O que devo fazer para aumentar a faixa de escurecimento das lâmpadas LED?

Começamos a fazer a maioria de nossas casas em LED no ano passado. Eu sou um grande fã de dimmer e praticamente colocaria um dimmer em qualquer interruptor de luz. Uma coisa que eu não desci é a faixa de escurecimento do LED versus o que estou acostumado com as luzes incandescentes. Para mim, quando tenho LEDs na configuração mais baixa, eles ainda estão entre 60 e 70%.

Entendo que a maioria dos novos dimmers tem um interruptor ajustável para a faixa de escurecimento e tentei configurá-los para baixo.

O que eu gostaria é uma recomendação sobre o tipo de lâmpada (ou o que procurar em LEDs dimerizáveis) e o tipo de interruptor de dimmer? O jogo final é fazer com que os LEDs reajam mais como a lâmpada esmaecida tradicional, para que você possa ir da iluminação ambiente à iluminação de inundação.

Nota: Realizei uma série de testes na semana passada com 3 dimmers diferentes e 6 lâmpadas diferentes. Descobri que os dimmers faziam pouca ou nenhuma diferença. As lâmpadas fizeram uma pequena diferença, mas não se aproximaram de uma lâmpada incandescente. O que é engraçado com as lâmpadas que fizeram o melhor ... elas piscaram quando viradas para cima.

Estou no mesmo barco. Quando refiz a casa em que estava, instalei o máximo de iluminação possível e o resto é halogênio. O que eu aprendi é que a faixa de escurecimento é completamente baseada no driver da lâmpada LED. E a maioria das lâmpadas LED diminui para cerca de 20 a 30% do máximo.

Tenho certeza que você sabe como os dimmers funcionam, mas para aqueles que não sabem, é basicamente um interruptor super rápido que liga e desliga a luz muito rapidamente. Em lâmpadas incandescentes, isso funciona perfeitamente, proporcionando uma agradável faixa de escurecimento suave. Nos LED / CFs, é um pesadelo para eles lidar. Para contornar isso, eles realmente precisam ter um circuito extra para interpretar o padrão liga / desliga e, em seguida, usá-lo para controlar o brilho. Durante a fase ligada, eles extraem energia extra para fornecer energia à luz durante a fase desligada. Para LEDs, o driver reduz a voltagem para os elementos de LED, mas nunca os desliga. Então, o que normalmente seria reduzido a quase nada para uma lâmpada incandescente, é bastante brilhante para um LED porque está consumindo 2-3x a mais de potência durante a fase inicial para manter os capacitores carregados e a luz acesa.

TL; DR; Para os LEDs, é necessário procurar lâmpadas de ponta que realmente listem sua faixa de escurecimento.

Agora esperamos que não fiquemos presos por muito tempo com dimmers analógicos incandescentes acionando lâmpadas digitais. Existem alguns padrões que tentam obter tração para o escurecimento digital puro. Eles funcionam, na verdade, nunca diminuindo a potência, mas enviando um sinal digital na linha de energia para dizer à lâmpada que diminua. Pense na Philips Hue Lamp sendo controlada por um interruptor de luz em vez de um hub sem fio. Mas, no momento, não existem no mercado produtos para consumidores.

O LED é a fonte de luz mais amigável para escurecer já feita. O problema é que a maioria das pessoas está usando módulos LED de "substituição incandescente" parafusada, com esquemas de escurecimento obsoletos ** destinados a luzes incandescentes (que simplesmente não têm o refinamento para um bom desempenho na faixa baixa). Este é o truque mais feio do projeto elétrico e produz resultados feios.

Se você é um grande fã de escurecer, deve investigar maneiras melhores de escurecer . Existem vários.

LEDs querem escurecer

Um LED nativo bruto brilha com perfeição, com níveis de controle extremamente refinados. Logo de cara, existem dois métodos de controle que funcionarão extremamente bem. Um impraticável para o hobby casual, o outro facilmente acessível.

Escurecimento por limitação de corrente . Os emissores brutos de LED devem ser controlados por corrente ou eles mesmos fritarão. Isso é feito por um circuito de driver que gera uma corrente específica, variando a tensão para atingir essa corrente. As folhas de especificações de LED testam e classificam-nas em correntes específicas . Mas a folha de especificações lista uma corrente máxima - você pode executá-las em qualquer corrente mais baixa . E se o fizer, o brilho será aproximadamente proporcional.

Um emissor de LED em particular pode ter uma corrente de especificação como 350ma e uma corrente máxima em 1400ma. Se você enviar 35ma, obtém cerca de 1/10 de luz especificada. Em 3.5ma, cerca de 1/100 de luz especificada. 0,35ma, 1/1000. Conduzi uma matriz de 3000ma, 36V a cerca de um miliampere e obtive uma pequena quantidade de luz, apenas o suficiente para dizer qual a cor do emissor. Não há limite para o quão fraco você pode ir , desde que o driver possa ir tão baixo e você tem o trabalho do fabricante de associar o driver aos emissores de LED, aquecer os emissores, transformá-los em um produto viável etc.

A construção de um driver de limitação de corrente personalizado está além do hobby de luz, mas você pode encontrar drivers de LED comerciais que fazem isso para você, por exemplo, usando um sistema de escurecimento de 0 a 10V (o tipo usado na iluminação comercial).

Escurecimento por modulação por largura de pulso . Muitos produtos de 12V LED simplesmente usam um resistor para limitar a corrente. Isso envolve subestimar um pouco os LEDs - eles não podem funcionar com desempenho máximo - mas também significa que você pode ativar e desativar os LEDs muito, muito, muito rapidamente . Isso permite o escurecimento da modulação por largura de pulso - a luz está com 50% de brilho porque está acesa em 50% das vezes. 1% de brilho porque ocorre em 1% do tempo. O ciclo de trabalho completo ocorre centenas de vezes por segundo, muito rápido para ver. O escurecimento do PWM é fácil para os entusiastas que usam produtos baseados em resistores de 12V e hardware barato e disponível em todo o eBay, Amazon, nas lojas, o nome dele. Marcas famosas como a Leviton estão fabricando módulos que "funcionam bem com" o escurecimento PWM.

Um redutor ou controlador RGB produz os pulsos, com força suficiente para direcionar diretamente uma quantidade considerável de luz LED - como 130 watts (cerca de 700 watts de incandescente). Se você precisar de mais , os aparelhos chamados amplificadores podem gerar muito mais.

Portanto, se você não gosta de quão "baixo" os dimmers / controladores PWM comerciais podem ir - é muito fácil para um hobby criar seu próprio controlador usando um Arduino ou Raspberry Pi. E alimente a saída fraca do Adruino em um amplificador de prateleira para controlar as luzes adequadamente .

Existem melhores produtos de escurecimento

Existem também tecnologias de escurecimento comercial. Um exemplo é o sistema "0-10V". Neste, o dimmer envia um sinal (0-10 volts, obviamente) em um cabo separado para os módulos de driver de LED que entendem esse sinal. E então, eles podem ficar tão escuros quanto o design do driver permitir. (o próprio LED não fornece limite inferior). Portanto, é apenas uma questão de encontrar um dispositivo ou driver de qualidade que leve de 0 a 10V para escurecer.

Interruptores / controles inteligentes são outra maneira de resolver isso. Nesse caso, eles usam a) fios de comunicação, b) um esquema de rádio ou c) modulação de sinais pela linha de energia, para se comunicar entre um redutor inteligente e as luzes LED inteligentes. É um sinal digital que diz exatamente onde definir o brilho; portanto, em teoria, essa é uma maneira viável de obter qualquer brilho que o driver possa suportar. Obviamente, isso pode ser prejudicado na implementação, seja com um driver que não lide bem com "muito pouco", ou com os "entalhes" digitais sendo escolhidos muito grosseiramente.

** Esquemas de escurecimento obsoletos, como controle de fase inicial ou final, como essas coisas obsoletas e desagradáveis listadas nesta página. Esses dimmers são projetados com um MANDATE para serem compatíveis com as lâmpadas incandescentes - de fato,

Este é um tópico complicado porque é muito subjetivo, e também a percepção de brilho dos seres humanos é muito imprecisa (não linear).

Entre as muitas dificuldades em comparar o escurecimento do LED com o escurecimento incandescente à moda antiga:

• As lâmpadas de LED simplesmente não escurecem tanto.
• Algumas lâmpadas de LED publicam especificações de escurecimento (por exemplo, "dimmable a 10%"), mas como os olhos dos seres humanos são tão ruins em comparar o brilho, pode ser difícil dizer o que isso realmente significa. Se você encontrar essa especificação para as lâmpadas atuais, isso ajudará você a procurar uma com melhores características.
• As lâmpadas incandescentes ficam mais vermelhas à medida que escurecem, mas a maioria dos LEDs permanece da mesma cor, o que pode dificultar a obtenção da "iluminação de humor" correta, que se refere tanto à cor quanto ao brilho. Alguns LEDs são melhores quanto a isso - eu sei que vi uma lâmpada LED sendo anunciada como ficando mais quente em cores à medida que escurece (como as incandescentes), por exemplo, a lâmpada Philips WarmGlow BR30 . Você também pode obter aquelas lâmpadas de mudança de cor sofisticadas que podem ser configuradas para praticamente qualquer cor ou brilho.

Sei que este site desencoraja recomendações específicas da marca, mas tenho algumas luzes Philips BR30 na minha sala de estar e diminuem bastante (não a variedade de mudança de cor que mencionei acima). Eu também tenho algumas lâmpadas Cree LED e essas parecem não escurecer tanto.

Aparentemente, aqui está uma opção para obter: Lutron TGCL-153PH (TGCL-153PH-WH para branco). Possui um mostrador montado na frente para definir a saída mínima de escurecimento , para que você possa ajustar seus LED / CFLs onde desejar. O mostrador é então oculto pela placa frontal. Na verdade, eu não tentei isso, mas farei isso esta semana. Eles estão disponíveis na Amazon, Home Depot e Lowes, e atingem o máximo de 150 watts, o que é bom para a maioria das instalações de LED / CFL (ou 600 watts para lâmpadas incandescentes / halógenas). E eles são descritos como "monopolar / 3 vias" também. Eles custam +/- $ 20,00. Existem também reguladores de iluminação da Lutron com mostradores de ajuste semelhantes.

Mesmo com dimmers projetados especificamente para luzes LED ou CFE, os fabricantes informam que os LEDs não escurecem seus produtos tanto quanto as lâmpadas incandescentes. Se você quer um brilho mais baixo, aqui estão minhas duas idéias.

Primeiro, brincando com algumas lâmpadas de LED em um banco com variabilidade, fica claro que elas podem escurecer muito bem, quase até um brilho que você só pode ver no escuro! Mas as únicas variações que eu tenho ou vi são enormes, caras e produzem potências muito mais altas do que você precisaria para um LED ou mesmo um banco de LEDs. Mas se algum fabricante fizer uma variação para pequenas cargas que possam caber em uma placa de parede, ele ofereceria uma gama completa de controle. Eles provavelmente não seriam tão fáceis de virar quanto um pote, mas é uma solução.

Aqui está outra solução, mais prática, pelo menos para a extremidade baixa do brilho. Atualmente, não é difícil encontrar pequenos capacitores de até 5uF a 200WVDC. Experimentando um banco de 8 lâmpadas LED reguláveis, equivalentes a 40 watts (5 reais), substituí vários capacitores em série pela carga. Curiosamente, 2.5uF ofereceu um nível de iluminação que era quase o mesmo que o brilho mínimo que eu poderia obter antes de cortar com um dimmer padrão. Além disso, descobri que, até cerca de 0,5uF, eu poderia obter o equivalente a uma configuração de luz noturna muito baixa, com o único problema é que pequenas diferenças de fabricação entre as várias lâmpadas começam a se tornar muito aparentes. Mas o ponto é que, como os capacitores não gastam energia (nem aquecem), pode ser possível usar um seletor rotativo com várias posições,Se você estava satisfeito em simplesmente conectar uma posição como um desvio de brilho total. Porque além de cerca de 5uF, esses capacitores não eletrolíticos de tensão mais alta começarão a ficar grandes demais para tornar a idéia prática.

Simples, escurecimento ELV vs MLV. Verifique a luz, se for MLV, verifique se você possui um dimmer MLV. Se você tiver uma luz ELV, coloque um dimmer ELV. Funciona bem. Tem que ser um pouco mais curioso. Obviamente, é o escurecimento da linha ou 0-10. Você não deseja lidar com 0 a 10 porque precisa adicionar uma fiação extra.