إتقان تعتيم LED: الدليل النهائي للإضاءة المخصصة

ما هو التعتيم؟

مقدمة عن تعتيم مصابيح LED/كيفية تعتيم مصابيح LED/تعتيم مصابيح LED

التعتيم يعني تقليل شدة إضاءة المصباح أو وحدة الإضاءة.

يُقاس ناتج المصباح أو وحدة الإضاءة باللومن (lm)، ويُعرف أحيانًا باسم "التدفق الضوئي". وعندما يخفت ضوء المصباح أو وحدة الإضاءة، ينخفض ​​ناتج اللومن.

هل يمكن خفض إضاءة مصابيح LED؟

نعم، يمكن خفض إضاءة جميع مصابيح LED، لكن الأمر ليس بهذه البساطة دائمًا. يعتمد مدى جدوى خفض إضاءة مصباح LED معين أو وحدة إضاءة معينة على وحدة التحكم المستخدمة. لذا، للإجابة على السؤال "هل يمكن خفض إضاءة هذه المصابيح تحديدًا؟"، من الضروري أولًا فهم بعض المعلومات عن مصابيح LED ووحدات التحكم.

تحتاج جميع مصابيح LED إلى مُشغّل، وهو عبارة عن قطعة إلكترونية. تتمثل وظيفته الرئيسية في تشغيل مصابيح LED بالجهد والتيار المناسبين، وذلك بتحويل التيار المتردد الرئيسي (عادةً 230 فولت، 50 هرتز) إلى تيار مستمر، عادةً 12 أو 24 فولت. هذا ضروري لأن مصابيح LED لا تعمل بالتيار المتردد الرئيسي، بل تعمل بجهد منخفض على التيار المستمر.

في تجهيزات الإضاءة التجارية, في بعض أنواع الإضاءة، مثل ألواح LED، والإضاءة الموجهة للأسفل، والإضاءة الكاشفة، يكون مشغل الإضاءة عادةً منفصلاً عن وحدة الإضاءة. وهذا يعني أن المشغل يسهل على الفني الوصول إليه، بحيث يمكن، في حال كان المشغل من النوع المناسب، توصيل أسلاك التحكم في شدة الإضاءة به، بالإضافة إلى أسلاك التيار الكهربائي.

An LED panel with its driver

لوحة LED مع وحدة التشغيل الخاصة بها. وحدة التشغيل منفصلة عن اللوحة، مما يتيح الوصول إليها لتوصيل أسلاك التحكم في التعتيم عند الحاجة.

An LED lamp

في مصابيح LED وحدة التحكم مدمجة ولا يمكن الوصول إليها. تأتي مصابيح LED ووحدة التحكم كوحدة واحدة مغلفة.

مصباح LED. يوجد مشغل الطاقة في قاعدة المصباح والوحدة محكمة الإغلاق، لذا لا توجد إمكانية لتوصيل أي أسلاك للتحكم في التعتيم.

لذا، للإجابة على السؤال العام للغاية "هل يمكن خفض إضاءة مصابيح LED، وكيف يتم ذلك؟" يجب أولاً تحديد ما إذا كان المشغل منفصلاً ويمكن الوصول إليه أم أنه مدمج مع مصابيح LED.

مصابيح LED قابلة للتعتيم مزودة بمحرك تشغيل منفصل

إذا كان مشغل الإضاءة منفصلاً عن وحدة الإضاءة، أو يمكن الوصول إليه من داخلها، فإن أفضل طريقة لخفض إضاءة مصابيح LED هي استخدام مشغل إضاءة مخصص لخفض الإضاءة. هذه هي الطريقة الشائعة لخفض الإضاءة في المنشآت التجارية والصناعية.

Installing a common design of commercial light fitting

تركيب تصميم شائع لوحدة إضاءة تجارية. وحدة تشغيل مصابيح LED - الظاهرة هنا على يسار الصورة - هي عنصر منفصل ويمكن الوصول إليها من قبل الفني.

إذا رغبت في ذلك، يمكن أن يكون المشغل من النوع الذي يقوم بتعتيم الإضاءة، حيث يقوم بالوظيفتين المزدوجتين للمشغل (تحويل الطاقة الواردة من 230 فولت تيار متردد إلى 12-24 فولت تيار مستمر) وجهاز التعتيم.

يقوم مشغل التعتيم بوظيفتين: فهو مشغل ومخفت للضوء في آن واحد.

كسائق يقوم هذا الجهاز بتحويل التيار المتردد الرئيسي (عادةً 230 فولت، 50 هرتز) إلى تيار مستمر 12-24 فولت. وهذا ضروري لأن مصابيح LED لا تعمل على التيار الرئيسي، بل تعمل بجهد منخفض على التيار المستمر.

كجهاز تحكم في شدة الإضاءة يقوم مشغل الإضاءة بزيادة أو تقليل كمية الطاقة الكهربائية المتدفقة إلى مصابيح LED. هناك طريقتان رئيسيتان لتحقيق ذلك: تعديل عرض النبضة (PWM) أو تعديل السعة (AM)، وسيتم شرحهما لاحقًا. مع ذلك، فإن استخدام المشغل لتقنية PWM أو AM لا يهم عادةً الفني أو المصمم. فهما تقنيتان داخليتان في المشغل، ولا تؤثران بشكل ملحوظ على المستخدم النهائي وجودة الإضاءة الخافتة التي يراها. السؤال الأهم بالنسبة للمصمم والفني هو كيفية توجيه المشغل لزيادة أو خفض سطوع مصابيح LED.

هناك عدة طرق للتحكم في السائق، أو توجيهه بما يجب فعله.في كل حالة، سيحتاج المشغل إلى مصدر طاقة مستمر بالإضافة إلى إشارة تحكم لإخباره بما يجب فعله. وفيما يلي أكثر طرق التحكم في المشغل شيوعًا:

DALI (واجهة الإضاءة الرقمية القابلة للعنونة). يُعدّ بروتوكول DALI أكثر بروتوكولات الاتصال استخدامًا في التحكم بإضاءة المنشآت التجارية اليوم. تُرسل إشارة DALI إلى مشغلات مصابيح LED عبر سلكين إضافيين، بالإضافة إلى أسلاك التيار الكهربائي الرئيسي. وتُوفّر العديد من الشركات المصنّعة مشغلات مصابيح LED تدعم مدخلات DALI.

Schematics on how a  DALI driver would normally be wired.

هذه هي الطريقة التي يتم بها توصيل مشغل DALI عادةً.

  • تحكم تناظري 1-10 فولت. هذا بروتوكول اتصال تناظري. ومثل بروتوكول DALI، يتم إرساله إلى السائق عبر سلكين إضافيين إلى جانب أسلاك التيار الكهربائي.

Schematics of how a 1-10V driver would normally be wired

هذه هي الطريقة التي يتم بها توصيل مشغل 1-10 فولت عادةً.

  • مفتاح التعتيم، لمس التعتيم، ضغط التعتيم. تستخدم هذه الأجهزة سلكًا إضافيًا واحدًا يحمل مصدر طاقة رئيسيًا إضافيًا إلى طرف مخصص على وحدة التشغيل. عادةً ما يكون جهاز التحكم عبارة عن مفتاح ارتدادي (غير قابل للتثبيت) يقوم بتوصيل/قطع السلك الذي يحمل مصدر الطاقة الإضافي؛ ضغطة سريعة على المفتاح الارتدادي ستؤدي إلى تشغيل/إيقاف مصابيح LED، بينما ضغطة أطول ستؤدي إلى خفض/تعتيم مصابيح LED.

Schematics of how a driver would be wired for switch dim, touch dim or push dim control

هذه هي الطريقة التي يتم بها توصيل جهاز التشغيل للتحكم في التعتيم عن طريق المفتاح أو اللمس أو الضغط.

  • وظيفة الممر. هذا نوعٌ مُعدّل من نظام التعتيم بالمفتاح/اللمس/الضغط (المذكور أعلاه). وكما هو الحال مع التعتيم بالمفتاح، يتم توصيل مصدر طاقة رئيسي إضافي بمنفذ مخصص في وحدة التحكم. ولكن بدلاً من استخدام مفتاح سحب كجهاز تحكم، تستخدم وظيفة الممر مفتاحًا مُغلقًا، عادةً ما يكون مستشعر حركة (PIR أو ميكروويف) أو مفتاحًا زمنيًا. يقوم هذا المفتاح بتوصيل أو فصل مصدر الطاقة الرئيسي الإضافي، مما يُشير إلى وحدة التحكم بضرورة تشغيل مصابيح LED أو إطفائها أو خفض إضاءتها إلى مستوى مُحدد مسبقًا.
  • DMX (التعدد الرقمي). هذا بروتوكول اتصالات نشأ في مجال إضاءة المسارح ولكنه يستخدم على نطاق واسع أيضًا لتطبيقات تغيير الألوان الأخرى مثل إضاءة الواجهات.
  • التحكم اللاسلكي. تتوفر العديد من التقنيات اللاسلكية للتواصل مع مشغلات LED، بما في ذلك Zigbee و Bluetooth.

كيف يعمل مُشغّل التعتيم

يحتوي جهاز التحكم في التعتيم على وظيفتين:

  • بصفته محركًا، يقوم بتحويل مدخل التيار المتردد الرئيسي 230 فولت إلى خرج تيار مستمر منخفض الجهد.
  • وباعتباره جهازًا لتعتيم الإضاءة، فإنه يقلل من كمية الطاقة الكهربائية المتدفقة إلى مصابيح LED، مما يؤدي إلى خفوتها.

Dimming driver example 1

Example of a dimming driver

أمثلة على وحدات التحكم في شدة الإضاءة التي تُستخدم عادةً في تركيبات إضاءة LED التجارية/الصناعية أو بجانبها. تؤدي كلتا الوحدتين وظيفتين؛ فهما تعملان كوحدة تحكم في شدة الإضاءة ووحدة تحكم في شدة الإضاءة في آن واحد.

لكي تعمل كجهاز تعتيم، تحتوي كلتاهما على أطراف إضافية حيث يمكن توصيل أسلاك التحكم لتوفير إشارة تحكم في التعتيم.

يمكن للسائقين استخدام إحدى طريقتين لتقليل كمية الطاقة المتدفقة إلى مصابيح LED.

  • تعديل عرض النبضة (PWM)

LED driver that dims by using PWM

يقوم مشغل LED الذي يُخفّض الإضاءة باستخدام تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) بتشغيل وإيقاف الطاقة عن مصابيح LED. كلما طالت نبضات التشغيل وقصرت نبضات الإيقاف، زادت إضاءة مصابيح LED، والعكس صحيح.بشرط أن يحدث هذا بتردد أكبر من حوالي 200 هرتز، فإن أي وميض لن يكون مرئيًا للعين البشرية وسيقوم الدماغ بحساب متوسط ​​مستوى السطوع المدرك.

  • تعديل السعة (AM). هنا، يقوم المشغل ببساطة بزيادة أو تقليل تيار الخرج إلى مصابيح LED. يتم التخلص من خطر الوميض، ولكن قد يتغير لون بعض مصابيح LED قليلاً إذا تغير تيارها، خاصة عند المستويات المنخفضة.

يستخدم بعض مصنعي مشغلات LED مزيجًا من تعديل عرض النبضة (PWM) وتعديل السعة (AM) لتحقيق الأداء الأمثل.

مصابيح LED قابلة للتعتيم & تجهيزات مزودة بمحركات داخلية محكمة الإغلاق

في معظم مصابيح LED، يكون مشغل الإضاءة مغلقًا داخل المصباح. وينطبق هذا أيضًا على العديد من التركيبات المصممة للاستخدام المنزلي. في كلتا الحالتين، لا توجد وسيلة لتزويد المشغل بأي إشارة تحكم في شدة الإضاءة. لذلك، إذا لزم خفض شدة الإضاءة، فيجب القيام بذلك عن طريق تركيب مُخفِّض إضاءة خارجي على مصدر التيار الكهربائي الرئيسي لمصباح LED أو التركيب المغلق.

A widely used type of LED lamp

نوع شائع من مصابيح LED. يوجد في قاعدة المصباح مُشغّل التيار الكهربائي، الذي يحوّل التيار الرئيسي الداخل (230 فولت تيار متردد) إلى تيار مستمر منخفض الجهد. إذا كان المصباح مصممًا ليكون قابلاً للتعتيم، فيمكن تعتيمه باستخدام مُخفّف إضاءة مناسب مُثبّت على مصدر الطاقة الداخل إليه.

A fire-rated downlight

مصباح سقف مقاوم للحريق، شائع الاستخدام في المنازل. وحدة التشغيل مُحكمة الإغلاق داخل الغلاف، ولا يوجد منفذ لتوصيل سلك التحكم في شدة الإضاءة. وكما هو الحال مع مصابيح LED القابلة للتعتيم، يمكن تعتيم هذا المصباح أيضًا باستخدام مُعتِّم إضاءة مناسب مُثبَّت على مصدر الطاقة.

يؤثر هذا بشكل كبير على تصميم دائرة التشغيل في المصباح أو التركيبة. يعمل مُخفِّض الإضاءة الخارجي على زيادة أو تقليل كمية الطاقة الكهربائية المتدفقة إلى مصباح LED أو التركيبة المغلقة، وعادةً ما يتم ذلك عن طريق إيقاف وتشغيل مصدر الطاقة (لدورة تشغيل متغيرة) بتردد 50 هرتز. إذا كان من المقرر أن تعمل دائرة التشغيل في ظل هذه الظروف، فيجب تصميمها وفقًا لذلك. وهذا ما يُفسر مفهوم مصباح LED أو دائرة تشغيله "القابلة للتعتيم أو غير القابلة للتعتيم".

مصباح LED القابل للتعتيم هو مصباح مصمم ليتم التحكم في شدة إضاءته بواسطة مُعتِّم خارجي (منفصل). مع ذلك، قد لا يكون هذا المصباح مناسبًا للاستخدام مع جميع أنواع المُعتِّمات، لذا من المهم التحقق من نوع المُعتِّم المُوصى به لمصباح LED أو وحدة الإضاءة التي ترغب في التحكم في شدة إضاءتها. يصف القسم التالي (أدناه) الأنواع الرئيسية للمُعتِّمات المتوفرة.

إن مصباح أو وحدة إضاءة LED غير قابلة للتعتيم هي كما يوحي اسمها. فهي غير مصممة للتعتيم على الإطلاق.

ما هي أنواع مخفتات إضاءة LED المتوفرة؟

أكثر أنواع مخفتات إضاءة LED شيوعاً هي مخفتات قطع الطور.

تعمل جميع مخفتات الإضاءة بتقنية قطع الطور عن طريق تشغيل وإيقاف التيار الكهربائي الرئيسي لمصباح LED مرتين في كل دورة للتيار. ويؤدي ذلك إلى تقليل تدفق الطاقة الكهربائية إلى مصباح LED أو وحدة الإضاءة، وبالتالي تقليل شدة إضاءته.

يوجد نوعان من مخفتات الإضاءة التي تقطع الطور.

  • الريادة مخفتات الإضاءة بتقنية قطع الطور (المعروفة أيضًا بمخفتات الترياك ومخفتات الحافة الصاعدة). تعمل هذه المخفتات عن طريق قطع التيار عند نقطة عبور الصفر (انظر الرسم التوضيحي) ثم إعادة تشغيله لاحقًا في نفس دورة التيار الكهربائي. تعتمد كمية الطاقة المتدفقة إلى مصابيح LED على مدة فترة "الإيقاف". كلما طالت فترة الإيقاف، كلما بدت مصابيح LED أقل سطوعًا.

Schematic on Leading edge (triac) dimming

  • الحافة الخلفية مخفتات الإضاءة بتقنية قطع الطور. تعمل هذه المخفتات عن طريق تشغيل التيار عند نقطة عبور الصفر (انظر الرسم التوضيحي) وإيقافه لاحقًا خلال دورة التيار الكهربائي. عادةً ما يتم ذلك باستخدام مكون إلكتروني يُسمى ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة (IGBT).تعتمد كمية الطاقة المتدفقة إلى مصابيح LED على مدة فترة "الإيقاف". فكلما طالت فترة الإيقاف، كلما بدت مصابيح LED أقل سطوعًا.

Schematics on Trailing edge dimming

يرجى ملاحظة أننا نتحدث هنا عن أجهزة التحكم في شدة الإضاءة التي تعمل على جانب التيار الكهربائي (المدخل) لمصباح LED أو أي وحدة LED/محرك مغلقة أخرى. في هذه التطبيقات، نتحدث عن مصابيح LED ووحدات تشغيل LED "القابلة للتحكم في شدة الإضاءة" - أي أنه يمكن التحكم في شدة إضاءتها بنجاح باستخدام جهاز تحكم منفصل (مناسب) مثبت على مصدر التيار الكهربائي الرئيسي. يُستخدم هذا الأسلوب على نطاق واسع في المنازل الصغيرة.

عند التعتيم في بيئة تجارية، نستخدم بشكل عام مشغلات ثنائية الوظائف تتضمن قدرتها الخاصة على التعتيم - انظر أعلاه "مصابيح LED للتعتيم التي تحتوي على مشغل منفصل" - ونطلق على هذه المشغلات اسم "مشغلات التعتيم".

ما هو أفضل نوع من مخفتات إضاءة LED للاستخدام؟

لتحديد أفضل مُخفِّض إضاءة مناسب لمصباح LED معين أو وحدة إضاءة LED/محرك مغلقة، استشر الشركة المصنعة أولاً. اسأل عما إذا كان المنتج قابلاً للتعتيم. إذا كان كذلك، فاسأل الشركة المصنعة عما إذا كانت لديها قائمة بمُخفِّضات الإضاءة الموصى بها. إذا لم تكن هناك قائمة ولم تقدم الشركة أي إرشادات إضافية، فاتبع الخطوات التالية:

  • تحقق من الحمل الكهربائي على الدائرة التي تنوي التحكم في إضاءتها. للقيام بذلك، اجمع استهلاك الطاقة (بالواط) لجميع المصابيح/التجهيزات الكهربائية على الدائرة، ثم اختر مُخفِّض إضاءة يكون نطاق استهلاكه للطاقة (بالواط) ضمن هذه القيمة. من الأخطاء الشائعة استخدام مُخفِّض إضاءة بحد أدنى للحمل، ولنقل 60 واط، بينما يكون الحمل على الدائرة التي ترغب في التحكم في إضاءتها 20 واط فقط. هذا لن يُجدي نفعًا.
  • اختر مُخفِّض إضاءة يُوصف بأنه "ذي حافة خلفية" (انظر أعلاه)، أو يُعلن عن نفسه بأنه "مناسب لمصابيح LED". في حال عدم وجود نصيحة أكثر تحديدًا، فمن المرجح أن يعمل مُخفِّض الإضاءة ذو الحافة الخلفية بشكل أفضل مع مصباح أو وحدة إضاءة LED قابلة للتعتيم من مُخفِّض الإضاءة ذي الحافة الأمامية.

كيف تعمل مخفتات إضاءة LED

مُخفِّض إضاءة LED هو مصطلح يُطلق على جهاز يُنفِّذ عملية تحكُّم في شدة إضاءة وحدة إضاءة LED. تستجيب مصابيح LED فورًا للتغييرات في مدخلات الطاقة، مما يجعل إضاءة الحالة الصلبة مناسبة بشكل خاص لحالات التعتيم. صُمِّمت عملية التعتيم لتغيير سطوع وحدة إضاءة LED وفقًا للمؤثرات الخارجية المُطبَّقة عليها. يُزوَّد مُخفِّض إضاءة LED بوحدة إضاءة LED بهدف تقليل استهلاك الطاقة لمصابيح LED مع ضمان تشغيلها بكفاءة. وللتحكُّم في سطوع وحدة الإضاءة، تُستخدم أنواع مختلفة من مُخفِّضات الإضاءة. علاوة على ذلك، لتلقِّي مُدخلات المستخدم للتحكُّم في سطوع وحدة الإضاءة، تُستخدم مفاتيح تعتيم مُختلفة.
توجد أنواع مختلفة من تقنيات التعتيم في تطبيقات الإضاءة، وتحديدًا في تطبيقات تعتيم مصابيح LED غير المتصلة بالإنترنت، يتوفر نوعان من أجهزة التعتيم الأكثر شيوعًا في السوق. النوع الأول هو مُعتِمِد الطور الأمامي (مُعتِمِد الترياك)، والنوع الثاني هو مُعتِمِد الطور العكسي (مُعتِمِد الترانزستور). الترياك (صمام ثلاثي للتيار المتردد) هو جهاز ثايرستور ثنائي الاتجاه للتيار المتردد، ويمكن اعتباره مفتاحًا قادرًا على توصيل التيار في كلا الاتجاهين. تعمل دائرة الترياك عن طريق تأخير بداية كل نصف دورة من طاقة التيار المتردد، وهو ما يُعرف باسم "التحكم في الطور". وباستخدام مبدأ تشغيل الترياك المُتحكم فيه بالطور، يتم تنظيم جهد تغذية دائرة المصباح عن طريق التحكم في زاوية توصيل عنصر الترياك لقطع جزء من جهد الموجة الجيبية الداخل من شبكة طاقة التيار المتردد، وذلك لتقليل متوسط ​​قيمة جهد الخرج، وبالتالي تحقيق وظيفة التعتيم لمصابيح LED.يُطلق على هذه العملية اسم "تعتيم الطور"، حيث يُسهل تحديد موضع الجهد المفقود بالنسبة لجزء من دورة جهد دخل التيار المتردد، مُقاسًا بالدرجات. يقوم مُعتِمُ الطور الأمامي (Triac) بحذف جزء من موجة التيار المتردد عند الحافة الأمامية لكل نصف موجة جيبية. في المقابل، يقوم مُعتِمُ الطور العكسي (Reverse-phase) بحذف جزء من موجة التيار المتردد عند الحافة الخلفية، بحيث ينطفئ المُعتِمُ في منتصف الموجة الجيبية. في مُعتِمُ الطور الأمامي (Triac)، يكون تيار التشغيل الأدنى مُرتبطًا بمستوى طاقة المُعتِمُ، فكلما زادت الطاقة، زاد تيار التشغيل بشكل عام.
على الرغم من أن تقنية التعتيم باستخدام الترياك تتميز بسهولة التحكم والتركيب، إلا أن شكل موجة الجهد الكهربائي لمصدر الطاقة قد يتعرض للتشوه، مما يؤدي إلى انخفاض معامل القدرة وارتفاع الجهد التوافقي. يُعد الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عنصرًا غير خطي، أي أن نسبة الجهد إلى التيار ليست طردية. توفر مشغلات LED حملاً تفاعليًا للمُعتِّم، مما يعني أنها تُشوِّه التيار والجهد المترددين بشكل كبير عن طريق سحب تيارات غير خطية أثناء التشغيل. كما أنها تُعرِّض المُعتِّم لحالة انعدام الحمل في كل دورة تيار متردد. يؤدي انعدام الحمل هذا إلى خلل في تشغيل المُعتِّم، مما يُنتج وميضًا أو تذبذبًا مرئيًا في شدة الإضاءة. باستثناء الحالات التي تُهيأ فيها مصادر الطاقة المنظمة التي تُشغل مصابيح LED للتعرف على إشارات الجهد من دوائر التعتيم Triac والاستجابة لها بالشكل المطلوب، فمن المرجح أن تُنتج دوائر التعتيم Triac نتائج غير مثالية، تشمل نطاق تعتيم محدود، ووميضًا، وتذبذبًا، و/أو تغيرًا في لون مصابيح LED. لكي يستجيب مصباح LED بشكل صحيح لمخفت الإضاءة ذي التحكم الطوري، من المهم تضمين عدة وحدات وظيفية في إلكترونيات التشغيل. على سبيل المثال، غالبًا ما يُضاف مستشعر لمراقبة شكل موجة دخل التيار المتردد قبل مرحلة تصحيح معامل القدرة (PFC) وإنتاج إشارة خرج تتناسب مع حجم قطع الطور.
بالنسبة لمخفتات إضاءة التيار المتردد، يوجد نوعان من أنظمة التحكم في التعتيم: التعتيم التناظري والتعتيم بتقنية تعديل عرض النبضة (PWM). يُعدّل التعتيم التناظري خرج ضوء LED عن طريق تغيير تيار التيار المستمر في سلسلة LED مباشرةً، بينما يُحقق التعتيم بتقنية PWM التأثير نفسه عن طريق تغيير دورة التشغيل لتيار ثابت في سلسلة LED، ما يُؤدي إلى تعديل متوسط ​​التيار فيها. تعتمد تقنية PWM على استخدام إشارة تحكم تتضمن سلسلة دورية من النبضات لقطع التيار المتدفق في سلسلة LED بشكل دوري. ومن خلال تنظيم توصيل أو فصل الترانزستور بواسطة إشارة PWM، يُمكن التحكم في جهد التشغيل الناتج للحفاظ على ثبات تيار LED. ولأن العين البشرية قادرة على دمج أو حساب متوسط ​​نبضات الضوء المنبعث، فإن السطوع الملحوظ لمصباح LED الذي يستخدم التعتيم بتقنية PWM يتناسب عمومًا مع دورة تشغيل تيار LED النبضي. ويمكن تحقيق التحكم بتقنية PWM باستخدام رقائق دوائر متكاملة (IC) مخصصة للتحكم أو باستخدام بعض وحدات التحكم الدقيقة. في معظم محولات الإلكترونيات المزودة بتحكم PWM، يكون تردد التبديل ثابتًا.
تكمن المشكلة الرئيسية في تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) في طبيعتها، وتحديدًا في سرعة تشغيل وإطفاء مصابيح LED. ورغم أن PWM طريقة عملية للتعتيم، إلا أن الفولتية العالية اللازمة لتشغيل سلاسل LED قد تُلحق الضرر بسهولة بالمكونات الكهربائية في نظام الإضاءة الصلبة (SSL)، لا سيما تلك الموصولة على التوالي مع سلسلة LED. وتزداد هذه المشكلة خطورةً عند مستويات التعتيم المنخفضة، حيث لا تعمل مصابيح LED لفترات طويلة من دورة التحكم في PWM.مع وجود مصدر تيار، يتطلب التعتيم بتقنية تعديل عرض النبضة (PWM) مفتاح تحويل يقوم بتحويل تيار الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) خلال نبضات "الإيقاف" في دورة PWM. ونتيجةً لذلك، تحدث خسائر عالية نسبيًا في المحول الرئيسي ومفتاح التحويل نظرًا لارتفاع مستوى التيار المار في الصمامات الثنائية الباعثة للضوء. وللحفاظ على مزايا نظام التحكم في التعتيم بتقنية PWM، ولتحسين موثوقية مشغل الصمام الثنائي الباعث للضوء وإطالة عمر المصباح، من الضروري أن يكون تردد نظام التحكم في التعتيم بتقنية PWM متناسبًا مع تردد خرج جهاز التعتيم أو قريبًا منه، وأن يتم تغطية نبضة التعتيم الناتجة عن PWM بنبضة خرج جهاز التعتيم. علاوة على ذلك، تكون كفاءة الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (Im/W) عالية نسبيًا عند تيارات التشغيل المنخفضة، ولذلك فإن طرق التعتيم بتقنية PWM المعروفة أقل كفاءة من طرق التعتيم التناظرية المعروفة.
يتحكم التعتيم التناظري بشكل أساسي في تيار التشغيل المُغذّي لمصابيح LED. يستخدم السطوع الكامل التيار بالكامل. يُمكن للتعتيم التناظري التحكم في سطوع مصباح LED عن طريق ضبط قيمة التيار في دائرة LED. تُقلل إلكترونيات التشغيل التيار بشكل خطي لتعتيم مصابيح LED. الميزة الرئيسية للتعتيم التناظري هي بساطته وانعدام أي ضوضاء في الخرج؛ أما الجانب السلبي فهو حدوث تغير في اللون مع انخفاض تيار تشغيل LED. يُمكن تطبيق التعتيم التناظري بسهولة، ولكنه قد لا يُحقق أفضل أداء شامل. من المُحتمل أن تزداد كفاءة مصابيح LED عند التيارات المنخفضة، ولكن قد لا تُنتج مصابيح LED لونًا ثابتًا عند تيارات التشغيل المنخفضة. كما أن للتعتيم التناظري بعض العيوب عند مستويات التعتيم المنخفضة. على سبيل المثال، إذا كان تيار LED أقل من 5% تقريبًا و30% من قيمة الخرج الكاملة، فقد لا تكون مستويات الإضاءة متجانسة بين مصابيح LED المختلفة، وقد تظهر تغيرات في اللون، وعند مستويات التيار المنخفضة جدًا، تميل كفاءة مصابيح LED إلى أن تكون ضعيفة نسبيًا.

لا شك أننا جميعًا على دراية بإضاءة LED كواحدة من أكثر الخيارات تنوعًا وكفاءةً في هذا المجال. ورغم أنها تُعدّ وسيلةً رائعةً لتحسين كفاءة وقوة إضاءة نظامك، إلا أن هناك بعض الأمور التي يجب مراعاتها فيما يتعلق بإمكانيات التعتيم. تُعتبر القدرة على تعتيم الإضاءة حسب الحاجة ميزةً رائعةً تتطور حلول LED لتواكبها، ولكن لا تزال هناك بعض النقاط التي يجب أخذها في الاعتبار. فكيف تعمل مُخفِّضات إضاءة LED؟ وما الذي تحتاج معرفته قبل تركيبها؟ دعونا نُلقي نظرةً فاحصةً على هذا الموضوع.

كيف تعمل مخفتات إضاءة LED؟

بينما يعتقد الكثيرون أن خفض إضاءة المصابيح يتم عن طريق تقليل الجهد وبالتالي خفض شدة الإضاءة، فإن حلول LED تعتمد نهجًا مختلفًا. ففي مصابيح LED، يبقى الجهد ثابتًا سواءً تم تشغيلها بكامل طاقتها أو بمستوى إضاءة منخفض. ببساطة، تُحدث مصابيح LED تأثيرًا خافتًا للإضاءة إما عن طريق تعديل عرض النبضة أو التعتيم التناظري.

في الخيار الأول، يُصدر الجهاز نبضات من مستويات الإضاءة، تتأرجح بين السطوع العالي والمنخفض (أو بين الساطع والخافت)، وتُطلق هذه النبضات بسرعة فائقة في أجزاء من الثانية. يتذبذب الضوء بين التشغيل والإيقاف بسرعة لا يمكن ملاحظتها. ولأن العين البشرية لا تدرك سوى درجة لون الضوء وليس الوميض، فإنه يُعطي مظهرًا خافتًا رغم ثبات شدة الإضاءة الفعلية. أما الخيار الثاني، وهو التعتيم التناظري، فيعتمد على تقليل تدفق التيار الكهربائي لإحداث تأثير التعتيم. إلا أن جودة الضوء في هذه الطريقة أقل، مما يجعلها أقل فعالية من طريقة تعديل عرض النبضة.

هل مخفتات إضاءة LED هي الخيار الأفضل؟

على الرغم من أن مصابيح LED هي الخيار الأفضل دائمًا تقريبًا لأسباب أخرى، إلا أن هذا النوع من التركيبات لا يزال يلحق بقدرات التعتيم للتركيبات المماثلة.من حيث الكفاءة، لا تزال مصابيح LED الخيار الأمثل عمومًا، ولكن مع خاصية التعتيم، يجب مراعاة أنك ما زلت تستخدم المصباح بكامل طاقته واستهلاكه للطاقة، بينما تستخدم مصابيح الفلورسنت القابلة للتعتيم عادةً جهدًا منخفضًا لتحقيق التعتيم المطلوب. يعتمد الأمر بشكل أساسي على عدد مرات تعتيم الإضاءة ومدى أهمية عامل كفاءة الطاقة بالنسبة لك. هذا لا يعني أن مصابيح LED القابلة للتعتيم ليست خيارًا جيدًا، ولكن هناك جوانب معينة لا يزال قطاع صناعة الإضاءة يسعى لتحسينها في هذا التطبيق.

فهم خاصية تعتيم مصابيح LED: دليل شامل

تتيح لك خاصية التعتيم في مصابيح LED التحكم بمرونة في الإضاءة، مما يسمح لك بضبط السطوع حسب رغبتك. إليك نظرة معمقة على تقنيات التعتيم الرئيسية المتاحة:

  1. التعتيم من 0 إلى 10 فولت: يُعدّ نظام التعتيم 0-10 فولت من أقدم أنظمة التعتيم لمصابيح LED، ويعمل عن طريق إرسال إشارة تحكم منخفضة الجهد تتراوح بين 0 و10 فولت. يتناسب سطوع الضوء طرديًا مع الجهد؛ فإشارة 0 فولت تُطفئ الضوء، بينما إشارة 10 فولت تُضيئه بالكامل. يُستخدم هذا النظام التناظري عادةً في التطبيقات التجارية.

  2. التعتيم باستخدام الترياك (صمام ثلاثي للتيار المتردد): تُعرف تقنية التعتيم المتطورة بتقنية الترياك، وهي شائعة الاستخدام في المنازل نظرًا لتوافقها مع مفاتيح التعتيم الجدارية القياسية. تعمل هذه التقنية على خفض الجهد وبالتالي سطوع الضوء عن طريق قطع جزء من موجة التيار المتردد. مع ذلك، لا تتوافق جميع مشغلات مصابيح LED معها، لذا من الضروري استخدام مصابيح LED قابلة للتعتيم مصممة خصيصًا للتحكم بتقنية الترياك.

  3. خاصية التعتيم DALI (واجهة الإضاءة الرقمية القابلة للعنونة): يُمكّن هذا البروتوكول الرقمي من التواصل ثنائي الاتجاه بين وحدة التحكم ووحدات الإضاءة. ويمكن التحكم بكل وحدة إضاءة على حدة، مما يسمح بإنشاء مشاهد إضاءة معقدة ومستويات تعتيم دقيقة. ويُستخدم بروتوكول DALI بكثرة في المشاريع التجارية الكبيرة لما يتميز به من خصائص تحكم متقدمة.

  4. التعتيم عن بعد اللاسلكي: باستخدام بروتوكولات لاسلكية حديثة مثل زيجبي وبلوتوث وواي فاي، يتيح التحكم اللاسلكي عن بُعد في إضاءة المنازل للمستخدمين التحكم في إضاءتهم عبر تطبيق على الهاتف الذكي أو جهاز تحكم عن بُعد. تُعد هذه الطريقة مثالية للمنازل الذكية، حيث توفر سهولة في جدولة الإضاءة والتكامل مع الأجهزة الذكية الأخرى.

عند اختيار نظام التعتيم، يجب مراعاة التوافق بين أجهزة التعتيم، والمحركات، ومصابيح LED. يضمن اختيار الطريقة الصحيحة تعتيمًا سلسًا وخاليًا من الوميض وأداءً مثاليًا.

يعتمد اختيار طريقة التعتيم المناسبة على الاحتياجات الخاصة بالمشروع، سواء كان مبنى تجاريًا كبيرًا أو منزلًا ذكيًا مريحًا. ضع في اعتبارك التوافق بين أجهزة التعتيم، والمحركات، ووحدات الإضاءة، ووازن بين مزايا كل طريقة لإنشاء بيئة إضاءة موثوقة وفعالة وجذابة بصريًا.


Leave a comment

This site is protected by hCaptcha and the hCaptcha Privacy Policy and Terms of Service apply.