Kırpışmayı Kesin Olarak Ortadan Kaldırmak…

Kırpışmanın düşük seviyede tutulması gerektiği bir gerçektir. Ama ne kadar düşük “yeterince” düşüktür? Mühendislik bakış açısından bu seviyeye erişmek nasıl bir çaba gerektirecektir?

Nihai hedef, kırpışmanın gözle algılanmayacak, biyolojik etkileri olmayacak ve elektronik kameralarla yapılan çekimlerde görsel bozulmalara neden olmayacak kadar düşük seviyede olmasıdır. Kısacası, kırpışma laboratuar haricinde tamamen algılanmaz olmalıdır. Bu aynı zamanda Soraa’nın kırpışmasız yeni MR16 ürününün de çıkış noktasıdır.

Yüksek performans çok zor mühendislik problemlerini de beraberinde getirir. MR16 gibi küçük bir lambada kırpışmayı tamamen ortadan kaldırmak için ne yapmak gerekir? Öncelikle kırpışmanın özündeki fizik olaylarından yola çıkmanız, bu fizik olaylarına göre geliştirilmiş çözümleri bir elektronik devre konseptinde uygulamanız, arkasından da konsept devrenin detaylarını çözmeniz gerekir; öyle ki devre fiziksel olarak lambanın içine sığabilsin, çok ısınmasın, çok da maliyetli olmasın. Bunlarla uğraşırken yolunuzun üzerinde sizi çeşitli sürprizlerin beklediğini görürsünüz. İşte MR16’nın tasarımında neler olduğunun adım adım açıklaması:

Olayın fiziği iki katlı (=aşamalı) bir devre gerektiriyordu. Kırpışmayı tamamen ortadan kaldırmak için tek değil iki ayrı enerji dönüşüm katı olmalıydı. Birinci kat AC şebeke girişinden tüm dalgalanmaları ve kırpışma üreten değişkenlikleriyle gelen gücü alacaktı. Güç daha sonra küçük bir depoya (bir elektrolitik kondansatör) aktarılacaktı. Kondansatördeki enerji miktarı AC şebekedeki dalgalanmalara paralel olarak dalgalanacak ama sıfıra düşmeyecekti. Kırpışmayı ortadan kaldırmak için ikinci bir devre (ikinci devre katı) ilave edilerek LED’lerin kondansatörü güç kaynağı olarak kullanarak sabit ve sürekli şekilde yanması sağlanacaktı. AC giriş gücü sıfıra düştüğünde bile kondansatörde her zaman bir miktar kullanılabilir enerji kaldığından bu yöntem işe yarayacaktı. Kırpışmaya güle güle!

Sol resim: Kırpışma problemi olan MR16/Sağ resim: Kırpışma problemi olmayan MR16

Gerçekten de iki-katlı çözüm çalıştı ama çok ısınıyordu: Her devre katı gücü belli bir verimle dönüştürür. Toplam verim azaldıkça lambanın sıcaklığı da artar. İki devre katını birbirine kaskad olarak bağladığınızda verimleri birbiriyle çarpmış olursunuz. Varsayalım ki, devre katlarından her biri %90 verime sahip olup, lambanın çok ısınmadan çalışacağı minimum verim değeri de %85 olsun. Kaskad bağlı iki devre katının toplam verimi %81 olacaktır. Soraa MR16 lambalar içinse bu %81 değeri yeterli değildi. Verimi arttırmaya yönelik bir çözüm bulunmak zorundaydı -ve bulundu:

Uçaklarda olduğu gibi karmaşık çok boyutlu kontrol sistemleri kullanılacaktı. Sıradan bir iki katlı devrede her kat kendi işi ile uğraşır: İlk kat kondansatörü dolu tutar, ikinci kat LED’leri sürer ama katlar birbirleri ile konuşmazlar. Halbuki verimi kabul edilebilir değerlere yükseltmek için birinci ve ikinci katların elektrolitik kondansatördeki enerjiyi yönetebilmek için işbirliği yapması gerekecekti. Bu ise uçakların sabit yükseklikte bir rota izleyebilmelerine benzer: Uçakta levyeyi hareket ettirdiğinizde uçuş yüksekliğinin değişmemesi için kanatçıkların da ayarlanması gerekir. Bu çok boyutlu kontrol çözümü gereken verimi sağladı ancak artık devre boyut olarak lambanın içine sığmıyordu.

Bunun çözümü ise bir dijital LED sürücü yapmak idi. Soraa mühendisleri bu türden karmaşık yapılarla daha önce karşılaşmışlardı ve çözümün dijital olması gerektiğini biliyorlardı. Lambanın elektronik devresinin katlarını bir yazılım ile kontrol ederek fiziksel devrede ek bir değişiklik yapmadan karmaşıklık seviyesi arttırılabilirdi. Savaş uçaklarının uçuş yeteneklerinin evrimi de bu şekilde gerçekleşmişti. Dijital kontrol sistemleri jetlerin performansını arttırmakta başarılı idi. Aynı dijital güç dönüşümü Soraa MR16’nın da daha fazlasını yapabilmesini sağlayacaktı.

Tamamen dijital: Programlanabilen bir kontrolörün gücünü ekleyerek ürününüze kazandırabileceğiniz yetenekler şaşırtıcıdır. Başlangıçta Soraa’nın Digital MR16 ürünü mükemmel ışığı üretme kararlılığının bir ifadesi olarak ortaya çıktı. Ancak şu anda ürün gamımızın en kullanışlı ve yetenekli lambası haline gelme yolunda. Normalde, meslektaşlarınız yanınıza gelip bir lambanın şu ya da bu güç kaynağı ya da dimmer ile çalışıp çalışmayacağını sorduklarında verdiğiniz cevap “Belki” olur. Halbuki bu cevap artık hemen hemen her zaman “Evet” oluyor. Ama olan şey sadece daha fazla uyumluluk değil, daha fazla yetenek. İşte Soraa Digital MR16’nın bir yandan dünyanın en iyi ışığını üretirken diğer yandan yaptıklarının bir özeti:

  • Çalışma koşullarına ait istatistikleri kaydeder ve hatırlar.
  • Toplam çalışma süresini, kaç defa çalıştırıldığını, ısıl geçmişini ve başka değerleri kaydeder.
  • AC ile mi yoksa DC ile mi çalıştırılmakta olduğunu bilir ve her durumda doğru şekilde davranır.
  • Elektrolitik kondansatörün sağlıklı durumda olup olmadığını ve kalan ömrünü sürekli kontrol eder ve yönetir.
  • Işık kalitesinden ödün vermeden en yüksek verimle mümkün en düşük sıcaklıkta çalışır.
  •  Durum raporlaması yapmaya her an hazırdır, program güncellemeleri de alabilir.

Bilgisayar ve akıllı telefonlara alışmış olanlarımız yeni firmware veya yazılım güncellemeleri ile gelen ürün iyileştirmelerine de alışıktır. Soraa ürün gamında aktif şekilde bu yöntemi uygulamakta, bir yandan üretim maliyetlerini düşürürken diğer yandan da ürün yeteneklerini ve güvenilirliğini arttırmaktadır.

Belirli bir teknik problem için bulunan çözümün bütün bir ürün gamına bakışımızı değiştirdiği nadirdir. Soraa olarak fabrikamızda dijital aydınlatmaya geçiş yaptık ama daha önemlisi düşünce şeklimizde dijital döneme geçtik. Doğru yolun da bu olduğunu düşünüyoruz.

Yazar: Soraa Elektronik Tasarım Baş Mimarı Laszlo Takacs
Haber kaynağı: http://www.soraa.com/blog_entries/48

SHARE