Умные светодиодные лампы: особенности, преимущества, функционал
Светодиодные лампы непрерывно эволюционируют, причем изменения затрагивают отнюдь не только технологию производства LED-чипов. Многие современные модели оснащаются дополнительными модулями, способными автоматически зажигать свет при наступлении сумерек, регулировать его яркость, или же превратить самую обыкновенную люстру в настоящий будильник, имитирующий наступление рассвета. О подобных интеллектуальных устройствах и рассказывается в данной статье.
Умные лампы начального уровня
Прародителями современных умных ламп можно назвать сверхмощные модели (от 100 ватт и более), используемые для организации подсветки на промышленных объектах. Проектируя такие устройства, инженеры столкнулись с проблемой стремительной деградации SMD-чипов вследствие избыточного тепловыделения. Единственным выходом из данной ситуации оказалось активное охлаждение: помимо радиатора, в корпус ламп стали устанавливать миниатюрный вентилятор, частота оборотов которого регулировалась микроконтроллером на основе показаний термодатчиков. Такой подход позволил обеспечить поддержание постоянной температуры около 50°C, исключая повреждение кристаллов. Если же уровень нагрева преодолевал критический порог, в дело вступала система аварийного отключения.
Производители быстро поняли, что помимо кулера и датчиков в стандартную LED-лампу можно установить и другие электронные компоненты, наделив продукцию принципиально новыми свойствами. Наибольшее распространение получили следующие технологические решения:
- Светодиодные лампы с фотоэлементом
Оснащаются фоторезистором (Light Dependent Resistor), который подключается через усилитель к силовому реле. В темноте сопротивление LDR значительно возрастает (вплоть до 1 МОм и даже выше), на свету же, напротив, падает — это и приводит к замыканию цепи и включению лампы. Защита от ложных срабатываний реализуется за счет подачи напряжения с небольшой задержкой (как правило, 1.5 минуты).
- Smart-лампы с детектором движения
Оборудуются пироэлектрическим элементом, заключенным в металлический корпус типа ТО5/ТО39 (обеспечивает экранирование и защиту от воздействия факторов внешней среды) и линзой Френеля. Последняя фокусирует на поверхности кристалла инфракрасное (тепловое) излучение, испускаемое человеческим телом, в результате чего происходит поляризация пироэлектрика и включение лампы. Дальность действия датчика может достигать 5–6 метров, что делает устройства подходящими как для квартир, так и для загородных резиденций.
Наиболее практичный вариант. Такие лампочки автоматически включаются в условиях недостаточной освещенности только в том случае, если в помещении присутствуют люди, что помогает дополнительно экономить электроэнергию.
Принцип их работы основан на явлении широтно-импульсной модуляции. Драйвер последовательно генерирует серию прямоугольных импульсов напряжения разной скважности (то есть, отношением периода следования импульса к его длительности), изменение которой позволяет настраивать яркость светодиодов, поскольку данные величины обратно пропорциональны.
Обычно такие лампы имеют несколько предустановленных режимов — 20%, 50% и 100% от базового уровня яркости, а выбрать оптимальный можно путем быстрого выключения и включения устройства.
Smart-лампы для систем “Умный дом”
С появлением портативных гаджетов концепция “Умный дом” претерпела значительные изменения. Если раньше для создания единой экосистемы требовалось огромное количество электроники, автоматизировавшей все процессы в вашей резиденции, а также мощный компьютер, который смог бы ей управлять, то сегодня большей популярностью пользуются независимые устройства, работать с которыми можно посредством обычного смартфона. Идя в ногу со временем, производители LED-ламп стали оснащать свою продукцию цифровыми программируемыми контроллерами и модулями беспроводной связи (Bluetooth или WiFi), создавая по-настоящему интеллектуальные решения.
В основе таких ламп лежат RGBM-светодиоды, сочетающие кристаллы красного, зеленого, голубого и белого свечений. Изменяя яркость каждого из них в отдельности, можно генерировать практически любые цвета и оттенки, организуя, таким образом, декоративную подсветку интерьера. Помимо этого, наличие полноценного микроконтроллера и дистанционного управления позволяет наделять Smart-лампы множеством дополнительных функций:
- Детектор присутствия — лампа включается при обнаружении смартфона, по истечении же некоторого времени после разрыва связи свет автоматически выключается;
- Диммер — используя смартфон или планшет в качестве пульта ДУ, можно регулировать интенсивность освещения или его цвет;
- Светомузыка — светодиоды мигают и переливаются в такт воспроизводимой в плеере музыке;
- Уведомление о событиях — лампа сигнализирует о входящем звонке или SMS заданным цветом и частотой мерцания;
- Будильник — в установленное время свет зажигается, его яркость постепенно нарастает, имитируя восход солнца, что обеспечивает мягкое пробуждение;
- Релаксация — плавное чередование теплых оттенков бело-желтого с последующим затуханием света способствует расслаблению, помогая быстрее уснуть;
- Эффект присутствия — лампа периодически включается и выключается по таймеру, воспроизводя действия человека, что позволяет ввести в заблуждение злоумышленников в случае долгого отсутствия хозяев.
***
Уже сейчас умные светодиодные лампы позволяют реализовать множество разнообразных сценариев использования, а в будущем их функционал наверняка значительно расширится. В тренде — интернет вещей, так что не за горами появление моделей, которыми можно будет управлять буквально из любой точки мира (например, чтобы проверить, не забыли ли вы выключить свет). И хотя интеллектуальные устройства оказываются заметно дороже обычных, они окупают себя, так как отпадает необходимость в приобретении и монтаже диммеров, датчиков движения, инфракрасных детекторов и другого вспомогательного оборудования.