डिफ्यूजिंग एलईडी राइट: 8 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

एल ई डी इन दिनों व्यापक रूप से रोजमर्रा की जिंदगी में भी उपयोग किया जाता है और आप उनके उपयोग के बारे में बहुत सारी जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। एल ई डी को शक्ति देने और उन्हें विभिन्न प्रकाश प्रतिष्ठानों में शामिल करने पर कई ट्यूटोरियल हैं। लेकिन एल ई डी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को नियंत्रित करने या आकार देने के बारे में बहुत कम जानकारी है।

एल ई डी एक प्रकाश स्रोत है जो हर दिशा में बहुत छोटे बिंदु से समान रूप से प्रकाश उत्सर्जित करता है। एलईडी के प्रकार और इसे कैसे बनाया जाता है, इस पर निर्भर करता है कि प्रकाश को अक्सर एक विस्तृत शंकु में निर्देशित किया जाता है। WS2812b या APA102 जैसे उच्च शक्ति वाले LED या SMD LED में आमतौर पर 120°-140° का बीम कोण होता है, 5mm LED में 180° तक का बीम कोण हो सकता है। इसका मतलब है कि इस बीम के पूरे कोण पर समान मात्रा में प्रकाश उत्सर्जित होता है। लेकिन चूंकि हमारे पास एक ही मूल बिंदु है, यदि हम एक सपाट सतह पर एलईडी की रोशनी चमकाते हैं तो हमें एक प्रकाश स्थान मिलता है जो बीच में सबसे चमकीला होता है और केंद्र से दूर जाने पर चमक खो देता है।

प्रकाश प्रतिष्ठानों में और फोटोग्राफी में (एक ऐसा क्षेत्र जिसमें मेरी बहुत रुचि है) आप प्रकाश के अधिक सजातीय वितरण के लिए संघर्ष करते हैं। इसकी कुंजी प्रकाश का प्रसार है। तो इस निर्देशयोग्य में मैं आपके साथ साझा करूँगा कि आप एल ई डी को सही तरीके से कैसे फैला सकते हैं और आपको किस पर ध्यान देना है।

चरण 1: गणित I

आइए मान लें कि हम सामान्य एलईडी का उपयोग कर रहे हैं जो आप एक एलईडी पट्टी पर पा सकते हैं। ये आमतौर पर ५०५० एल ई डी होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे ५ मिमी गुणा ५ मिमी वर्ग हैं और यदि आपके पास ६०एलईडी/एम हैं तो आपके पास आमतौर पर पट्टी पर प्रत्येक १७ मिमी में एक एलईडी होती है। इन एल ई डी में आमतौर पर 120 डिग्री का बीम कोण होता है, जिसके परिणामस्वरूप आप स्केच में देख सकते हैं।

इन पट्टियों का अक्सर उपयोग किया जाता है क्योंकि पट्टी से केवल थोड़ी दूरी पर प्रत्येक एलईडी की किरणें इतनी अधिक ओवरलैप होती हैं कि वे प्रकाश की एक पट्टी में विलीन हो जाती हैं। हालांकि यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए सच है, आपके पास अभी भी गर्म स्थान हैं और सीधे प्रकाश को देखते हुए आप प्रत्येक व्यक्ति को एलईडी देखते हैं। प्रकाश प्रतिष्ठानों के लिए या यदि आप लंबी एक्सपोजर फोटोग्राफी में एलईडी पट्टी का उपयोग करना चाहते हैं तो यह वांछित नहीं है।

चरण 2: आप क्या खरीद सकते हैं

कई प्रकार के एल्युमीनियम एक्सट्रूज़न उपलब्ध हैं जो एलईडी स्ट्रिप्स को रखने के लिए हैं और अक्सर विभिन्न प्रकार के डिफ्यूज़र के साथ भी आते हैं। पहली तस्वीर में आप सबसे आम देख सकते हैं।

पहला एलईडी लगाने के लिए मुश्किल से काफी गहरा है और सबसे कम प्रभावी है, तो चलिए इसे दूर रखते हैं और दूसरों को देखते हैं।

दूसरे में एक गहरी प्रोफ़ाइल और एक फ्लैट डिफ्यूज़र स्क्रीन है। गहराई लगभग 11 मिमी है जो डिफ्यूज़र को एलईडी के ऊपर 10 मिमी के आसपास रखती है। आइए इन मूल्यों को याद रखें और अगले पर एक नज़र डालें।

तीसरे में दूसरे के समान एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल है लेकिन विसारक के लिए एक गोल प्रोफ़ाइल का उपयोग करता है। यह डिफ्यूज़र के उच्चतम बिंदु को एलईडी से लगभग 17 मिमी दूर रखता है। गोल प्रोफ़ाइल यह भी सुनिश्चित करती है कि बार के बीच से जितना दूर आप दूर जाते हैं, प्रकाश उतना ही अधिक होता है (याद रखें कि हमारे पास मूल का एक ही बिंदु है और प्रकाश को आगे की यात्रा करनी है जितना आप बीच से दूर हो जाते हैं)।

चरण 3: गणित II

आइए अंतिम चरण के दो एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न पर एक नज़र डालें। हमारे पास एल ई डी से 10 मिमी और 17 मिमी की दूरी है और 120 डिग्री का बीम कोण है। इसका परिणाम एक पैटर्न में होता है जैसा आप रेखाचित्रों में देखते हैं।

जैसा कि आप 10 मिमी के साथ देख सकते हैं कि बीम शंकु केवल आधे शंकु के लिए ओवरलैप होता है। एक शंकु की सीमाएँ अगले शंकु के लगभग मध्य तक पहुँचती हैं। आप सोच सकते हैं कि यह एक समान वितरण प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन दूसरे पर एक नज़र डालते हैं।

17 मिमी की दूरी के साथ आपको तीन शंकु मिलते हैं जो काफी मजबूत ओवरलैप होते हैं जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश का बेहतर वितरण होता है। एक एलईडी का शंकु लगभग एलईडी के बीच में 2 स्थानों पर पट्टी के नीचे पहुंचता है। तो उसका प्रकाश अपने पड़ोसी के प्रकाश में पूरी तरह फैल गया है।

चरण 4: एक्सट्रूज़न का परीक्षण

देखते हैं कि पिछले भाग में हमने जो गणित देखा था, क्या वह जुड़ता है और हमें प्रकाश का अच्छा वितरण मिलता है।

पहली तस्वीर में 10 मिमी की गहराई के साथ एक एलईडी पट्टी को एक्सट्रूज़न में आधा रखा गया है। जैसा कि आप देख सकते हैं कि आपको अभी भी हॉट स्पॉट मिलते हैं, लेकिन एल ई डी के बीच की जगह भी काफी उज्ज्वल है। यदि आप इसे एक लंबे एक्सपोज़र में उपयोग करते हैं और इसे कैमरे के दृश्य के माध्यम से स्थानांतरित करते हैं जैसा कि दूसरी तस्वीर में दिखाया गया है, तो आप देख सकते हैं कि नंगे एल ई डी और फिर एक पट्टी में अंतर है, लेकिन स्पॉट जहां एल ई डी उज्ज्वल बनाते हैं लाइनें।

तीसरी तस्वीर में 17 मिमी की गहराई के साथ एक एलईडी पट्टी को एक्सट्रूज़न में आधा रखा गया है। प्रकाश बहुत बेहतर वितरित होता है और आप मुश्किल से देख सकते हैं कि व्यक्तिगत एल ई डी कहां हैं। चौथी तस्वीर में दिखाए गए अनुसार लंबे एक्सपोजर में इसका उपयोग करके हम नंगे एल ई डी और इस विसारक के बीच अंतर देखते हैं। प्रकाश बहुत सजातीय है, लेकिन यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो आप अभी भी प्रकाश की चमक में भिन्नता देख सकते हैं, लेकिन यह पिछले वाले की तुलना में बहुत बेहतर है।

चरण 5: गणित III

आइए गणित पर वापस जाएं और जो हमने देखा है उसका विश्लेषण करें। एलईडी से 17 मिमी की दूरी के साथ हमें पहले से ही एक अच्छा परिणाम मिलता है, लेकिन इसे अभी भी सुधारा जा सकता है।

आइए याद रखें कि एक एलईडी प्रकाश का एकल बिंदु के आकार का स्रोत है जो अपने प्रकाश को हर दिशा में समान रूप से फैलाता है। डिफ्यूज़र एक सपाट सतह है, इसलिए हमें प्रकाश के कोण और तीव्रता को देखना होगा। हम प्रकाश स्रोत से जितना दूर जाएंगे, प्रकाश उतना ही कम चमकीला होगा। यदि आप पहली तस्वीर को देखते हैं तो आप देख सकते हैं कि ३० मिमी की दूरी पर १२० डिग्री का बीम कोण प्रकाश को १०० मिमी से अधिक फैलाता है। लेकिन चूंकि इस शंकु की सीमा पर प्रकाश को बहुत आगे जाना पड़ता है, इसलिए बीच में प्रकाश बहुत मंद होता है।

हम जिस चीज की तलाश कर रहे हैं, वह क्षेत्र से ढके राशन के लिए समान ऊंचाई है। यदि हम एक समतल सतह पर प्रकाश चमकाते हैं और प्रकाश से सतह तक की दूरी कमोबेश बराबर होती है तो हमारे पास प्रकाश का वितरण भी अधिक होता है। यह या तो डिफ्यूज़र को उसके केंद्र में प्रकाश स्रोत के साथ एक गोला बनाकर प्राप्त किया जा सकता है या हम गणित के साथ दूसरे कोण की तलाश कर सकते हैं।

यदि आप इसकी गणना करें तो आपको लगभग ५३, १३° का कोण मिलेगा जिस पर त्रिभुज की ऊंचाई कोण के विपरीत खंड की लंबाई के बराबर होती है। इसे थोड़ा आसान बनाने के लिए 60° का कोण लेते हैं। दूसरे स्केच में आप परिणाम देख सकते हैं यदि हम 60° का कोण लगाते हैं। यदि आप इसे देखते हैं या कैमरे से कैप्चर करते हैं तो 60° शंकु के स्थान की चमक लगभग समान होती है। इसे 17 मिमी की गहराई वाले डिफ्यूज़र पर लागू करने पर हम देख सकते हैं कि इसे काफी अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया था।

यह सब हमें यह बताता है कि यदि आप अपना स्वयं का विसारक बनाना चाहते हैं तो इसे एल ई डी से उतनी ही दूरी पर रखें जितना कि एलईडी एक दूसरे से दूर हैं। इस तरह आपको पहले से ही काफी अच्छे परिणाम मिलेंगे।

चरण 6: परिणामों में सुधार - दोहरा प्रसार

चूंकि मैं अब तक के परिणामों से खुश नहीं था, इसलिए मैं प्रकाश के और भी बेहतर प्रसार के लिए रास्ता तलाश रहा था।

तो आइए निर्देशित प्रकाश और विसरित प्रकाश के बीच अंतर के बारे में सोचें। यहां मुख्य अंतर यह है कि एक निर्देशित प्रकाश के साथ हमारे पास एक ही स्थान से दूर जाने वाली प्रकाश की सीधी रेखाएं होती हैं। इसलिए हम इस एक स्थान से जितना दूर जाएंगे, हमें उतनी ही कम रोशनी मिलेगी। इसे एक समतल सतह पर प्रक्षेपित करने पर हमें हमेशा ब्राइटनेस फॉलऑफ़ मिलेगा। विसरित प्रकाश का अर्थ है कि हमारे पास प्रकाश का एक भी स्रोत नहीं है, बल्कि एक बड़ा स्रोत है। और यह भी कि प्रकाश इस बड़े प्रकाश स्रोत के प्रत्येक बिंदु से हर दिशा में फैलता है। डिफ्यूज़र एक ऐसा उपकरण है जो प्रत्यक्ष प्रकाश को विसरित प्रकाश में बदल देता है, इसलिए डिफ्यूज़र अनिवार्य रूप से एक नया प्रकाश स्रोत बन जाता है कि यह समय केवल एक स्थान नहीं है।

अब अगर हम इस प्रकाश स्रोत को लें, जिसमें अभी भी कुछ गर्म स्थान हैं और इसे दूसरी बार फैलाना है, तो हमें पूरी तरह से सजातीय वितरण मिलेगा। प्रसार की पहली परत में गर्म धब्बे होते हैं, यह सच है, लेकिन इनसे कुछ ही दूरी पर इस गर्म स्थान के सभी बिंदुओं से प्रकाश इतना अधिक ओवरलैप होता है कि यह अब दिखाई नहीं देता है। केवल नकारात्मक पक्ष यह है कि एक प्रकाश को फैलाने के लिए हमें एक ऐसी सामग्री का उपयोग करना पड़ता है जो थोड़ी अपारदर्शी होती है जिससे प्रकाश की तीव्रता कम हो जाती है। दोहरे प्रसार के साथ हम तीव्रता को और भी कम कर देते हैं, लेकिन उन अनुप्रयोगों में जहां यह महत्वपूर्ण है, यह उतना महत्वपूर्ण नहीं है।

डबल डिफ्यूजन बनाने का एक बहुत ही सरल और प्रभावी तरीका है कि एलईडी स्ट्रिप और डिफ्यूज़र के बीच कुछ वैडिंग लगाई जाए। तस्वीरों में आप 10 मिमी गहरे और 17 मिमी गहरे एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न में डाली गई कुछ वैडिंग का परिणाम देख सकते हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं कि 10 मिमी एक में सुधार होता है और 17 मिमी के साथ काम करने के लिए लगभग सही हो जाता है।

चरण 7: दूसरा उपाय: डिफ्यूज़र से दूरी बढ़ाएँ

एक अन्य उपाय यह भी है कि एलईडी से डिफ्यूज़र तक की दूरी बढ़ाई जाए। यदि आप प्रत्येक एलईडी के बीच की दूरी की ऊंचाई के साथ कुछ कदम पीछे सोचते हैं तो आपको एक क्षेत्र कवर किया जाएगा जो एल ई डी के बीच की दूरी के बराबर है। लेकिन अगर आप दूरी बढ़ाते हैं तो ये प्रकाश शंकु और भी अधिक ओवरलैप करते हैं और परिणामस्वरूप गर्म धब्बे इतने अधिक ओवरलैप हो जाते हैं कि एक दूसरे में विलीन हो जाते हैं। इस उपकरण में मैंने एल ई डी और डिफ्यूज़र के बीच की दूरी को हल्का करने के लिए डिज़ाइन किया है जो प्रत्येक एलईडी के बीच की दूरी से लगभग दोगुना है। और जैसा कि आप देख सकते हैं कि परिणामी प्रकाश अच्छी तरह से वितरित है। आखिरी तस्वीर एक लंबा एक्सपोजर है जहां मैंने इन उपकरणों का उपयोग इसके प्रकाश के साथ कुछ लकीरें खींचने के लिए किया था।

चरण 8: निष्कर्ष

यदि आप एलईडी के साथ एक अच्छी दिखने वाली रोशनी की स्थापना करना चाहते हैं तो प्रकाश को सही तरीके से फैलाने का ध्यान रखें। कुछ मामलों में प्रकाश का एक बिंदु वांछित होता है, लेकिन अधिकांश समय आप अधिक सुखद दिखना चाहते हैं, और एक विसरित प्रकाश स्रोत आपको यह प्राप्त करेगा। यदि आप छायांकन या फोटोग्राफी में काम करते हैं तो आपको प्रत्यक्ष बनाम विसरित प्रकाश के बारे में पहले से ही बहुत कुछ पता होना चाहिए और यहां आपको एक को दूसरे में बदलने के बारे में कुछ जानकारी मिलती है।

यदि आप अधिक पेशेवर डबल डिफ्यूजन करना चाहते हैं तो आप ऐक्रेलिक की शीट का उपयोग कर सकते हैं। 79% के प्रकाश संचरण के साथ ऐक्रेलिक शीट हैं, इन्हें आमतौर पर बाथरूम की स्थापना में गोपनीयता सुरक्षा के रूप में उपयोग किया जाता है। यदि आप इसे दोगुना करते हैं तो इन्हें डिफ्यूज़र के रूप में उपयोग करने के लिए एक अच्छी अस्पष्टता है। दोहरे प्रसार के लिए प्रत्येक एलईडी के बीच पूर्ण दूरी की आवश्यकता नहीं होती है। प्रसार की पहली परत एलईडी के बीच की दूरी के लगभग 1/3 और दूसरी परत को 2/3 की दूरी पर रखें। इस तरह आपको दूसरी परत पर बहुत हल्का वितरण मिलेगा। लेकिन आप केवल एल ई डी के बीच की दूरी का उपयोग कर सकते हैं और इसके बीच में पहला स्तर रख सकते हैं।

इसे प्राप्त करने के कई और तरीके हैं जैसे ऐक्रेलिक लाइट चैनलिंग का उपयोग करना लेकिन वे अधिक जटिल हैं और आमतौर पर पर्याप्त दूरी या दोहरे प्रसार के साथ एकल प्रसार का उपयोग करना आसान होता है।