פיזור נוריות ימין: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

נוריות LED נמצאות בשימוש נרחב בימים אלה אפילו בחיי היומיום ותוכל לקבל מידע רב על אופן השימוש בהן. ישנן הדרכות רבות בנושא הפעלת נוריות ולכלול אותן בהתקנות אור שונות. אבל יש רק מעט מאוד מידע כיצד לשלוט או לעצב את האור הנפלט על ידי נוריות LED.

נוריות LED הן מקור אור הפולט אור מנקודה קטנה מאוד לכל כיוון באופן שווה. בהתאם לסוג ה- LED וכיצד הוא בנוי האור מכוון לעתים קרובות בחרוט רחב. נוריות הספק גבוהות או נוריות SMD כמו WS2812b או APA102 בדרך כלל בעלות זווית קרן של 120 ° -140 °, נוריות 5 מ מ יכולות להיות בעלות זווית קרן של עד 180 °. המשמעות היא שבכל הזווית של קרן זו נפלטת אותה כמות אור. אך מכיוון שיש לנו נקודת מוצא יחידה אם אנו מאירים את אור הנורית על משטח שטוח אנו מקבלים נקודת אור בהירה יותר באמצע ומאבדת את הבהירות ככל שמתרחקים מהמרכז.

במתקני אור ובצילום (תחום שיש לי עניין רב בו) אתה מתווכח על הפצת אור הומוגנית יותר. המפתח לכך הוא דיפוזיה של האור. אז במדריך זה אשתף אתכם כיצד תוכלו לפזר נוריות LED בצורה הנכונה ולמה עליכם לשים לב.

שלב 1: המתמטיקה אני

בואו נניח שאנו משתמשים בנורות נורמליות שתוכלו למצוא ברצועת LED. בדרך כלל אלה 5050 נוריות LED, כלומר הן מרובע בגודל 5 מ"מ על 5 מ"מ ואם יש לך 60 נוריות למ"ד בדרך כלל יש לך נורית אחת כל 17 מ"מ על הרצועה. נוריות אלה גם בדרך כלל בעלות זווית קרן של 120 °, וכתוצאה מכך דפוס כפי שאתה יכול לראות בסקיצה.

רצועות אלה משמשות לעתים קרובות מכיוון שמרחק קצר מהרצועה הקורות של כל LED חופפות כל כך עד שהן מתמזגות לפס אור. למרות שזה נכון לגבי רוב היישומים, עדיין יש לך נקודות חמות, והסתכלות ישירה על האור אתה רואה כל נורית בודדת. עבור התקנות אור או אם אתה רוצה להשתמש ברצועת LED בצילום חשיפה ארוכה זה לא רצוי.

שלב 2: מה אתה יכול לקנות

ישנם מספר סוגים של שחול אלומיניום המיועדים להכיל רצועות LED ולעתים קרובות מגיעים גם עם מפזרים מסוגים שונים. בתמונה הראשונה ניתן לראות את התמונות הנפוצות ביותר.

הראשון בקושי עמוק מספיק כדי להכיל את הלדים והוא הפחות יעיל, אז אפשר להניח את זה ולהסתכל על האחרים.

לשני פרופיל עמוק יותר ומסך מפזר שטוח. העומק הוא סביב 11 מ"מ מה שמציב את המפזר בסביבות 10 מ"מ מעל הלדים. בואו נזכור את הערכים האלה ונסתכל על הבא.

השלישי בעל פרופיל אלומיניום דומה לשני אך משתמש בפרופיל עגול למפזר. זה מציב את הנקודה הגבוהה ביותר של המפזר במרחק של 17 מ מ מהנורות. הפרופיל העגול גם מוודא שהאור הוא אפילו יותר ככל שאתה מתרחק מאמצע הבר (זכור שיש לנו נקודת מוצא אחת והאור צריך לנסוע רחוק יותר ככל שאתה מתרחק מהאמצע).

שלב 3: המתמטיקה השנייה

בואו נסתכל על שתי שחולות האלומיניום של השלב האחרון. יש לנו מרחק של 10 מ"מ ו -17 מ"מ מהנוריות וזווית קרן של 120 °. התוצאה היא דפוס כמו שאתה רואה בסקיצות.

כפי שאתה יכול לראות עם אחד 10 מ מ חרוטי הקורה חופפים רק לכמחצית מהקונוסים. גבולותיו של חרוט מגיעים כמעט לאמצע האחד הבא. אתה עשוי לחשוב שזה מספיק כדי לקבל חלוקה אחידה, אבל בואו נסתכל על השנייה.

עם מרחק של 17 מ מ אתה מקבל שלושה קונוסים שחופפים די חזק וכתוצאה מכך התפלגות אור טובה יותר. החרוט של נורית LED אחת כמעט מגיע לאמצע ה- LED 2 במקומות הנמצאים בהמשך הרצועה. כך שאורו מופץ במלואו על אור שכנו.

שלב 4: בדיקת ההשקות

נראה אם המתמטיקה שבדקנו בחלק האחרון מסתכמת ואנו מקבלים חלוקת אור טובה.

בתצלום הראשון נראית רצועת LED המוכנסת באמצע לחול בעומק של 10 מ מ. כפי שאתה יכול לראות אתה עדיין מקבל נקודות חמות, אבל גם המרווח בין נוריות LED מואר למדי. אם אתה משתמש בזה בחשיפה ארוכה ומעביר אותו בתצוגה של המצלמה כפי שמוצג בתמונה השנייה אתה יכול לראות שיש הבדל בין נוריות חשופות ואז אחת ברצועה, אך הנקודות בהן נוריות הלדים יוצרות בהירות שורות.

בתמונה השלישית נראה פס LED שהוכנס באמצע לחול בעומק של 17 מ מ. האור מופץ הרבה יותר טוב ואתה בקושי יכול לראות היכן הנורות הנפרדות נמצאות יותר. שוב שימוש זה בחשיפה ארוכה כפי שמוצג בתמונה הרביעית אנו רואים את ההבדל בין נוריות חשופות למפזר זה. האור מאוד הומוגני אבל אם מסתכלים מקרוב עדיין אפשר לראות שונות בהירות האור, אבל הוא הרבה יותר טוב מהקודם.

שלב 5: המתמטיקה השלישית

נחזור למתמטיקה וננתח את מה שראינו. עם מרחק של 17 מ מ מהנוריות אנו כבר מקבלים תוצאה טובה, אך עדיין ניתן לשפר אותה.

נזכור כי LED הוא מקור אור בצורת נקודה אחת המפיץ את אורו באופן שווה לכל כיוון. המפזר הוא משטח שטוח, ולכן עלינו להסתכל על הזווית ועוצמת האור. ככל שמתרחקים ממקור האור האור יהיה פחות בהיר. אם תסתכלו על התמונה הראשונה תוכלו לראות שבמרחק של 30 מ"מ זווית קרן של 120 ° מפיצה את האור על יותר מ -100 מ"מ. אך מכיוון שהאור צריך לנסוע הרבה יותר בגבול החרוט הזה האור הרבה יותר עמום אז באמצע.

מה שאנחנו מחפשים הוא אותו גובה למנה המכוסה באזור. אם אנו מאירים את האור על משטח שטוח והמרחק מהאור אל המשטח שווה פחות או יותר יש לנו חלוקת אור אחידה יותר. ניתן להשיג זאת על ידי הפיכת המפזר לכדור עם מקור האור במרכזו או שנוכל לחפש זווית נוספת למתמטיקה באמצעותו.

אם תחשב את זה תקבל זווית של כ 53, 13 ° שבה גובה המשולש שווה לאורך של הקטע ההפוך לזווית. כדי להקל על זה קצת אפשר לקחת זווית של 60 °. במערכון השני אתה יכול לראות את התוצאה אם ניישם את זווית 60 °. לנקודה של חרוט 60 ° יש אותה בהירות בערך אם מסתכלים עליה או מצלמים אותה במצלמה. אם ניישם את זה על המפזר בעומק 17 מ מ אנו יכולים לראות שזה תוכנן די טוב.

מה שכל זה אומר לנו הוא שאם אתה רוצה ליצור מפזר משלך, הנח אותו באותו מרחק מהנורות כמו הנורות רחוקות אחת מהשנייה. כך תקבלו כבר תוצאות טובות למדי.

שלב 6: שיפור התוצאות - דיפוזיה כפולה

מכיוון שלא הייתי מרוצה מהתוצאות עד כה חיפשתי דרך להשיג התפשטות אור טובה עוד יותר.

אז בואו נחשוב על ההבדל בין אור מכוון לבין אור מפוזר. ההבדל העיקרי החשוב כאן הוא שעם אור מכוון יש לנו קווי אור ישרים שמתרחקים מנקודה אחת. אז ככל שמתרחקים מהנקודה האחת הזו פחות אור יתקבל. אם מוקרנים אותו על משטח שטוח תמיד נקבל נפילת בהירות. אור מפוזר פירושו שאין לנו מקור אור אחד, אלא מקור גדול. וגם שהאור מתפשט מכל נקודה של מקור האור הגדול הזה לכל כיוון. מפזר הוא מכשיר שהופך אור ישיר לאור מפוזר, ולכן המפזר בעצם הופך למקור אור חדש שהפעם אינו רק נקודה אחת.

עכשיו אם ניקח את מקור האור הזה, שעדיין יש בו כמה נקודות חמות ונפזר אותו בפעם השנייה, נקבל התפלגות הומוגנית לחלוטין. לשכבת הדיפוזיה הראשונה יש נקודות חמות, זה נכון, אבל רק במרחק קטן מהן האור מכל הנקודות בנקודה החמה הזו חופף כל כך עד שהוא אינו נראה יותר. החיסרון היחיד הוא שכדי לפזר אור עלינו להשתמש בחומר שהוא מעט אטום ולכן הוא מפחית את עוצמת האור. עם דיפוזיה כפולה אנו מפחיתים את העוצמה עוד יותר, אך ביישומים בהם זה חשוב זה לא כל כך חשוב.

דרך פשוטה ויעילה מאוד ליצור דיפוזיה כפולה היא להניח מעט כריכה בין רצועת הלד למפזר. בתמונות אתה יכול לראות את התוצאה של מעט כריכה שהוכנסה לעומק 10 מ"מ וחולץ אלומיניום בעומק 17 מ"מ. כפי שאתה יכול לראות את 10 מ"מ אחד משתפר ואת 17 מ"מ הופך כמעט מושלם לעבודה.

שלב 7: פתרון נוסף: הגדל את המרחק למפזר

פתרון נוסף הוא גם להגדיל את המרחק מה- LED למפזר. אם תחשוב כמה צעדים אחורה עם גובה המרחק בין כל נורית תקבל שטח מכוסה ששווה למרחק בין הלדים. אבל אם תגדיל את המרחק חרוזי האור האלה חופפים עוד יותר ויגרמו לכך שהנקודות החמות חופפות כל כך עד שההתמזגות אחת לשנייה. בכלי זה שתכננתי לצייר אור המרחק בין נוריות למפזר הוא בערך כפול מהמרחק בין כל לד. וכפי שאתה יכול לראות האור שהתקבל מופץ היטב. התמונה האחרונה היא חשיפה ארוכה שבה השתמשתי בכלים אלה כדי לצייר כמה פסים באור שלה.

שלב 8: סיכום

אם אתה רוצה לבנות התקנת אור נאה למראה עם נוריות לדאוג לפזר את האור בצורה הנכונה. במקרים מסוימים רצוי נקודת אור אחת, אך לרוב אתה רוצה מראה נעים יותר, ומקור אור מפוזר יביא לך זאת. אם אתה עובד בצילום או בצילום אתה כבר צריך לדעת הרבה על אור ישיר מול מפוזר וכאן אתה מקבל תובנה כיצד להפוך אחד לשני.

אם אתה רוצה לעשות דיפוזיה כפולה מקצועית יותר אתה יכול להשתמש ביריעות אקריליק. ישנם יריעות אקריליק עם העברת אור של 79%, אלה משמשים בדרך כלל בהתקנת חדר אמבטיה כהגנה על פרטיות. לאלה יש אטימות טובה לשמש כמפזר אם תכפיל אותו. עבור דיפוזיה כפולה המרחק המלא בין כל LED אינו נחוץ. מניחים את שכבת הדיפוזיה הראשונה בסביבות 1/3 מהמרחק בין ה- LED לשכבה השנייה ב- 2/3 מהמרחק. כך תקבלו חלוקת אור אחידה מאוד על השכבה השנייה. אבל אתה יכול פשוט להשתמש במרחק בין נוריות LED ולמקם רמה ראשונה באמצע זה.

יש עוד הרבה דרכים להשיג זאת כמו שימוש בתקשור אור אקרילי אבל אלה מורכבים יותר ובדרך כלל קל יותר להשתמש בדיפוזיה בודדת עם מספיק מרחק או דיפוזיה כפולה.