Говорячи про створення світлодіодних світильників, варто розуміти, що протягом багатьох десятиліть освітлювальні прилади випускалися окремо, а джерела світла до них - окремо. Іноді лампа могла йти в комплекті зі світильником, але це не було обов'язковим, швидше за така комплектація робилася для зручності покупців. Випуском світильників займалися компанії, що мали високий рівень компетенції в дизайні, оптиці, металообробці, кераміці і т. П. Областях. Електронна «начинка» світильника зводилася до патрона, кабелю, вимикача і розетки. У випадку з люмінесцентними або іншими газорозрядними лампами додавалася апаратура ПРА, яка приходила до виробника світильника у вигляді готового блоку. Дуже рідко коли в світильнику був диммер, в основному він був зовнішнім пристроєм.
Марина Крушінін, [email protected] ТОВ «АТОМСВЕТ»
Сьогодні в світлотехніці відбуваються революційні перетворення - на зміну традиційним джерелам світла приходять світлодіоди. І, звичайно, поява технічних новинок народжує в нас майже дитячу цікавість: а як все це створюється? Цілком очевидно, що світильники на світлодіодах виготовляються як-то інакше, ніж звичайні освітлювальні прилади, але як саме? Як же відбувається створення світлодіодних світильників? Відповідь на ці та багато інших питань ви знайдете в статті.
Створення світлодіодних світильників
Впровадження світлодіодів все змінило. По-перше, термін служби джерела світла став зіставимо (а в ряді випадків і перевищує) з терміном служби інших елементів освітлювального приладу. Це зумовило те, що світлодіоди, як правило, робляться незмінними (або передбачена можливість заміни блоку зі світлодіодами, але в якості ремонту, а не в якості регулярної процедури по обслуговуванню). По-друге, параметри світильника, той самий строк служби, наприклад, залежать тепер не тільки і не стільки від джерела світла, скільки від інших електронних компонентів. По-третє, світлодіоди дозволяють реалізувати набагато більше функцій, вже хоча б тому світлодіодні світильники мають більш складну конструкцію в порівнянні з їх «колегами» на традиційних джерелах світла.
Ідея та дизайн
Буває, що світильники виготовляються під замовлення. Тоді замовник йде до технічного завдання до виробника, і той для нього виготовляє потрібні світильники. Але виготовлення під замовлення унікальних світильників коштує дуже дорого, його практикують лише для великих проектів, а в Росії він поки практично не використовується.
Створення світлодіодних світильників
Тому виробник для початку розробляє лінійку моделей, які, за його припущенням, будуть затребувані на ринку. Чому, як правило, передує дослідження ринку і потреб потенційного кола клієнтів. Але буває і так, що дизайнери або конструктори винаходять щось, що взагалі відсутня на ринку, і керівництво компанії вірить, що ця новинка неодмінно матиме успіх. Природно, для таких проривів потрібно мати висококваліфікованих, і, найголовніше, креативних фахівців. Але є й інший шлях - встановлювати контакти з «нерозкрученість» дизайнерами, у яких є цікаві ідеї. Вони готові продати їх за цілком помірні суми, а вже ваші інженери доведуть ідею до реального проекту. Нарешті, найдорожчий спосіб, який, тим не менш, гарантує успіх в більшості випадків - звернутися до послуг якого-небудь іменитого дизайнерського ательє.
Звичайно, є виробники світильників, які не заморочуються на дизайні, а просто беруть один з загальновживаних варіантів (як, наприклад, повсюдно поширені однотипні світильники для стель «армстронг») або взагалі купують готові корпусу. Якщо перед виробником стоїть завдання створення світлодіодних світильників по максимально низькій ціні, то такий підхід є виправданим. На жаль, в Росії виробників світлодіодних світильників на використання типових корпусів, часто спочатку розроблених для люмінесцентних ламп, штовхає не тільки жага наживи або нерозуміння законів ринку, а й об'єктивні причини. Умови тендерів і відсутність виразної стратегії підтримки з боку держави змушують виробників випускати максимально дешеві моделі з низькими технічними характеристиками. Сподіваємося, що взятий зараз в державі курс на підтримку вітчизняних виробників дозволить поліпшити ситуацію на ринку світлодіодних світильників.
Створення світлодіодних світильників
З точки зору стратегії мінімізація ціни будь-якими засобами - це шлях «в нікуди». Як показує практика, завжди знайдеться виробник, який зробить дешевше, нехай навіть в короткостроковій перспективі собі в збиток. Світильник в безликому типовому корпусі легко підробити, завдавши шкоди вашій репутації. Ось чому провідні світові виробники світлотехнічного обладнання завжди використовують індивідуальний дизайн своїх світильників. При цьому світильники з оригінальним дизайном, якщо вони правильно розроблені, без проблем можна встановлювати в стандартні підвісні стелі або в інші будівельні конструкції, точно так же, як і продукцію з «типовими» зовнішнім виглядом. З російських виробників світильників індивідуальний дизайн має, наприклад, продукція компанії «АтомСвет». Навіть світильники, призначені для використання в заводських цехах, у «АтомСвета» мають оригінальний дизайн. Втім, деякі дизайнерські рішення в світлодіодних світильниках спрямовані на цілком утилітарні функції - підвищення технічних характеристик. Наприклад, закруглені форми корпусу не дозволяють затримуватися бруду, що важливо для використання в промислових цехах зі складними умовами.
На підставі загальної концепції пишеться технічне завдання на проектування світильника, визначається максимальна вартість комплектуючих і операцій з виробництва, для досягнення запланованих термінів окупності світильника.
Інженери, які проектують світильник, повинні мати світлотехнічне або суміжне зі світлотехнікою освіту. Також бажано залучення в колектив проектувальників, фахівців з теплотехніки та роботі з металами. У тому випадку, якщо світильник призначений для спеціальних застосувань, можуть знадобитися консультації фахівців з хімії та механіки.
світлотехнічний розрахунок
На цьому етапі здійснюються підбір оптичної системи для отримання потрібної кривої сили світла (КСС), а також вибір світлодіодів. Не слід думати, що оптична система - це неодмінно якісь лінзи і відбивачі. Скло, яке закриває світлодіоди - це теж частина оптичної системи, яка робить свій вплив на КСС. Розсіювач - це теж оптична система. І тут дрібниць не може бути.
Оптична система, вбудована в світлодіоди, називається первинною оптикою. Інші елементи оптичної системи, розташовані поза світлодіода, називаються вторинної оптикою. У ряді випадків первинна оптика вже дає необхідну КСС, але, як правило, в світильниках, призначених для приміщень з високими стелями, а також в прожекторах, вторинна оптика є обов'язковою, тому що потрібно забезпечити невеликий (близько 15 ... 30 градусів) кут розподілу світла .
Від вибору оптичної системи багато в чому залежить те, наскільки буде стійкий світильник до агресивного середовища. Наприклад, для світильників, встановлюваних в заводських цехах з високою концентрацією агресивних речовин, можна порекомендувати світильники з оптичною системою на основі полікарбонату Macrolon LED виробництва німецької фірми Bayer. Саме такий полікарбонат використовує в оптичній системі своїх світильників, наприклад, російська компанія «АтомСвет».
Створення світлодіодних світильників
Вибір світлодіодів є важливим моментом в проектуванні світильників. У масовій свідомості споживача склалося уявлення про те, що, якщо в світильнику встановлено світлодіоди Cree, то це автоматично гарантує якість. Звичайно, Cree - одна з провідних компаній, що виробляють світлодіоди. Але, на жаль, якщо подивитися на обсяги світильників нібито зі світлодіодами Cree, пропонованими на ринку, то виявиться, що ця компанія стільки світлодіодів для них просто не випускає. Тобто або використовуються якісь вилучені світлодіоди, нехай і іменитого виробника, або просто під «розкручений бренд» насправді ставлять щось інше. Японська компанія Nichia також є одним з провідних світових виробників світлодіодів. Мало того, саме в її лабораторіях були створені перші світлодіоди білого світіння.
Але одного «гучного» бренду недостатньо. Одні і ті ж виробники випускають світлодіоди з різними наборами параметрів, так званими бінамі. Вибір потрібних бінов з різноманіття пропонованих виробником світлодіодів - справжнє мистецтво, і від того, наскільки конструктори нею володіють, і залежить те, чи буде світильник радувати споживача приємним білим кольором або ж з'являться якісь неприємні оці відтінки. Від обираних бінов також залежить енергоефективність світильника.
Слід зазначити, що на заводи з виробництва світильників все частіше надходять непоодинокі світлодіоди, а готові світлодіодні матриці. У них світлодіоди вже підібрані по бінам для вирішення тих чи інших завдань.
Вибір електроніки для світильника
Найважливіший елемент світлодіодного світильника - блок живлення (драйвер). Як показує практика експлуатації світлодіодних світильників, блок живлення зазвичай виходить з ладу швидше, ніж світлодіоди. І якщо в побутових світильниках ця обставина призводить до необхідності нести пристрій в ремонтну майстерню, то при установці світильника на виробництві доведеться зупиняти конвеєр, демонтувати прилад, замість нього ставити новий. За час простою утворюється значна втрачений прибуток. Ось чому електронні компоненти, що використовуються в блоках харчування та інших вузлах світильника, повинні мати надійність на рівні Industrial.
Створення світлодіодних світильників
Серед фахівців не вщухає суперечка, що краще - розроблений спеціально для даного світильника блок живлення, випущений на тому ж заводі, що і світильник, або ж готовий модуль, вироблений компанією, яка є визнаним лідером у виготовленні драйверів. Насправді, обидва варіанти мають свої переваги. У першому випадку можна більш точно підлаштувати блок живлення під параметри світильника. У другому випадку ми маємо відпрацьовану технологію. Більш важливим є те, щоб виробник світильника не економив на блоці живлення. Спокуса такий є - роздивляючись світильник, ми бачимо тільки те, як працюють світлодіоди, а в роботі блоку живлення може розібратися тільки фахівець, багато покупців на цей вузол просто не звертають увагу.
Крім блоку харчування, в світильник іноді встановлюються і інші електронні вузли: диммери, модулі бездротового зв'язку і т. П. Як правило, ці вузли встановлюються опціонально, відповідно до побажань замовника.
Температурний розрахунок світлодіодного світильника
Провідні виробники світлодіодних світильників приділяють цього етапу проектування велику увагу. Однак не рідкі випадки, коли недобросовісні виробники роблять спрощений теплової розрахунок. Або ж і зовсім - нехтують ним.
На цьому етапі визначається, в якому температурному режимі повинні працювати світлодіоди і інша електроніка, встановлена в корпусі. Виходячи із значення виділеної теплової енергії, визначаються тепловий опір корпусу і вимоги до теплоотводу.
У разі перегріву знижується термін служби світлодіодів та інших електронних компонентів. Тобто, якщо температурний уваги не робився, або був зроблений неправильно, світлодіодний світильник, при більш високій вартості, ніж у світильників з традиційними джерелами світла, не дасть ніяких переваг в енергоспоживанні і терміні служби в порівнянні з ними.
проектування корпусу
Виходячи із задуму дизайнера, параметрів оптичної системи і електронних блоків, а також вимог, отриманих в результаті температурного розрахунку, розробляється конструкція корпусу.
Залежно від вимог вибирається матеріал, з якого буде зроблений світильник (пластмаса, метал) і технологія виготовлення (складання з листів, лиття, екструзія). Найскладніша і дорога процедура на цьому етапі - розробка і виготовлення форми для лиття або екструзії. Потрібно витратити кілька сотень тисяч, а то і мільйонів рублів, а також залучити для виконання замовлення висококласних робітників. Зазвичай виготовленням форм по документації замовника займаються спеціалізовані фірми. Нерідко на цьому етапі доводиться звертатися в закордонні компанії, так як зі своїми фахівцями з виготовлення форм у нас в країні велика проблема.
До виготовлення форми повинна бути налагоджена електроніка і зроблені необхідні техніко-економічні розрахунки. Потім переробляти форму буде дуже дорого.
Після виготовлення корпусу і установки туди начинки ми отримуємо дослідний зразок. Бажано провести випробування його в різних умовах і потім внести необхідні корективи. Причому навіть якщо ви ідеально спроектували і зібрали світильник, деякі моменти можна буде підкоригувати тільки за підсумками випробувань. Наприклад, визначення оптимального для того чи іншого виду рослин спектра світильника для теплиць.
Створення світлодіодних світильників. збірка
У складальний цех елементи світильника надходять у вигляді готових блоків. Збірка їх не представляє великої проблеми, в ряді випадків вдається обійтися навіть без пайки. Природно, складальний цех повинен бути обладнаний за всіма нормами, повинні бути вжиті заходи щодо захисту від статичної електрики.
Зазвичай послідовність наступна. Спочатку світлодіодний модуль прикріплюється до оптики. Потім ця збірка закріплюється на тепловідведення з застосуванням термопасти. Після встановлюється блок живлення і (при необхідності) керуюча електроніка. Корпус закривається і загвинчується, світильник відправляється на вихідний контроль і упаковку.
До кваліфікації співробітників, безпосередньо зайнятих на складанні світильників, великих вимог не висувають. Досить, щоб вони мали середню освіту, хотіли працювати, володіли акуратністю і старанністю. Всього іншого їх можна навчити безпосередньо на виробництві. А ось співробітники відділу технічного контролю - це фахівці з вищою технічною освітою, максимально наближеним до профілю виробництва.
Вадим Дадика, Генеральний директор ТОВ «АтомСвет» (м.Москва)
«Вже зараз зрозуміло, що альтернативи светодиодам немає, а через років 10 мало хто згадає про люмінесцентних лампах, включаючи КЛЛ, не кажучи вже про лампах розжарювання. Попит на якісну світлодіодну продукцію поступово зростає, особливо у промислових підприємств, великих компаній і державних організацій. Вони починають розуміти, що купувати джерела світла і світильники на світлодіодах треба у російських або відомих світових виробників. Проблема поки тільки в відносно високих цінах такої продукції в порівнянні з китайською. Але і російський ринок починає пред'являти все більш жорсткі вимоги і до виробників, і до постачальників комплектуючих, і до кінцевої продукції ».
Світлотехнічний журнал Люмен, спільно з першим і єдиним професійним форумом про світлотехніці forum.expertunion.ru розриває шаблонні уявлення про те, як повинні виглядати, готуватися і подаватися якісні і об'єктивні статті про світлотехніку. Вперше ви зможете прочитати незалежні рейтинги світильників та освітлювальних установок. Погортати адекватні і чесні огляди світильників, кардинально відмінні від того, що пишуть про себе виробники.