모션 센서가 LED 전구를 죽인다는 신화(그리고 물리학이 동의하지 않는 이유)

나는 망설임을 이해합니다. 철물점 통로에 서 있거나 Rayzeek 센서 스위치가 장착된 계산대를 쳐다보고 있는데 머리 뒤에서 잔소리하는 목소리가 들립니다. "계속해서 조명을 켜고 끄다 보면 전구가 터질 것입니다."

나는 그 목소리를 알고 있었기 때문에 그 목소리를 알고 있습니다. 2013년에 저는 버지니아 주 알링턴에 있는 대규모 콘도 단지의 유지 관리를 관리했습니다. HOA 보드는 예산에 맞춰 모든 복도에 모션 센서를 설치하고 이를 찾을 수 있는 가장 저렴한 나선형 CFL 전구와 연결했습니다. 3주 안에 저는 매일 사다리를 타고 다녔습니다. 급속한 사이클링은 형광등의 음극을 요리했습니다. 복도는 분홍색과 주황색 빛이 깜박이는 디스코장으로 바뀌었고 주민들은 분노했습니다. 나는 그 달에 거의 200개의 전구를 교체했습니다. 그것은 재앙이었습니다.

하지만 그때는 2013년이었습니다. 그것은 형광 기술이었습니다. 아직도 그 트라우마를 현대 LED에 적용하고 있다면 더 이상 존재하지 않는 문제를 해결하기 위해 돈을 낭비하는 것입니다.

조명 물리학이 뒤집혔습니다. 소형 형광등(CFL)의 경우 아크를 시작하는 것은 전구 수명에서 가장 스트레스가 많은 사건이었습니다. LED를 사용하면 시동이 쉽습니다. 그것은 달리기 그게 그들을 죽인다. 모션 센서가 LED 투자에 실제로 가장 좋은 친구인 이유를 이해하려면 전등 스위치를 보지 말고 전구 내부를 살펴보십시오.

실패 분석: 열과 스위치

LED에 대한 "사이클링 신화"가 실패하는 이유를 확인하려면 LED가 "소진"될 때 실제로 무엇이 깨지는지 살펴보세요. 빛을 생성하는 작은 칩인 발광 다이오드 자체는 믿을 수 없을 만큼 내구성이 뛰어납니다. 백열등처럼 끊어지는 필라멘트도 없고, 형광등처럼 마모되는 음극도 없습니다. 이론적인 벤치 테스트에 따르면 칩 자체는 100,000시간 이상 지속될 수 있습니다.

그렇다면 상자에는 왜 15,000시간이라고 적혀 있습니까? 그리고 왜 3년 안에 상업용 사무실 건물이 실패하는 걸까요?

운전사입니다. 드라이버는 벽의 120V AC를 LED에 필요한 저전압 DC로 변환하는 전구 바닥에 장착된 작은 회로 기판입니다. 해당 회로 기판에는 일반적으로 액체 전해질로 채워진 전해 커패시터가 있습니다. 전구가 작동하면 열이 발생합니다. 움푹 들어간 캔 조명이나 밀폐된 고정 장치에서는 열이 갈 곳이 없습니다. 드라이버의 내부 온도는 쉽게 85°C(185°F)에 도달할 수 있습니다.

이 온도에서는 커패시터의 전해질이 녹아 없어집니다. 그것은 건조해진다. 건조되면 드라이버가 작동하지 않고 조명이 어두워집니다.

나는 몇 년 전 볼티모어의 한 상업 시설에 대한 에너지 감사에서 이것을 분명히 보았습니다. Dave라는 시설 관리자는 T8 LED 튜브를 24/7의 계단통에 남겨두겠다고 고집했습니다. 교체하면 손상될 것이라고 확신했기 때문입니다. 우리는 통나무를 뽑아 루멘 출력을 측정했습니다. 24/7 조명은 지하실의 센서 제어 조명보다 두 배 빠르게 어두워졌습니다. 지속적인 열로 인해 형광체의 품질이 저하되고 축전기가 건조해졌습니다.

센서에 불이 들어오나요? 그들은 휴식을 취했습니다. 센서가 시간 초과되어 꺼질 때마다 전구가 냉각되었습니다. 이러한 냉각 기간은 전자 장치의 수명을 크게 연장했습니다. 전구를 켜두어 전구를 "저장"하려고 시도함으로써 Dave는 실제로 열사병으로 인한 사망을 가속화했습니다.

이 규칙에는 정크 하드웨어라는 한 가지 예외가 있습니다. 이 논리는 Cree, Philips, Feit 또는 내가 설치하는 상용 제품과 같은 괜찮은 품질의 장비에 적용됩니다. 단가가 80센트인 임의의 온라인 상자에서 완전 하단 배럴의 브랜드 없는 전구를 구입하면 모든 베팅이 취소됩니다. 이러한 전구는 부품이 너무 저렴해서 잘못 보면 고장날 수도 있는 경우가 많습니다. 그러나 표준에 따라 제작된 전구의 경우 열은 적이며 "꺼진" 상태가 해결책입니다.

"돌입 전류" 신화

그리고 "급증"에 대한 두려움이 있습니다. 아이디어는 스위치를 뒤집을 때마다 엄청난 양의 전기가 전구에 부딪혀 전자 장치가 손상된다는 것입니다. 이것은 약간의 지식이 위험하다는 전형적인 예입니다.

예, 장치가 켜질 때 "돌입 전류"가 있습니다. 커패시터를 충전해야 합니다. 그러나 최신 LED 드라이버는 이러한 스파이크를 완화하는 "소프트 스타트" 기능으로 설계되었습니다. 그들은 즉시 전체 부하를 가하지 않습니다. 밀리초 단위로 증가합니다. 사용자가 보기에는 너무 빠르지만 회로를 보호할 수 있을 만큼 느립니다.

또한 Rayzeek RZ021 시리즈 또는 유사한 상용 등급 센서와 같은 최신 센서 스위치는 기존 기계식 토글보다 더 나은 내부 릴레이를 사용합니다. 많은 사람들이 AC 사인파가 0V가 될 때까지 회로가 닫힐 때까지 기다리는 "제로 크로싱" 기술을 사용합니다. 이는 전기적 스트레스를 거의 최소화합니다.

나는 회의적인 고객에게 이를 증명하기 위해 내 작업장에서 파일럿 테스트를 실행했습니다. LED가 혼합된 테스트 벤치에 센서 스위치를 설치하고 제한 시간을 15초로 설정했습니다. 이는 현실적으로 상상할 수 있는 가장 공격적인 사이클링입니다. 한 달 동안 운영하게 놔뒀어요. 수천 주기. 단 한 번의 실패도 아닙니다. 소프트 스타트 드라이버와 클린 스위칭은 이를 켜두는 데 따른 열 손상에 비해 스트레스가 미미하다는 것을 의미했습니다.

ROI 스맥다운

잠시 동안 내가 틀렸다고 가정해 봅시다. CFL 시대의 유령이 현실이고 모션 센서를 사용한다고 가정해 보겠습니다. 않습니다 LED 전구 수명을 10% 단축하세요. 그것은 중요합니까?

우리는 수학을 살펴봐야 합니다. 왜냐하면 물리학은 당신의 감정에 관심이 없고 지갑도 마찬가지이기 때문입니다.

평균 10W LED 전구 가격은 약 3달러입니다. 미국의 전기 요금은 kWh당 평균 약 0.15달러입니다(캘리포니아나 북동부 같은 곳에서는 훨씬 더 높음).

방에 아무도 없을 때(화장실, 식료품 저장실 또는 차고에 일반적으로 해당) 10W 전구를 하루 10시간 동안 켜둔다면 하루에 100와트시를 낭비하는 것입니다. 1년이면 36.5kWh입니다. 전구당 36.5kWh x $0.15 = 연간 $5.47가 낭비됩니다.

모션 센서로 연간 5.47달러를 절약한다면 5년 안에 27달러 이상을 절약하게 됩니다. 전구 비용은 3달러입니다.

센서로 인해 2년마다 전구가 폭발하더라도(그렇지는 않습니다), 에너지 절약으로 새 전구를 구입하여 여전히 앞서 나갈 수 있습니다. 3달러짜리 전구를 "낭비"하는 것에 대한 두려움 때문에 사람들은 30달러의 전기를 낭비하게 됩니다. 그것은 페니 와이즈와 파운드 어리석음의 정의입니다.

상황이 실제로 잘못되었을 때

호환성은 마술이 아닙니다. 센서가 작동하지 않는 동안 죽이다 전구라고 해서 모든 전구가 모든 센서를 좋아한다는 의미는 아닙니다.

센서 스위치를 설치했는데 표시등이 깜박이는 경우 또는 스위치가 꺼져 있어야 할 때 표시등이 희미하게 빛나는 경우("고스팅") 수명 문제가 발생하지 않습니다. 현재 누출 문제가 발생하고 있습니다. 많은 모션 센서는 "살아있는" 상태를 유지하고 모션을 감시하기 위해 약간의 전력이 필요합니다. 스위치 상자에 중성선이 없으면 센서가 전구를 통해 그 물방울을 끌어 당깁니다.

오래된 백열등은 이 작은 전류에 신경 쓰지 않았습니다. 그러나 효율적인 LED는 이를 사용하여 불을 켜려고 시도하여 유령처럼 빛나거나 반복적인 깜박임을 유발할 수 있습니다. 이것이 바로 배선이 가능한 경우 중성선이 필요한 센서를 권장하거나 "중립 없음" 조광기와 호환되는 것으로 특별히 나열된 전구를 구입하도록 권장하는 이유입니다. 스위치를 켜도 전구가 죽지 않습니다. 전기 루프가 제대로 닫히지 않았습니다.

평결

"전구를 아끼기" 위해 불을 켜두는 습관을 고수하고 있다면, 그 습관을 버리십시오. 그 규칙은 형광등과 함께 사라졌습니다.

LED 시대에는 열이 살인자입니다. 전자제품을 더 시원하게 보관할수록 수명이 길어집니다. 모션 센서는 조명을 사용하지 않을 때마다 조명이 꺼져 있고 시원함을 보장합니다. 이는 운전자의 수명을 연장하고, 공공요금을 크게 절감하며, 스위치를 켜는 것을 잊어버리는 인간의 실수를 제거합니다.

선반에서 가장 저렴한 전구를 구입하지 말고 스위치의 배선 요구 사항을 확인하고 자동화가 작업을 수행하도록 하십시오. 당신의 지갑이 당신에게 감사할 것입니다.