LED-heldere vlekken voorkomen: hoe diffusiemethoden het licht gelijkmatig verspreiden

Een kale LED-strip leest vrijwel nooit als een strakke lichtlijn. Als je er recht naar kijkt, zie je een rij afzonderlijke punten, een lichtpuntje waar elke diode zich bevindt met dimmerdalen ertussen. Ontwerpers noemen dit dotting of hotspotting, en het is de meest voorkomende reden waarom een ​​afgewerkt armatuur er goedkoop uitziet, zelfs als de LED's zelf goed zijn. Het frustrerende is dat het inwisselen van een "betere" dekking vaak bijna niets oplevert. Dat komt omdat LED-heldere vlekken in de eerste plaats een geometrie- en optisch probleem zijn, en in de tweede plaats een materieel probleem. Als u de verkeerde bestelling plaatst, geeft u geld uit aan de verkeerde laag.

​

In deze gids worden de vier hendels besproken die feitelijk de naald bewegen, namelijk dichtheid, afstand, materiaal en oppervlak, in de volgorde waarin een ingenieur ze zou moeten bereiken. We extruderen diffusorprofielen voor de kost, dus de nadruk ligt hier op wat elke variabele doet, wat het u kost, en waar de regel uit het leerboek stilletjes faalt.

Waar de stippen eigenlijk vandaan komen

Elke LED is een discrete puntbron. Het werpt licht in een kegel van ongeveer 120 graden, en tussen de ene diode en de volgende zit een opening zonder enige zender. Dicht bij de strook overlappen deze kegeltjes elkaar nog niet, zodat je oog een reeks heldere pieken waarneemt, gescheiden door donkerdere gaten: zichtbare led-hotspots. Verplaats het kijkoppervlak ver genoeg weg en de kegeltjes versmelten tot een continue wassing. Aan de cover is niets veranderd; alleen de afstand heeft.

Dat ene feit verklaart waarom drie variabelen, en niet één, de punten bepalen: de afstand tussen de diodes (pitch), de afstand van de diodes tot het oppervlak dat uiteindelijk het licht laat zien, en hoe agressief de afdekking daartussen verstrooit wat er doorheen gaat. Een diffuser is slechts de derde van die drie. Het behandelen als het hele antwoord is de fout die zoveel lichtpuntjes- in cirkels doet rondgaan.

Wat 'even' eigenlijk betekent als specificatie

'Even' voelt subjectief aan, maar lichtingenieurs leggen het vast met een helderheidsuniformiteitsverhouding: de luminantie van het helderste punt ten opzichte van het donkerste punt, vaak gericht op ongeveer 8:1 of strakker voor een oppervlak dat als glad leest. Hoe lager die verhouding, hoe uniformer het resultaat. Als je het vasthoudt, moet je twee eigenschappen in evenwicht brengen die tegen elkaar aan trekken:lichtdoorlatendheid, dat is hoeveel van de lumenoutput de hoes overleeft, ennevel, en dat is hoe grondig de hoes dat licht verstrooit. Hoge transmissie houdt het armatuur helder; hoge waas verbergt de diodes. Je kunt niet beide maximaliseren, dus het echte doel is een venster en geen piek.

Dit is het onderdeel dat de meeste specificatiebladen weglaten. Verspreiding is nooit gratis. Door het licht naar achteren in de behuizing te strooien en een deel ervan te absorberen, komt een diffuse module doorgaans neer op bijna 85% van zijn output zonder- afdekking, een cijfer dat terugkeert in gepubliceerde diffusormetingen van armatuur-, en een agressieve opalen afdekking kost veel meer dan dat. Het voorkomen van led-heldere plekken is dus altijd een afweging tegen helderheid. Hoeveel uniformiteit je eigenlijk nodig hebt, is echter geen vast getal: een koof die een muur van twee meter hoog bestrijkt, kan leven met een zichtbare structuur die een lineair armatuur op bureau-hoogte gezien op armlengte nooit zou kunnen, en accentverlichting verdraagt ​​wat primaire taakverlichting niet kan. Het vaststellen van de exacte verhouding die uw armatuur moet bereiken, en dus hoeveel helderheid u zich kunt veroorloven om het te kopen, is het oordeel dat elke beslissing hieronder bepaalt, en het is het eerste dat de moeite waard is om vast te spijkeren voordat u een hoes aanraakt.

Hendel 1: LED-dichtheid en pitch

Hoe dichterbij de diodes, hoe kleiner de opening die elke diffusor moet verbergen. Dit is de reden waarom de dichtheid het eerste is dat moet worden gecontroleerd. Stroken met een lage-dichtheid in het bereik van 30-60 LED's-per-meter laten brede, donkere valleien achter en zijn werkelijk moeilijk glad te strijken; strips met hoge-dichtheid bij 120 of meer LED's per meter bundelen de bronnen zo dichtbij dat de kegels elkaar vrijwel onmiddellijk overlappen, en led-hotspots zorgen grotendeels voor zichzelf voordat er enige dekking in het spel komt.

Een onafhankelijke kopersrecensie, The Hook Up's wijdverspreide LED-kanaalvergelijking (thesmarthomehookup.com), testte kanalen in alle gangbare dichtheid- en maakte de kosten van het negeren hiervan duidelijk. Bij 30 LED's/m vertoonde zelfs een diep kanaal gecombineerd met een gebogen "vlekkeloze" afdekking nog steeds zichtbare heldere plekken, en betaalde voor de poging met een daling van de helderheid van ongeveer 56%. Bij 60 LED's/m, hetzelfde diepte-plus-vlekkeloze-dekkingscombinatie bereikte een echt gelijkmatige lijn over elk kleur- en helderheidsniveau, en bij 144 LED's/m waren de hotspots verdwenen zonder dat ze ook maar enigszins hard werkten. Het bestrijden van een dunne strip puur bij de diffuser is de duurste manier om uniformiteit te kopen: je verbrandt helderheid op papier over geometrie die je bij de bron had kunnen fixeren door in plaats daarvan de dichtheid te kopen.

COB-strips vormen het grensgeval van dit idee: honderden kleine chips onder een doorlopende fosforcoating, met feitelijk geen pitch om te verbergen. Het is de enige configuratie waarbij je zware diffusie vaak helemaal kunt overslaan en toch een naadloze lijn kunt krijgen, hoewel een hoes nog steeds zijn plaats verdient voor bescherming en verblindingsbeheersing.

Hendel 2: geometrie, afstand en kanaaldiepte

Als de dichtheid wordt bepaald door een strip die je al hebt gekocht, is de afstand de op een na-goedkoopste hefboom, en deze wordt bijna altijd onderbenut. De werkregel voor achtergrondverlichting is een led-afstandsverhouding van ten minste 1:1: de opening tussen diodes en dekking moet minstens gelijk zijn aan de steek. Als de steek 10 mm is, geef het licht dan minimaal 10 mm de tijd om de kegels ruimte te geven om samen te smelten; laat de toonhoogte die afstand overschrijden en individuele diodes beginnen door te slaan, ongeacht welke dekking je past. Voor een diepere verborgenheid in panelen met achtergrondverlichting levert een lamp-tot-diffusorafstand van ruwweg 1,5 tot 2,5 keer de afstand een comfortabele marge op, tegen de prijs van een klein lumenverlies naarmate het licht zich verspreidt.

 

Bij een lineair armatuur wordt die afstand bepaald door de kanaaldiepte, en dat is precies de reden waarom een ​​diep aluminium kanaal punten verbergt die een ondiep kanaal niet kan verbergen. En dit is de variabele die stilletjes het gebruikelijke instinct omkeert: wanneer een monster led-lichtpuntjes vertoont, grijpen de meeste mensen naar een duurdere, wazigere hoes. Vaak is de goedkopere oplossing om diepte toe te voegen, zodat het licht zich vermengt voordat het ooit de diffuser bereikt, aangezien een diep kanaal met een basisafdekking vaak een ondiep kanaal met een premium kanaal verslaat, voor minder geld. Hoeveel diepte is het onderdeel dat specifiek is voor uw constructie: het valt buiten uw toonhoogte en uw beoogde uniformiteitsratio, en ruilt vervolgens tegen de fysieke ruimte en proporties die het armatuur kan dragen, wat het punt is waarop kanaal en dekking samen moeten worden gespecificeerd in plaats van apart te worden gekocht. Het kiezen van de een zonder de ander is de manier waarop projecten uiteindelijk -te veel betalendiffusorprofielen afgestemd voor lineaire LED-armaturendie nooit zouden winnen van slechte diepte.

​

Hendel 3: materiaal en het optische venster

Pas nadat de dichtheid en de afstand zijn geregeld, begint het materiaal van de bekleding er toe te doen, en hier lopen de twee werkpaardkunststoffen echt uiteen.

Acryl laat iets meer licht door en houdt op zichzelf zonlicht tegen. Daarom leunen optica-led-armaturen voor binnen erop. Polycarbonaat geeft een paar doorlaatbaarheidspunten op, maar absorbeert schokken en hitte die acryl zouden doen barsten, waardoor het de standaard is voor buiten-, openbare of hoge-temperatuurbehuizingen-, op voorwaarde dat het beschermd is tegen UV, omdat onbehandelde PC vergeelt en bros wordt in de zon.

Dan is er nog de waasbeslissing, waarbij de controle over de heldere- spot daadwerkelijk wordt gewonnen of verloren. Als vuistregel geldt dat een duidelijke dekking slechts 5 à 10% van de productie kost, maar bijna niets verbergt; een matte omslag kost ongeveer 15-25% en verzacht de stippen; een echte opalen (melkachtige) afdekking kost 30-40% of meer en zorgt er uiteindelijk voor dat diodes verdwijnen. De heersende relatie is eenvoudig en meedogenloos: hoe meer diffuus deeltje je in het materiaal laadt, hoe hoger de waas en hoe beter de verhulling, en hoe lager de doorlaatbaarheid. Doorlaatbaarheid en dekkracht bevinden zich aan tegenovergestelde uiteinden van dezelfde wijzerplaat. Een snelle regel voor welke stap je moet kiezen: blijf alleen vrij als de strip aan het directe zicht verborgen is, ga mat als je er vanuit de andere kant van de kamer naar kijkt, en pak opaal als iemand er recht in kan kijken; het exacte cijfer binnen die band wordt bepaald door uw cijfers. Het kwantificeren van waar u terechtkomt is geen giswerk; er wordt naar gemeteneen standaard testmethode voor waas en lichtdoorlatendheid van transparante kunststoffen, ASTM D1003, zodat een diffuser kan worden gespecificeerd op basis van een getal in plaats van een mening. De praktische fout die je moet vermijden: het najagen van maximale transmissie voor helderheid, het te laag landen op waas en het ontdekken van de led-hotspots gingen nooit weg. Vergrendel het raam, maximaliseer niet één rand ervan.

Hendel 4: oppervlakte- versus volumediffusie, en wat extrusie controleert

Twee afdekkingen kunnen hetzelfde waasgetal lezen en zich compleet anders gedragen, omdat er twee manieren zijn om licht te verspreiden en ze falen in tegengestelde richtingen.

Oppervlaktediffusie, een matte of getextureerde huid, verspreidt zich alleen aan de buitenkant. Het houdt de transmissie hoog en ziet er schoon uit, maar een dunne verstrooiende laag kan een sterke puntbron vaak niet begraven, dus stippen overleven bij dichtbij kijken. Volumediffusie, verstrooiende deeltjes verspreid over de hele dikte, buigt het licht naar duizenden interne grensvlakken, waardoor een veel hogere waas en een veel betere camouflage ontstaat, tegen hogere transmissiekosten. Het meeste serieuze werk om led-chips te verbergen gebruikt volumediffusie als basis en stemt de oppervlaktetextuur er bovenop af.

Dit is de laag die een plaatkoper nooit ziet en die een extruder rechtstreeks controleert, en het is waar het voorkomen van led-lichtpuntjes een productiebeslissing wordt in plaats van een winkelbeslissing. Bij extrusie stellen we de diffunderende additieve belasting in op de landtransmissie op een doel, gewoonlijk rond de 80%, 70% of 60%, in plaats van te accepteren wat een buiten-de-plankplaat ook mag zijn. We kunnen een micro-gestructureerde of zaagtandgeometrie rechtstreeks in het profieloppervlak rollen, wat een dubbele functie heeft: het verstrooit licht en verbergt de fijne sleeplijnen die extrusie achterlaat. Het is de moeite waard om eerlijk te zijn over dat laatste punt: sleeplijnen op een geëxtrudeerde hoes kunnen worden geminimaliseerd maar nooit volledig geëlimineerd, en elke leverancier die een perfect onberispelijk oppervlak belooft, doet te veel. De oplossing is design, geen magie: een opzettelijk gestructureerd gezicht maakt van een onvermijdelijk artefact een onderdeel van de optische strategie.

​

Er zijn hier ook twee procesvallen, en beide zijn gemakkelijk te onderschatten. Polycarbonaat is hongerig naar vocht-: we drogen het gedurende drie tot vier uur op ongeveer 120 graden en houden het restvocht onder ongeveer 0,02% voordat het ooit de schroef bereikt, omdat een pc die nat wordt, zichtbaar wordt als zilveren strepen en micro-bubbels, en op een diffuser zijn dat geen cosmetische smet, maar een echte optische non-uniformiteit, een nieuwe bron van oneffenheden bovenop degene die je probeerde te repareren. We trekken lengtes over een inspectietafel met achtergrondverlichting die precies van de lijn komt om een batch met strepen op te vangen voordat deze wordt verzonden in plaats van nadat deze is geïnstalleerd. En voor elke buitenafdekking kan UV-bescherming het beste worden toegevoegd als een geco-geëxtrudeerde deklaag in plaats van door het geheel te worden gemengd, waardoor de bescherming precies daar wordt geplaatst waar de zon schijnt en de kosten laag blijven. Dit zijn de variabelen die eendiffusor van geëxtrudeerd polycarbonaat ontworpen voor industriële verlichtinggedragen zich voorspelbaar gedurende een volledige productierun in plaats van dat ze van batch naar batch gaan.

In elkaar zetten: zet de puntjes in de juiste volgorde

De reden waarom problemen met lichtpuntjes zo koppig lijken, is dat mensen in de verkeerde volgorde naar de hendels reiken, waarbij ze meestal eerst de duurste dekking pakken. Keer het om. Werk goedkoop-en-geometrisch vóór duur-en-optisch, en stop zodra het uniformiteitsdoel is bereikt.

Lees de foutgevallen tegen dat bevel en ze rijmen allemaal. Upgraden naar een duurdere, wazigere afdekking terwijl een ondiep kanaal onaangeroerd blijft: verkeerde hendel, geld verspild aan stap 4 om een ​​stap 1-probleem op te lossen. Doorlating naar het plafond duwen voor helderheid en ontdekken dat de diodes nog steeds zichtbaar zijn: een stap 4-venster op de verkeerde rand. Een kale pc specificeren voor een buitenbord en zien hoe het binnen een seizoen geel wordt: een stap 3-materiaaloproep gedaan zonder UV-bescherming. Geen van deze is exotisch; ze zijn allemaal het resultaat van rechtstreeks naar de cover springen.

Specificatie van een op maat gemaakte geëxtrudeerde diffuser

Als u eenmaal weet welke hefbomen uw project werkelijk nodig heeft, wordt het diffusorprofiel zelf een stel draaiknoppen in plaats van een keuze uit de catalogus: de dwars-sectiediepte die de reisafstand van uw licht bepaalt-, de additieve belasting die uw transmissie en waas bepaalt, de oppervlaktetextuur die sleeplijnen beheert en verstrooiing toevoegt, en het materiaal, of het nu PMMA, PC of een co-geëxtrudeerde constructie met een UV-kap is, dat past bij de omgeving. Deze op elkaar afstemmen, tot een afgemeten getal, is het geheel baan.

Het is ook waar de werkelijke kosten leven, dus het is de moeite waard om eerlijk te zijn over wat deze beweegt. Bij een op maat gemaakte geëxtrudeerde diffusor wordt de prijs vooral bepaald door vier dingen: het polymeer (optische PC- en PMMA-kwaliteiten, vooral impact- of UV--gemodificeerde, zitten boven gewone hars), hoeveel diffunderend additief het waasdoel nodig heeft, of het oppervlak een getextureerd of zaagtandgereedschap nodig heeft in plaats van een vlak oppervlak, en de oplage, aangezien de eenmalige -opstelling van de matrijs- over de hele bestelling wordt afgeschreven. Een eenvoudig mat binnenprofiel en een buitenprofiel met hoge-nevel, UV--afdekking vallen niet in dezelfde categorie. Dat is precies de reden waarom een ​​vaste catalogusprijs meer zou misleiden dan helpt, en waarom het eerlijke getal een citaat is ten opzichte van uw tekening.

Dat afstemmen is het deel dat we-in eigen huis doen. Dachang extrudeert sinds 1998 profielen onder een ISO 9001-kwaliteitssysteem, met onze eigen gereedschapswerkplaats, meer dan veertig extrusielijnen, profielen van enkele millimeters tot 500 mm in doorsnede, eerste-lijn optische harsen van leveranciers als SABIC, Covestro en Mitsubishi, en UL94-gecertificeerde vlamkwaliteiten waar de behuizing daarom vraagt. We stellen de transmissie en waas in op uw monster en uw LED-dichtheid in plaats van u een vast laken en hopen. Als je tegen led-lichtpuntjes op een bestaand armatuur vecht, is de snelste weg het delen van de strippitch, de kanaaldiepte waarmee je moet werken en het uiterlijk dat je zoekt, en laten we de dekking specificeren op basis van die beperkingen. Begin met onzeaangepaste LED-licht-diffusorprofielenof deLED-diffusorreeks van polycarbonaat, speciaal gebouwd om hotspots te onderdrukken.

Veelgestelde vragen

Over de auteur: deze gids weerspiegelt het -werk op het gebied van extrusie en optische-afstemming van het verlichtingsingenieursteam van Dachang Plastic, dat sinds 1998 op maat gemaakte licht-diffusorprofielen voor de verlichtingsindustrie produceert.