат.
Сравнение разных типов осветительных приборов.
Корпус уличного прожектора должен быть из металла, потому что пластик не обеспечивает достаточного теплоотвода. К тому же под длительным воздействием прямых солнечных лучей пластик становится хрупким, деформируется, вследствие чего нарушается герметичность конструкции.
Некоторые фонари оснащаются датчиками движения и света, включаясь с наступлением ночи и отключаясь утром или реагируя на приближение движущихся объектов. Это экономит электроэнергию, ресурс аппарата, а также освобождает владельца от необходимости контролировать работу осветительных приборов. Существуют полностью автономные системы с солнечными батареями и накопителем электроэнергии. Днем устройство заряжается, а ночью использует энергию аккумуляторов.
Надежность этих прожекторов зависит от всех комплектующих, в особенности от АКБ, так как через год эксплуатации уровень китайского накопителя дает просадку, а зимой он разряжается в 2–3 раза быстрее. Некоторые автономные системы совмещаются с видеорегистратором, что в комплексе представляет собой охранную систему, включающую свет и запись видео при появлении движения в радиусе действия датчиков.
Прожектор с датчиком движения с питанием от солнечной панели.
Стараясь выбрать яркий светодиодный прожектор, лучше обратить внимание на теплоту свечения, указанную в характеристиках изделия. Если стоит задача осветить придомовые территории, фасады зданий или рабочую зону, то лучше выбирать модели с теплотой свечения до 4000 K
От теплого или естественного света не устает зрение и цветопередача не искажается.
Сравнение цветовой температуры.
Китайские диоды зачастую делают именно холодного свечения, так как они выдают больше люмен на ватт. Для точных работ с мелкими деталями понадобится уровень освещенности не менее 40 люкс. Для освещения больших площадей, промышленных объектов, парковок, охранных зон подойдет яркий холодный свет в диапазоне 5000–6500 K с освещенностью от 20 до 40 люкс.
Классификация и характеристики источников света
В прожекторах для освещения территории применяют лампы следующих видов:
- металлогалогенные;
- ксеноновые;
- ртутные;
- плазменные;
- светодиодные.
Краткая характеристика ламп приведена в таблице:
| Наименование ламп | Преимущества | Недостатки |
| Металлогалогенные | теплый свет низкая цена | короткий срок службы (4000ч) сильный нагрев требуют особых условий утилизации |
| Ксеноновые | хорошая светоотдача экономичность | высокое напряжение пускового тока сложность обслуживания (необходимы защитные костюмы) в лампе поддерживается высокое давление – есть опасность травмирования разлетающимися осколками требуют особых условий утилизации срок службы порядка 5000 ч |
| Ртутные | высокий уровень светоотдачи срок службы до 12000 ч | холодный свет невозможность быстрого перезапуска с 2024 года большинство ртутных ламп будут запрещены и их придется менять |
| Натриевые | высокий уровень светоотдачи срок службы до 28000 ч | почти монохромный оранжево-желтый свет ограничивает область применения сильный нагрев плохо переносят отрицательные температуры |
| Плазменные (на основе паров серы в аргоне) | срок службы достигает 50000 ч экономичные хорошая светоотдача не содержат вредных веществ отсутствие низкочастотных пульсаций не утомляет глаза | сильный нагрев холодный свет |
| Светодиодные | цвет света бывает и холодный и теплый экономичные слабо нагреваются не содержат вредных веществ длительный срок службы (30000-50000 ч) отсутствие низкочастотных пульсаций не утомляет глаза | высокая цена |
Оптическая система прожекторов
Вторичную оптику, которая формирует диаграмму направленности светодиодов в системах прожекторного освещения, можно разделить на линзы, отражатели и их комбинации. Отражатели, изготовленные либо из алюминия, либо из пластика с покрытием, регулируют световой поток от светодиодов посредством зеркального отражения, полузеркального отражения или диффузного отражения.
Для получения широких лучей обычно используется большой отражатель, закрывающий всю светодиодную матрицу. Однако общесистемный рефлектор не подходит для оптических сборок с большой светоизлучающей поверхностью, потому что значительная часть излучаемого света от массива дискретных светодиодов выходит из апертуры рефлектора, не попадая на поверхность рефлектора.
Отражатели для светодиодных прожекторов обычно имеют квадратные или прямоугольные выходные отверстия для соответствия форм-фактору светильника. Выходные отверстия матриц отражателей могут быть круглыми или квадратными в зависимости от требований светораспределения. Отражательные матрицы также могут использоваться для получения узких лучей.
В некоторых случаях дополнительные линзы, такие как выпуклые, коллиматические или микропризматические линзы, встраиваются в индивидуально формованные полости отражателя для повышения эффективности вывода света или максимального визуального комфорта. Общесистемные отражатели для светодиодных прожекторов обычно имеют квадратные или прямоугольные выходные отверстия для соответствия форм-фактору светильника.
Составные линзы, которые объединяют массив линзовых элементов с общей осью, получили преимущество перед оптическими отражателями в мощных светодиодных системах прожекторного освещения или в приложениях, где управление лучом имеет решающее значение. Оптика с полным внутренним отражением основана на характеристиках, уникальных для светодиодов, и способна обеспечить точное управление лучом и равномерное распределение света с оптической эффективностью до 93%. Линза, состоящая из преломляющей линзы и рефлектора, сочетает в себе лучшие оптические характеристики рефлектора и линзы. Преломляющая линза, расположенная внутри отражателя, направляет практически каждый луч света, излучаемый светодиодом, и направляет лучи на отражатель, который направляет их точно контролируемым лучом.
Настройка работы датчика движения
Положение непосредственно датчика движения в большинстве моделей устройств, срабатывающих на перемещение объектов, можно регулировать по вертикали и горизонтали. Это позволяет менять дальность обнаружения движения, а главное, угол разворота сектора обзора относительно неподвижного корпуса датчика. То есть можно менять контролируемый участок территории. Благодаря этому прожектор с встроенным или жестко закрепленным управляющим устройством можно установить таким образом, чтобы его луч освещал нужное место, а сам он включался при перемещении, происходящем под некоторым углом к нему.
Возможность такой регулировки надо выяснить еще при монтаже осветительного прибора и сразу его максимально сориентировать в нужном направлении, исходя из допустимой настройки угла зоны обзора датчика. Последний тоже надо развернуть в предполагаемую сторону возникновения движения.
Регулировка работы датчика
Дальнейшая настройка работы прожектора производится вращением ручек регуляторов на корпусе датчика. Их может быть 2 или 3. Это зависит от модели датчика. Обязательно будут регуляторы DayLight и Time.
DayLight (может быть другое обозначение – Lux) – для установки уровня естественного освещения (на улице или в помещении), начиная с которого датчик будет срабатывать при обнаружении движения. Когда регулятор повернут в крайнее левое (до упора) положение, прожектор будет включаться только ночью или в абсолютно темном помещении. Если установлен в крайнее правое – датчик сработает независимо от освещенности, даже в самый светлый солнечный день. Возможность такой регулировки необходима, например, чтобы не тратить время на настройку, когда прожектор с датчиком движения должен включаться в помещении с плохим естественным освещением.
Time – для регулировки времени, на которое будет включаться освещение, если не произойдет повторной фиксации движения. В зависимости от модели датчика диапазон настройки составляет от 5–30 секунд до 2–15 минут.
Третий регулятор, который есть не на всех управляющих устройствах – Sens. Им настраивают чувствительность датчика движения. От положения этого регулятора зависит на каком расстоянии в границах зоны обзора и у насколько крупного объекта будет зафиксировано перемещение. При установке высокой чувствительности прожектор может включаться даже от качающихся веток. Так что при большом количестве ложных срабатываний чувствительность стоит уменьшить.
Лучшие прожекторы на солнечных батареях
Управляет работой прожектора контроллер. Самый простой его вариант – фотореле (датчик освещенности), задача которого следить за уровнем естественного освещения. По мере затемнения прожектор включается, как только становится светло, соответственно, выключает. Более сложный, но и более эффективный программируемый контролер, который используют в архитектурном, фасадном рекламном прожекторном освещении. Здесь уже функций больше – включение/выключение, регулировка интенсивности освещения и т.д.
Globo Solar AL 3715S
Светильник на солнечных батареях Globo из коллекции Solar AL. В конструкции светильника 3715S используются 4 прозрачных пластиковых плафона и металлическая арматура цвета хром. В модели используются светодиодные лампы с цоколем led в количестве 4 штук. Главная особенность, помимо стильного исполнения, влагозащита стандарта ip44, что позволяет использовать во влажных помещениях. Датчик: угол обнаружения 120°, дальность обнаружения до 6 метров.
Globo Solar AL 3715S
Технические характеристики:
Материал корпуса | Алюминий |
Вес, кг | 0,65 |
Габариты, см | 15.7х18.15.5 |
Вид | Поворотный прожектор |
Способ установки | настенный |
Цветовая температура, К | 3300 (теплый белый) |
Мощность, Вт | 0,5 |
Плюсы:
- поворотный механизм легко настраивается;
- лампы яркие, хорошо освещают;
- защищен от влаги.
Минусы:
нет антивандального корпуса.
Novotech 357345
Ландшафтный сенсорный светодиодный светильник на солнечной батарее с датчиком движения изготовлен из пластика, устойчив к ветровым нагрузкам, влажности и механическим повреждениям. Рассчитан на круглогодичное использование. Класс защиты IP65.
Датчик: угол обнаружения максимально 130°, дальность обнаружения до 8 метров. Время задержки: от 15 сек. до 1 мин., можно регулировать. Срок службы светодиодов — 25000 часов. Время автономной работы после полной зарядки батареи — 60 мин. После первого дня зарядки батареи — 20 мин. Диапазон рабочих температур от -20°С до +40°С.
Novotech 357345
Технические характеристики:
Материал корпуса | Ударопрочный пластик |
Датчик движения | есть |
Габариты, см | 19,5х18,2х5,2 |
Вид | Поворотный |
Способ установки | настенный |
Цветовая температура, К | 5000 (белый) |
Мощность, Вт | 0,5, суммарная – 6 |
Световой поток, лм | 280 |
Плюсы:
- большой радиус захвата и дальность обнаружения;
- поворачиваются оба плафона в разные стороны;
- прочный корпус, хотя и пластик.
Минусы:
после настройки не всегда выдерживается длительность горения лампы
Гирлянда садовая, 10 светодиодных ламп Ашан
Оригинальная композиция, состоящая из 10 небольших лампочек суммарной мощностью 220 Вт в пластиковых плафонах в виде божьих коровок. Продается в сети магазинов Ашан, страна производства Китай. Коллекция не ограничена только этими видами насекомых, также в продаже цветы, бабочки, стрекозы, просто лампочки и т.д.
Гирлянда
Технические характеристики:
Материал корпуса | пластик |
Датчик движения | нет |
Размеры упаковки, см | 19х19 |
Вид | стационарный на проводе |
Способ установки | На кустах, кроне деревьев |
Цветовая температура, К | 2000 |
Мощность, Вт | 220 |
Световой поток, лм | 280 |
Плюсы:
оригинально выделяет кусты, смотрится очень красиво
Минусы:
света минимум – только в качестве ориентира
Свойства затухания точечного источника света и прожектора
Эта функция определяет ослабление света в зависимости от дистанции. Чем дальше расположен объект от источника света, тем темнее он выглядит. Пользователь может задать отсутствие затухания, линейную инверсию или квадратичную инверсию. Функция затухания не активна для фотометрических источников света.
- Отсутствие. Затухание отсутствует. И далекие, и близкие к источнику света объекты освещаются одинаково.
- Линейная инверсия. Затухание в зависимости от дистанции можно сделать инверсивным. Например, на расстоянии 2 единицы от источника освещенность равна 1/2 от освещенности на источнике, на расстоянии 4 единицы — 1/4. По умолчанию, интенсивность при линейной инверсии равна половине максимальной интенсивности.
- Квадратичная инверсия. Затухание в зависимости от дистанции можно сделать квадратично инверсным. Например, на расстоянии 2 единиц от источника освещенность равна 1/4 от освещенности на источнике, на расстоянии 4 единиц — 1/16.
Другим способом контроля точек источника и объекта освещения является использование пределов. Пределы используются в виде секущих плоскостей, определяющих, откуда свет испускается и где прекращается. Задание пределов может способствовать повышению производительности, так как в этом случае уровни освещенности не вычисляются в тех областях, где свет является практически невидимым.
Разновидности датчиков движения
Кроме фотодатчиков, охранные светильники могут быть оснащены автоматикой другого принципа действия. Беспроводные датчики движения необходим для определения присутствия в радиусе действия движущегося объекта. Различают автоматику следующих типов.
- Инфракрасный беспроводной датчик движения: его действие основано на анализе ИК-излучения, не видимого глазу. Источником такого излучения является тело человека или животного. Регулировка датчика движения такого типа позволяет исключить срабатывание системы на движение животных, температура тела которых выше, чем у человека.
- Пироэлектрический: генерируемые электрические сигналы реагируют на присутствие в охраняемой зоне источника тепла (человека). Датчик сравнивает уровень излучаемого и принимаемого сигнала и, в случае превышения установленного значения разницы, подает сигнал на включение света.
- Ультразвуковой уличный беспроводной датчик: основан на приеме отраженного звукового сигнала в недоступном для человеческого уха диапазоне. В случае изменения времени прохождения и направления распространения сигнала датчик включает прожектор.
Используются также и устройства комбинированного действия. Для улицы чаще всего используют инфракрасные фотодатчики.
Основные особенности и характеристики
Поскольку такой прожектор состоит из двух независимых элементов, следует отдельно рассматривать характеристики осветительного прибора и датчика движения. У прожектора это тип лампы и её мощность.
В прожекторе могут быть использованы лампы любых типов:
- Традиционные лампы накаливания;
- Энергосберегающие лампы;
- Галогенные лампы;
- Светодиодные (LED) лампы.
- Обычные лампы накаливания отличаются низкой надёжностью, небольшим сроком службы и слабой светоотдачей. Единственное их достоинство это низкая стоимость. В настоящее время их стараются использовать как можно реже, особенно если прожектор находится в неудобном месте и замена вышедшей из строя ламы связана с определёнными трудностями.
- Энергосберегающие лампы намного надёжнее, хотя и несколько дороже. Кроме того они экономичнее обычных ламп. В тех случаях, когда не требуется большой яркости прожектора лучше всего использовать именно люминесцентные энергосберегающие лампы.
- Галогенные лампы используются для освещения больших территорий, поскольку мощность таких ламп может достигать нескольких киловатт. Эти лампы отличаются высокой светоотдачей и продолжительным сроком службы.
- Самыми экономичными и надёжными можно считать светодиодные лампы с датчиком движения. У них много преимуществ перед другими источниками света. Прежде всего, это срок службы, который может доходить до 50 000 часов и более. Светодиоды отличаются высокой светоотдачей, а по экономичности они превосходят все осветительные приборы других типов. Единственный их недостаток это высокая стоимость, но благодаря большому сроку службы и экономичности, светодиодный прожектор с датчиком движения может считаться самым оптимальным вариантом. Мощность всех осветительных приборов может варьироваться в широком диапазоне в зависимости от того для какой цели будет использоваться прожектор.
Для датчика движения основной характеристикой является его рабочая зона. Она определяется длиной захвата по горизонтали и углом, в пределах которого датчик движения реагирует на объект. Детектор движения, обычно, реагирует на движение при расстоянии 10-15 метров. Если датчик установлен на потолке, то его угол обзора равен 360°, настенные датчики имеют зону захвата в 120-160°.
Кроме этих характеристик учитываются ещё ряд параметров:
- Напряжение питания;
- Время задержки горения;
- Чувствительность;
- Коммутируемая мощность.
Напряжение питания стандартное – 180-240 В. Время задержки и чувствительность устанавливаются регулировками, выведенными на корпус датчика. Поскольку нагрузка коммутируется контактами реле, то она может достигать 1500W. Для включения прожектора большей мощности потребуется двухступенчатая схема, с дополнительным контактором
Если используется прожектор с датчиком движения для улицы, необходимо обратить внимание на диапазон рабочих температур и относительную влажность
Установка и подключение
Сначала выберите то место, куда будете устанавливать галогенный прожектор. Воспользуйтесь монтажной скобой, чтобы нанести разметку и упростить дальнейшие процедуры. Дрелью проделайте отверстия в стене (потолке), после чего прикрутите винтами осветительный прибор.
Подключение изделия ненамного сложнее его крепления. Удалите заднюю крышку, чтобы отыскать контактную коробку. Пропустите контактный кабель через расположенный в коробке канал, а затем соедините их друг с другом, используя небольшой (обычно резиновый) фиксатор. Соберите устройство — подключение завершено.
Остается вкрутить в галогенный прожектор лампочку. Для этого удалите верхнюю крышку (плафон), поместите в патрон лампу и закройте ее обратно. Крепится она при помощи пружинных фиксаторов.
Важно! Ни в коем случае не прикасайтесь к рабочей области лампочки голыми руками. Если вы каким-то образом оставили на ней свои отпечатки, удалите их тряпкой, смоченной в слабом растворе спирта
Нагрев
Интересные результаты получены при измерении температуры СДО01-50:
- корпус светодиода 133°;
- кристаллы светодиода 135° — 140°
- рядом 67°.
- 133° — 67° = 66°
Полученные результаты показывают, что у пятидесятиватника большие проблемы с теплоотводом. Разница между радиатором и чипом 66°, то есть почти в 2 раза. Кристаллы греются еще сильнее, примерно на 5° — 10° больше. Для недорогих современных элементов температура кристалла может быть до 110°, например у Samsung, LG, Hoglitornic. А тут мы видим приличный перегрев кристаллов, что сильно снижает уменьшает период работы. От перегрева не спасает даже большая система охлаждения, производитель COB чипа на 50W сильно сэкономил на отводе тепла.
Термопасты намазано много, прикручено на 4 шурупа. Но с боку видно небольшую щель между пластиной чипа и корпусом светильника. Поверхность на которую ставиться чип достаточно неровная, шероховатая.
