Измерение светодиодной сборки

<<  2345678 >>

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Измерение светодиодной сборки
Вот такой на скорую руку собрал стенд для измерния световых характеристик светодиодной сбоки DNK.

Конструкция очень простая: спектрофотометр с калиброванной светоизмерительной насадкой приделан к достаточно длинной штанге, которая может отклоняться как маятник на углы влоть до 90 градусов. Произведу замеры освещенности, а также мощности света на кв. единицы площади во всех участках спектра при различных углах наклона штанги. Поскольку светодиод светит только в нижнюю полусферу, нет необходимости описывать весь круг, достаточно одного сектора в 90 градусов. Итоговый световой поток а так же абсолютное распределение мощности по спектру далее несложно вычисляется.

Как стемнеет, попробую сделать измерения.

Изменено 27.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-27 добавлено 27/07/2016 17:15:12#2255173

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Константин Кучеренко

Вам остается добавить параболическое зеркало с известными оптическими характеристиками и можно начинать получать сертификат на лабораторные исследования)
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 10:51:26#2255408

Свой на Aqa.ru




3481 679
Санкт-Петербург
2
5 час. назад
artvhm
Аквариумисту это нужно как ежу футболка.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 11:03:24#2255411

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Андрей финн

Не понимаю я таких людей. Константин тратит время проводит замеры и готов с ними просто так поделится, но всегда найдутся люди которые скажут что замеры произведены не правильно и вообще никому не нужны, причем сами ничего сложнее температуры своего тела в жизни не измеряли. Если они лично вам не нужны то зачем об этом сообщать нам? Я знаю аквариумистов которые так же считают что им не нужен компьютер вообще, так может глядя на них вы перестанете пользоваться этим форумом?
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 11:07:50#2255415
Нравится balabol

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
artvhm
добавить параболическое зеркало

Не очень понял, зачем мне зеркало.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 12:18:12#2255465

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Константин Кучеренко

Вы сейчас измерение проводите в одной точке, вы точно знаете сколько стерадиан в этой точке измерения?
А с зеркалом это было бы известно. Ну и самое главное сколько точек вы реально сможете померить 5-10 ?. Зеркало позволило бы получить при тех же 10 точках усредненую картину всей полусферы
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 12:47:50#2255488

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
artvhm
Вы сейчас измерение проводите в одной точке, вы точно знаете сколько стерадиан в этой точке измерения?

Апертура у прибора порядка 4мм. По сравнению с метровой штангой - это точка. Я угол, если считать по окружности, с такой точностью не выставлю. Поэтому прибор просто по всем длинам волн показывает мощность излучения в данной точке. Никакого смысла при такой апертуре как-то использовать в расчетах ее площадь или телесный угол нет.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 12:52:34#2255490

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Константин Кучеренко

А как вы тогда хотите найти мощность излучения для всего диода?
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 14:12:25#2255526

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
artvhm
А как вы тогда хотите найти мощность излучения для всего диода?

У меня прибор висит на поворотной штанге, и я могу измерить мощность во всех углах отклонения штанги от 0 до 90. Далее считаем диод симметричным по горизонтальным направлениям и просто интегрируем по углам и площадям.

Изменено 28.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 14:28:39#2255537

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Итак, измерения провел.

Как измерял:

1)Как уже писал, спектрофотометр был подвешен на штангу длиной около метра строго под диодной сборкой. Штанга может поворачиваться от вертикального положения (0 градусов) вплоть до горизонтального (90 градусов). Таким образом можно снимать плотность потока мощности (освещенность) в разных направлениях от сборки, но на фиксированном расстоянии.
2)Прибор EyeOne Pro с родной номерной насадкой калиброван на выдачу в каждом из участков спектра непосредственно в удобных единицах: mWt/nm/m2. Данные дает с шагом 10нм.
3)Включив нужный канал, и поворачивая штангу с шагом в 5 градусов в каждой точке провожу измерение спектра. В итоге получил большую таблицу плотностей мощности для разных углов и для длин волн.
4)Далее интегрируя каждую строку по длинам волн, получаю полную плотность мощности в данном направлении, а интегрируя после домножения на табличную функцию чувствительности человеческого глаза к разным длинам волн, получаю освещенность в люксах в данном направлении.
5)Получившийся столбец далее интегрирую уже по углам и получаю общую мощность излучения в ваттах
P=2*pi*L*L*INTEGRAL [p(fi)*sin(fi)]
fi - угол
p(fi) - плотность мощности
L - длина штанги
pi=3,1415026...
6)Аналогичным интегрированием из люксов получаем световой поток в люменах


Результат достаточно для меня удивителен. Но не цифрами, цифры примерно такие ожидал. А другими моментами.


1)Всем понятно, что светодиод несмотря на первичную оптику светит во все полупространство. Разумеется плотность излучения в направлении центра выше, чем ближе к краю, тем ниже. Что есть и в даташите с графиком. Результат у меня получился похожим на даташит: примерно такая же функция падения к краям. Но. Не очевидным сразу является тот факт, что чем больше угол отклонения от центра, тем больше телесный угол, куда попадает это излучение, и несмотря на меньшую плотность излучения общее количество мощности, уходящее по сторонам, оказывается больше, чем идущее в центральную область. Скажем, если взять мысленный конус, ограниченный углом 45 градусов, то внутри конуса общая излучаемая мощность меньше, чем вне его.
Иными словами, синус при увеличении угла растет быстрее, чем падает плотность мощности.
2)По этой же причине из-за весьма существнного вклада в суммарное излучение зоны, близкой к горизонтали, на результат существенное влияние оказывают объекты, находящиеся на диодной плате на пути к спетрофотометру, т.е. попросту дают тень. Это привело к тому, что результат, полученный для одной группы холодных белых оказался значительно ниже, чем для другой. Корректным следует признать тот, который выше.
3)У люминофорных диодов спектр очень сильно меняется от направления. По мере отклонения от центра вклад пика синего диода уменьшается, а вклад люминофора увеличивается. Вплоть до того, что CCT в центральной зоне у холодного белого близко к 20000К, а на краю - около 5000.

Итак, вот результат:






Изменено 28.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 18:21:09#2255627
Нравится Batusay, Дамир184, artvhm

Свой на Aqa.ru




1108 399
Russian Federation
2 час. назад
Константин Кучеренко
несмотря на меньшую плотность излучения общее количество мощности, уходящее по сторонам, оказывается больше, чем идущее в центральную область

Поэтому в хороших фонарях и ставят отражатели, собирая свет с больших углов, а не отсекая его подставкой под линзы. Впрочем линза тоже много собирает.
Я верно понял КПД, мощность и отдача посчитаны в чистую для СД, без учёта потерь на БП?
Посчитанный световой поток, для отдельного замера не сравнивали с показаниями люксметра? Хотя бы в 1-й точке.
Люмены для красного, удивительно большая цифра.

Изменено 28.7.16 автор Дамир184
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 18:49:27#2255632

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Дамир184
Люмены для красного, удивительно большая цифра.

в даташите их 105)
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 19:17:29#2255644

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Константин Кучеренко

Меня большего всего печалит безобразие в разбросе температур, померить( в одной точке по центру) белые диоды другой фирмы возможности случайно нет?

А за замеры еще раз большое спасибо, редкий материал!
То что ваши замеры в целом совпали с моим моделированием, причем по белым так вообще точка в точку.... в двойне приятно)

Изменено 28.7.16 автор artvhm
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 19:19:25#2255646

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Дамир184
Поэтому в хороших фонарях и ставят отражатели, собирая свет с больших углов, а не отсекая его подставкой под линзы. Впрочем линза тоже много собирает.

Да, я теперь тоже осознаю преимущество отражателей. Боюсь, что с самых боков линза собирает плохо.

Я верно понял КПД, мощность и отдача посчитаны в чистую для СД, без учёта потерь на БП?

Да. Потребляемая мощность в левых колонках. Непосредственно ток через диоды и падения напряжения на них.

Посчитанный световой поток, для отдельного замера не сравнивали с показаниями люксметра?

Сравнивал. Есть у меня китайский люксометр. Для дневного света с хорошим спектром совпадает с точностью 5-10%. Для кривого света различия больше. Кстати, программа i1Share тоже покзывает люксы. Тут с моими расчетами совпадает на 100%, т.е. считает по тому же алгоритму.


Изменено 28.7.16 автор Константин Кучеренко
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 20:19:50#2255660
Нравится Дамир184

Свой на Aqa.ru




1108 399
Russian Federation
2 час. назад
Константин Кучеренко
Да, я теперь тоже осознаю преимущество отражателей. Боюсь, что с самых боков линза собирает плохо.


Я верно понял КПД, мощность и отдача посчитаны в чистую для СД, без учёта потерь на БП?


Да. Потребляемая мощность в левых колонках. Непосредственно ток через диоды и падения напряжения на них.

Суммарная отдача вашёй сборки по вашим замерам получилась 82люм/Вт. Плюс потери на оптике. И без учёта потерь на краях линзы, (цифра 0,92 от DNK) остаётся 76 люм… С ростом качества СД света, с чем их сравнивать? КПД БП СД и МГЛ сравнимы. Грустно это.
Если решитесь пересчитывать в «фотонах» интересно увидеть разницу, на 1люм света по сравнению с галогеном.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:13:55#2255689

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Дамир184
Если решитесь пересчитывать в «фотонах» интересно увидеть разницу, на 1люм света по сравнению с галогеном.

Знаете, галоген все-таки сильно отстает. А вот надо ли на сборки менять МГ, действительно стоит подумать.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:17:58#2255692

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Не во время я тогда тему о диодах с высокой цветопередачей поднял(( . Сейчас бы ее. Уже бы над эффективностью high cri cob в 90-100лм на ватт не смеялись

Изменено 28.7.16 автор artvhm
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:21:36#2255696

Свой на Aqa.ru




1108 399
Russian Federation
2 час. назад
Константин Кучеренко
галоген все-таки сильно отстает

А Вы сравните с белыми СД. Сколько в 1 люксе там и там. Любопытно, какой коэф получится. У вас же сейчас всё для этого есть. ИМХО только с красным СД на 1 люм света галоген сильно отстранит.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:26:40#2255700

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Дамир184

На люкс у галогена несомненно квантов будет больше. Особенно, если свыше 700нм учитывать. Но вот в расчете на ватт потребления все-таки галоген будет как паровоз. Если уж бороться за количество квантов, то вперед к натриевым лампам
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:32:03#2255703

Свой на Aqa.ru




1108 399
Russian Federation
2 час. назад
Константин Кучеренко
вперед к натриевым лампам

Натриевые уж больно гадко светят. Синий придётся добавлять... Длиннее 700 можно и не учитывать, хотя это несколько несправедливо будет. Интересен сам коэф. На сколько люкс нужно дать больше белого СД света по сравнению с галогеном. Ныне же в люксах начали свет считать. Как для разных источников свет в травниках оценивать.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:49:14#2255710

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Освещенность конечно в люксах, но цена в потребляемых ваттах за 1 люкс у галогена во много раз выше, чем у СД.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 21:52:06#2255711
Нравится Андрей финн

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
По поводу изменения спектра от направления. Вот, нормировал все спектры для разных углов к одному условному уровню по пику синего. Изначально, они конечно существенно разной высоты.

Очень хорошо видно, как меняется соотношение мощности люминофорной и синей частей. Самый верхний график - измерения на самом крайнем угле 90 градусов, где освещенность самая слабая. Видно, что сигнал слабый и поэтому влияет шум измерительной матрицы. Возможно, правильнее несколько укоротить штангу, чтобы повысить соотношение сигнал/шум. Хотя не думаю, что результат изменится принципиально. Кроме того, если укротить штангу, усилится влияние параллакса.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 22:00:01#2255715
Нравится Batusay, artvhm, Дамир184

Свой на Aqa.ru




1108 399
Russian Federation
2 час. назад
Константин Кучеренко
но цена в потребляемых ваттах

Так только что реальную отдачу сборки примерно оценили. Чем хорошие МГЛ хуже? Тем, что немного дешевле или просто уже не модно? Ватты на счетчике стоят одинаково.
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 22:04:01#2255717

Свой на Aqa.ru




981 117
Russian Federation
2
5 час. назад
Константин Кучеренко

Это какой то тихий ужас, оба белые канала такие "бракованныe"? и что с теплым
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 22:05:17#2255719

Советник





5088 1168
Москва
4 час. назад
Дамир184

Так вы про МГ или галоген?
2016-07-28 добавлено 28/07/2016 22:05:27#2255720

<<  2345678 >> Создать новую темуБыстрый ответ