Особенности филаментных ламп

Download

Download Filament releases to access stable builds.
Filament release archives contains host-side tools that are required to generate assets.

Make sure you always use tools from the same release as the runtime library. This is particularly
important for (material compiler).

If you’d rather build Filament yourself, please refer to our build manual.

Android

Android projects can simply declare Filament libraries as Maven dependencies:

repositories {
    // ...
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation 'com.google.android.filament:filament-android:1.8.1'
}

Here are all the libraries available in the group :

Snapshots

If you prefer to live on the edge, you can download a continuous build by following the following
steps:

1. Find the commit you’re interested in.
2. Click the green check mark under the commit message.
3. Click on the Details link for the platform you’re interested in.
4. On the top right, click on the Artifacts dropdown and choose an artifact.

Directory structure

This repository not only contains the core Filament engine, but also its supporting libraries
and tools.

• : Android libraries and projects
  • : Filament material generation library (AAR) for Android
  • : Filament library (AAR) for Android
  • : Extra utilities (KTX loader, math types, etc.)
  • : Filament glTF loading library (AAR) for Android
  • : Android-specific Filament samples
• : Source for various artworks (logos, PDF manuals, etc.)
• : 3D assets to use with sample applications
• : CMake build scripts
• : Documentation
• : Filament rendering engine (minimal dependencies)
• : Configuration files for IDEs (CLion, etc.)
• : Sample projects for iOS
• : Java bindings for Filament libraries
• : Libraries
  • : OpenGL bindings for macOS, Linux and Windows
  • : Vulkan bindings for macOS, Linux, Windows and Android
  • : Camera manipulation utilities
  • : Library shared by the Filament engine and host tools
  • : Serialization/deserialization library used for materials
  • : Helper library for Dear ImGui
  • : Material generation library
  • : SDL2 skeleton to build sample apps
  • : Tiny filamesh parsing library (see also )
  • : Mesh-related utilities
  • : Loader for glTF 2.0
  • : IBL generation tools
  • : Image filtering and simple transforms
  • : Image file reading / writing, only intended for internal use
  • : DebugServer for inspecting shaders at run-time (debug builds only)
  • : Math library
  • : Math types support for output streams
  • : Utility library (threads, memory, data structures, etc.)
• : Sample desktop applications
• : Shaders used by and
• : External libraries and assets
  • : Environment maps under CC0 license that can be used with
  • : Models under permissive licenses
  • : Textures under CC0 license
• : Host tools
  • : Image-based lighting asset generator
  • : Mesh converter
  • : Minifies GLSL source code
  • : Material compiler
  • Displays information about materials compiled with
  • Generates a series of miplevels from a source image
  • : Tool to blend normal maps
  • Aggregates binary blobs into embeddable resources
  • : Pre-filters a roughness map from a normal map to reduce aliasing
  • : Computes the specular color of conductors based on spectral data
• : JavaScript bindings, documentation, and samples

Распространение филаментов

После появления филаментных ламп – спрос на них начал расти и постепенно дошел до уровня обычных светодиодных изделий. Причина этому проста – их дизайн и возможность добиться большого угла свечения, без использования дополнительных оптических систем.

У стандартных светодиодных ламп, в пластиковом корпусе, угол излучения до 170 градусов. У филаментных же доходит до 300 градусов.

Такого угла свечения получилось достичь благодаря стеклянной прозрачной колбе и расположенных по кругу филаментов. Некоторые модели имеют нестандартные формы и способ расположения филаментов (под углом, крест на крест, S-образно), для обеспечения более равномерного освещения.

Сравнительная таблица филаментнов от разных производителей

Если решили покупать — обратите внимание на производителя. Заявленные параметры у всех отличаются и зачастую завышен процентов на 10

Как вы можете понять из таблицы, изделия разных производителей выдают различное количество света при одинаковой мощности. Это связано с тем, что они получают различный удельный световой поток (Лм/Вт) с каждого ватта мощности светодиодного светильника.

Это вызвано различными поставщиками материалов или схемотехникой и режимами работы драйвера.

Достоинства и недостатки

Филаментные светодиодные лампы известны небольшому кругу потребителей, поскольку выпускаются в ограниченном количестве. Их разработка еще продолжается, чтобы устранить все недостатки и представить всему миру глобальный выпуск светильников нового поколения. На данный момент, те, кто пользуются филаментными лампами, выделяют несколько плюсов и минусов.

Преимущества:

1. Большой угол освещения. По сравнению с обычными, а также светодиодными моделями, угол освещения филаментного светильника в 3 раза больше, практически 360 градусов. Подобный эффект достигли в результате совмещения в одно сооружение полностью прозрачного и прочного стекла, и конструкции из светодиодов. Таким образом, одна лампа может освещать помещение в 20-35 кв.м.
2. Полностью прозрачная колба. За счет этого повышается уровень энергоэффективности светильника.

Достоинства использования филамнентного устройства

Обратите внимание! В лампе накаливания и светодиодных вариантах используются полупрозрачные колбы. Они забирают на себя часть света, из-за чего свет становится тусклее

1. При долгой работе, температура в колбе увеличивается до максимального уровня, что мешает нормально распределять световые диоды по всей поверхности колбы. Как результат — плохое освещение или «мигание». В филаментных лампах это момент предусмотрен. Благодаря особенному созданию конструкции светодиодов, температура равномерно распространяется по нити, нагревая каждый световой кристалл до оптимальной температуры. Это позволяет свету лучше распространяться по общей поверхности колбы и делать свет ярче. Кроме того, газ, который находится в колбе и диодах, регулирует температуру в лампе, не допуская перегревания.
2. Работоспособность и производительность. Обычная лампа служит не более 1000 часов, в то время как филаментные модели — 30000 часов.
3. Практичность. На рынке можно увидеть огромное количество филаментных ламп, разного цвета, формы, вида. Их можно устанавливать в светильники, монтировать в натяжные потолки, пол и так далее.
4. Комфорт. Данные светильники не мерцают, цвет приятный для глаз, можно использовать как постоянный источник света. Им не страшны перепады температур или скачки напряжения.

Свойства стеклянной колбы филаментной лампочки

Недостатки:

1. На рынке представлены модели небольшой мощности. Лампы начали выпускать в 2008 году, поэтому их совершенство еще в процессе.
2. Не совместимы с низковольтными сетями.
3. Стоят дороже, чем обычные лампы.
4. Колба изготавливается только из стекла. Это снижает практичность модели. На данный момент производится проектирование ламп из других материалов.
5. Филамент не ремонтируется. Если один диод из конструкции вышел из строя, его уже невозможно починить, как обычную лампу.

Часть экспериментальная

CroLED: китайское качество Ebay

Начнём с filament-лампы из Поднебесной. Лампочка прибыла из Китая в простой картонной коробке с минимум информации на ней (температура, мощность и напряжение питания. Честно признаться, ожидания были сами разные, но реальность оказалась намного суровее. Коэффициент пульсаций составил 67% (!), мне кажется, что это рекорд! Фактически лампочка гасла и разгоралась снова с периодичностью 10 мс. Цветовая температура отличалась в меньшую сторону от того, что указано в магазине продавца на Ebay. 

NB: Все представленные в статье лампы имеют стеклянную колбу. И хотя она может выдержать падение на пол, будьте осторожны при обращении с ними!
Разбор лампочки выявил одну интересную особенность конструкции – а именно драйвер. Точнее его полное отсутствие: лампочка питается через банальный диодный мост MB10F с парой резисторов и огромным твердотельным конденсатором. Зато компактно! 

Светодиоды расположены на матовой (!) подложке в количестве 18 штук. Каждый светодиодные чип выполнены из сапфировой текстурированной подложке типа «звёздочка». Чипы совершенно небольших размеров – меньше человеческого волоса.

А что там с температурой? — спросит читатель. Да, температура на колбе за 5-7 минут достигает примерно 40 градусов и остаётся таковой в течение получаса.
Но давайте теперь заглянем под колбу нашей лампе. После удаления стекла и замера температуры выяснилось, что нити очень быстро (буквально за 1 минуту) нагреваются до почти 90 градусов, а в некоторых местах, по-видимому, там, где расположены светодиоды, температура достигает более 100 градусов. 

Eglo: обычная ламп с обычными характеристиками

Следующая лампа от компании Eglo, у которой, между прочим, есть представительство и в РФ, в общем и целом порадовала своими характеристиками. Пульсаций на частоте 100 Гц составили около 6%, при этом цветовая температура и CRI вполне соответствуют заявленным характеристикам.

Внутри лампы находятся также четыре нити светодиодов, как и в китайской лампе. Внутри спрятан драйвер на базе конденсаторного балласта. Светодиоды несколько больше – 113 на 57 микрон, чем в предыдущем случае. Однако они крайне плохо закреплены на опять-таки матовой подложке.

Что же касается температуры, то лампочка быстро (за те же 5-7 минут) разогревается до температуры порядка 50 градусов. И нити вновь демонстрируют температуру ~90 градусов. Прям, как проклятие конструкции лампы «накаливания» какое-то!

Phillips: качество превыше всего

Последняя протестированная лампочка производства компании Phillips. Удивительно, но эта лампочка в корпусе Е14 демонстрирует отличное соответствие заявленным характеристикам и крайне низки уровень пульсаций.

Чем это обусловлено, ведь цоколь E14 гораздо меньше E27? – зададитесь Вы вопросом. Всё гениальное просто: у Phillips хорошие, очень хорошие инженеры, которые способные создать ультра-компактный драйвер (обратноходовый преобразователь) так, чтобы он уместился в патрон E14, при этом драйвер обеспечивает крайне низкий уровень пульсаций (<1%). 
В самой лампе всего две светодиодные нити, так как она потребляет всего 2.3 Вт. Светодиодные чипы размещены на прозрачной подложке и аналогичны по размерам тем, что используются в лампах Eglo, но с иной текстурой подложки – «щит». Как уже отмечалось выше против законов теплофизики не попрёшь.

Примерно за 10 минут колба лампы прогревается до ~45 градусов (две нити медленнее «прогревают» всю лампу). Однако температура нитей без стеклянной колбы составила всё же 95 градусов, местами – повторимся, скорее всего, в месте крепления светодиодных чипов к подложке – достигая значений в 110-120 градусов. 

Чтобы не быть голословным при вынесении вердикта относительно filament-ламп, мы добавим несколько фотографий уже знакомых ламп IKEA и мощных умных ламп Prestigio, о которых мы поговорим в следующий раз. Корпус лампы IKEA прогревается до 75 градусов в течение полчаса, а умной лампы Prestigio до 58. При этом SMD светодиоды ламп Prestigio, к примеру, на максимальной мощности нагреваются лишь до указанной в самом начале статьи «безопасной» температуры 60-70 градусов.

Конструкция филаментной лампы

Что же такое этот самый филамент, который запрятан в стеклянной колбочке? Филамент – это стержень из искусственного сапфира или керамики, но чаще всего стекла.

На этом стержне размещаются миниатюрные светодиоды, которые соединяются между собой тончайшей золотой проволокой, образуя таким образом последовательную цепочку.

Это что-то вроде светодиодной ленты в миниатюре.

Светодиоды находятся так близко между собой, что в рабочем состоянии вся нить светится равномерно. Никаких отдельных точек не видно.

На концах стержня припаяны контакты для подачи напряжения.

Сверху вся эта конструкция покрыта специальным составом – люминофором.

Он преобразует синий свет кристаллов светодиодов в белый и отвечает за цветовую температуру источника света (теплый, холодный).

Секрет №1

Кстати, не все знают, но эту саму температуру свечения можно легко определить по оттенку люминофора, даже не вкручивая лампочку в патрон люстры.

лимонный оттенок нитей – 4500К (нейтральный белый свет)

насыщенный желтый цвет – 3000К (теплый белый)

насыщенный оранжевый – 2350К (еще более теплый)

Секрет №2

Потребляемая мощность одной филаментной нити, как правило, составляет 1 ватт.

Таким образом, просто взглянув на лампочку можно тут же узнать ее примерную мощность.

Секрет №3

Не доверяйте лампам, которые обещают бОльшее количество ватт, не соответствующих количеству нитей.

Всегда руководствуйтесь правилом – сколько нитей, столько и ватт.

Если их больше, то это означает что внутри либо неэффективный драйвер, либо светодиоды работают в жестком режиме и быстро сгорят.

Даже многие известные бренды на лампочках малой мощности прописывают срок службы в 15 000 часов и более, а для мощных, всего 10 000 часов.

Перегорают они следующим образом. Сначала начинают помаргивать и работать как стробоскоп отдельные нити. Светят то ярко, то тускло.

Затем тусклая фаза становится все дольше, пока лампа окончательно не погаснет и перестанет запускаться.

Все филаментные нити крепятся на стеклянной ножке, со штенгелем в виде трубки.

Помимо крепежных функций, через это устройство откачивают воздух из колбы. Через эту же ножку проходят проводники для подачи напряжения.

Что такое филаментные лампы и как они устроены?

Филаментные светодиодные лампы (или сокращенно — ФСЛ) были представлены японской компанией Ushio в 2008 году. Первые образцы не получили широкого распространения на потребительском рынке, так как существенно проигрывали по мощности SMD-моделям. Ситуация изменилась лишь через 5 лет, когда в рамках отраслевой выставки InterLight Moscow сразу несколько китайских производителей (Qianshi Lighting, JNQ и ряд других) представили модели с цоколем типа «миньон», эквивалентные по силе светового потока 60-ваттным лампам накаливания.

Чем же они отличаются от привычных нам SMD-устройств? Технология Chip-on-Glass (COG), лежащая в основе ФСЛ, является логическим развитием более ранней COB (Chip-on-Board). Главное новшество заключается в том, что вместо металлической теплоотводящей подложки миниатюрные светодиоды размещаются в один ряд на стеклянной или сапфировой пластине длиной около 30 мм.

Гетерокристаллы синего свечения (в некоторых моделях часть из них заменяется красными в соотношении 1 к 3) соединяются друг с другом последовательно с помощью тончайщих золотых проводников. Их количество достигает 28 единиц на каждой нити. Сверху вся конструкция покрывается силиконовым компаундом, содержащим люминофор, который выполняет защитную функцию, а также позволяет добиться оптимальной цветовой температуры.

Мощность каждой нити фиксирована и лежит в пределах от 0.8 до 1.3 Вт — то есть, на отдельный кристалл приходится около 0.036 Вт, что в разы меньше по сравнению с SMD-чипами. Филаменты помещаются в герметичную колбу, заполненную газовой смесью на основе гелия, характеризующейся высокой теплопроводностью. Отвод тепла осуществляется благодаря явлениям конвекции и диссипации, благодаря чему необходимость в установке массивных радиаторов полностью отпадает.

Еще один важный нюанс: для питания филаментов используется постоянный ток напряжением от 60 до 100 вольт, а низковольтных модификаций не существует в принципе. Данный факт позволил существенно упростить схемотехнику драйвера, сделав электронный блок более компактным: все необходимые компоненты могут быть распаяны на единственной плате, без труда умещающейся в стандартный цоколь E27.

Перечисленные конструкционные особенности способствуют равномерному распределению светового потока без использования дополнительной оптики — диаграмма направленности филаментных светодиодных ламп оказывается практически идентична диаграмме ламп накаливания, а угол расходимости достигает 300°.

Помимо этого, филаментные светодиоды по сравнению с SMD-модулями и COB-матрицами оказываются значительно более энергоэффективными — их световая отдача может достигать 150 люменов на каждый ватт израсходованной электроэнергии.

Это интересно: Как работает фитолампа для растений и какую лучше выбрать

Проблемы нитевидных светодиодов

Колба, выполненная из стекла бьется. Хоть и форма колбы придаёт ей большую жесткость, и способна выдержать некоторую нагрузку, но все же она бьется. Рассеиватель стандартной светодиодной лампы гораздо прочнее. При этом битая филаментная лампа может сохранить свою работоспособность, что вы можете увидеть на фотографии.

Также сохраняется высокая вероятность поражения электрическим током, при прикосновении к токоведущим частям.

Этот вопрос прорабатывается производителями, ведутся работы по внедрению колб из поликарбоната, что повысит прочность и снизит стоимость продукта.

Бюджетные филаментные лампы не работают заявленные сроки в 15 000 и более часов, по причине низкого качества комплектующих. Лампа либо просто перестает включаться, либо начинают мерцать или перестают светиться отдельные нити.

Филаментные лампы в отличии от классических моделей светодиодных ламп, не поддаются ремонту, что является еще одним минусом в этой конструкции.

Преимущества филаментных ламп

• Равномерное свечение во всех направлениях;
• низкая рабочая температура;
• хорошо выглядят, можно использовать в открытых и прозрачных светильниках;
• утилизируются как бытовые отходы;

Недостатки

• Цена выше чем у обычных;
• хрупкая стеклянная колба;
• не пригодны для ремонта;
• при выходе из строя отдельной филаменты – создает дискомфорт и мигания;
• разброс по качеству и выбраковка в разы большая, чем у пластиковых аналогов;
• производятся только для сетей 220 вольт;
• доступно два цоколя – E27 и E14;

У светодиодных ламп филаментного типа есть свои плюсы и минусы, однако минусов на момент написания статьи больше чем плюсов. Это не значит, что нужно забыть об этих лампах, просто нужно учитывать для чего вы её покупаете.

Филаментные лампы неплохо подойдут как источник света для настольных светильников, а также в декоративных целях. Они практически холодные во время своей работы. Репутацию филаментных ламп портит низкосортная продукция недобросовестных китайских производителей.

Лишь совсем недавно рынок светотехники практически захватили светодиодные лампочки и светильники. Обладая множеству неоспоримых преимуществ, они не просто стали идеальной заменой для традиционных ламп накаливания, но и для экономичных люминесцентных осветительных приборов.

Однако, зачастую, даже несмотря на множество преимуществ как в плане энергопотребления, так и удобства эксплуатации, довольно внушительный процент пользователей все еще предпочитает обыкновенные лампы накаливания. «Виной» тому привычный внешний вид и способ распространения света ламп накаливание.

Ведь в отличие от них светодиоды имеют направленный свет и в них уже не разглядеть привычной тонкой накаленной нити. Так как же поступить – выбрать уже не эффективные, но столь привычные лампочки накаливание с которыми не придется пройти этап адаптации, или же рискнуть и приобрести современные энегоэффективные светодиодные лампы и светильники, которые больше не придется менять после каждого скачка напряжения?

На первый взгляд этот довольно простой выбор может оказаться весьма сложным, особенно для тех пользователей, которые ценят устойчивый комфорт. Однако благодаря быстрому темпу развития современных светодиодных технологий данная проблема также имеет свое простое решение под названием филаментные светодиодные лампы.

По сути, они сочетают в себе все качества современных светодиодных ламп и привычный тип свечения традиционных ламп накаливания

Ну а для того чтобы более наглядно представить себе филаментную технологию, следует чуть больше внимание самой конструкции и устройству филамента

Выводы

Давайте теперь подведём некоторые итоги и постараемся ответить на вопрос: стоит ли игра свеч filament’ов?
 

1. По традиции, полученные данные тестирования сведены в таблицу ниже. Но, на мой взгляд, не стоит доверять заявленному световому потоку китайской лампы, так и остальные характеристики не внушают доверия. У производителей ширпотреба есть привычка завышать результаты. В остальном лампы Eglo и Phillips соответствуют заявленному на упаковке, а Китай — Вы сами всё прекрасно понимаете…
   Пожалуйста, сэкономьте своё здоровье и время – запрашивайте результаты тестирования, прежде чем покупать LED-лампы на Ebay, да и в обычных магазинах тоже скоро придётся ввести данную меру!
    

    

2. Сравнение спектров не выявило сколь либо значимых отличий: во всех лампам, скорее всего, используется один и тот же люминофор, который и даёт тёплый ламповый filament-свет. Есть небольшие вариации компоненты синего цвета, что прослеживается в значении цветовой температуры выше: у Eglo самая тёплая, Phillips посерединке, у CroLED «самая холодная».

3. Если говорить о какой-то технологичности, то лишь Phillips имеет право называться хорошей и безопасной лампой с нормальным драйвером, в очередной раз подтверждая статус ведущего игрока на рынке. 
   Все протестированные лампы имеют удивительно однотипные значения удельного светового потока и удельной мощности. Эти значения сопоставимы со средними показателями SMD-ламп. Видимо, теплопередача и нагрев светодиодов существенно ограничивают эти характеристики в сравнении с обычной компоновкой на основе SMD сборок светодиодов. 
    

4. И самое вкусное припасено на десерт. Измерения температуры самих нитей с помощью ИК-камеры (тепловизора) — надеемся — убедительно показывают и доказывают, что filament технология не может являться полноценной заменой обычных SMD ламп с алюминиевым радиатором и гораздо более эффективным теплоотводом. Плюс добавим существенно ограниченное пространство для драйвера и в результате мы получим, что яркие и мощные светильники с продолжительным сроком службы на основе filament создать будет проблематично (уже 12 Вт лампы зачастую снабжены радиатором). 

В следующей статье мы продолжим ковыряться в лампах и заглянем под радиатор лампочкам Prestigio, в том числе и смарт лампам, управляемым по протоколу BlueTooth. Будем посмотреть, что там интересненького!Подписывайтесь на наш youtube канал Эконет.ру

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Отчитываюсь: Из установленных ламп IKEA, Gauss и умных лампочек Presigio, только LED-лампы IKEA заметно гудят. Причём все: что E27, что E14 и разные по мощности. Gauss практически не шумит, равно как и Prestigio (не забываем, всё же в современных устройствах стоит эффективное шумоподавление). опубликовано econet.ru 

Присоединяйтесь к нам в  , , Одноклассниках