Sağa Yayılan LED'ler: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

LED'ler bu günlerde günlük hayatta bile yaygın olarak kullanılmaktadır ve bunların nasıl kullanılacağına dair birçok bilgi edinebilirsiniz. LED'lere güç verme ve bunları farklı ışık kurulumlarına dahil etme konusunda birçok eğitim var. Ancak LED'lerin yaydığı ışığın nasıl kontrol edileceği veya şekillendirileceği konusunda çok az bilgi var.

LED'ler çok küçük bir noktadan ışığı her yöne eşit olarak yayan bir ışık kaynağıdır. LED'in tipine ve nasıl yapıldığına bağlı olarak, ışık genellikle geniş bir koni içinde yönlendirilir. WS2812b veya APA102 gibi yüksek güçlü LED'ler veya SMD LED'ler genellikle 120°-140° ışın açısına sahiptir, 5mm LED'ler 180°'ye kadar ışın açısına sahip olabilir. Bu, bu ışının tüm açısı boyunca aynı miktarda ışık yayıldığı anlamına gelir. Ancak tek bir başlangıç noktamız olduğu için, bir LED'in ışığını düz bir yüzeye parlatırsak, ortada en parlak olan ve merkezden uzaklaştıkça parlaklığını kaybeden bir ışık noktası elde ederiz.

Işık yerleştirmelerinde ve fotoğrafçılıkta (çok ilgilendiğim bir alan) ışığın daha homojen dağılımı için mücadele ediyorsunuz. Bunun anahtarı ışığın yayılmasıdır. Bu yüzden, bu Eğitilebilir Kitapta, LED'leri nasıl doğru şekilde dağıtabileceğinizi ve nelere dikkat etmeniz gerektiğini sizinle paylaşacağım.

Adım 1: Matematik I

Bir LED şeridinde bulabileceğiniz normal LED'leri kullandığımızı varsayalım. Bunlar genellikle 5050 LED'dir, yani bunlar 5 mm'ye 5 mm karedir ve 60 LED/m'niz varsa, şerit üzerinde genellikle her 17 mm'lik bir LED'iniz olur. Bu LED'ler ayrıca genellikle 120°'lik bir ışın açısına sahiptir, bu da çizimde görebileceğiniz gibi bir desenle sonuçlanır.

Bu şeritler sıklıkla kullanılır, çünkü şeritten sadece kısa bir mesafede her bir LED'in ışınları bir ışık çubuğuna birleşecek kadar üst üste gelir. Bu çoğu uygulama için geçerli olsa da, hala sıcak noktalarınız var ve doğrudan ışığa baktığınızda her bir LED'i görüyorsunuz. Işık kurulumları için veya uzun pozlama fotoğrafçılığında LED şeridi kullanmak istiyorsanız bu istenmez.

2. Adım: Ne Satın Alabilirsiniz?

LED şeritleri barındırması amaçlanan ve genellikle farklı türde difüzörlerle birlikte gelen çeşitli alüminyum ekstrüzyon türleri mevcuttur. İlk fotoğrafta en yaygın olanları görebilirsiniz.

Birincisi, LED'leri barındıracak kadar derin ve en az etkili olanıdır, o yüzden onu bir kenara bırakıp diğerlerine bakalım.

İkincisi daha derin bir profile ve düz bir difüzör ekrana sahiptir. Derinlik, difüzörü LED'lerin yaklaşık 10 mm üzerine yerleştiren 11 mm civarındadır. Bu değerleri hatırlayalım ve bir sonrakine bakalım.

Üçüncüsü, ikincisi ile benzer bir alüminyum profile sahiptir ancak difüzör için yuvarlak bir profil kullanır. Bu, difüzörün en yüksek noktasını LED'lerden yaklaşık 17 mm uzağa yerleştirir. Yuvarlak profil ayrıca, çubuğun ortasından uzaklaştıkça ışığın daha da eşit olmasını sağlar (tek bir başlangıç noktamız olduğunu ve ortadan uzaklaştıkça ışığın daha uzağa gitmesi gerektiğini unutmayın).

Adım 3: Matematik II

Son adımdaki iki alüminyum ekstrüzyona bir göz atalım. LED'lerden 10mm ve 17mm mesafeye ve 120° ışın açısına sahibiz. Bu, eskizlerde gördüğünüz gibi bir desenle sonuçlanır.

10 mm'lik olanda görebileceğiniz gibi, kiriş konileri, konilerin sadece yaklaşık yarısı için üst üste biner. Bir koninin sınırları, bir sonrakinin neredeyse ortasına ulaşır. Bunun eşit bir dağılım elde etmek için yeterli olduğunu düşünebilirsiniz, ancak diğerine bir göz atalım.

17 mm'lik bir mesafe ile, oldukça güçlü bir şekilde üst üste binen üç koni elde edersiniz, bu da daha iyi bir ışık dağılımı sağlar. Bir LED'in konisi, şeridin daha aşağısındaki LED 2 yerlerinin neredeyse ortasına ulaşır. Böylece ışığı, komşusunun ışığına tamamen yayılır.

Adım 4: Ekstrüzyonları Test Etme

Bakalım son bölümde incelediğimiz matematiğin toplamı ve iyi bir ışık dağılımı elde edip etmeyeceğini görelim.

İlk fotoğraf, 10 mm derinliğinde ekstrüzyona yarıya yerleştirilmiş bir LED şeridi göstermektedir. Gördüğünüz gibi hala sıcak noktalar var, ancak LED'ler arasındaki boşluk da oldukça parlak yanıyor. Bunu uzun pozlamada kullanırsanız ve ikinci fotoğrafta gösterildiği gibi bir kamera görünümünde hareket ettirirseniz, çıplak LED'ler ile şeritte bir fark olduğunu ancak LED'lerin parlak oluşturduğu noktalar arasında bir fark olduğunu görebilirsiniz. çizgiler.

Üçüncü fotoğraf, 17 mm derinliğe sahip ekstrüzyona yarıya yerleştirilmiş bir LED şeridi göstermektedir. Işık çok daha iyi dağılır ve artık tek tek LED'lerin nerede olduğunu zar zor görebilirsiniz. Bunu dördüncü fotoğrafta gösterildiği gibi yine uzun pozlamada kullanarak çıplak LED'ler ve bu difüzör arasındaki farkı görüyoruz. Işık çok homojen ama yakından bakarsanız ışığın parlaklığında hala bir değişiklik görebilirsiniz, ancak öncekinden çok daha iyi.

Adım 5: Matematik III

Matematiğe geri dönelim ve gördüklerimizi analiz edelim. LED'lerden 17 mm'lik bir mesafe ile zaten iyi bir sonuç alıyoruz, ancak yine de geliştirilebilir.

Bir LED'in ışığını her yöne eşit olarak yayan tek nokta şeklinde bir ışık kaynağı olduğunu hatırlayalım. Difüzör düz bir yüzeydir, bu yüzden ışığın açısına ve yoğunluğuna bakmalıyız. Işık kaynağından ne kadar uzaklaşırsak, ışık o kadar az parlak olacaktır. İlk fotoğrafa bakarsanız, 30 mm mesafede 120°'lik bir ışın açısının ışığı 100 mm'den fazla yaydığını görebilirsiniz. Ancak ışık bu koninin sınırında çok daha uzağa gitmesi gerektiğinden, ışık ortada olduğundan çok daha sönüktür.

Aradığımız şey, kapsanan rasyonla aynı irtifa. Işığı düz bir yüzeye parlatırsak ve ışıktan yüzeye olan mesafe aşağı yukarı eşitse, daha eşit bir ışık dağılımına sahip oluruz. Bu, ya merkezinde ışık kaynağı olan difüzörü bir küre haline getirerek başarılabilir ya da matematiğe başka bir açıyla bakabiliriz.

Bunu hesaplarsanız, bir üçgenin yüksekliğinin, açının karşısındaki doğru parçasının uzunluğuna eşit olduğu yaklaşık 53, 13°'lik bir açı elde edersiniz. Biraz daha kolaylaştırmak için 60°'lik bir açı alalım. İkinci çizimde 60° açı uygularsak sonucu görebilirsiniz. 60°'lik bir koninin noktası, ona bakarsanız veya bir kamerayla yakalarsanız, kabaca aynı parlaklığa sahiptir. Bunu 17 mm derinliğe sahip difüzöre uyguladığımızda oldukça iyi tasarlandığını görebiliriz.

Tüm bunların bize söylediği şey, kendi difüzörünüzü oluşturmak istiyorsanız, onu LED'ler birbirinden uzakta olduğu gibi LED'lerden aynı mesafeye yerleştirin. Bu şekilde zaten oldukça iyi sonuçlar alacaksınız.

Adım 6: Sonuçların İyileştirilmesi - Çift Yayılım

Şimdiye kadar sonuçlardan memnun olmadığım için ışığın daha da iyi yayılmasını sağlamanın bir yolunu arıyordum.

Öyleyse yönlendirilmiş ışık ile dağınık ışık arasındaki farkı düşünelim. Burada önemli olan temel fark, yönlendirilmiş bir ışıkla tek bir noktadan uzaklaşan düz ışık çizgilerine sahip olmamızdır. Yani bu noktadan ne kadar uzaklaşırsak o kadar az ışık alırız. Düz bir yüzeye yansıtırsak, her zaman bir parlaklık düşüşü yaşarız. Dağınık ışık, tek bir ışık kaynağımız değil, büyük bir ışık kaynağımız olduğu anlamına gelir. Ve ayrıca ışığın bu büyük ışık kaynağının her noktasından her yöne yayıldığını. Bir difüzör, doğrudan bir ışığı dağınık bir ışığa dönüştüren bir cihazdır, bu nedenle difüzör esasen yeni bir ışık kaynağı haline gelir ve bu sefer sadece tek bir nokta değildir.

Şimdi hala sıcak noktaları olan bu ışık kaynağını alırsak ve ikinci kez yayarsak, tamamen homojen bir dağılım elde ederiz. İlk difüzyon katmanında sıcak noktalar vardır, bu doğrudur, ancak bunlardan yalnızca biraz uzakta, bu sıcak noktadaki tüm noktalardan gelen ışık o kadar çok örtüşür ki artık görünmez. Tek dezavantajı, bir ışığı dağıtmak için ışığın yoğunluğunu azaltmak için biraz opak olan bir malzeme kullanmamız gerektiğidir. Çift difüzyonla yoğunluğu daha da azaltıyoruz, ancak bunun önemli olduğu uygulamalarda bu o kadar da önemli değil.

Çift difüzyon oluşturmanın çok basit ve etkili bir yolu, LED şerit ve difüzör arasına biraz vatka yerleştirmektir. Fotoğraflarda, 10 mm derinliğe ve 17 mm derinliğe sahip alüminyum ekstrüzyona yerleştirilen bazı dolguların sonucunu görebilirsiniz. Gördüğünüz gibi, 10 mm olan iyileşir ve 17 mm olanla çalışmak neredeyse mükemmel hale gelir.

7. Adım: Başka Bir Çözüm: Difüzöre Uzaklığı Artırın

Başka bir çözüm de LED'den difüzöre olan mesafeyi arttırmaktır. Her bir LED arasındaki mesafenin yüksekliği ile birkaç adım geriye düşünürseniz, LED'ler arasındaki mesafeye eşit bir alanı kaplarsınız. Ancak mesafeyi arttırırsanız, bu ışık konileri daha da üst üste gelir ve sıcak noktaların o kadar çok örtüşmesine neden olur ki, birbiriyle birleşir. Işık boyama için tasarladığım bu araçta, LED'ler ve difüzör arasındaki mesafe, her bir LED arasındaki mesafenin kabaca iki katıdır. Ve gördüğünüz gibi, ortaya çıkan ışık iyi dağılmış. Son fotoğraf, ışığıyla bazı çizgiler çizmek için bu araçları kullandığım uzun bir poz.

Adım 8: Sonuç

LED'lerle güzel görünümlü bir ışık tesisatı yapmak istiyorsanız ışığı doğru şekilde dağıtmaya özen gösterin. Bazı durumlarda tek bir ışık noktası istenir, ancak çoğu zaman daha hoş bir görünüm istersiniz ve dağınık bir ışık kaynağı size bunu sağlayacaktır. Sinematografi veya fotoğrafçılıkta çalışıyorsanız, doğrudan ve dağınık ışık hakkında zaten çok şey biliyor olmalısınız ve burada, birinin diğerine nasıl dönüştürüleceğine dair bir fikir edinirsiniz.

Daha profesyonel bir çift difüzyon yapmak istiyorsanız akrilik levhalar kullanabilirsiniz. %79 ışık geçirgenliğine sahip akrilik levhalar vardır, bunlar genellikle banyo kurulumunda mahremiyet koruması olarak kullanılır. Bunlar, ikiye katlarsanız difüzör olarak kullanılmak üzere iyi bir opaklığa sahiptir. Çift difüzyon için her bir LED arasındaki tam mesafeye gerek yoktur. İlk difüzyon katmanını LED ile ikinci katman arasındaki mesafenin 2/3'ü kadar mesafeye yerleştirin. Bu şekilde ikinci katta çok eşit bir ışık dağılımı elde edeceksiniz. Ancak, LED'ler arasındaki mesafeyi de kullanabilir ve bunun ortasına birinci seviyeyi yerleştirebilirsiniz.

Bunu başarmanın akrilik ışık kanalı kullanmak gibi daha birçok yolu vardır, ancak bunlar daha karmaşıktır ve genellikle yeterli mesafeli tek difüzyon veya çift difüzyon kullanmak daha kolaydır.