Андрей Смирнов
Время чтения: ~8 мин.
Просмотров: 0

Почему мигает светодиодная лента во включенном состоянии?

Подробности о коэффициенте пульсации

Главная причина мерцания заключается коэффициенте пульсации. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и отображает уровень колебаний освещенности при варьировании светового потока. Источник света является основой, которая подключается к переменному току.

Благодаря проведенным исследованиям выяснилось, что при 10% коэффициенте пульсации появляется стробоскопический эффект, а он представляет собой оптический обман зрения. Появляется он из-за неправильного восприятия предметов, которые находятся в движении. Существуют нормы допустимой величины коэффициента пульсации. Значение должно быть в рамках от 5% до 20% в зависимости от обстоятельств, при которых происходит зрительная работа.

В тех местах, где больше всего находятся люди, коэффициент не может превышать:

  • Дошкольные детские учреждения – 10%.
  • Места, где находятся компьютеры – 5%.
  • Образовательные учреждения – 10%.
  • Места, где осуществляются высокоточные работы – 10%.

Коэффициент пульсации может происходить и на производственных предприятиях, а также в складских ангарах, то есть в местах, где люди могут быть только какое-то время, и где исключена возможность возникновения стробоскопического эффекта. Однако первый фактор способен привести к опасной ситуации, например, вращение детали может совпадать с мерцанием лампы. В такой ситуации деталь будет казаться в неподвижном положении, а из-за этого может возникнуть опасная ситуация, которая приведет к производственному травматизму.

Такие нормы были установлены недавно, и только в последнее время стали усиленно контролировать их соблюдение. На большинстве предприятий, а также в учебных заведениях освещение не отвечает санитарным нормам. Поэтому в следствии проверок все стали улучшать качество освещения.

Как собрать датчик света

На Рисунке 3 изображена простая схема преобразователя свет-напряжение, в котором используется микросхема TSL257.

Рисунок 3.Схема преобразователя свет-напряжение на основе TSL257.

TSL257 – это простая микросхема преобразователя свет-напряжение с хорошей линейностью. Ее можно питать от одного Li-Ion элемента, и тогда измерительный прибор будет портативным. Выходное напряжение прямо пропорционально световому потоку (излучению) и может быть оценено с помощью осциллографа, экран которого воспроизведет характер мерцания света. Для измерений мерцания достаточно полосы пропускания 2 кГц. TSL257 недорога, и может быть приобретена у Farnell или Digikey.

Группа фотографий на Рисунке 4 иллюстрирует последовательность сборки такого приспособления.

Рисунок 4.Этапы сборки приспособления для измерения мерцания света.

Для этого потребуются следующие компоненты:

  • Li-Ion батарея,
  • микросхема TSL257,
  • выключатель,
  • электролитический конденсатор 22 мкФ/ 25 В,
  • черная пластиковая коробка с 3-миллиметровым отверстием в крышке.

TSL257 устанавливается так, чтобы оптический порт был направлен в отверстие.

Затем датчик приклеивается непрозрачным эпоксидным клеем. После этого присоединяются остальные компоненты.

Из-за высокой чувствительности TSL257 свет, падающий на датчик, должен быть значительно ослаблен, чтобы выходной сигнал был пригоден для измерения прямого света от светодиодных цепочек. Для ослабления света перед отверстием могут быть размещены несколько слоев бумаги формата А4. В описываемом приспособлении были использованы 8 листов бумаги.

Чтобы исключить влияние окружающего света, комнатное освещение должно быть выключено. Измеритель должен быть расположен над светодиодной лампой так, чтобы максимальный уровень выходного сигнала составлял примерно 3 В. Если на экране осциллографа наблюдается ограничение сигнала, следует либо увеличить расстояние до источника света, либо добавить еще несколько слоев бумаги для большего ослабления света.

Измерьте пиковое и среднее значения выходного напряжения датчика. Для уменьшения влияния помех сделайте несколько измерений и усредните результаты. Для синусоидальных сигналов процент мерцания можно определить по формуле:

Если характер мерцания света отличается от синусоидального, процент мерцания можно вычислить так:

На Рисунке 5 представлено несколько примеров измерения мерцания свечеобразных ламп. Синяя осциллограмма – это напряжение сети, а фиолетовая – измеренная интенсивность света. Как видно, у разных ламп мерцание света может значительно различаться.

Рисунок 5.Примеры измерения мерцания свечеобразных ламп.
Мерцание 0%
Мерцание 100%
Мерцание 4.5%
​Мерцание 62%

Допустимые нормы пульсации

Во второй половине 20-го века были
определены нормы коэффициента пульсации в 10,15 и 20% в зависимости от того,
какая работа выполняется в помещении. Значение 10% выбиралось, базируясь на
возможности обеспечить этот уровень. 20% выбиралось с учетом стробоскопического
эффекта при превышении этого значения. Для помещений с дисплеями показатель
снижается до 5%. Ограничений не существует, если люди в каком-то помещении
пребывают периодически.

Нормы коэффициента пульсации в России определены законодательно:

  • в
    СНиП 23-05-95 – значение для рабочей поверхности 10-20%, если пульсации с
    частотой до 300 Гц;
  • в
    ГОСТ 17677-82 – значения для люминесцентных ламп с пускорегулирующими
    аппаратами с частотой от 400 Гц;
  • в
    СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 – требования к пульсации потока света в помещениях с
    ЭВМ.

Для измерения пульсации этот ГОСТ рекомендует использовать только отдельные модели люксметров-пульсметров. Указанные приборы должны быть оснащены хорошо сформированной частотной характеристикой и измерять значения пульсирующего света с частотой до 300 Гц. Обязательно наличие цифровой обработки показателей света.

Как проверить пульсацию

«На глаз» уровень мерцания определить невозможно. Необходимо знать, что эта проблема актуальна для осветительных приборов, питающихся от источника переменного тока. Если светодиодная лампочка подключена к батарейке или аккумулятору, Кп=0%. Фото- и видеокамеры позволяют определить только наличие пульсации, точные параметры определить невозможно.

Для точной проверки требуется многоканальный
пульсметр-люксметр. Внешне он напоминает пульт дистанционного управления,
оснащен кнопками для управления, фотодатчиком и дисплеем. Очень высокий уровень
мерцаний определяется боковым зрением – если быстро перевести взгляд, возникает
стробоскопический эффект (предметы «распадаются).

Дома наличие
мерцания можно проверить мобильным телефоном или карандашом. Телефон держится на расстоянии метра
от лампочки, появление темных полос говорит о том, что поток света пульсирует. Если
быстро махать перед светильником карандашом, о пульсации свидетельствует
«распадание» следа.

POW-LH1 220V 230V RGB led strip light driver 400W


US $1.00-$18.00

/ Piece

1 Piece (Min. Order)

8YRS

Shenzhen Xin Cai Yi Technology Co., Ltd.

93.9%

Contact Supplier

Коэффициент пульсации светового потока

Коэффициент пульсации — название показателя, определяющего качество потока света от соответствующих приборов, размещённых внутри помещений. Ещё применяют термин «частоты мерцания света при питании источника переменным током».

Формула для КП

Внимание! Если приборы питаются от сети на 50 ГЦ, пульсация ламп составит 100 Ггц. Газоразрядные источники энергии приводят к увеличению показателя на 30%

В том числе — если они подключены к однофазному току через электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру

Газоразрядные источники энергии приводят к увеличению показателя на 30%. В том числе — если они подключены к однофазному току через электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру.

15% может достигать пульсация по отношению к лампе накаливания, которая подключена к одной фазе.

От схемы драйвера пульсация зависит, когда речь о светодиодных лампах. 30% — стандартная величина, если на выходе применяют прямой ток, для которого характерна промышленная частота. Подключение диммера ШИМ способно ещё больше увеличить уровень.

Прибор для измерения коэффициента пульсации освещенности

Специальный прибор пульсомер определяет значение, на основе которого в дальнейшем организуют все расчёты. Показатели фиксируются как средние, так и минимальные с максимальными. В качестве единиц измерения предпочтение отдают киловаттам и киловольтам, разница между которыми не существенна. Ниже описано, как проверить коэффициент пульсации светодиодных ламп.

Причины быстрого и частого перегорания

  1. Нестабильный уровень напряжения в сети.

    Один из главных факторов, влияющих на длительность службы ламп накаливания — частые «скачки» напряжения в электрических сетях квартир. В большинстве случаев показатель напряжения стремится к верхнему пределу, нередко преодолевая его. Страдает от этого вольфрамовая нить накала, расположенная внутри лампы. При повышении напряжения эта нить под воздействием высоких температур разогревается сильнее и быстрее, чем положено. Атомы вольфрама испаряются с повышенной интенсивностью, продукты испарения оседают на колбу лампы, из-за чего она темнеет. Чем меньше неиспарившихся атомов остаётся в составе нити, тем тоньше она становится и тем быстрее перегорает. Происходит это не только оттого, что напряжение электросети в квартирах бывает повышенным, но ещё и потому, что номинальное напряжение стандартной лампы накаливания часто не соответствует установленной норме, и высокий скачок напряжения электросети оказывается для лампы критичным.

  2. Низкое качество ламп. Случается, что даже при нормальном и стабильном напряжении сети лампы служат очень недолго. Дело может быть в том, что некоторые производители выпускают лампы, качество которых не соответствует их цене и заявленным характеристикам. Неправильная технология изготовления и использование низкокачественных материалов с примесями – причины сокращения срока службы продукции.
  3. Низкокачественные контакты патронов для ламп, прогоревшие патроны. Керамические материалы для производства патронов используются редко, в большинстве случаев они изготавливаются из пластика, качество которого оставляет желать лучшего. Лампочки, мощность которых превышает 40-60 Ватт, не подходят для подсоединения к пластиковому патрону – это может привести к его растрескиванию и выгоранию. При наличии в ламповых патронах плохих контактов происходит перегрев самой лампы, и она быстро выходит из строя (контактные элементы могут окисляться и подгорать).
  4. Неисправный выключатель. Его контактные элементы могут выйти из строя, подгореть и спровоцировать не только сгорание лампочки, но и короткое замыкание электропроводки.
  5. Высокая частота включения. Вольфрамовая нить выключенной лампы в состоянии покоя – холодная, и её сопротивляемость ниже, чем в рабочем состоянии, когда она нагрета. Следовательно, сила тока в момент включения больше, чем во время непосредственной работы лампочки. Эта пусковая сила тока при частом включении лампы приводит к быстрому перегоранию и обрыву нити накаливания.
  6. Низкая температура окружающей среды. При снижении температуры до отрицательных значений сопротивление вольфрамовой нити существенно снижается, пусковой ток во время включения становится сильнее, чем обычно. Это приводит к преждевременному выходу нити из строя и перегоранию лампочки.
  7. Неисправности в проводке. Причиной быстрого перегорания ламп может являться ненадёжное подключение проводов люстры или светильника к сети, ослабшие контактные соединения в распределительной коробке или квартирном электрощите. Эта причина особенно распространена при использовании алюминиевой проводки (которая считается запрещённой). При подобных неисправностях провода в местах соединения могут почернеть.
  8. Механическое воздействие. Лампы быстро перегорают как при прямом механическом воздействии на них, так и при нахождении в зоне вибрации от каких-либо действий (например, ударов).

Мнение эксперта Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Внимание! Все работы по устранению неполадок, связанные с электричеством, должен проводить квалифицированный специалист, в противном случае можно не только усугубить существующую проблему, но и нанести большой вред своему здоровью и поставить жизнь под угрозу

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации