Wracam po siedmiu latach - tym razem nowa taśma diodowa o sporej mocy, dużo drobnych diodek.
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309463.jpeg)
Wziąłem ją na warsztat - odcinek 50cm, zawierający 40 modułów. 1 moduł to standardowo trzy diody LED szeregowo i rezystor 150Ω. Półmetrowy odcinek przy 12V wciąga prawie amper prądu, cała taśma ma deklarowaną moc 120W - dużo!
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309466.jpeg)
Cel pomiarów - ustalenie optymalnego napięcia zasilania pod kątem skuteczności świetlnej oraz opłacalności zakupu.
Zestaw pomiarowy - zasilacz regulowany wyposażony w woltoamperomierz, ale pomiary napięcia dokonane multimetrem Hantek 2D72 (jest to przyrząd uniwersalny + prosty cyfrowy oscyloskop do 100MHz w jednym). Dokładność pomiaru napięcia i prądu jest wystarczająca dla potrzeb tego testu.
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309465.jpeg)
Siłę światła zmierzyłem w ten sposób, że umocowaną taśmę powiesiłem nad włączonym marketowym luksomierzem. Urządzenie było testowane w warunkach laboratoryjnych i charakteryzowało się odchyłką mniejszą od 15% w zakresie powyżej 100lx do 1000lx i poniżej 10% w zakresie od około 1000 do 8000lx, wyżej nie sprawdzałem.
Elektryczne wartości mierzone - napięcie, prąd zasilania, napięcie na końcu taśmy, by ustalić spadek napięcia na 50cm odcinku, spadek napięcia na rezystorze modułu diodowego. Pomiary siły światła powtórzyłem na stanowisku przy tych samych napięciach zasilających.
Wyniki po uśrednieniu umieściłem w tabelce poniżej. Tutaj ciekawostka -
od około 11V zaobserwowałem zmniejszanie się strumienia światła w miarę rozgrzewania diod. Oznacza to, że powyżej tego napięcia dioda pracuje w zakresie powyżej zalecanego prądu eksploatacji przy tym stopniu chłodzenia. Przy 12V wskazanie luksomierza startowało od 6050-6100, by po około minucie świecenia stabilizować się na wartości około 5850-5920. Do tabelki poniżej wziąłem średnią z trzech pomiarów.
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309469.png)
Dokonane wyliczenia wskazują na to, że główną przyczyną strat mocy jest spadek na rezystorze modułu. Oznacza to, że wartość tego rezystora oraz napięcia zasilania nie była dobierana optymalnie.
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309468.png)
Poszukajmy zatem optymalnego napięcia zasilania pod względem ekonomicznym. Zakładam, że koszt zasilacza jest identyczny w obu przypadkach, koncentruję się na diodach. Jeden kpl, 5m taśmy o deklarowanej mocy 120W to 85zł. Ta taśma zawiera 400modułów po 3 diody każdy. Liczę koszt eksploatacji 10 taśm wysterowywanych napięciem jak w tabelce, czas świecenia 8h, 30 dni miesięcznie, koszt energii elektrycznej w taryfie C11 to 1,12zł/kWh. Jak widać, przy 12V jedna czwarta mocy tracona jest na rezystorach w modułach! Najwyższą sprawność uzyskujemy przy małym prądzie. Dodatkowo zmierzyłem także tryb oświetlenia dyżurnego, gdy diody były zasilane prądem 50µA.
Jak to wygląda od strony ekonomicznej, włącznie z kosztami zakupu? Im mniejszy prąd, tym więcej takich taśm potrzebujemy, by uzyskać oczekiwaną jednostkę światła. Dla wyliczeń przyjąłem tę wartość jako równoważną 4mln wirtualnych odczytów z luksomierza dla mierzonego odcinka, co odpowiada ok. 10 taśmom ze średnim wysterowaniem.
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309467.png)
Jak widać -
optymalne napięcie zasilania takiej taśmy to około 10V, wtedy straty energii na rezystorze szeregowym są dwa razy mniejsze, niż przy 12V, dodatkowo diody wysterowywane mniejszym prądem są sprawniejsze, gdyż pracują w lepszym reżimie temperaturowym, niż przy zasileniu napięciem 12V.
Co jeszcze można poprawić?Gdyby zmniejszyć oporność rezystora szeregowego o połowę i odpowiednio zmniejszyć napięcie zasilania, można byłoby te straty obniżyć o połowę, zachowując lepszą sprawność diodek. Wymagać to będzie jednak precyzyjnej regulacji napięcia zasilania - nie każdy zasilacz to potrafi.
Jak zasilać taką taśmę?Koniecznie od dwóch stron, w odcinkach nie dłuższych niż 2m, by minimalizować straty związane ze spadkiem napięcia na miedzianych ścieżkach taśmy. Fajnym pomysłem jest podzielenie taśmy na dwie równe połówki i zasilenie z 20V, by zmniejszyć straty na przewodach doprowadzających.
Realizacja praktycznaInstalacja z taśmą o mniejszej mocy (wyniki pomiarów też będą), pracuje w jednym z warsztatów, gdzie zastąpiła świetlówki T8 36W 865 w rastrach, na statecznikach elektronicznych. Po trzech latach eksploatacji tych opraw padła połowa stateczników. Po wyjęciu rur i odłączeniu zasilania 230V, na odbłyśnik zostały naklejone paski diodowe, łączone po dwa równe odcinki szeregowo. Oprawa zasilana napięciem 22V pochodzącym z zasilacza transformatorowego, pojedynczy zasilacz na pomieszczenie. Celem była trwałość konstrukcji oraz zmniejszenie poboru energii. Użyte diody w takim opakowaniu. Będą mierzone tą samą metodą, później.
![Obrazek](http://fotki.lighting-gallery.pl/images/amisiek/2023-02-05/309470.jpeg)
Lubię dobre światło.