Диммер для светодиодов и система освещения на его основе

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет информатики
и радиоэлектроники
Республиканский конкурс научных работ студентов
высших учебных заведений Республики Беларусь
Секция №18 «Радиотехника, электроника и связь. Компьютерное инженерное проектирование. Телекоммуникационные
системы и компьютерные сети. Специальные науки»
Познание продолжается!
ДИММЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ
И СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ
Подготовил:
Полищук Сергей Игоревич, 2 курс
Руководитель:
Позняк Александр Анатольевич
доцент кафедры химии,
канд. физ.-мат. наук, доцент
Минск 2011
РЕФЕРАТ
Работа 35 с., 4 ч., 23 рис., 1 табл., 27 источников.
ДИММЕР
ДЛЯ
СВЕТОДИОДОВ,
СИСТЕМА
ОСВЕЩЕНИЯ,
СВЕТОДИОДНЫЕ
ИСТОЧНИКИ,
ИСКУССТВЕННОЕ
ОСВЕЩЕНИЕ,
РЕГУЛИРОВКА ЯРКОСТИ, МЕТОД ШИМ, ПРОТОКОЛ DMX-512,
Объект исследования — искусственные источники света, схемотехнические решения устройств регулирования их яркости.
Целью данной работы является проектирование и изготовление устройства управления яркостью источников света.
В процессе разработки были изучены: принципы регулирования яркости
источников света; управление биполярными и полевыми транзисторами методом ШИМ; цифровой протокол передачи данных DMX-512 и шумоподавление
при приеме цифровых данных.
В результате проведенной работы была изготовлена партия 12-канальных диммеров, с номинальным током на канал 3 А, при напряжении питания 12/24 В. Устройство по цифровому протоколу связано с пультом управления и устанавливает яркость соответствующего источника света. Для передачи цифровых данных использована витая пара. Изготовленный диммер
имеет 12 каналов для реализации возможности подключения 2×6 источников света с целью создания симметричных картин, либо 4 RGB (или
2×2 RGB) источника света.
Применение светодиодных систем освещения позволило повысить пожарную безопасность оснащаемых объектов за счёт применения линий низковольтного электропитания и значительного снижения температурных режимов источников света (светодиодов). Созданные системы освещения обладают также существенной экономичностью по сравнению с лампами накаливания и более экологичны по сравнению с люминесцентными источниками света за счёт отсутствия высокотоксичной ртути. Светодиодные системы
имеют также более широкий температурный диапазон, позволяющий им
функционировать, в отличие от систем на основе люминесцентных ламп,
при пониженных температурах.
Разработанные и внедрённые продукты позволяют реализовать широкий спектр оформительских, художественных и дизайнерских решений.
На сегодняшний день изготовленные устройства успешно эксплуатируются в здании музея природы Национального парка Республики Беларусь
«Беловежская пуща», а также в диско клубе «СИТИ» в г. Бресте.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
4
1 Искусственные источники света
5
1.1 Исторический обзор развития искусственных источников света
1.2 Современные искусственные источники света
1.3 Актуальность глобального внедрения светодиодов
5
8
12
2 Современное светодиодное освещение: технология и применение
13
2.1 Некоторые особенности функционирования светодиодных источников света
13
2.1.1 Методы проверки декларированного срока службы светодиодов.
Причины деградация светодиода
2.1.2 Причины недолговечность светильников при длительном сроке службы светодиодов
2.1.3 Взаимосвязь между цветом свечения светодиода и сроком его службы
2.1.4 Перспективы дальнейшего повышения КПД светодиодов и уменьшения их стоимости
13
14
15
16
2.2 Архитектурное освещение и наружное освещение.
Требования современности
2.2.1 Приёмы архитектурного освещения
2.2.2 Оборудование для архитектурного освещения
2.2.3 Современные технологии для создания конкурентной световой рекламы
2.3 Освещение объектов жилищно-коммунального хозяйства
3 Системы управления светодиодами и светодиодными светильниками
3.1 Системы управления и их особенности
3.2 Варианты диммирования при управлении светодиодными светильниками
3.3 DMX-управление
4 Устройство управления яркостью светодиодов
и система освещения на его основе
4.1 Диммер для светодиодов
4.2 Применение светодиодного освещения
в Национальном парке «Беловежская Пуща»
4.2.1 Преимущества применения светодиодов
и устройства управления их яркостью в Музее природы ГПУ «НП «Беловежская пуща»
4.2.2 Решение дизайнерских и художественных задач
при помощи разработанного диммера для светодиодов
19
19
20
21
22
23
23
24
25
27
27
30
30
31
Заключение
33
Cписок использованных источников
34
3
ВВЕДЕНИЕ
Изначально мир устроен так, что человек не может обходиться без света.
Благодаря свету, мы получаем большую долю необходимой информации для
своего полноценного существования. Свет даёт нам жизненную энергию, играет важную роль в нашей жизни, потому что невозможно двигаться и работать в темноте. Как только наступают сумерки, мы освещаем улицы и дома.
Если ночью мы просыпаемся, то включаем свет. Если выходим в темноту, берём фонарик; таким образом, человек пользуется светом, излучаемым источниками различной природы и различного происхождения.
Все источники света делятся на естественные и искусственные. Естественные источники света — это природные материальные объекты и явления,
основным или вторичным свойством которых является способность испускать видимый свет. В отличие от естественных источников света, искусственные источники света являются продуктом производства человека или,
возможно, других разумных существ.
К естественным или природным источникам света прежде всего относят: Солнце, Луну, планеты, кометы, полярные сияния, атмосферные электрические разряды, биолюминесценцию живых организмов, свет звёзд
и иных космических объектов, свечение окисляющихся органических продуктов и минералов, и проч. Естественные источники света играют первостепенную роль в существовании жизни на земле и, возможно, других планетах, и оказывают значительное воздействие на окружающую среду [1].
Со временем человек обустроил свою жизнь так, что для своей жизнедеятельности ему стало не хватать естественных источников света, и он начал задумываться над получением искусственных источников света. Самым первым искусственным источником света был огонь. Открытие электричества
привело к активному развитию электрических источников света, таких как
лампы накаливания, люминесцентные лампы и прочие. Продолжительное время они занимали прочную позицию среди искусственных источников света.
Прогресс не стоит на месте, и с развитием полупроводниковой промышленности стало динамично развиваться твёрдотельное (сетодиодное) освещение (Solid-State Lighting — SSL) — новая быстро развивающаяся отрасль промышленности, возникшая на стыке полупроводниковой электроники и светотехники. Главные преимущества SSL — высокая светоотдача и длительный
рабочий ресурс, позволяющие в разы снизить затраты на электроэнергию
и эксплуатационные расходы для осветительной аппаратуры. На данный момент среди электрических источников света — светодиодные являются самыми надёжными, экономичными, экологичными и безопасными, не содержащими вредных веществ [2, 3, 4].
4
1 ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным назначением которых является получение светового излучения. Рассмотрим кратко
историю развития и современное состояние искусственных источников света.
1.1 Исторический обзор развития искусственных источников света
Самым первым из используемых людьми в своей деятельности источником света был огонь (пламя) костра. С течением времени и ростом опыта
сжигания различных горючих материалов люди обнаружили, что большее количество света может быть получено при сжигании каких либо смолистых
пород дерева, природных смол, масел и воска. С точки зрения химических
свойств подобные материалы содержат больший процент углерода по массе
и при сгорании сажистые частицы углерода сильно раскаляются в пламени
и излучают свет [4]. В XIX веке в России, например, для освещения использовали миног: сушёных животных жгли вместо свечей, поскольку они были богаты жиром [ 5 , 6 ]. С течением времени определенный прогресс в переработке нефти, восков, жиров, масел и некоторых природных смол позволил выделять необходимые топливные фракции: очищенный воск, парафин, стеарин,
пальмитин, керосин и т. п. В дальнейшем при развитии технологий обработки металлов, развития способов быстрого зажигания с помощью огнива позволили создать и в значительной степени усовершенствовать первые независимые источники света, которые можно было устанавливать в любом пространственном положении, переносить и перезаряжать горючим. Такими источниками стали прежде всего свечи, факелы, масляные, а позже нефтяные
лампы и фонари. С точки зрения автономности и удобства, источники света,
использующие энергию горения топлив, очень удобны, но с точки зрения пожаробезопасности (открытое пламя), выделений продуктов неполного сгорания (сажа, пары топлива, угарный газ) представляют известную опасность
как источник возгорания. История знает великое множество примеров возникновения больших пожаров, причиной которых были масляные лампы
и фонари, свечи и прочие подобные устройства.
Лучины (рис. 1.1) как источник света использовались в быту крестьян с очень давних времён и вплоть
до начала XX века, хотя и были оттеснены другими более современными средствами освещения типа керосиновых и масляных ламп [7]. Лучина — тонкая длинная
щепка сухого дерева. Под лучины ставили обычно сосуд
с водой. Вода отражала свет, а также предохраняла
от пожара, который могли вызвать падающие угольки.
Рисунок 1.1 — Лучина
5
Дальнейший прогресс и развитие знаний в области химии, физики и материаловедения, позволили людям использовать также и различные горючие
газы, отдающие при сгорании большее количество света. Газовое освещение
было достаточно широко развито в Англии и ряде европейских стран. Особым удобством газового освещения было то, что появилась возможность освещения больших площадей в городах, зданий и др., за счёт того что газы
очень удобно и быстро можно было доставить из центрального хранилища
(баллонов) с помощью прорезиненных рукавов (шлангов), либо стальных или
медных трубопроводов, а также легко отсекать поток газа от горелки простым поворотом запорного крана. Важнейшим газом для организации городского газового освещения стал так называемый «светильный газ», производимый с помощью пиролиза жира морских животных (китов, дельфинов, тюленей и др.), а несколько позже производимый в больших количествах из каменного угля при его коксовании на газосветильных заводах [4].
Одним из важнейших компонентов светильного газа, который давал
наибольшее количество света, был бензол, открытый в светильном газе
М. Фарадеем. Другим газом, который нашёл значительное применение в газосветильной промышленности, был ацетилен, но ввиду его значительной
склонности к возгоранию при относительно низких температурах и широким
концентрационным пределам воспламенения, он не нашёл широкого применения в уличном освещении и применялся в шахтерских, автомобильных
и велосипедных «карбидных» фонарях. Другой причиной, затруднившей применение ацетилена в области газового освещения, была его исключительная
дороговизна в сравнении со светильным газом [4].
Параллельно с развитием применения самых разнообразных топлив
в химических источниках света, совершенствовалась их конструкция и наиболее выгодный способ сжигания (регулирование притока воздуха), а также
конструкция и материалы для усиления отдачи света и питания (фитили, газокалильные колпачки и др.). На смену недолговечным фитилям из растительных материалов (пенька) стали применять пропитку растительных фитилей борной кислотой и волокна асбеста, а с открытием минерала монацита
обнаружили его замечательное свойство при накаливании очень ярко светиться и способствовать увеличению полноты сгорания светильного газа.
В целях повышения безопасности использования рабочее пламя стали ограждать металлическими сетками и стеклянными колпаками различной формы [4]. В настоящее время в некоторых городах мира газовые фонари по сей
день с успехом применяются для уличного освещения (рис. 1.2).
Дальнейший прогресс в области изобретения и конструирования источников света в значительной степени был связан с открытием электричества
и изобретением источников тока. На этом этапе научно-технического про6
гресса стало совершенно очевидно, что необходимо для увеличения яркости источников света
увеличить температуру области, излучающей
свет. Если в случае применения реакций горения разнообразных топлив на воздухе температура продуктов сгорания достигает 15002300°C, то при использовании электричества
температура может быть ещё значительно увеличена. При нагревании электрическим током
различных токопроводящих материалов с высокой температурой плавления они излучают видимый свет и могут служить в качестве источников света той или иной интенсивности. Такими материалами были предложены: графит
(угольная нить), платина, вольфрам, молибден,
Рисунок 1.2 — Современный
рений и их сплавы. Для увеличения долговечногазовый фонарь уличного
сти электрических источников света их рабочие освещения в Дюссельдорфе, ФРГ
тела (спирали и нити) стали размещать в специальных стеклянных баллонах
(лампах), вакуумированных или заполненных инертными или не активными
в данных условиях газами (например, водород, азот или аргон). При выборе
рабочего материала конструкторы ламп руководствовались максимальной
рабочей температурой нагреваемой спирали, и основное предпочтение было
отдано углероду (лампа Лодыгина, 1873 г.) и в дальнейшем вольфраму.
Вольфрам и его сплавы с рением и по настоящее время являются наиболее
широко применяемыми материалами для изготовления электрических ламп
накаливания, так как в наилучших условиях они способны быть нагреты до
температур в 2800-3200°C [4].
Параллельно с работой над лампами накаливания, в эпоху открытия
и использования электричества также были начаты и значительно развиты
работы по электродуговым источником света (свеча Яблочкова) и по источникам света на основе тлеющего разряда. Электродуговые источники света
позволили реализовать возможность получения колоссальных по мощности
потоков света (сотни тысяч и миллионы кандел), а источники света на основе тлеющего разряда — необычайно высокую экономичность. В настоящее
время наиболее совершенные источники света на основе электрической дуги — криптоновые, ксеноновые и ртутные лампы, а на основе тлеющего разряда в инертных газах (гелий, неон, аргон, криптон и ксенон) с парами ртути
и другие. Наиболее мощными и яркими источниками света в настоящее время являются лазеры. Очень мощными источниками света также являются
разнообразные пиротехнические осветительные составы, применяемые для
7
фотосъёмки, освещения больших площадей в военном деле (фотоавиабомбы,
осветительные ракеты и осветительные бомбы) [4].
1.2 Современные искусственные источники света
В современном мире в качестве источников искусственного освещения
обычно применяют лампы накаливания (в т. ч. галогенные, рис. 1.3), газоразрядные, в т. ч. люминесцентные и металлогалогеновые лампы (МГЛ), эксилампы [8] и светодиоды [3, 4]. Рассмотрим их основные достоинства и недостатки.
Преимуществами ламп накаливания являются: малая стоимость; сравнительно
небольшие размеры; ненужность пускорегулирующей аппаратуры; отсутствие
токсичных компонентов; возможность работы
как на постоянном токе (любой полярности),
так и на переменном; возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт); отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе;
непрерывный спектр излучения; устойчивость
к электромагнитному импульсу; возможность
использования регуляторов яркости; нормаль- Рисунок 1.3 — Галогенная лампа [9]
ная работа при низкой температуре окружающей среды. Лампы накаливания
при включении зажигаются практически мгновенно. В то же время для них характерна низкая световая отдача; относительно малый срок службы; резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения; цветовая температура лежит только в пределах 2300-2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок; лампы накаливания представляют пожарную опасность [4, 9].
Люминесцентные лампы (рис. 1.4) характеризуются следующими преимуществами: относительно высокий коэффициент полезного действия
(КПД); относительно высокая светоотдача (люминесцентная лампа мощностью 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания); длительный
срок службы (2000-20000 ч в отличие от 1000 у ламп накаливания);
рассеянный свет; разнообразие оттенков света; являются линейным
источником света; не критичны
к скачкам напряжения; существует
возможность
получения
белого
и ультрафиолетового (УФ) света; не
представляют пожарную опасность
[10, 11, 12]. К недостаткам люминесцентных источников света следуРисунок 1.4 — Люминесцентные лампы [11]
8
ет отнести: сложность схемы включения; ограниченную единичную мощность (до 150 Вт); зависимость от температуры окружающей среды; значительное снижение светового потока к концу срока службы; вредные для зрения пульсации светового потока; акустические помехи и повышенная шумность работы; невозможность запуска при пониженном на 10% напряжении
сети; дополнительные потери энергии в пускорегулирующей аппаратуре (до
25-35% мощности ламп); генерация радиопомех; ограниченные возможности
регулировки яркости свечения, сложность утилизации [4, 10, 11, 12].
МГЛ (рис. 1.5) обладают относительно высоким КПД, полным спектром светового излучения, относительно длительным сроком службы и являются точечными источниками света. В то же время, к недостаткам следует отнести необходимость активного охлаждения, высокую инерционность, необходимость включения в цепь запуска дросселей и возможность
пуска только из «холодб
ного» состояния [13].
Что касается достоинств
светодиодов
(рис. 1.6), то к ним следует причислить сверх- а
долгий
срок
службы
МГЛ компаний: а — Osram, б — General Electric мощностью 250 Вт
5
(до 10 ч); низкое энерРисунок 1.5 — МГЛ различных производителей [13]
гопотребление; высокую светоотдачу; возможность работы при низких
температурах; широкий температурный диапазон эксплуатации; чистоту
цвета, то есть возможность получения любого цвета и оттенка излучения
светодиодов; высокий уровень безопасности, обеспечиваемый малым тепловыделением светодиодов и низким питающим напряжением, что дает
возможность их использования под водой, в условиях с высокими требованиями к взрывозащищенности и других специальных условиях применения; компактные установочные размеры; варьируемая направленность излучения; простота электромонтажа и легкость крепления к любой поверхности, существенно облегчающие и удешевляющие монтаж и ремонт, стойкость к механическим воздействиям; безынерционность; возможность
управления через контроллеры, диммеры — устройства регулирования яркости источников света;
экологическая и пожарная безопасность, отсутствие
побочного УФ
или инфракрасного (ИК)
излучения и слабый нагрев [3, 14, 15].
Рисунок 1.6 — Различные полупроводниковые светодиоды [14]
9
Весьма интенсивно развивающимся направлением является создание
и развитие органических светоизлучающих диодов. Органический светодиод (англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) — органический светоизлучающий диод) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических
соединений, который эффективно излучает свет, если пропустить через него электрический ток [16]. Это многослойные тонкоплёночные структуры,
изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают
свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических (рис. 1.7).
Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не
меньше 15 тысяч ч. Одна из проблем, которая
в настоящее время препятствует широкому
распространению этой технологии, состоит
в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED
могут непрерывно работать на десятки тысяч
часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуаль- Рисунок 1.7 — OLED дисплей [14]
но искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо
для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED
все-таки добрался до отметки в 17,5 тысяч часов непрерывной работы. Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых
телефонов, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения [14].
Министерство энергетики США недавно выпустило документ под названием «Использование светодиодов с наибольшей пользой» [17], в котором перечисляются некоторые уникальные особенности этого вида светоизлучающих приборов и ситуации, в которых их использование наиболее выгодно.
Среди прочих достоинств, перечисленных в документе, есть и следующие:
Направленность светового потока — возможность создавать точечную
направленность света. Большинство источников света излучают свет во
всех направлениях, таким образом, часть света расходуется практически
впустую. Специальная оптика и отражатели могут решить проблему, однако
световые потери при этом сохраняются. Светодиоды размещаются на плоской поверхности и производят идеальное направленное освещение.
Маленький размер — возможность размещения в любых светильниках. Даже самые крупные светильники на светодиодах, производящие
тысячи люменов, все равно остаются более компактными, чем традиционные аналоги. Во многих ситуациях, например в помещениях с низкими потолками, возможность использования низкопрофильных светоди10
одных светильников имеет ключевое значение.
Прочность — отсутствие стеклянных деталей и каких-либо наполнений.
Светодиоды не страдают от вибраций в отличие от ламп накаливания. Это
свойство очень важно в условиях промышленности, на транспорте, эскалаторах и в других ситуациях и применениях. Светодиоды также широко используются как антивандальное освещение, так как не содержат стекла, что отвечает требованиям безопасности и для детских комнат.
Устойчивость к низким температурам — возможность работы на холоде
и в неблагоприятных условиях. В условиях низких температур эффективность излучения люминесцентных ламп резко падает. Использование амальгамы (сплавы ртути с другими металлами) отчасти решает эту проблему, однако компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) с амальгамой достаточно долго «разогреваются» до полной интенсивности. Эффективность светодиодов,
напротив, даже немного повышается при низких температурах, что делает
их незаменимыми для использования в холодильных витринах супермаркетов, холодильниках и в наружном освещении.
Моментальное включение — не требуют времени на «разогрев» до полноценного уровня светоотдачи. Это свойство абсолютно незаменимо для источников света, применяемых на транспортных средствах.
Устойчивость к износу — срок действия не зависит от частоты включения/выключения. На продолжительность срока службы обычных ламп влияет
частота включения/выключения. Линейные люминесцентные лампы служат
намного дольше, если их оставляют включенными не меньше, чем на 12 ч.
Контролируемость — совместимость с электронными системами контроля, которые управляют интенсивностью и цветом светового потока. В то время, как светодиоды и лампы накаливания легко совмещаются с диммерами
и работают очень эффективно, КЛЛ при подключении диммера не могут регулироваться с полной амплитудой. Минимальный уровень освещенности составляет порядка лишь 30% от максимума.
Отсутствие ИК и УФ составляющих в спектре светодиодов, используемых для освещения. Лампы накаливания, как известно, преобразуют почти
95% потребляемой энергии в ИК излучение и только оставшиеся 5% преобразуются в видимый свет. Люминесцентные лампы преобразуют в свет около
20% энергии. Галогенные лампы производят большое количество УФ спектра
и используются со специальными фильтрами. Светодиоды не производят ни
УФ, ни ИК излучения. УФ свет губителен для тканей, живописи и кожи человека, а ИК излучение даёт много тепла и может привести к ожогам.
Однако светодиоды обладают и некоторыми недостатками: относительно высокой стоимостью и необходимостью запитывания с помощью специальных источников стабильного тока.
11
1.3 Актуальность глобального внедрения светодиодов
Учёные университета Rensselaer Polytechnic (США) опубликовали доклад
об исследовании [18], в ходе которого была подсчитана выгода от глобального
перехода на LED-светильники. Было установлено, что если в течение ближайших 10 лет провести глобальную замену всех ламповых источников света
на энергоэффективные LED-модули, то объёмы нефти, потребляемой на выработку электричества, будут сокращены на 962 миллиона баррелей. Отпадёт необходимость в 280 электростанциях, а выбросы диоксида углерода сократятся
на 10 миллиардов тонн. Фактически полностью удаётся избавиться от выбросов диоксида серы, являющихся основной причиной кислотных дождей. Подытоживая результаты исследования, учёные подсчитали, что суммарная финансовая выгода от внедрения светодиодов составит 1,83 триллиона US $.
Профессор Фрэд Шуберт (Fred Schubert), в своём докладе о достоинствах
твердотельных источников света отметил, что LED сделают такую же масштабную революцию в оптике, как и транзистор в своё время в электронике. Мнение
многих учёных, в том числе и сотрудников университета, схоже в одном — твёрдотельные источники света станут катализатором для технологических прорывов. Профессор Шуберт и Ким Йонг Кю (Jong Kyu Kim), соавтор исследования,
установили, что переход на LED позволит сохранить 18,310 ТВч электричества
или порядка 1,892×1020 Дж энергии.
Столь явные перспективы финансовой выгоды не могли не заинтересовать правительство. В октябре прошлого года правительство США обязалось
финансировать исследования в течение пяти лет и вложить порядка
18,5 миллиона US $ в развитие технологии. Для эффективной работы
над проектом руководство Rensselaer приступило к сотрудничеству с университетами Бостона и Нью-Мексико. Результатом совместной работы стало
открытие исследовательского центра Smart Lighting. Сейчас работы ведутся
по трём направлениям: разработка новых материалов, создание аппаратных
технологий и организация систем интеллектуального освещения.
Разработанный Фрэдом Шубертом «принцип замены» ламповых источников света на твёрдотельные подразумевает не только финансовую и экологическую выгоды. LED-светильники весьма удобны в эксплуатации, позволяют оперативно регулировать температуру света, спектр и поляризацию. Благодаря возможности изменения большого количества параметров,
LED обладают огромным потенциалом, говорит Шуберт. Профессор считает,
что будущее за «умными» источниками света, которые можно применять
в любой области индустрии.
12
2 СОВРЕМЕННОЕ СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ:
ТЕХНОЛОГИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ
2.1 Некоторые особенности функционирования
светодиодных источников света
2.1.1 Методы проверки декларированного срока службы светодиодов.
Причины деградация светодиода
Ведущие производители в характеристиках указывают сроки службы
светодиодов около 80 000 ч (более девяти лет непрерывной работы). Естественно, на практике нет возможности провести лабораторные тесты в течение такого длительного промежутка времени. Поэтому зачастую используется методика экстраполяции данных, когда показатели деградации
в экстремальных условиях работы (высокая температура, токи) используются для построения теоретической модели работы диодов на протяжении
всего их срока службы по модели Аррениуса.
Хочется отметить, что под сроком службы светодиода большинство производителей не подразумевают срок, по прошествии которого светодиод полностью выйдет из строя. В основном имеется в виду период, за который светоотдача светодиода снижается до 70% от первоначальной. Даже при использовании высококачественных компонентов уменьшение светового потока неизбежно, и связано оно с множеством факторов, таких, как условия теплоотвода,
влажность и т. п. Причина снижения светоотдачи заключается в деградации
кристалла, которая, в свою очередь, может происходить из-за роста количества
дефектов кристаллической решетки со временем наработки. Области кристалла, где появились дефекты, не излучают свет, но при этом генерируют тепло.
Другой причиной является электрическая миграция материала, из которого сделаны электроды, приваренные к кристаллу. В кристалл проникают атомы металлов, из которых сделаны электроды, и нарушают кристаллическую структуру. При деградации кристалла возрастает ток утечки, то есть
значительная часть тока начинает проходить не через те участки кристалла, которые излучают свет. В результате уменьшается напряжение на электродах светодиода, а значит, из работы исключаются сегменты с излучательной рекомбинацией. Скорость деградации светодиода значительно увеличивается при плотности тока свыше номинального значения, а также при
повышении температуры. В зависимости от качества изготовления кристаллы деградируют по-разному: одни постепенно теряют в год 3-5% светового потока, другие делают это резко, едва приблизится назначенный срок.
Но деградируют неизбежно как те, так и другие.
13
2.1.2 Причины недолговечность светильников
при длительном сроке службы светодиодов
Срок службы светодиодных светильников зависит не только от срока
службы светодиодов, но также и от всех входящих в прибор электронных
компонентов, имеющих собственные слабые места: микросхемы с некачественной пайкой и окисляющимися дорожками, корпусы, в которые просачивается вода, и т. д. Основной причиной деградации является нарушение
температурного режима при эксплуатации, который, в свою очередь, определяется конструкцией светильника. Зачастую производители в рекламных
материалах указывают именно срок службы светодиодов, тогда как в светильнике из-за перегрева светодиоды могут работать меньше заявленного
производителем срока. Наряду с отводом тепла, который производится радиатором, важны также характеристики питающего тока, сформированного
источником питания. Если обнаруживается, что светодиоды перегреты,
а система охлаждения уже не справляется, должна уменьшаться подаваемая
на светодиоды электрическая мощность.
Помимо управления температурой p-n-перехода светодиодного кристалла, в светильнике есть еще два узла, которые оказывают важное влияние на
срок службы всего устройства: драйвер и вторичная оптика. Драйвер является одним из ключевых элементов светильника с точки зрения его срока
службы. Слабое звено драйвера — электролитические конденсаторы, которые имеют свойство высыхать со временем. Существует много способов продлить срок службы таких электронных компонентов. В первую очередь, это
правильное проектирование драйвера таким образом, чтобы тепло отводилось от конденсатора. Современная элементная база позволяет создавать
драйверы со сроком службы 50 000 ч и более. Также важны стабильность напряжения питания и силы тока, которые дает драйвер, а также его устойчивость к возможным всплескам сетевого напряжения.
Линзы вторичной оптики в светодиодных светильниках обычно изготавливаются из пластмассы (поликарбонат), которая со временем мутнеет. Отражатели зачастую делают из пластмассы, покрытой тонким слоем металла,
который со временем может тускнеть или отслаиваться, что также влияет на
светораспределение, интенсивность излучения и значение светового потока.
Указанные выше проблемы решаются путем использования современных материалов и применением новейших технологий производства. Однако, как уже было сказано выше, срок службы светодиодного светильника зависит не только от качества используемых светодиодов, электронных компонентов, качества сборки и т. п., но и от условий эксплуатации светильника,
которые зачастую нарушаются.
За редким исключением, у всех производителей светодиодных светильни14
ков гарантия в среднем 2-3 года. Это такой гарантийный срок, в течение которого оборудование будет работать при любых условиях эксплуатации. Исключение составляют некоторые западные производители (например Bega), дающие
длительную гарантию не только на светодиоды, но и на все изделие целиком.
Правда, и цена такой продукция соответствующая. В качестве примера можно
привести одну из нидерландских компаний, которая проводит так называемый «отжиг» светодиодов: их выдерживают в печи при температуре 60°С примерно трое суток. После этого светодиод обеспечивает стабильные фотометрические характеристики в течение длительного срока наработки. Следует отметить, что и стоимость такого прибора также достаточно высока.
2.1.3 Взаимосвязь между цветом свечения светодиода
и сроком его службы
На сегодняшний день промышленностью освоено производство светодиодов различных длин волн излучения — от УФ до ИК диапазона. Применяемые
материалы группы AIIIBV имеют диапазон ширины запрещённой зоны от 1,9
до 3,5 эВ (рис. 2.1). Твёрдые растворы AlGaInP на различных подложках излучают в диапазоне от 650 до 580 нм, структуры на основе GaN, InGaN имеют
наибольший квантовый выход в пределах 540-400 нм. Рекомбинация электронно-дырочных пар в таких материалах происходит преимущественно с излучением кванта света. Энергия кванта hν пропорциональна ширине запрещённой зоны Eg — энергии, которую неоходимо затратить для генерации пары собственных носителей заряда. О вероятности излучательной рекомбинации в узкозонном слое говорит внутренний квантовый выход излучения ηi
(число излучаемых фотонов на одну электронно-дырочную пару). В гетероструктурах величина ηi теоретически может быть близка к 100% [19 ].
Светодиоды различного цвета свечения имеют отличающийся срок
службы. Белые светодиоды имеют
меньший срок службы. Основой
светодиода белого цвета свечения
является структура InGaN (синий
цвет) и нанесённый сверху на неё
люминофор
(специальный
состав), излучающий в широком
диапазоне спектра и имеющий
максимум в его жёлтый части.
Человеческий глаз комбинацию
такого рода воспринимает как бесплошные линии — гетероструктуры InGaN/AlGaN/GaN, лый цвет. Это на данный момент
штриховые — AlInGaP/GaP
наиболее простой и дешёвый споРисунок 2.1 — Спектры электролюминесценции
соб получения белого света. Однасветодиодов [19]
15
ко люминофор ухудшает тепловые характеристики светодиода, поэтому
срок службы сокращается. Деградация люминофора приводит не только
к уменьшению яркости светодиода, но и к изменению оттенка его свечения. При сильной деградации люминофора хорошо заметен синий оттенок
свечения. Это связано с изменением свойств люминофора, приводящим,
в частности, к тому, что спектре излучения начинает доминировать собственное излучение кристалла.
Если же говорить о сроках службы светодиодов с различными типами
кристаллов, то можно сказать следующее: более стойкими к деградации параметров являются AlGalnP- и AlGaAs-светодиоды, то есть красные и жёлтые; менее стойкими — InGaN, т. е., зелёные, синие и белые. Большинство
InGaN/GaN-светодиодов изготавливается на сапфировых подложках, которые являются диэлектриками, что приводит к появлению остаточного электрического заряда и делает светодиод более чувствительным к повреждениям, вызванным электростатическим разрядом и перегрузкой.
2.1.4 Перспективы дальнейшего повышения КПД светодиодов
и уменьшения их стоимости
Эффективностью светодиодов считают как светоотдачу (отношение
светового потока к потребляемой энергии), так и стоимость одного люмена
(отношение светового потока к цене светодиода или светодиодного источника света). Для улучшения обеих характеристик эффективности светодиодов существует несколько путей.
Прежде всего, это внутренний и внешний квантовый выход кристалла.
На сегодняшний день высокими величинами для внешнего квантового выхода считаются 35% для синих светодиодов и 55% для красных. Внутренний
теоретически можно приблизить к 100%. Стало быть, только за счёт повышения внешнего квантового выхода можно увеличить световую отдачу светодиодов в 2-3 раза и, соответственно, снизить цену одного люмена. С этой целью ученые ищут новые, более согласованные с кристаллической решёткой
полупроводника материалы подложки. Сейчас, как известно, используется
сапфир Al2O3. Карбид кремния SiC подошел бы лучше: у него и постоянная решётки прекрасно согласована с постоянной решетки GaN, и высокая теплопроводность создаёт преимущества для теплоотвода, но он чрезвычайно дорог. Возможно, удастся сочетать дешёвый кремний с буферными прослойками из карбида кремния. Это позволило бы совместить технологию оптоэлектронных устройств на основе нитридов с планарной технологией производства кремниевых чипов. Но тут есть и другая трудность, которую придется разрешить: карбид кремния непрозрачен, а значит, подложка не будет служить
«на просвет», как происходит сейчас, — её придется делать зеркальной.
Также есть возможности для улучшения конструкции светодиода и улуч16
шения люминофора, правда во втором случае максимальный выигрыш невелик — речь идет о единицах процентов. В то же время, улучшение качества
люминесцирующего материала может существенно увеличить срок службы
светодиода без снижения его как яркостных, так и цветовых характеристик,
обусловленного «старением» люминофора.
Далее, для усиления светового потока можно
было бы увеличить число электронно-дырочных
пар, рекомбинирующих в зоне p-n-перехода в единицу времени (рис. 2.2). Для этого необходимо
увеличить ток через кристалл. Но здесь существует несколько ограничений.
Верхний предел плотности тока ставит, во-перРисунок 2.2 — Рекомбинация
вых, снижение срока службы светодиода, а, во-втов зоне p-n-перехода
рых, — уменьшение квантового выхода из-за возрастания числа дефектов кристаллической решётки, на которых пары рекомбинируют без излучения. В обоих случаях «виноват» нагрев кристалла и p-n-перехода. Таким образом, большое
значение приобретают хороший теплоотвод, низкоомные контакты и переход
на более «горячий» нитрид галлия взамен арсенида. Все эти факторы позволяют
повысить ток и мощность на одну лампу приблизительно в семь раз.
Если плотность тока повышать станет некуда, останется ещё возможность
увеличить площадь кристалла. Сейчас используются кристаллы площадью
до 1 мм2. Дальше пока пойти не удается, потому что на больших контактах возникает неравномерность распределения плотности тока, локальный перегрев
и, как следствие, разрушение кристалла. Использование контактов с гребенчатой структурой представляет собой проблему, потому что на таких контактах
происходят повышенные потери излучаемой световой энергии. На сегодняшний день выход найден в использовании многокристальных светодиодов.
Другим путём повышения эффективности преобразования электрической энергии в световую, наряду с повышением концентраций основных
носителей в p- и n-областях за счёт увеличения плотности тока, является
уменьшение толщины активной области, в которой идёт рекомбинация.
Но в обычных p-n-переходах эта толщина не может быть меньше диффузионной длины — среднего расстояния, на которое диффундируют инжектированные носители заряда, пока не рекомбинируют [19].
Задача ограничения активной области рекомбинации решена в конце
60-х годов Ж. Алфёровым и его сотрудниками. Были предложены и практически изготовлены гетероструктуры, сначала на основе GaAs и его твёрдых
растворов типа AlGaAs, а затем и на основе других полупроводниковых соединений (рис. 2.3). А дело в том, что в гетероструктурах толщина активной
области рекомбинации может быть много меньше диффузионной длины.
17
Рассмотрим энергетическую диаграмму
гетероструктуры (рис. 2.4), в которой между
внешними p- и n-областями полупроводника
с большими величинами ширины запрещённой зоны Eg2, Eg3 расположен тонкий слой
с меньшей шириной Eg. Толщину этого слоя d
можно сделать очень малой, порядка сотен
или даже десятков атомных слоёв. Помимо Активная область (область p-n-перехода)
и расположение омических контактов
потенциального барьера обычного p-n-пере- Рисунок 2.3 — Вид излучающего
кристалла с гетероструктурой
хода на гетерограницах слоя образуются потипа InGaN/AlGaN/GaN
тенциальные барьеры для электронов Ec
на подложке из Al2O3 [19]
и дырок Ev. Если приложить к переходу прямое смещение, возникнет инжекция электронов и дырок с обеих сторон в узкозонный слой. Электроны
будут стремиться занять положения с наименьшей энергией, спускаясь на
дно потенциальной ямы в слое, дырки устремятся вверх — к краю валентной зоны в слое, где минимальны их энергии.
Широкозонные внешние части гетероперехода можно сильно легировать
с обеих сторон, добиваясь больших концентраций в них равновесных носителей. И тогда, даже не легируя активную узкозонную область примесями,
удается достичь при инжекции значительных концентраций неравновесных
электронно-дырочных пар в слое. Отказ от легирования активной области
принципиально важен, поскольку атомы примеси, являясь дефектами, могут
служить центрами безызлучательной рекомбинации. Попав в яму, инжектированные электроны наталкиваются на потенциальный барьер Ec, дырки —
на барьер Ev, поэтому и те, и другие перестают диффундировать дальше
и рекомбинируют в тонком активном слое с испусканием фотонов [19]. Таким образом, у светодиодов большие перспективы увеличения КПД. Можно
ожидать максимального увеличения светоотдачи самых лучших на сегодняшний день красных светодиодов в два раза, а голубых и белых — в три.
Цену одного люмена белого света удастся снизить как минимум в 2030 раз за счёт массового производства. Поэтому логично предположить,
что в недалёком будущем светодиоды
заменят остальные источники света.
Сравнивая эффективность светильников из нескольких мощных светодиодов и из большого количества
маломощных, сложно дать однознач- На гетероструктуру подано прямое напряжение Uпр
ный ответ. Сейчас максимальная све- Рисунок 2.4 — Энергетическая диаграмма
p-n-гетероструктуры типа InGaN/AlGaN/GaN [19]
18
тоотдача у светодиодов Nichia мощностью всего 0,3 Вт. Если сравнивать светодиоды мощностью, например, 1 Вт и 3 Вт, то у одноваттного светоотдача будет
гораздо выше. Соответственно, и у светильника, состоящего из одноваттных
светодиодов, светоотдача будет выше, чем у того, в котором стоят диоды 3 Вт.
Плюс ко всему, для маломощных светодиодов гораздо проще решается проблема теплоотвода, т. к. они меньше греются.
Если рассматривать с точки зрения стоимости, то большой разницы между такими светильниками не будет: с одной стороны, светильник с маломощными светодиодами потребует бóльших затрат на оптику, с другой стороны, светильник, состоящий из мощных диодов, будет включать в себя дорогую систему теплоотвода.
2.2 Архитектурное освещение и наружное освещение.
Требования современности
Архитектурное освещение — одно из направлений светового дизайна [20]. В последнее время архитектурное освещение стало обязательным
практически для любого крупного торгового, административного центра. Для
его реализации используется разное свето- и электрооборудование.
2.2.1 Приёмы архитектурного освещения
Выделяют несколько способов организации подсветки здания в ночное
время: общее заливающее, локальное, фоновое (силуэтное), контурное, динамичное освещение, «световые фасады». Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки и применяется в определённых случаях. Безусловно, выбор
того или иного способа архитектурного освещения зависит в первую очередь
от того, в каком стиле возведен строительный объект, а архитектурный облик
у каждого строительного объекта свой. Не последнюю роль при этом играют
и конструктивные характеристики объекта (размеры здания, конфигурация
крыши, фактура, цвет облицовочных материалов), его месторасположение
в городском ансамбле, характеристики территории вокруг и т. п.
Например, общее заливающее освещение позволяет сохранить целостность
восприятия объекта. Поэтому его используют для подсветки отдельно стоящих
зданий, памятников, церквей. Однако при создании заливающего освещения
всегда существует риск, что направленный свет будет попадать в окна близлежащих домов. Поэтому этот способ не следует использовать в тех случаях, если
освещаемое здание стоит рядом с жилыми домами или гостиницами.
Для того чтобы сделать акцент лишь на отдельных деталях здания и таким
образом организовать его подсветку, применяется локальное освещение. При
этом подсвечиваются, как правило, только отдельные детали фасада: своды,
оконные проёмы, карнизы, балконы и т. д. Кроме того, этот способ подсветки
зачастую применяется для тех зданий современной архитектуры, фасад которых облицован металлическими кассетами, панелями, керамогранитом —
т. е. теми материалами, которые имеют высокую степень отражения. В этом
случае отражаемый свет также задействуется в подсветке объекта. Этот вид
архитектурного освещения считается наименее энергозатратным. Реализуется
проект локального освещения с помощью настенных светильников средней
и малой мощности, монтируемых на фасаде здания. Также используются ли19
нейные светодиодные светильники, ставшие прекрасной заменой громоздким
осветительным установкам с линейными люминесцентными лампами.
Суть фонового (силуэтного) освещения состоит в том, чтобы создать светящийся задний план, на котором вырисовывается темный силуэт объекта.
Применяется данный способ при освещении театров и дворцов с колоннами.
Зато вот контурное освещение является сравнительно новым приёмом
и предполагает выделение контура здания с помощью светодиодных трубок.
Динамическое освещение — это освещение фасадов с синтезом различным цветов, изменением оттенков, яркости падающего света в течение определенного промежутка времени. При этом приёмы в применении цветодинамических систем могут быть любыми из вышеописанных. «Цветомузыка»
фасадов создается также с помощью светодиодных линеек, прожекторов, точечных светильников и другого оборудования.
Приём архитектурного освещения «световые фасады» используется при
организации подсветки зданий современной архитектуры со сплошным остеклением фасадов. Для этого осветительное оборудование устанавливается
внутри помещения за стеклом и направляется на него. Таким образом, обеспечиваются различные, динамикой или статичные, световые эффекты.
2.2.2 Оборудование для архитектурного освещения
К оборудованию, применяемому в архитектурном освещении, предъявляются особые требования. Все световые приборы, в первую очередь, должны быть готовы к работе на улице при любых климатических условиях. У них
должен быть герметичный корпус без дополнительных швов, чтобы атмосферная влага не попала внутрь. Сам корпус должен быть устойчив к воздействиям окружающей среды, к механическим воздействиям. Источники
света должны иметь степень пыле- и влагозащиты не менее IP 65. Наконец,
светильники для наружной установки должны быть удобны в обслуживании.
С точки зрения внешнего вида исполнение светильников должно быть
максимально лаконичным, без лишних деталей, поскольку присутствие светильников на общем фоне здания не должно быть заметным для глаз.
К списку характеристик добавилась и энергоэффективность оборудования. Светильники работают постоянно в темное время суток, поэтому потребляют достаточно много электроэнергии, что затратно. Этот факт побудил многих производителей начать выпуск нового энергоэффективного оборудования.
Что касается видов светильников, то строительный рынок предлагает для
монтажа архитектурного освещения грунтовые, линейные, точечные светильники, а также акцентные прожекторы, выпускаемые под разные источники света:
галогенные, люминесцентные, металлогалогенные. Однако перспективными среди них считаются только фасадные светодиодные светильники. Именно они
имеют наиболее оптимальное сочетание яркости светового потока при меньшей
мощности. Длительный срок службы светодиодов позволяет не только существенно сэкономить в долгосрочной перспективе, но и применять светильники на
тех объектах, где замена источника света затруднительна. Низкая температура
окружающей среды также является аргументом за использование светодиодов
в архитектурной подсветке: во-первых, для них характерен широкий температурный диапазон работы — от –40 до +40°C, во-вторых устраняется проблема,
20
связанная с холодным запуском металлогалогенных и люминесцентных ламп.
Отдельно стоит обратить внимание на линзы, используемые в светодиодных светильниках, а также на цветовую температуру светодиодов. Широкий
спектр предлагаемых производителями линз для светодиодов (с углами светораспределения от 6 до 130 градусов) позволяет подобрать угол луча для любого,
даже самого оригинального и сложного проекта. Широкий диапазон цветовой
температуры позволяет подобрать нужный тон, передающий реальный цвет фасада и его текстуру, даёт возможность сыграть на контрасте полутонов в освещении. RGB- (аббревиатура английских слов Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий; получаемый цвет является результатом сложения его 3-х составляющих) светильники, в свою очередь, незаменимы для создания праздничной подсветки или в том случае, когда требуется привлечь внимание к фасаду здания.
Среди особых форм осветительного оборудования — светодиодные линейки, шнуры. Они применяются для контурного освещения и представляют
собой светодиодную ленту круглого сечения диаметром 13 мм или прямоугольного — 10,5×12,5 мм2. Как и все светильники уличного освещения, светодиодные шнуры являются водонепроницаемыми, устойчивы к УФ излучению, ударопрочны и способны работать в широком температурном диапазоне от –40 до +60°C. Выпускается световой шнур в разных цветовых вариациях. Работает осветительное оборудование для архитектурного освещения
от 12 В, а управляется внешним контроллером.
Монтаж архитектурного освещения осуществляется в соответствии
со всеми требованиями к электромонтажу такого рода. Но всё же работы по
организации архитектурного освещения начинаются с разработки дизайнпроекта. Проектировщик комбинирует различные приёмы архитектурного освещения, осуществляет подбор оборудования и соединяет воедино эстетическую и техническую части проекта. Впрочем, несмотря на точность расчётов,
даже он иногда не знает, каков будет результат, ведь картинка дизайн-проекта и реальный эффект могут различаться, что является большой проблемой
при проектировании архитектурного освещения. Правда, сегодня существуют
специальные программы типа DIALux и 3DMax, которые позволяют свести эту
разницу к нулю. Поэтому, чтобы расхождения между задуманным и реализованным были минимальны, при выборе тех или иных светильников проводятся натурные испытания. Различные модели светильника временно устанавливают на здание, и таким образом подбирают необходимое оборудование.
Сам монтаж электропроводки архитектурного освещения в идеальном случае проводится на стадии строительства здания, когда возможно проложить
кабель к точкам установки светильников без «вскрытия» строительных конструкций и совершения дополнительных трудоёмких и затратных действий.
2.2.3 Современные технологии
для создания конкурентной световой рекламы
Светодиоды всё чаще используются для рекламной подсветки, и в ближайшее время могут занять основные позиции в данной области. Объектами
наружной рекламы, в которых с успехом применяются светодиоды, являются: рекламные вывески, объёмные световые буквы, световые короба, консоли, крышные установки, подсветка рекламных щитов.
21
Использование светодиодной подсветки в наружной рекламе имеет ряд
преимуществ по сравнению с другими источниками света. Оно позволяет значительно снизить затраты на обслуживание и уменьшить энергопотребление
в 3-4 раза [21]. Низкая скорость деградации светодиодов, даёт возможность
получить высокую яркость на протяжении длительного времени эксплуатации
светодиодной вывески. С помощью светодиодов удаётся создать неповторимые светодинамические эффекты в наружной рекламе. Низкое напряжение
питания позволяет использовать светодиодную подсветку в различных ситуациях, где предъявляются самые высокие требования электро- и пожарной
безопасности. Габариты светодиодов позволяют использовать их в качестве
осветительной системы в малогабаритных вывесках, буквах и т. д. Светодиоды сохраняют рабочие характеристики в широком диапазоне температур.
Технология использования светодиодной подсветки гораздо проще и дешевле
в сравнении с некоторыми классическими методами рекламной подсветки.
2.3 Освещение объектов жилищно-коммунального хозяйства
Из объектов жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) перспективными с точки зрения использования светильников на светодиодах являются:
холлы в парадных, вестибюли, лестничные площадки, лифтовые холлы;
лифты; указатели названий улиц, номерные знаки домов; уличная территория перед подъездами, дворовая территория.
С точки зрения выполнения нормативных требований современные
светодиоды являются вполне конкурентоспособными источниками света.
Строительные нормы и правила (СНиП) регламентируют освещенность лестничных клеток, поэтажных внеквартирных коридоров, вестибюлей и лифтовых холлов на уровне пола и ступенек 20 лк [22]. Требования к цветоразличению отсутствуют, что позволяет использовать для этого вида освещения
любой, в том числе и квазимонохроматический, источник света.
Преимущества использования светодиодных светильников в сфере ЖКХ:
1. Чрезвычайно низкое энергопотребление — в разы меньше ламп накаливания и люминесцентных ламп, высокий КПД и, как следствие, серьезное высвобождение энергомощностей.
2. Светодиодный светильник может дополнительно комплектоваться
датчиком шума или движения, при установке которого светильник включается только при входе человека в помещение, что даёт дополнительные возможности по экономии электроэнергии, которая может достигать 80%.
3. Высокий срок их службы, который превышает 80 000 часов, т. е. более 9 лет непрерывной работы, а в случае установки светильника с датчиком шума, срок службы светильника можно продлить до 20 лет.
4. Замена люминесцентных (ртутных) ламп на светодиоды благоприятно скажется на состоянии окружающей среды, т. к. исключит
загрязнение атмосферы ртутью.
5. Светильники на светодиодах могут избавить ЖКХ от такого
бедствия, как вандализм, т. к. отсутствие в них стекла и изготовление
корпусов светодиодных светильников из монолитного поликарбоната
делает их практически неразрушаемыми.
22
3 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДАМИ
И СВЕТОДИОДНЫМИ СВЕТИЛЬНИКАМИ
3.1 Системы управления и их особенности
На данный момент существуют различные варианты систем управления:
от простого, когда светодинамические эффекты генерируются программным
обеспечением, заложенным в контроллер светодиодного светильника, до самого сложного, когда с помощью специализированного программного обеспечения можно создавать сценарии светодиодной подсветки любой сложности.
Системы управления можно разделить на три вида:
• внутренний контроллер светильника;
• система управления на базе модулей и внешних световых пультов;
• система управления на базе персонального компьютера (ПК).
Каждая из систем имеет множество вариантов и подстраивается под
конкретный проект.
Самая простая (внутренний контроллер светильника) предполагает автономное управление, когда светодинамический эффект генерируется программным обеспечением, заложенным в контроллер светильника. Эффекты
могут быть различными: переливы цвета, «бегущие огни», диммирование.
Более функциональной является система управления на базе модулей
и внешних световых пультов. Она состоит из контроллера и пульта дистанционного управления. Управление светодиодными светильниками осуществляется по протоколу DMX-512. Эта система позволяет устанавливать предварительно запрограммированные режимы работы, управлять яркостью светильников
во всех режимах, варьировать цветовую гамму подсветки, а также скорость
смены цветов. Внешние пульты — идеальный вариант управления небольшим
количеством светодиодных светильников (до 128), однако в тех случаях, когда
необходимо подключение большего
количества светильников, можно
применять древовидную систему
подключения (рис. 3.1).
Наиболее
функциональным
вариантом
является
система
управления на базе ПК. Она состоит из ПК, специализированного программного обеспечения,
конвертера USB/RS-485, сплиттера. Управление светильниками
также осуществляется по протоРисунок 3.1 — Система управления
на базе светового пульта DRC-10
23
колу DMX-512. Персональный компьютер с установленным на него специализированным программным обеспечением служит источником
управляющего сигнала. Для работы вне помещений могут использоваться
встраиваемые компьютеры с расширенным температурным диапазоном.
Система управления на базе ПК имеет наиболее широкие возможности из
всех рассматриваемых систем (рис. 3.2). Она позволяет:
• применять любые цветодинамические эффекты для группы, состоящей из одинаковых светильников;
• создавать, сохранять и редактировать сценарии светодиодной подсветки произвольной длительности, состоящие из произвольного количества цветодинамических эффектов;
• накладывать эффекты друг на друга;
• выбирать цветовую гамму подсветки, её насыщенность, яркость;
• просматривать созданный сценарий светодиодной подсветки в режиме реального времени;
• выбирать светильники, к которым будет применяться созданный видеоэффект.
3.2 Варианты диммирования при управлении светодиодными светильниками
Диммирование — изменение яркости светодиода. Оно реализуется на двух
уровнях: непосредственно внутри светильника и с помощью внешних контроллеров. Диммирование внутри светильника может осуществляться аналоговым
методом, а также методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При аналоговом методе для регулировки светового потока просто меняется сила тока.
С её увеличением световой поток светодиода увеличивается, но, чем больше
сила тока, тем меньше это увеличение (рис. 3.4). Таким образом, с увеличением
силы тока светоотдача светодиода (отношение светового потока к потребляемой мощности) уменьшается. К тому же, увеличение силы тока сказывается на
ходе деградации светодиодов по мере наработки, и, соответственно, на общем
сроке их службы.
Также
меняются
спектральные
характеристики светодиода. Для цветных
светодиодов
это приводит к цветовому искажению,
для белых — к изменению
цветовой
Рисунок 3.2 — Система управление на базе ПК
24
Относительный световой поток %
температуры. По всем перечисленным причинам данный метод можно считать неудобным
в использовании.
Более эффективен метод
широтно-импульной модуляции
(ШИМ). Суть его заключается
в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсномодулированный ток, причем
Сила тока I, А ширина импульсов и пауз межРисунок 3.4 — Влияние силы тока на световой поток ду ними может изменяться.
Проще говоря, ШИМ — это соотношение времени включенного и выключенного состояния светодиода (рис. 3.3) при неизменной амплитуде сигнала. Другими словами, ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной
скважности, то есть отношения периода следования импульса к его длительности. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять
среднее напряжение на выходе ШИМ [23], что как раз и иллюстрирует рис. 3.3.
Если переключение происходит на частоте выше 70 Гц, то «мерцание» на таких
высоких частотах незаметно для зрительного восприятия человеком.
ШИМ возможна благодаря
безынерционности светодиодов,
именно это качество делает их
незаменимыми, когда необходимо высокое быстродействие. Рисунок 3.3 — Диаграмма включения по методу ШИМ
Внешняя регулировка яркости возможна за счёт использования того же
внешнего ШИМ (в этом случае все светильники будут светить с одинаковой яркостью), либо за счёт использования протокола DMX-512, позволяющего обращаться к каждому светильнику в отдельности и корректировать параметры его работы (в том числе, и яркость).
3.3 DMX-управление
DMX-512 — стандарт, описывающий метод цифровой передачи данных
между контроллерами и световым, а также дополнительным оборудованием.
Он описывает электрические характеристики, формат данных, протокол обмена данными и способ подключения. Этот стандарт предназначен для организации взаимодействия между контроллерами и оконечными устройствами, произведенными разными производителями. DMX-512 — сокращение от английского Digital Multiplex с 512 индивидуальными информационными каналами.
До появления единого цифрового протокола управление проводилось
25
по отдельным проводам с управляющим напряжением, идущим к каждому
устройству, или с помощью разнообразных цифровых и мультиплексированных аналоговых связей. Системы были громоздкими и неудобными,
а также ограничивали пользователей, которые при выборе одной системы
были скованы необходимостью приобретать остальное оборудование у того
же производителя в соответствии с тем же стандартом.
Ситуация изменилась в 1986 г., когда комитетом USITT (United States
Institute for Theatre Technology) был разработан протокол DMX-512. Это позволило объединить различные устройства управления (пульты и т. п.) с различными
оконечными устройствами (диммерами и т. д.) от разных производителей.
DMX-512 создан на основе стандартного промышленного интерфейса
EIA/TIA-485 (известного как RS-485). Для передачи данных используется кабель с двумя проводами в общем экране с трёхконтактным разъемом XLR.
На самом дальнем от управляющего устройства конце линии обязательно ставится терминатор. Корректная работа сети DMX-512 (особенно при использовании длинных кабелей) возможна только в том случае, когда от передающего
устройства к принимающему идет одна единственная линия. В линию может
быть включено до 32 устройств, расположенных как угодно по всей её длине.
Стандарт DMX-512 позволяет управлять по одной линии связи одновременно 512 каналами (один прибор может использовать иногда несколько десятков каналов). По одному каналу передается один параметр прибора, например: в какой цвет окрасить луч, какой рисунок выбрать и т. п. Каждый
прибор имеет определенное количество управляемых дистанционно параметров и занимает соответствующее количество каналов в пространстве
DMX-512. Протокол DMX-512 имеет ряд преимуществ и недостатков, но он
получил большое распространение и сейчас де-факто является главным стандартом создания большинства светотехническим систем.
Светильники подключаются к шине управления параллельно. Если один
из светильников выходит из строя, то остальные будут продолжать работать.
При этом неработающий светильник можно снять, заменить его и т. п. Исключение составляет короткое замыкание на линии управления или её обрыв. В этом случае светильники перестают управляться.
26
4 УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЯРКОСТЬЮ СВЕТОДИОДОВ
И СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ
4.1 Диммер для светодиодов
Диммер (от англ. dim — затемнять) — это устройство, используя
которое можно изменять яркость источника света. Диммирование света используется во многих сферах, связанных с использованием профессионального и бытового освещения.
Разработанное и изготовленное мной устройство является цифровым диммером, работающим по протоколу DMX-512, и на сегодняшний день имеет уже несколько версий. На рис. 4.1 показана фотография первой версии этого устройства. Основой цифрового диммерного блока является микроконтроллер, преобразующий по определенному алгоритму принимаемую цифровую информацию в сигналы управления светодиодных источников. Этим микроконтроллером является
PIC16F690 фирмы Microchip. Он имеет достаточное количество оперативной памяти,
а также достаточную производительность
для обработки получаемой информации
и установления яркости12-ти источников
света. Алгоритм чтения данных протокола
Версия 1
Рисунок 4.1 — Диммер для светодиодов DMX-512 и регулировка яркости 12-ти каналов осуществляется по написанной мной микропрограмме (микропрограмма
(англ. firmware) — системное программное обеспечение, встроенное («зашитое»)
в аппаратное устройство, и хранящееся в его энергонезависимой памяти).
Как уже говорилось ранее, данные DMX передаются по двум проводам,
с использованием метода симметричной передачи данных. Это такой метод,
при котором сигналы в этих проводах синфазные. Такой способ позволяет
значительно увеличить помехозащищенность передаваемого сигнала. Современный протокол RS-485 основывается на этом же принципе передачи.
Устройство позволяет использовать два питающего напряжения: одно
служит для подключения силовой нагрузки, другое, маломощное, для питания микроконтроллера. Это сделано для случаев, когда питающее напряжение нестабильно и имеет пульсации, что может повлечь сбои контроллера
и, как следствие, нестабильную работу устройства.
Управление нагрузкой производится с помощью 12-ти мощных полевых
транзисторов. Полевые транзисторы работают в ключевом режиме. В открытом состоянии токопроводящий канал имеет сопротивление порядка
0,0027 Ом, это означает, что при номинальной нагрузке тепловыделение
27
на транзисторе будет составлять порядка нескольких мВт. Данное обстоятельство позволяет использовать транзисторы без теплоотводящей пластины.
Управление нагрузкой с помощью биполярных транзисторов неэффективно,
т. к. для открытия мощного транзистора в ключевой режим требуется не потенциал, как в случае с полевым транзистором, а ток. Обеспечить этим током все 12 каналов микроконтроллер не может. Также сопротивление биполярного транзистора в открытом состоянии составляет сотни мОм, что соответствует тепловыделению более 1 Вт на каждом транзисторе. Нагрузкой
в данном случае являются светодиодные источники света. Установленные
полевые транзисторы в номинальном режиме без радиатора и специальных
мер для охлаждения могут работать при токе 7 А. Пиковое значение тока составляет 53 А. Очевидно, что при токе в 7 А на всех 12-ти каналах, суммарная мощность устройства получится 1000 Вт с входным током 84 А. Изготовление печатных плат для таких токов требуют определённых технологий.
Вследствие этого было сделано ограничение что номинального тока одного
канала. Было решено, что он может составлять не более 3 А.
На данный момент реализована вторая версия данного диммера
(рис. 4.2). Принципиальное отличие от первой версии заключается в возможности крепления новой платы на DIN-рейку (жаргонное название металлического профиля, применяемого в электротехнической промышленности, который используется для крепления различного модульного оборудования, такого
как автоматические выключатели, устройства защитного отключения и т. п.
в электрических щитах), а также в том, что новая плата практически полностью выполнена по SMD технологии (от англ. surface mount technology — технология поверхностного монтажа печатных плат). Основным преимуществом
данной технологии является то, что она может быть полностью механизирована.
Печатная плата изготовлена с использованием маски, что обеспечивает коррозийную устойчивость печатных проводников на протяжении продолжительного периода времени эксплуатации, в том числе
и в неблагоприятных условиях.
Корпус устройства зависит от условий,
в которых оно будет применяться. Это моВерсия 2
жет быть как бескорпусная система, если Рисунок 4.2 — Диммер для светодиодов
устройство применяется в подвесных потолках, так и абсолютно герметичная система, если устройство находится на улице и должно стабильно, безотказно и безопасно функционировать при любых погодных условиях.
Устройство имеет демо-режим для проверки работоспособности всех под28
ключенных к данному диммеру светильников, предусмотренный для того случая, если провести линию DMX еще не представляется возможным. Данный режим по очереди включает с первого по двенадцатый канал (источник света).
Технические характеристики устройства:
• номинальное напряжение питания: 12/24 В (постоянный ток);
• номинальный ток на канал: 3 А (12 В постоянного тока);
• максимальный ток на канал: 7 A (12 В постоянного тока);
• количество каналов: 12;
• интерфейс: DMX-512;
• интерфейсный кабель: витая пара;
• максимальное напряжение питания: 33 В;
• пиковое значение тока на канал: 35 A;
• диапазон рабочих температур: от -20 до +65°С;
• возможность подключения следующих источников света:
а) светодиодные источники,
б) галогенные лампы,
в) люминесцентные лампы (с соответствующим балластом).
Как уже было сказано, в разработанной мной конструкции диммера
реализовано 12 каналов. Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, потому что он позволяет подключить к себе 4 RGB ленты, во-вторых, количество лент чётное и можно выполнить условие симметричности в декорируемом объекте. Число 12 также кратно двум, поэтому к диммеру можно
подключить чётное число источников.
Для управления диммерами для светодиодов было изготовлено устройство
(рис. 4.3) и программное обеспечение для функционирования на базе ПК. Связь
с компьютером осуществляется по стандарту USB 2.0. Это позволяет использовать изготовленное мной устройство как с настольными, так и с портативными компьютерами. Данное
устройство преобразует протокол
компьютера USB в протокол управления световыми приборами (DMX). Рисунок 4.3 — Внешний вид устройства USB — DMX
Написанное программное обеспечение на момент написания данной работы (пользовательский интерфейс показан на рис. 4.4) позволяет создавать
18 «сцен» (сцена — светодинамическия композиция), с возможностью плавных
переходов между ними. Световая композиция каждой сцены детально настраивается с помощью 512 регуляторов, каждый для своего источника света.
Все сцены затем можно объединить в один сценарий, с заданием всех необходимых временных интервалов. Для работы со светом в режиме реального времени предусмотрены программируемые кнопки; несколько более подробно
об этом написано в [24]. Программное обеспечение (управляющее приложение)
29
было разработано мной в среде разработки Borland Delphi. Микропрограмма
для контроллера, принимающего данные от ПК и отправляющего их по DMX
написана в среде разработки Mikro C. Микропрограмма для микроконтроллера
PIC16F690, установленного на плате диммера, написана в MPLAB IDE.
4.2 Применение светодиодного освещения в Национальном парке
«Беловежская Пуща»
4.2.1 Преимущества применения светодиодов и устройства управления
их яркостью в Музее природы ГПУ «НП «Беловежская пуща»
По утверждению республиканских
средств массовой информации, Национальный парк «Беловежская пуща» стал
самым популярным туристическим объектом в Беларуси в 2009 г. За год Пущу
посетили более 235 тысяч туристов [25].
В этом же году было начато оборудование нового здания музея. Большое количество экспонатов, экскурсии на разных
языках, современное световое, звуковое
и мультимедийное оформление должны,
по мнению работников парка, увеличить
Рисунок 4.4 — Пользовательское окно
поток посетителей «Беловежской Пущи».
управляющего приложения
Как уже было отмечено ранее, светодиоды используются в первую очередь для решения дизайнерских задач, архитектурной и ландшафтной подсветки. Благодаря таким своим качествам, как наличие полного диапазона
цветов, динамическое управление цветом, длительный срок службы и низкое
энергопотребление, применение светодиодных источников в музее не имеет
альтернативы. Во-первых, это одно из тех мест, в которых возможность технического облуживания ограничена. Во-вторых, светодиодные источники
имеют долгий срок службы. После анализа характеристик и условий работы
светодиодных источников, мной была составлена таблица 4.1, в которой
приведён срок службы светодиодов в зависимости от суточной продолжительности работы (общий срок службы был принят равным 50000 ч).
Это говорит о том, что в худшем случае, замена светодиодных светильТаблица 4.1 — Зависимость срока службы светодиода от продолжительности
свечения в сутки
Суточная продолжительность свечения, ч
Минимальный расчётный срок службы, лет
24
18
12
8
5,7
7,4
11,4
17,1
30
ников потребуется через 6 лет. Очевидно, что для освещения музея, экспонатов, реализации замыслов художников и дизайнеров требовалось огромное
количество светодиодных источников и, соответственно, сложная система
управления яркостью и режимами их работы. Разработанное мною устройство удовлетворяет предъявляемым требованиям.
4.2.2 Решение дизайнерских и художественных задач
при помощи разработанного диммера для светодиодов
Проект освещения экспонатов экспозиции музея был разработан профессиональными художниками и предъявлял высокие требования к методам реализации художественных и технических задач как локальной подсветки, так и общего освещения. При создании системы освещения, во исполнение дизайнерского проекта, необходимо было решить целый ряд инженерно-технических задач. Основной проблемой, требующей решения,
являлось создание возможности простого и динамичного управления системой освещения, а также его максимальной пожаробезопасности. Следующим важным требованием была минимизация количества подводящих
проводов в целях уменьшения электромагнитных наводок и помех.
Светильники и подводящие к ним провода должны были быть пожаробезопасны, следовательно напряжение питания светильников — не более
12 В, а сами светильники — светодиодные. Для получения стабилизированного напряжения в 12 В мной предложено использовать импульсные блоки
питания (рис. 4.5, а), моща
ностью 150 Вт.
На данный момент
произведён монтаж трёх
экспозиционных
залов,
в которых
установлены
б
60 блоков
питания
а — блок питания, б — 12-канальный диммер
(рис. 4.5, а).
Фотографии
Рисунок 4.5 — Применённые в системе освещения
одного из залов музея, выэлектронные устройства
полненные во время монтажа системы, показана на рис. 4.6. Каждый зал
имеет 8 диорам (диорама — небольшая часть зала, в которой представлены
экспонаты одной тематики). Они включают в себя как основные элементы,
так и «побочные», которые создают эффект загадочности, таинственности
экспозиции. Эти элементы по задумке художника должны были быть видны
не со всех сторон диорамы, а лишь когда их находишь из определённого
места. Игра цвета, фона, подсвечивание отдельных элементов экспонатов
должны создавать глубокое эмоциональное впечатление.
При оформлении каждой музейной диорамы необходимо было произвести монтаж 15-20 светодиодных источников света. Применялись
31
Рисунок 4.6 — Монтаж системы освещения и оформление экспозиции
2 типа источников: точечные (рис. 4.7, а) и линейные (рис. 4.7, б, 4.7, в
и 4.7, г). Диорама делится на две части: подпотолочная и напольная,
где и были вмонтированы диммеры. Это позволило избежать применения большого количества проводов между частями диорамы. Расчёт необходимого количество и монтаж блоков питания произвели, исходя
из равномерного распределения электрических нагрузок.
По предварительным расчётам, для монтажа первых двух залов необходимо было изготовить 40 диммеров (рис. 4.2 и 4.5, б). Для этого была разработана печатная плата устройства, составлен перечень необходимых элементов. Платы были изготовлены промышленным способом с нанесением
масок и химических составов, предназначенных для улучшения качества
печатных плат. Монтаж радиокомпонентов был произведён вручную.
Управляет световым шоу в залах DMX пульт с энергонезависимой памятью
и mp3-плеер с DMX-выходом. Применение сконструированных и изготовленных
диммеров позволило максимально реализовать световые картины дизайнеров.
В [24, 26, 27 ] представлены результаты применения разработанных
мной устройств в музее природы Национального парка «Беловежская Пуща».
а
б
в
г
а — LED Spot Light Bulbs 3×1 Вт; б, в — светодиодные линейки; г — Double Row Aluminum LED Strip Light
Рисунок 4.7 — Источники света, использованные при создании системы освещения
32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Как уже отмечалось ранее, светодиодное освещение имеет многочисленные и значительные преимущества в сравнении с традиционными источниками искусственного освещения. Механическая прочность,
экологичность, небольшие габариты, энергоэффективность — это только небольшая часть из достоинств светодиодов, но и их достаточно для
уверенного предсказания большого будущего светодиодного освещения
во многих сферах жизни человека. Ввиду очевидности столь высокой
перспективности этого типа освещения, мной было разработано функционирующее по принципу широтно-импульсной модуляции устройство для регулирования яркости светодиодных источников света, система управления на базе современного персонального компьютера и программное обеспечение к ней. Данное устройство имеет высокую практическую значимость, подтверждением того является изготовление небольшой партии таких устройств и их успешное применение в музее
природы Национального парка «Беловежская пуща» и на ряде других
объектов г. Бреста (Республика Беларусь).
33
CПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Естественные источники света // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Естественные_источники_света. — Дата доступа: 20.10.2011.
2. Solid-state lighting // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_lighting. — Дата доступа: 20.09.2010.
3. Светодиодное освещение // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Твердотельное_освещение. — Дата доступа: 20.10.2011.
4. Искусственные источники света // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Искусственные_источники_света. — Дата доступа: 21.09.2011.
5. Подкласс миноги (Реtromy zones) // Словари и энциклопедии на Академике
[Электронный
ресурс]. —
Режим
доступа:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology/399/Подкласс. — Дата доступа: 10.10.2011.
6. Каспийская
электронная
минога
библиотека
(Caspiomyzon
знаний
wagneri)
[Электронный
//
Сельскохозяйственная
ресурс]. —
Режим
доступа:
http://www.cnshb.ru/AKDiL/0023/base/k0030001.shtm. — Дата доступа: 21.09.2011.
7. Лучина
//
Википедия
[Электронный
ресурс]. —
http://ru.wikipedia.org/wiki/Лучина. — Дата доступа: 21.09.2011.
8. Эксилампа
//
Википедия
[Электронный
ресурс]. —
Режим
доступа:
Режим
доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эксилампа. — Дата доступа: 20.10.2010.
9. Лампа накаливания // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Лампа_накаливания. — Дата доступа: 20.09.2010.
10. Газоразрядная лампа // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Газоразрядная_лампа. — Дата доступа: 20.10.2011.
11. Люминесцентная лампа // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Люминесцентная_лампа. — Дата доступа: 20.09.2010.
12. Компактная люминесцентная лампа // Википедия [Электронный ресурс]. —
Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Компактная_люминесцентная_лампа. —
Дата доступа: 20.10.2011.
13. Металлогалогенная лампа // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Металлогалогенная_лампа. — Дата доступа: 20.10.2011.
14. Светодиод
//
Википедия
[Электронный
ресурс]. —
Режим
доступа:
15. LED
//
Википедия
[Электронный
ресурс]. —
Режим
доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Светодиод. — Дата доступа: 20.09.2011.
lamp
http://en.wikipedia.org/wiki/LED_lamp. — Дата доступа: 20.09.2010.
16. Органический светодиод // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим
доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/OLED. — Дата доступа: 20.09.2011.
17. Ещё раз о достоинствах светодиодов // LightPark — сайт о свете [Электронный
34
ресурс]. — Режим доступа: http://www.lightpark.ru/article/2008/03/leds_advantages.shtml. —
Дата доступа: 20.09.2011.
18. Жабинский, С. Подсчитана выгода от глобального внедрения светодиодов /
С. Жабинский // Магазин свет [Электронный ресурс]. — 23 янв. 2009. — Режим
доступа: http://www.magazine-svet.ru/review/24498/. — Дата доступа: 20.09.2011.
19. Никифоров, С.
Проблемы,
теория
и
реальность
светодиодов
для
современных систем отображения информации высокого качества (часть 2) /
С. Никифоров // SCREENS [Электронный ресурс]. — 2005. — № 10. — Режим
доступа: http://www.screens.ru/ru/2005/10.html. — Дата доступа: 18.11.2009.
20. Архитектурное освещение. Требования современности // IntiLED [Электронный
ресурс]. — Режим доступа: http://www.intiled.ru/publications/evrostroy_july2011.html. —
Дата доступа: 20.09.2011.
21. Рекламное освещение // IntiLED [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.intiled.ru/publications/application_adv.html. — Дата доступа: 20.09.2011.
22. Освещение объектов ЖКХ // IntiLED [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.intiled.ru/publications/application_home.html. — Дата доступа: 21.09.2011.
23. Широтно-импульсная модуляция // Википедия [Электронный ресурс]. —
Режим
доступа:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Широтно-импульсная_модуляция. —
Дата доступа: 19.10.2011.
24. Полищук, С.И. Система управления освещением с USB интерфейсом /
С.И. Полищук // Информационные технологии и управление: материалы 47-й
научной конференции аспирантов, магистрантов и студентов, 25-29 апр. 2011 г.,
Минск / редкол.: Л.Ю. Шилин [и др.]. — Минск: БГУИР, 2011. — С. 21.
25. Пастушенко, Т. Беловежская пуща стала самым популярным туристическим
объектом
в Беларуси
[Электронный
в 2009 году
ресурс]. —
/
14 янв.
Т. Пастушенко
2010. —
//
TUT.BY│Новости
Режим
http://news.tut.by/summer/157821.html. — Дата доступа: 15.01.2010.
доступа:
26. Полищук, С.И. Диммер для светодиодов и система освещения на его основе
/ С.И. Полищук // Моделирование, компьютерное проектирование и технология
производства электронных средств [Электронный ресурс]: материалы 47-й научной
конференции аспирантов, магистрантов и студентов, 25-29 апр. 2011 г., Минск /
редкол.: М.П. Батура [и др.]. — Минск: БГУИР, 2011. — С. 17. — Режим доступа:
http://www.bsuir.by/m/12_100229_1_68052.pdf. — Дата доступа: 31.10.2011.
27. Полищук, С.И. Диммер для светодиодов и система освещения на его
основе
/
С.И. Полищук,
А.А. Позняк
//
Сборник
тезисов
докладов
Республиканской научной конференции студентов и аспирантов Республики
Беларусь «НИРС-2011», 18 окт. 2011 г., Минск / редкол.: С.В. Абламейко
[и др.]. — Минск: Изд. центр БГУ, 2011. — С. 264.
35
СЕКЦИЯ «РАДИОТЕХНИКА, РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, СВЯЗЬ»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТ И УРОВНЯ ИНТЕНСИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
П. И. АВДЕЙ., А. С. СТАВЕР, Е. Г. КОТОВ (студ. 4 к.), Н. М. КАРВИГА, УО «МГВРК»
Проблематика. В настоящее время доказано, что электромагнитные поля оказывают пагубное влияние на
здоровье человека.
Цель работы. Разработать и изготовить широкополосный поисковый прибор для определения мест
излучения электромагнитного поля.
Объект исследований. В данной работе разрабатывается прибор для определения мест и уровня
интенсивности излучения электромагнитного поля, которое приносят вред здоровью человека.
Использованные методики. Методика измерения напряжённости суммарного электромагнитного поля с
детектированием на широкополосном обратно смещённом диоде ГИ 405, который имеет малое падение
напряжения равное 50-ти мВ.
Научная новизна. Малогабаритных переносных широкополосных измерительных приборов аналогичного
типа существует мало, поэтому разработка и изготовление таких устройств актуальна.
Полученные научные результаты и выводы. Разработан прибор для определения мест и уровней
интенсивности излучения электромагнитных полей, который позволяет быстро и качественно измерить уровень
излучения, и таким образом защитить человека от вредного воздействия этих полей.
Практическое применение полученных результатов. Созданный прибор достаточно просто в
использовании, что позволит большему количеству людей применять его в быту для сохранения здоровья.
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА
ОПТИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ
Е. В. БЕЛЬСКАЯ (студ. 5 к.), УО «БГУИР»
Проблематика. Данная работа направлена на исследование существующих методик проектирования
линейного тракта оптической транспортной сети и разработку оригинальной методики. Существующие
методики позволяют проектировать линейный тракт оптических систем при независимом учете различных
влияющих факторов.
Цель работы. Дать сравнительный анализ существующих методов проектирования линейного тракта и
разработать методику проектирования, учитывающую одновременно все влияющие факторы.
Объект исследования. Оптическая транспортная сеть, её компоненты и их основные параметры.
Использованные методики. Метод проектирования по «худшему случаю», проектирование с точки зрения
энергетического потенциала.
Научная новизна. Транспортная сеть РБ реализуется на основе волоконно-оптических систем передачи
(ВОСП). При проектировании ВОСП необходимо решить задачу увеличения пропускной способности и
количества передачи каналов, однако наряду с этим из-за влияния хроматической и поляризационно-модовой
дисперсии, характеристик оптических усилителей и устройств компенсации дисперсии уменьшается
протяженность регенерационного участка. Решение данной задачи существенно упростит этап проектирования,
позволит находить оптимальные варианты реализации участка транспортной сети.
Полученные научные результаты и выводы. Разработанный метод проектирования позволяет
рассчитывать длину регенерационного участка с учетом всех влияющих на линию передачи факторов. В его
основе лежит метод проектирования по «худшему случаю», когда параметры компонентов соответствуют
значениям в конце срока службы. Данный метод позволяет отказаться от итерационного подхода к расчетам, и
является универсальным для расчета аналогичных систем передачи.
Практическое применение полученных результатов возможно при проектировании транспортных сетей
телекоммуникаций в пределах РБ.
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИК КОДА ХЕММИНГА
С. С. БЕРЧУК, Е. К. ЦВИРКО, А. В. САВИЧЕВ (студ. 3 к.), УО «БГУИР»
Проблематика. Данная работа направлена на исследование характеристик кода Хемминга. Современные
цифровые телекоммуникационные системы используют различные коды для уменьшения вероятности ошибок
в канале связи. Для изучения эффективности использования различных кодов целесообразно провести
разработку программного обеспечение.
Цель работы. Разработка программного обеспечения для изучения характеристик кода Хемминга.
Объект исследования. Код Хемминга.
Использованные методики. Программное обеспечение выполнено в среде MCAD.
254
результаты. Для эксперимента требуется малое количество исследуемого материала (до 0,5 г KCl), что
позволяет исследовать вещества, получаемые в малых количествах, а также обеспечить достаточную
однородность образцов по объему (при условии размельчения руды до порошкового состояния).
Практическое применение полученных результатов. Использованный для данной работы
измерительный комплекс можно реализовать не только на предприятии, но и практически в любой
исследовательской лаборатории. Представляется полезным и актуальным внедрение данного метода измерения
в учебный процесс в качестве лабораторной работы, поскольку он наглядно демонстрирует основные
возможности некоторой СВЧ техники, а также проводит связь между химическим составом вещества и его
электрическими характеристиками.
ДИММЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ И СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ
С. И. ПОЛИЩУК (студ. 1 к.), А. А. ПОЗНЯК, УО «БГУИР»
Проблематика. Данная работа направлена на создание программируемого динамического освещения.
Регулирование яркости источников света является неотъемлемой частью технического задания, если его
основная задача – создать определенную динамическую световую картину.
Цель работы. Проектирование и изготовление устройства управления яркостью источников света.
Объект исследования. Искусственные источники света, схемотехнические решения устройств
регулирования их яркости.
Использованные методики. Принципы регулирования яркости источников света; управление
биполярными и полевыми транзисторами методом ШИМ. Методы стабилизации питающего напряжения,
цифровой протокол передачи данных DMX-512 и шумоподавление при приеме цифровых данных.
Научная новизна. Твердотельное освещение (Solid-State Lighting – SSL) – новая быстро развивающаяся
отрасль промышленности, возникшая на стыке полупроводниковой электроники и светотехники.
Использование светодиодного освещения и современной элементной базы дает неоспоримые преимущества,
такие как пожаробезопасность, экономичность, технологичность, устойчивость к изменяющимся внешним
условиям и др.
Полученные научные результаты и выводы. В результате проведенной работы была изготовлена партия
двенадцатиканальных диммеров, с номинальным током на канал – 3 А, при напряжении питания 12/24 В.
Используя цифровой протокол, устройство «общается» с пультом управления и устанавливает яркость
соответствующего источника света. Для передачи цифровых данных необходимо 2 провода, свитых в единую
пару. Изготовленный диммер имеет 12 каналов для реализации возможности подключения 2×6 источников
света с целью создания симметричных картин, либо 4 RGB (или 2×2 RGB) источника света. Для управления
источниками света были использованы полевые транзисторы, т. к. они имеют малое сопротивление в открытом
состоянии, не требуют предварительных каскадов и пиковое значения тока составляет более 40 А.
Практическое применение полученных результатов. Разработанное устройство имеет широкие
перспективы использования. На сегодняшний день изготовленные устройства успешно эксплуатируются
в здании музея природы Национального парка Республики Беларусь «Беловежская пуща».
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ И МОДУЛЯЦИЯ В СИСТЕМАХ
СПУТНИКОВОГО ВЕЩАНИЯ
Е. Б. САВУШКИНА (студ. 5 к.), Э. Б. ЛИПКОВИЧ, УО «БГУИР»
Проблематика. Данная работа посвящена проблеме недостаточного описания в стандартах характеристик
помехоустойчивости систем спутникового вещания при использовании в них тех или иных сигнально-кодовых
конструкций.
Цель работы. Анализ методов модуляции и кодирования в системах спутникового вещания, получение
аналитических выражений для оценки помехоустойчивости спутниковых систем.
Объект исследования. Математические модели для оценки помехоустойчивости систем спутникового
вещания.
Использованные методики. Аппроксимация кривых помехоустойчивости, приведенных в стандарте ETSI
TR 101 290.
Научная новизна. В настоящее время в стандартах спутникового вещания характеристики
помехоустойчивости приведены в виде таблиц и графиков, которые не охватывают весь спектр параметров
модуляции, помехоустойчивого кодирования и величины ошибки. Для более эффективной оценки
помехоустойчивости необходимы аналитические выражения, описывающие эти характеристики при различных
сочетаниях методов модуляции и помехоустойчивого кодирования.
Полученные научные результаты и выводы. Получены математические модели для оценки
помехоустойчивости спутниковых систем стандартов DVB-S и DVB-S2, учитывая принятые в них схемы
модуляции и кодирования. По полученным выражениям построены графические зависимости. Для оценки
точности полученных аналитических выражений, было произведено их сравнение с данными, указанными в
стандартах. Расхождения, между рассчитанными значениями и приведенными в стандартах составляют не
более чем 0,36 дБ, что является достаточно точным результатом.
264
СОДЕРЖАНИЕ
БИОФИЗИКА........................................................................................................
ГЕОЭКОИНФОРМАТИКА .................................................................................
ОПТИКА И СПЕКТРОСКОПИЯ ........................................................................
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА .....................................
ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ.......................................
ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ .......................
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ .......................
КОМПЬЮТЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ...................................................................................................................
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЭКОНОМИКЕ.........................................
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА .......................................................................
МАТЕМАТИКА....................................................................................................
МЕХАНИКА…………………………………………………………………...
БИОРАЗНООБРАЗИЕ, БИОЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ПРИРОДЫ ................
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОЛОГИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ ...........
ГЕОГРАФИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ ......................................................................
ХИМИЯ: ИДЕИ, ВЕЩЕСТВА, МАТЕРИАЛЫ……………………………...
СТРОИТЕЛЬСТВО…………………………………………………………….
МАШИНОСТРОЕНИЕ………………………………………………………..
МЕТАЛЛУРГИЯ……………………………………………………………….
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. ЭНЕРГЕТИКА………………………………………
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫ……………………………………………………………………..
РАДИОТЕХНИКА, РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, СВЯЗЬ……………………..
АГРОИНЖЕНЕРИЯ…………………………………………………………...
ВЕТЕРИНАРИЯ И ЖИВОТНОВОДСТВО…………………………………..
ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ С/Х ПРОДУКЦИИ………...
ЭКОНОМИКА АПК…………………………………………………………...
ЛЕГКАЯ И ТЕКСТИЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ………………………
ЛЕСНОЕ И ОХОТНИЧЬЕ ХОЗЯЙСТВО, ЛЕСОВОДСТВО, ЛЕСОЗАЩИТА…………………………………………………………………………..
ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ……………………………
ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ПОЛИГРАФИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ…………………………
ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ЛЕСНОЙ И ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ………………………………………………...
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ…………………..
ПЕДАГОГИКА. ПСИХОЛОГИЯ……………………………………………..
СОВРЕМЕННЫЕ СМИ В ПРОЦЕССЕ СИСТЕМНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ........................................................................................................................
ФИЛОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ……………………………………………….
636
3
8
13
19
23
30
34
39
59
68
79
88
93
101
121
143
154
171
185
191
235
254
268
285
293
302
310
343
351
359
371
388
406
411
439
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Сборник материалов
47-ой НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
АСПИРАНТОВ, МАГИСТРАНТОВ И СТУДЕНТОВ
МОДЕЛИРОВАНИЕ, КОМПЬЮТЕРНОЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
25-29 апреля 2011 года
МИНСК
БГУИР 2011
1
47-ая Научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР
2011 г.
Редакционная коллегия сборника
Батура М.П.
Кузнецов А.П.
Хмыль А.А.
Дик С.К.
Лихачевский Д.В.
Боднарь И.В.
Достанко А.П.
Кирвель И.И.
Петровский А.А.
Цырельчук И.Н.
Яшин К. Д.
Столер В.А.
Шелягова Т. Г.
− ректор университета, д-р техн. наук, профессор
– проректор по научной работе, д-р техн. наук, профессор
– проректор по учебной работе и социальным вопросам, д-р техн.
наук, профессор
− декан факультета компьютерного проектирования, канд. физ.мат. наук, доцент − председатель комиссии по проведению
конференции «Моделирование, компьютерное проектирование и
технология производства электронных средств»;
– начальник управления подготовки научных кадров высшей
квалификации, канд. техн. наук
− д-р хим. наук, профессор – заведующий кафедрой химии
− д-р техн. наук, профессор – заведующий кафедрой электронной
техники и технологий
− д-р геогр. наук, профессор − заведующий кафедрой экологии
− д-р техн. наук, профессор – профессор кафедры электронных
вычислительных средств
− канд. техн. наук, доцент – заведующий кафедрой
радиоэлектронных средств
− канд. техн. наук, доцент − заведующий кафедрой инженерной
психологии и эргономики
− канд. техн. наук, доцент − заведующий кафедрой инженерной
графики
− канд. филол. наук, доцент – заведующая кафедрой иностранных
языков №1
2
47-ая Научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР
2011 г.
ДИММЕР ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ И СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ
НА ЕГО ОСНОВЕ
Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Минск, Республика Беларусь
Полищук С. И.
Позняк А. А. – канд. физ.-мат. наук, доцент
Представлено устройство, работающее по протоколу DMX-512 для регулирование яркости свечения светодиодных источников и система освещения на базе этого устройства. Устройство внедрено в производство и практически использовано для
создания системы освещения музея Национального парка «Беловежская Пуща».
Целью настоящей работы явилась разработка системы регулируемого (диммируемого) освещения, отличающаяся высокой экономичностью, продолжительным сроком службы, удобством и безопасностью эксплуатации.
Для успешного достижения поставленных целей были решены следующие задачи:
1. Изучение технических характеристик различных источников света и оценка возможность регулирования
их яркости.
2. Проектирование и конструирование устройства для регулировки яркости источников света (диммера).
3. Создание системы освещения с использованием спроектированного диммера.
Система освещения с регулируемой яркостью источников света состоит из устройства, предназначенного
для регулирования яркости свечения и, собственно, подключенных к нему источников света. Прежде всего необходимо было осуществить выбор источников света для конструируемой системы.
В качестве источников искусственного освещения обычно применяют лампы накаливания, газоразрядные, в т. ч. люминесцентные и металлогалогеновые лампы и светодиоды. Рассмотрим их достоинства
и недостатки. Преимуществами ламп накаливания являются: малая стоимость; сравнительно небольшие размеры; ненужность пускорегулирующей аппаратуры; отсутствие токсичных компонентов; возможность работы как на
постоянном токе (любой полярности), так и на переменном; возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт); отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе; непрерывный спектр излучения; устойчивость к электромагнитному импульсу; возможность использования регуляторов яркости; нормальная работа при низкой температуре окружающей среды. Лампы накаливания при включении зажигаются практически мгновенно. В то же время для них характерна низкая световая отдача; относительно
малый срок службы; резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения; цветовая температура
лежит только в пределах 2300-2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок; лампы накаливания представляют
пожарную опасность.
Люминесцентные лампы характеризуются следующими преимуществами: относительно высокий КПД; относительно высокая светоотдача (люминесцентная лампа мощностью 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа
накаливания); длительный срок службы (2000-20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания); рассеянный свет;
разнообразие оттенков света; являются линейным источником света; не критичны к скачкам напряжения; существует возможность получения белого и УФ света; не представляют пожарную опасность. К недостаткам люминесцентных источников света следует отнести: сложность схемы включения; ограниченную единичную мощность (до
150 Вт); зависимость от температуры окружающей среды; значительное снижение светового потока к концу срока
службы; вредные для зрения пульсации светового потока; акустические помехи и повышенная шумность работы;
невозможность запуска при пониженном на 10% напряжении сети; дополнительные потери энергии
в пускорегулирующей аппаратуре (до 25-35% мощности ламп); генерация радиопомех; ограниченные возможности
регулировки яркости свечения, сложность утилизации.
Металлогалогеновые лампы обладают относительно высоким КПД, полным спектром светового излучения, относительно длительным сроком службы и являются точечными источниками света. В то же время,
к недостаткам следует отнести необходимость активного охлаждения, высокую инерционность, необходимость
включения в цепь запуска дросселей и возможность пуска только из «холодного» состояния.
Что касается достоинств светодиодов, то к ним следует причислить сверхдолгий срок службы (до
5
10 часов); низкое энергопотребление; высокую светоотдачу; возможность работы при низких температурах; широкий температурный диапазон эксплуатации; чистоту цвета, то есть возможность получения любого цвета и оттенка
излучения светодиодов; высокий уровень безопасности, обеспечиваемый малым тепловыделением светодиодов и
низким питающим напряжением, что дает возможность их использования под водой, в условиях с высокими требованиями к взрывозащищенности и других специальных условиях применения; компактные установочные размеры;
варьируемая направленность излучения; простота электромонтажа и легкость крепления к любой поверхности, существенно облегчающие и удешевляющие монтаж и ремонт, стойкость к механическим воздействиям; безынерционность; возможность управления через контроллеры, диммеры; экологическая и пожарная безопасность, отсутствие побочного УФ или ИК излучения и слабый нагрев. Однако светодиоды обладают и некоторыми недостатками:
относительно высокой стоимостью и необходимостью запитывания с помощью специальных источников стабильного тока.
Вследствие изложенной выше перспективности светодиодных источников и возможности их диммирования, было изготовлено устройство для регулирования яркости светодиодных источников света. Яркость свечения
источников задается дистанционно, с помощью консоли управления. Максимальное количество контролируемых
светодиодных источников — 12. Связь устройства с консолью управления осуществляется посредством стандартизированного цифрового протокола DMX-512. Данный протокол позволяет регулировать яркость до 512 источников
света от одной консоли управления. Для передачи данных используется только 2 низковольтных провода. Расстояние между консолью управления и устройством регулирования яркостью источников света может составлять 1 км.
Разработанная система диммируемого светодиодного освещения в настоящий момент смонтирована и успешно
эксплуатируется в музее Национального парка «Беловежская Пуща».
17
47-ая Научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР
2011 г.
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Сборник материалов
47-ой НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
АСПИРАНТОВ, МАГИСТРАНТОВ И СТУДЕНТОВ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
И УПРАВЛЕНИЕ
25-29 апреля 2011 года
МИНСК
БГУИР 2011
1
47-ая Научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов БГУИР
2011 г.