Oświetlenie pokoju Cree XR-E

Domowe, energooszczędne instalacje LED, HID, halogenowe etc. Światło w stacjonarnych aplikacjach codziennego użytku.
kuss115
Posty: 32
Rejestracja: sobota 08 mar 2008, 22:40

Oświetlenie pokoju Cree XR-E

Post autor: kuss115 »

Witam
Chciałem przedstawić oświetlenie pokoju wykonane na diodach Cree XR-E.
Służy mi ono z powodzeniem już ok. 1,5 roku, średni czas świecenia szacuję na ok. 10h dziennie, więc ogólny czas świecenia wynosi ponad 5kh. Do tego czasu nie zdarzyła się żadna poważna awaria*** (patrz na sam dół wypowiedzi :) ).
Opiszę pokrótce parametry oświetlenia.

Zasilanie:
Zasilacz 230V AC -> 30V 0,83A DC
Oświetlenie pobiera po stronie wtórnej ok. 0,7A dla LEDów i klikadziesiąt mA dla reszty.
Po stronie pierwotnej pobór mocy wynosi (jeśli dobrze pamiętam) niecałe 25W.
W trybie uśpienia nie mierzyłem poboru prądu, szacunkowo wynosi ~1W.
Zdjęcie zasilacza:
Obrazek

'Panel sterowania'
(na zdjęciu nie jest widoczny przełącznik główny, odcinający całkowicie pobór prądu do układu oświetlenia)
Nie wygląda może idealnie, ale spełnia swoje zadanie :). Był wielokrotnie modyfikowany/ulepszany, a jego obecna forma widoczna jest na zdjęciu poniżej:
Obrazek


Umożliwia on:
-Płynną regulację jasności od 0, do max
-Włączenie / wyłączenie (uśpienie) światła za pomocą pilota podczerwieni 36kHz (dowolnego od TV).
Można ustawić dolny próg jasności i pilotem przełączać się między max. jasnością i wybranym progiem jasności.
-Miganie LEDów w rytm muzyki :D z możliwością regulacji:
-dolnego progu jasności
-czułości
-sybkości 'opadania wierzchołków analizatora', tzn. czasu opóźnienia po którym światło ściemni się, gdy wystąpi głośniejszy dźwięk. (może trochę zagmatwałem, ale wystarczy spojrzeć na wierzchołki analizatora np. w Winampie).
-możliwość podłączenia zasilania zewnętrznego na wypadek zaniku prądu w gniazdku i przełączania się między napięciem z sieci, a dodatkowym.
-przełączanie się między trybem regulacji jasności a 1 z 3 predefiniowanych jasności: 10W, 16W, 22W.
-po przestawieniu czasu na 90s i naciśnięciu przycisku Zzz, światło świeci przez ok. 30sek z max jasnością i poźniej płynnie się wyłącza. Kiedyś używany, gdy kładło się do łóżka :P. Obecnie stosuję wygodniejszy tryb- pilot podczerwieni.

Podłączanie zewn. zasilania:
Jako, że LEDy wymagają stosunkowo wysokiego zasilania (30V), aby podłączyć zasilanie zewn. konieczna jest przetwornica step-up.

Poniżej zdjęcie wykonanej przede mnie przetwornicy DC-DC. In: 10,5V-16V, Out: >30V const. I=0,5A lub 0,25A.
Do przetwornicy można więc podłączyć np. aku żelowy 12V, 4 li-ion.
Zdjęcie przetwornicy:
Obrazek

Poniżej zdjęcie dodatkowego zasilania, które można podłączyć z powodzeniem do laptopa :P (przynajmniej do Acer'a 5620Z, z wewn. aku 10,8V):
Obrazek

O stanie pracy informują 3 LEDy:
Niebieska- układ włączony do sieci
Zielona- włączono regulację jasności za pomocą pilota
Czerwona- podłączono zewn. źródło zasilania.


Kwestie montażowe
Przybliżony plan rozmieszczenia widoczny jest na zdjęciu poniżej.
Powierzchnia pokoju to ok 11m^2.
Jako, że 95% czasu przebywam w 'górnej' części pokoju, nie dodałem 3-ciej deski z LEDami, jednak rozważam wymianę zasilacza na 42V i dodanie 3 LEDów na 'dół' pokoju, dla bardziej równomiernego oświetlenia i większej jasności.
Radiatorami są 3 płaskowniki aluminiowe o wymiarach 30x4x0,3cm. Max temp. radiatorów to ok 45*C.

Obrazek

Jasność
Do projektu użyłem 2x XR-E R2 cool ok. 5,5-6kK, 2x XR-E Q5 cool ok 6,5kK, 5x XR-E warm P4. Ogólna temp. barwowa ~5000K.
Przy prądzie 0,7A, strumień min. wynosi: ( 2 x 114 x 1,7 + 2 x 107 x 1,7 + 5 x 81 x 1,7 ) x 0,9 (straty na ciepło) ~ 1300lm, max strumień ~1400lm. Dodam tylko, że w najjaśniejszym punkcie, na podłodze (ok. 2,5m od sufitu), na białą matową powierzchnię czas naświetlania przy ISO200 i F2,8 wynosi 1/30 sek.

Podsumowanie i problemy
*** Przydarzyła się 1 drobna awaria polegająca na tym że światło nie świeciło ciągłym światłem, tylko było widoczne lekkie miganie (przyciemnianie) w losowych odstępach czasu, a czasem się to nasilało. Przyczyną był zły styk na 1 lub więcej płytkach Star-PCB. Nie wiem dokładnie w którym on był miejscu, ale problem rozwiązałem przez przylutowanie kabli bezpośrednio do LEDów.

Z początku problemem mogą być ciepło-zimno białe cienie zamiast 1 odcieniu, jednak jest to kwestia przyzwyczajenia. Gdy kupowałem LEDy, nie widziałem dostępnych o neutralnej barwie.

Jeszcze 1 drobną niedogodnością jest fakt, że zarówno LEDy, jak i (pechowo) zasilacz mają ujemny wsp. temeraturowy, więc zaraz po włączeniu ich prąd wynosci ok 0,5A, po niedługim czasie uzyskują 0,7A. Plusem tego jest zachowanie dużej sprawności układu, minusem brak stabilizacji prądu. Różnica w jasności nie jest jednak bardzo duża. W planowanej wersji o zasilaniu 42V można będzie ten problem wyelminować stosując stabilizator prądowy LDO.

Zdjęcia, jak owe oświetlenie się prezentuje, wrzucę za klika-klikanaście dni, jak tylko doprowadzę pokój do porządku :D
Wrzucę również próbkę możliwości migania LEDów w rytm muzyki.

Dodam tylko, że pod oparcie krzesła obrotowego dalem sobie mały pilot podczrerwieni, przez co nie muszę z niego wstawać, żeby gasić i oświecać ponownie światło :D

Sorki za ten przydługi post... mam nadzieję, że jego przeczytanie nie zjadło dużo czasu :P
DNF
Posty: 4606
Rejestracja: piątek 23 lis 2007, 19:07
Lokalizacja: Bydgoszcz

Post autor: DNF »

Witaj.
Zapowiada sie swietnie! Czekamy teraz na foto story.
Najbardziej rozbawilo mnie zdanie:
kuss115 pisze:Dodam tylko, że pod oparcie krzesła obrotowego dalem sobie mały pilot podczrerwieni, przez co nie muszę z niego wstawać, żeby gasić i oświecać ponownie światło :D
Powiedz jeszcze, jak wyglada sprawa oddania barw.
Nie zauwazyles jakis "dziwnych" efektow?
Wyblakle kolory lub np trupi odcien skory?
Pozdrawiam
DNF
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

Dobra robota.
Ale chyba lepiej by było jednak zainstalować jakieś ograniczniki prądu, np. na LM317 lub podobnych.
Wywnioskowałem, że masz wszystkie diody połączone szeregowo. W tym przypadku jakiekolwiek zwarcie lub uszkodzenie jednej diody może spowodować uszkodzenie pozostałych.

Pozdrawiam
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
kuss115
Posty: 32
Rejestracja: sobota 08 mar 2008, 22:40

Post autor: kuss115 »

Dzięki za odpowiedzi.
DNF pisze:Nie zauwazyles jakis "dziwnych" efektow?
Wyblakle kolory lub np trupi odcien skory?
Po za tymi 2-kolorowymi cieniami, które widać dobrze właściwie tylko na jasnych powierzchniach, nie zauważyłem jakiś efektów złego oddania barw. Może to kwestia przyzwyczajenia do LEDów :P
Zamieszczam poniżej porównanie tablicy barw oraz obraz z puzzli w oświetleniu żarowym i LEDowym:

Zdjęcie wykonane w oświetleniu LEDowym, przy balansie bieli słonecznym:
Obrazek

Oświetlenie żarowe, balans bieli: żarówki:
Obrazek

Oświetlenie żarowe, balans bieli słoneczny:
Obrazek

Tablica barw: (zastosowałem lekkie wygładzenie, aby pozbyć się ditheringu wydruku)
-2/3EV
Obrazek

0EV
Obrazek

+2/3EV
Obrazek
Pyra pisze:Ale chyba lepiej by było jednak zainstalować jakieś ograniczniki prądu, np. na LM317 lub podobnych.
Wywnioskowałem, że masz wszystkie diody połączone szeregowo. W tym przypadku jakiekolwiek zwarcie lub uszkodzenie jednej diody może spowodować uszkodzenie pozostałych.
Zgadza się. Chciałem zastować ograniczenie prądowe typu LM1085 (Vdrop=0,9V @ 0,7A) lub AMC7140-ciężko dostępny (Vdrop=0,5V @ 0,7A). Jednym powodem, dla którego go nie zastosowałem, jest nieco za małe napięcie zasilania.
W przypadku zwarcia 1 lub więcej diod, jeśli prąd przekroczy ok. 1,5A (właśnie testowałem na zapasowym zasilaczu), zadziała zabezpieczenie nadprądowe w zasilaczu, co powinno ochronić LEDy przed zniszczeniem. Oczywiście nie chciałbym, żeby taka sytuacja mnie spotkała ;)

W niedługim czasie, tak jak obiecałem, wrzucę resztę fotek i film z migania w rytm muzyki.
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

kuss115 pisze: Zgadza się. Chciałem zastować ograniczenie prądowe typu LM1085 (Vdrop=0,9V @ 0,7A) lub AMC7140-ciężko dostępny (Vdrop=0,5V @ 0,7A). Jednym powodem, dla którego go nie zastosowałem, jest nieco za małe napięcie zasilania.
W przypadku zwarcia 1 lub więcej diod, jeśli prąd przekroczy ok. 1,5A (właśnie testowałem na zapasowym zasilaczu), zadziała zabezpieczenie nadprądowe w zasilaczu, co powinno ochronić LEDy przed zniszczeniem. Oczywiście nie chciałbym, żeby taka sytuacja mnie spotkała ;)
Dasz dwa AMC7135 równolegle i będzie 700mA a zadowoli się on napięciem 0,12V, więc dużo nie stracisz.
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
kuss115
Posty: 32
Rejestracja: sobota 08 mar 2008, 22:40

Post autor: kuss115 »

Pyra pisze:
kuss115 pisze: Zgadza się. Chciałem zastować ograniczenie prądowe typu LM1085 (Vdrop=0,9V @ 0,7A) lub AMC7140-ciężko dostępny (Vdrop=0,5V @ 0,7A). Jednym powodem, dla którego go nie zastosowałem, jest nieco za małe napięcie zasilania.
W przypadku zwarcia 1 lub więcej diod, jeśli prąd przekroczy ok. 1,5A (właśnie testowałem na zapasowym zasilaczu), zadziała zabezpieczenie nadprądowe w zasilaczu, co powinno ochronić LEDy przed zniszczeniem. Oczywiście nie chciałbym, żeby taka sytuacja mnie spotkała ;)
Dasz dwa AMC7135 równolegle i będzie 700mA a zadowoli się on napięciem 0,12V, więc dużo nie stracisz.
Niestety nie da się go zastosować do tak dużego napięcia. Można dać je w szereg wiele AMC-ów, ale każdy musi sterować tylko 1 LEDem, więc całkowity spadek wyniósłby wówczas ok 1,1V (9*0,12V). Gdyby zmienić wszystkie LEDy z XR-E na XP-G, powstała różnica w napięciach przewodzenia byłaby idealna, żeby dodać w szereg jakiś stabilizator LDO, jednak nie jest to tania inwestycja :P
Serkules
Posty: 323
Rejestracja: sobota 19 sty 2008, 21:16
Lokalizacja: Świdnica Śl.

Post autor: Serkules »

Witam!

Miałbym kilka uwag do Twojego projektu.

Zasilanie LED najlepiej wykonać na napięcie 12-15V plus dobry driver step-down.
Szkoda marnować energii na dodatkowym przetwarzaniu na przetwornicy step-up, gdyż nigdy nie uzyskasz takiej sprawności, jak na step-down. Tym bardziej, że praca bateryjna jest zazwyczaj przy zaniku napięcia sieci, więc zależy nam na jak najdłuższej pracy na baterii.

Polecam driver testowany przeze mnie tutaj . Jego plusem jest bardzo szeroki zakres napięć pracy i doskonała sprawność. LEDy musiałbyś podłączyć po 3szt szeregowo. Stosując trzy drivery masz trzy niezależnie włączane obwody. Jasność regulujesz prostym generatorem poprzez PWM. Lokalnie możesz też zmienić rezystor nastawiający prąd i w ten sposób ustawiasz jasność bazową.

Do zasilania bateryjnego polecam aku 12V żelowy, gdyż za te same pieniądze, co Li-Ion zgromadzi znacznie więcej energii, a w stacjonarnym zastosowaniu jego waga nam nie przeszkadza.

W przyszłości planuję wykonać oświetlenie LEDowe w swoim mieszkaniu i takie rozwiązania zamierzam zastosować.

Stosując te rozwiązania powinieneś wyeliminować problemy z zasilaniem i niestabilnością prądową Twojej instalacji.

Powodzenia
Seba
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

kuss115 pisze:
Niestety nie da się go zastosować do tak dużego napięcia. Można dać je w szereg wiele AMC-ów, ale każdy musi sterować tylko 1 LEDem, więc całkowity spadek wyniósłby wówczas ok 1,1V (9*0,12V). Gdyby zmienić wszystkie LEDy z XR-E na XP-G, powstała różnica w napięciach przewodzenia byłaby idealna, żeby dodać w szereg jakiś stabilizator LDO, jednak nie jest to tania inwestycja :P
:o Co Ty gadasz...... w obwodzie nierozgałęzionym płynie jednakowy prąd przez wszystkie odbiorniki, więc wystarczy ograniczyć prąd w jednym miejscu i masz równy prąd w całym obwodzie, czyli na wszystkich połączonych szeregowo LEDach
Wystarczy tak połączyć układ i masz zasilanie na AMC 3V:
Obrazek


bogas zastosował ten układ z powodzeniem w swoim projekcie RGB http://www.swiatelka.pl/viewtopic.php?t ... sc&start=0 tu masz szerzej opisane to rozwiązanie

Pozdrawiam

PS: Serkules ma rację, przemyśl przejście na 12V i zasilanie ze step-down
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
kuss115
Posty: 32
Rejestracja: sobota 08 mar 2008, 22:40

Post autor: kuss115 »

Pyra pisze:Wystarczy tak połączyć układ i masz zasilanie na AMC 3V:

bogas zastosował ten układ z powodzeniem w swoim projekcie RGB http://www.swiatelka.pl/v...der=asc&start=0 tu masz szerzej opisane to rozwiązanie
Dzięki Pyra. Póki co chyba zastosuję właśnie takie rozwiązanie. Zmienię rezystor 0,47ohm na drenie mosfeta sterującego na 2x AMC7135 przez co prąd zaraz po włączeniu oświetlenia wzrośnie z mówionych wcześniej 0,5A o klikadziesiąt mA i ponadto po nagrzaniu się LEDów i zasilacza, będzie działać stabilizacja ~0,7A.

Pisząc wcześniejszego posta zasugerowałem się połączeniem LEDów i zasilania w aplikacji układu AMC7140 (gdzie zasilany jest bezpośrenio dużym napięciem) http://www.micro-bridge.com/AMC7140.asp , przez co stwiedziłem, że AMC7135 nie nadaje się do dużego napięcia.


->Serkules

Powiem, że myślałem już nad podobnym rozwiązaniem, lecz na chwilę obecną wiąże się to z dużą liczbą przeróbek w projekcie: m.in zakup sterownika, zasilacza, ~20m kabla.
Gdy przyjdzie mi zrobić kolejny projekt oświetlenia, z pewnością wykorzystam powyższe rozwiązanie, a myślałem nawet nad sterowaniem każdym LEDem z osobna, co umożliwiałoby stworzenie np. equalizera z LEDów :), albo zrobiene ściemniania/rozjaśniania za pomocą pilota IR.
Dodam tylko, że wykorzystałem akurat zasilacz 30V, bo miałem go ze starej drukarki :)
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

kuss115 pisze: Dzięki Pyra. Póki co chyba zastosuję właśnie takie rozwiązanie. Zmienię rezystor 0,47ohm na drenie mosfeta sterującego na 2x AMC7135 przez co prąd zaraz po włączeniu oświetlenia wzrośnie z mówionych wcześniej 0,5A o klikadziesiąt mA i ponadto po nagrzaniu się LEDów i zasilacza, będzie działać stabilizacja ~0,7A.

A mógłbyś może rozrysować ten układ, bo może się okazać, że ten MOSfet używany do tej pory okaże się zbędny.... :roll:
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
kuss115
Posty: 32
Rejestracja: sobota 08 mar 2008, 22:40

Post autor: kuss115 »

Pyra pisze:
kuss115 pisze: Dzięki Pyra. Póki co chyba zastosuję właśnie takie rozwiązanie. Zmienię rezystor 0,47ohm na drenie mosfeta sterującego na 2x AMC7135 przez co prąd zaraz po włączeniu oświetlenia wzrośnie z mówionych wcześniej 0,5A o klikadziesiąt mA i ponadto po nagrzaniu się LEDów i zasilacza, będzie działać stabilizacja ~0,7A.

A mógłbyś może rozrysować ten układ, bo może się okazać, że ten MOSfet używany do tej pory okaże się zbędny.... :roll:
Myślę, że na chwilę obecną nie trzeba rozrysowywać schematu.
Mosfet służy do regulacji jasności, a rezystor 0,47ohm do ograniczenia max prądu LEDów 0,7A.
Awatar użytkownika
Pyra
Site Admin
Posty: 8527
Rejestracja: niedziela 02 sie 2009, 20:35
Lokalizacja: Gądki

Post autor: Pyra »

kuss115 pisze:
Myślę, że na chwilę obecną nie trzeba rozrysowywać schematu.
Mosfet służy do regulacji jasności, a rezystor 0,47ohm do ograniczenia max prądu LEDów 0,7A.
Jeśli masz regulację przez PWM to AMC bardzo dobrze to zadanie wypełni sam, jeśli analogowo, to niestety......
Izali miecz godniejszy niżli topór w boju?
Piszmy po polsku, wszak jesteśmy Polakami.
kuss115
Posty: 32
Rejestracja: sobota 08 mar 2008, 22:40

Post autor: kuss115 »

Regulacji nie mam zrobionej na PWM. W projekcie starałem się wykorzystać jak najwięcej części z demontażu, aby uniknąc niepotrzebnych kosztów. Zresztą 'analogowe' sterowanie jasnością LEDów nie wprowadza przesadnie dużych strat na elemencie regulacyjnym dzięki wykładniczej charakterystyce przewodzenia diody. (oczywiście większe niż PWM, ale do zaakceptowania).
Zapewne w kolejnym projekcie oświetlenia wykorzystam bardziej zaawansowane technicznie rozwiązania niż w obecnym, co jednak będzie się wiązało z kosztami...

Edyta:
Wrzucę dziś obiecane zdjęcia i filmik.

[ Dodano: Pon Sty 04, 2010 1:36 am ]
Witam

Sorki, że posta pod postem, ale po edycji post nie jest widziany na liście postów od ostatniej wizyty. EDIT: i tak to nic nie dało :P

Poniżej klika obiecanych zdjęć:

ISO200 F2,8 1/5s EV0
Obrazek

ISO200 F2,8 1/6s EV0
Obrazek


ISO200 F2,8 1/8s EV0
Obrazek

ISO200 F2,8 1/8s EV0
Obrazek


Krótka prezentacja możliwości oświetlenia: http://www.youtube.com/watch?v=nfjKp0pXotI
rrobsonm
Posty: 330
Rejestracja: środa 28 sty 2009, 18:10
Lokalizacja: Częstochowa

Post autor: rrobsonm »

zdjęcia napewno dobrze pokazują odcień światła? Wydawało mi się że będzie to dosyć zimny pokój a nie wygląda.


edit
Właśnie zastanawiam się nad oświetleniem biurka. Ma ono prawie 1m^2. Ile powinienem i jak ciepłych diod użyć? Norma prawna (wg wikipedii) do prac biurowych przewiduje 500-1000lx na m^2. Czy 3*xp-e Q3 5A @700mA (może posteruje 1000mA) będzie dobrym wyborem? Może wziąć cieplejsze?

Lepszym rozwiązaniem będzie kupienie 3 optyk i rozmieszczenie diod równomiernie czy owalnej optyki i diody obok siebie? (wymiary biurka to 65/150)
Piotrek K.
Posty: 602
Rejestracja: wtorek 29 lip 2008, 02:49
Lokalizacja: podlasie

Post autor: Piotrek K. »

rrobsonm pisze:3*xp-e Q3 5A @700mA
Taki zestaw da jakieś 485 lumenów a więc minimalnie więcej niż zwykła żarówka 40W.
rrobsonm pisze:(może posteruje 1000mA)
Jeżeli zależy Ci na żywotności i niezawodności diodek to lepiej nie przekraczać parametrów jakie przewidział producent.
rrobsonm pisze:Może wziąć cieplejsze?
Ciepłe diody firmy CREE mają trochę większy współczynnik oddawania barw (w skrócie CRI lub Ra) i mogą się okazać minimalnie lepsze od neutralnych. Musiałbyś sam na własne oczy zobaczyć różnicę i wybrać te, które Tobie bardziej odpowiadają.
Pozdrawiam
ODPOWIEDZ