24V CW tunable white LED şeritte sıcaklık kayması kalibrasyonu

Giriş ve kapsam

CCT LED şeritler soğuk ve sıcak beyaz die'leri tek flex üzerinde barındırır. Sürücü her kanala ayrı PWM gönderir, kullanıcı bir slider ile 2700K ile 6500K arasında gezinir. Teorik olarak iki kanalın eşit güce ulaştığı nokta 4500-5000K civarında bir ara beyaz vermelidir. Pratikte olmaz. Warm kanal die'leri daha düşük ileri gerilim gerektirir, phosphor conversion verimliliği farklıdır. 50:50 PWM duty'de sıcak kanal photometrik olarak öne geçer ve sonuç 3200K'de stabilize olur. Aynı şekilde dimming yaparken sıcak die'in response eğrisi soğuğa göre daha agresif düşer. Göz bunu fark etmese bile kamera ve renk sensörü net ölçer.

Bu rehberde WLED veya ESPHome tabanlı bir sürücü üzerinde her kanala bağımsız gamma düzeltmesi ve PWM frekans ayarı yaparak bu kaymayı nasıl telafi edeceğimizi ele alıyorum. Hedefimiz slider 4000K gösterdiğinde çıkışın gerçekten 4000K vermesi.

Görsel yapay zeka ile oluşturuldu.

Ölçüm düzeneği

ESP32'nin iki PWM pinini mosfet sürücü girişlerine bağlayın. Sürücü çıkışlarından biri LED şeridin cold kanalına, diğeri warm kanalına gitsin. Şerit ortak anot ise sürücünün low-side switch yaptığı modelleri tercih edin. Ters polaritede ölçüm şaşar, o yüzden multimetre ile önce LED şeridin kanal ayrımını teyit edin. Üreticinin veri sayfasına bakın; eğer pinout net değilse 24V'u ortak uca verip cold ve warm uçlarını ayrı ayrı birer 470 Ω dirençle GND'ye çekerek hangisinin yandığını görebilirsiniz.

Renk sensörünü şerit yüzeyinden 5 cm yukarıda sabitleyin. Sensör TCS34725 ise I2C'den ESP32'ye bağlayın, Home Assistant veya seri monitör üzerinden RGB değerlerini okuyun. Handheld spektrometre varsa doğrudan lux ve CCT değerini verecektir. Ben her iki yöntemi de kullanıyorum; sensör relative düzeltme için yeterli, spektrometre mutlak doğrulama için.

Adımlar

Önce şeridi 5 farklı noktada test edin. 2700K'da warm kanal %100, cold %0. 6500K'da tam tersi. 3500K için warm %70 cold %30, 4500K için 50:50, 5500K için warm %30 cold %70 verin. Her noktada ölçüm alın.

1. WLED arayüzünde LED Preferences bölümüne girin. Color Order ve Max Current ayarlarından sonra LED Outputs kısmında iki ayrı PWM kanalı tanımlayın. Cold kanala GPIO 16, warm kanala GPIO 17 atayın. Default brightness %100 yapıp Save deyin.

2. 50:50 noktasında ölçüm alın. Slider 4500K'da ama sensör 3250K gösteriyorsa warm kanalı üst sınıra sıkıştırmanız gerekir. WLED'de Gamma değeri varsayılan 2.8'dir. Warm kanal gamma'sını 2.2'ye düşürün, soğuk kanal gamma'sını 3.0'a çıkarın. Bu işlem warm kanalın düşük duty'de daha az, yüksek duty'de daha fazla süre yayılmasını sağlar.

3. Tekrar 50:50 noktasında ölçün. Hedef 4500K, sensör şimdi 3900K gösteriyor. Warm gamma 2.4'e, cold gamma 2.9'a çekin. Tekrar ölçün. 4350K geldi. Üçüncü iterasyonda warm gamma 2.45, cold gamma 2.88 ile 4480K yakaladım. Bu değerler şerit markasına ve die jenerasyonuna göre değişir; verilerimi değil kendi ölçüm döngünüzü çalıştırın.

4. ESPHome kullanıyorsanız output platformunda gamma parametresi yoktur, bunun yerine light platformunda gamma_correct değeri tanımlayabilirsiniz. Her kanal ayrı bir light değil tek bir CT light olarak tanımlandığı için iki kanala ayrı gamma vermek zordur. O durumda CIE1931 eğrisini template sensor ile manuel uygulayın; output.set_level() çağrısından önce pow(duty, gamma) hesaplayıp送 gönderin.

5. PWM frekansını 1000 Hz'den 10000 Hz'e çıkarın. 24V şeritte 1 kHz'de filament phosphor'ün persistence etkisi ölçümü bozabilir. 5 kHz ve üzeri daha temiz okumalar verir. Mosfet switching kayıplarını kontrol edin; 10 kHz'in üzerine çıkınca sürücü ısınır. Sürücü modülünün datasheet'ine bakın.

Sorun giderme

Ölçülen CCT sürekli dalgalanıyorsa sensör entegrasyon süresi kısadır. TCS34725'in integration_time parametresini 24 ms'den 101 ms'ye uzatın. Ortam ışığı ölçümü kirletmesin diye şerit ve sensör arasına siyah bir karton tünel yerleştirin. Sensör şeride çok yakınsa saturasyona girer; clear kanal değeri 20000'in altında tutun.

Slider 2700K'da ölçüm 2400K geliyorsa warm die'in gerçek renk sıcaklığı nominallerden düşük demektir. Bu durum üretici toleransıdır, kalibrasyonla tam düzelmez. Benzer şekilde 6500K'da 6800K ölçüyorsanız cold die spektrum kaymıştır. Bu iki uç noktayı referans kabul edip ara değerleri buna göre normalize edin.

I2C sensör hep 65535 döndürüyorsa saturasyon var. Gain'i 4x'ten 1x'e düşürün veya entegrasyon süresini kısaltın.

Anomali olarak bir kanal hiç yanmıyorsa mosfet gate'e 3.3V geldiğini multimetre ile teyit edin. Gate gerilimi var ama drain-source arasında 24V drop yoksa mosfet arızalanmıştır. 24V devresinde kısa devre testi yapmadan güç vermeyin; önce multimetre ile continuity kontrolü yapın.