В процессе эксплуатации светодиодных лент часто возникает необходимость регулировки их яркости – этот процесс называется диммированием. В этой статье мы рассмотрим теоретические основы процесса регулировки яркости светодиодов и проанализируем классификацию современных устройств для реализации процесса диммирования.

Понятие цветовой температуры и индекса цветопередачи светодиода

Можно ли отрегулировать яркость светодиода, меняя ток, проходящий через светодиод? Нет, изменение тока приведет к изменению цветовой температуры светодиода. Например, белый свет при понижении тока приобретает зеленоватый оттенок. Рассмотрим основные понятия, связанные с цветовой температурой светодиодов. Цветовая температура – это визуальный эффект, который воспринимается человеческим глазом при работе светодиода. Этот параметр показывает, каким мы видим свет – тепло-желтоватым, нейтрально белым или голубовато-холодным. Чтобы обеспечить ту или иную цветовую температуру свечения светодиода, используются различные типы люминофора. От способа его нанесения, его химического состава и толщины слоя зависит цветовая температура и яркость светодиода.

Цветовая температура измеряется в Кельвинах (°K) и указывается в справочных таблицах. Чем ниже этот параметр, тем ближе свет к «теплому». Светодиоды подразделяются на несколько групп по цветовой температуре: лампы теплого свечения 2700–3500°K, нейтрального – 3500–5300°K; холодного – 5300–6800°K. Теплый свет используется для освещения жилых помещений, мест отдыха. Нейтральный – для офисов и производственных помещений. Холодные светодиоды применяются преимущественно в качестве аварийного освещения и на особо ответственных рабочих местах.

Стоит упомянуть еще один важный параметр, связанный с цветовой температурой, - индекс или коэффициент цветопередачи (color rendering index), характеризующий степень соответствия цвета тела видимому цвету при освещении определенным источником света. Под светом двух светодиодов с одинаковой цветовой температурой предметы в помещении могут иметь различный вид. Индекс светопередачи может варьироваться в пределах 0-100 Ra. Чем выше этот коэффициент, тем более правильно человек воспринимает цвета предметов в свете лампы. По сути, индекс цветопередачи – это показатель качества света.

Методы регулировки яркости светодиода

Для регулировки яркости светодиодной ленты используются два метода – широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и аналоговое управление.

• Аналоговое диммирование – это поддержание тока светодиода на постоянном уровне.
• ШИМ-диммирование – управление включением и выключением тока, проходящего через светодиод. Проще говоря, светодиод загорается и гаснет с периодичностью, незаметной для глаза человека. Спектр излучения остается неизменным, поэтому цветовая температура также сохраняется.

Рассмотрим суть метода ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для регулировки яркости светодиодной ленты. Ток подается на светодиод импульсами частотой от нескольких сотен до нескольких тысяч герц. Временные промежутки между импульсами равны десятым или сотым долям секунды. Для человека эти импульсы практически незаметны, поскольку глаз не способен воспринимать такие мерцания. Свет кажется равномерным и непрерывным. Чтобы светодиодная лента горела ярче, световой поток регулируется в определенном временном периоде. Для ШИМ-регулировки используются специальные устройства, корректирующие частоту импульсов. Изменяется не сам временный интервал импульсов, а длительность положительного импульса. Примечательно, что различные интервалы мерцания светодиода воспринимаются глазом как изменение яркости свечения.

Устройства для управления яркостью светодиодной ленты

Регулярное появление новых моделей светодиодов и светодиодных лент неразрывно связано с расширением ассортимента всевозможных интегральных схем для управления параметрами яркости освещения. Для реализации методов управления яркостью светодиодной ленты используются различные устройства, которые можно разделить на несколько категорий: механические, электронные, сенсорные, бесконтактные, дистанционные.

Перечень основных устройств, применяемых для управления яркостью светодиодной ленты:

• Стабилизаторы напряжения и линейные регуляторы (имеют низкий КПД, считаются устаревшими и применяются ограниченно).
• Диммеры – компактные импульсные преобразователи.
• Драйверы – импульсные источники питания.
• RGB-усилители – устройства, повышающие мощность RGB-светодиодов.
• RGB-контроллеры – устройства для управления многоцветными лентами.
• DMX-контроллеры – сложные профессиональные устройства, разработанные специально для проведения эффектных световых шоу. Современные модели управляются с компьютера с помощью специального ПО или имеют вид пультов с многочисленными кнопками и ручками.

Управление устройствами регулировки яркости светодиодных лент

Все устройства, регулирующие яркость светодиодных лет, управляются одним из следующих способов:

• Стационарное управление с помощью кнопок, расположенных на корпусе регулятора.
• Дистанционное управление с помощью инфракрасного пульта или радиочастотного передатчика.
• Ethernet, Wi-Fi или Bluetooth модули, позволяющие вести управление с компьютера или смартфона удаленно.
• Комбинированное управление, обеспечивающее возможность ручной и дистанционной регулировки.

Первоначально при появлении импульсных регуляторов их главным недостатком было мерцание света. Поэтому громоздкие и недостаточно эффективные аналоговые устройства находили широчайшее применение и не собирались сдавать свои позиции. Но с появлением более современных приборов с хорошими фильтрами, исключающими видимое мигание света, импульсный метод завоевывает рынок все более активно.