Tworzywa sztuczne w grafice przestrzennej (26): Projektowanie instalacji podświetleniowej

Jednak zanim zaczniemy, kilka ważnych wskazówek:

1. Należy pamiętać o użytecznym polu świecenia lampy jarzeniowej – rysunek przedstawia graficznie obszar takiego pola. Nie liczmy na to, że światło „jakoś się rozejdzie” za główkę lampy – to miejsce pozostanie ciemniejszą plamą i trudno będzie nam to potem wyrównać. Dlatego każdy końców lampy jarzeniowej musi znajdować się tuż przy krawędzi elementu bądź jego koniec musi być oświetlany przez użyteczną część pola innej lampy.

Przykładowy rozkład elementów przedstawiają ilustracje. Dużo łatwiejsze będzie rozplanowanie ułożenia diod – tu łatwiej będzie nam „podążać” za kształtem mogąc dzielić taśmę LED (bądź korzystać ze specjalnej dającej dowolnie wyginać się) w wyznaczonych do tego miejscach – zazwyczaj co 5 cm
 
Trzeba pamiętać o kącie świecenia źródła światła. W praktyce oznacza to obszar jaki będziemy mogli podświetlić pojedynczym źródłem światła. Z obszarem tym jest związany jeszcze jeden parametr – odległość źródła od powierzchni podświetlanego lica czyli głębokość elementu. Trzeba jednak założyć, że tej odległości nie możemy dowolnie zwiększać i że decydują o tym również ogólne wymiary elementu. Na potrzeby tego opisu przyjmijmy wartości minimalne, które dla świetlówek zwykłych energooszczędnych wynoszą ok. 12 cm, dla świetlówek miniaturowych ok. 10 cm i dla diod 8 cm. Dalsze zmniejszanie tego parametru będzie już mocno nieopłacalne z racji koniecznego wtedy dużego nasycenia źródłami światła. W przeciwnym razie powierzchnie czołowe elementów będą świeciły bardzo nierównomiernie. Uwzględniając powyższe wartości minimalne powinniśmy przyjąć obszar podświetlenia: pojedynczej świetlówki energooszczędnej (24 mm średnicy) na ok 25 cm, pojedynczej świetlówki miniaturowej na ok 20 cm i pojedynczego modułu diod na ok 10 cm. Jeżeli obszar wnętrza jest szerszy, musimy tam projektować kolejne źródła.

Mając te informacje możemy przystąpić do rozplanowania instalacji.

Podświetleniowa Instalacja jarzeniowa

Instalacja składa się z lampy jarzeniowej, statecznika i zapłonnika. Odpowiednio dobrana moc statecznika pozwala także łączyć lampy jarzeniowe w szereg zasilany tym jednym statecznikiem. To istotna oszczędność i kosztów i miejsca we wnętrzu.

Trzeba jednak pamiętać, o nieco wyższej awaryjności (awaria jednej lampy czy zapłonnika wyłącza cały układ) i większych kłopotów z rozruchem połączenia szeregowych lamp. Czasem będziemy musieli sprawdzić kilka lamp i kilka zapłonników by „utrafić” w najlepsze parametry pracy umożliwiające szybki zapłon układu. W szereg możemy łączyć tylko lampy o tej samej mocy. Poniższa lista przedstawia możliwości doboru właściwego statecznika w zależności od mocy lampy w układzie pojedynczym i w szeregu.

• Statecznik 8W – T4/4W, T4/8W, T5/4W, T5/6W, T5/8W, 2xT5/4W
• Statecznik 9W – T4/8W, T5/6W, T5/8W, 2xT5/4W
• Statecznik 13W – T4/8W, T4/12W, T4/16W, T5/13W, 2xT5/6W, 2xT5/8W, 2xT4/8W
• Statecznik 18W – T4/16W, T4/20W, T8/18W, T12/20W
• Statecznik 20 W – T12/20W, T8/18W, T4/20W
• Statecznik 30W – T8/30W
• Statecznik 36W – T8/36W, 2xT8/18W, T12/40W
• Statecznik 40W - T8/36W, 2xT8/18W, T12/40W
• Statecznik 58W – T8/58, T12/60W

Z lamp miniaturowych T5 nie można łączyć w szereg jedynie tych o mocy 13 W (530 mm), lampy T8 i T12 powyżej 600 mm długości (36, 40, 58, 60 W) można łączyć w szereg tylko za pomocą stateczników elektronicznych. Ponadto połączenie szeregowe za pomocą statecznika magnetycznego wymaga użycia odpowiednich zapłonników oznaczonych (S2) 4-22 W. Generalnie trzeba unikać tego rodzaju połączeń z powodu wysokiej awaryjności i problemów z zapłonem.

Nakładając kolejne elementy instalacji na rysunek bazowy zwracamy uwagę na rozsądne odległości poszczególnych elementów jednego układu z jedną bądź dwiema lampami jarzeniowymi połączonymi szeregowo. W przypadku wykonywaniu wielu odrębnych elementów montowanych potem jeden za drugim, możemy rozdzielić układ szeregowy lamp. Skomplikuje to jednak układ połączeń elektrycznych gdyż trzeba będzie wprowadzić dodatkowe przewody do wiązki łączącej elementy.
Starajmy się też unikać rozdzielania pary: lampa jarzeniowa i odpowiadający jej zapłonnik.

Stateczniki należy, jeśli to możliwe, umieszczać w pobliżu centralnej części lampy jarzeniowej, równolegle do niej – spowoduje to najmniej strat światła spowodowanych przez rzucany przez nie cień. Lampy jarzeniowe a także stateczniki trochę się nagrzewają podczas pracy dlatego nie należy mocować poszczególnych podzespołów tak by do siebie przylegały. Unikamy także opierania ich o obudowę (obrzeże) bryły rezerwując kilka milimetrów przestrzeni na przyszłe usztywnienia i elementy konstrukcyjne.

Dobrze jest też przewidzieć jak najwięcej szczegółów np. wyjścia wiązek kabli łączących elementy, wejście zasilania, punkty montażowe a nawet układ pojedynczych przewodów. Dzięki temu, przenosząc cały rysunek na szablon, znacznie ułatwimy sobie znakowanie i montaż instalacji a także zmniejszymy możliwość popełnienia błędu.

Podświetleniowa instalacja LED

Projektowanie układu elementów LED jest znacznie łatwiejsze. W przypadku użycia taśmy krawędziowej którą układa się prostopadle do płaszczyzny spodu w zasadzie projektować nie ma czego. Ponieważ taśma jest w tej płaszczyźnie bardzo elastyczna pozostaje nam jedynie prawidłowo rozmieścić linie taśm, tak by równomiernie doświetlić całą płaszczyznę. Następnie trzeba tylko zliczyć łączną długość taśmy by prawidłowo dobrać zasilacz.

Stosując taśmy LED zwykłe warto już dokładniej przeprowadzić symulację. Taśmy możemy ciąć w określonych miejscach, zazwyczaj co 5 cm. Rozcięte odcinki połączymy potem osobnymi przewodami przestrzegając właściwej biegunowości.

Podobnie rzecz wygląda z modułami na płytkach – te musimy tylko odpowiednio poukładać na w przestrzeni spodów brył, uwzględniając długość łączących je przewodów. Moduły możemy przerwać (rozlutować połączenie kablowe) w dowolnym miejscu - każdy z modułów jest już przystosowany do zasilania napięciem 12 V.

Projektując rozmieszczenie punktów podświetlenia LED należy pamiętać o odmiennej w stosunku do lamp jarzeniowych charakterystyce rozpraszania światła. Diody świecą bardziej kierunkowo nie powodując tak licznych odbić światła wewnątrz bryły. Oznacza to dość rygorystyczne przestrzeganie odległości poszczególnych punktów świetlnych w taki sposób, by wytworzyć równomierną sieć. Jej gęstość będzie uzależniona od odległości do podświetlanego lica czyli głębokości bryły.

Trudno podać tu dokładne wymiary i często zmuszeni będziemy do prób, gdyż mniejsza ilość wewnętrznych odbić powoduje też gorszą penetrację światła przez co utrudnione jest doświetlenie brył o skomplikowanym rysunku i silnych wewnętrznych przewężeniach. Z reguły, przy odległości do lica ok 8 cm, odległości pomiędzy poszczególnymi diodami czy modułami wynosi nie więcej niż 10 cm.

Dobór zasilacza

Zasilacz instalacji LED musi posiadać wystarczającą moc, którą wylicza się sumując moce poszczególnych odcinków taśmy diodowej czy modułów (najmniejsza część zasilana napięciem znamionowym). Np. typowa wartość mocy modułu składającego się z 4 diód równa się 0,32 W. Zakładając że planujemy użycie 100 modułów powinniśmy wybrać zasilacz o mocy minimum 100 x 0,32W czyli 32W. W praktyce należy zostawić niezbędną rezerwę mocy ok. 20 % W naszym przykładzie więc będzie to zasilacz o mocy 40 W.