Υπολογιστής Lumens to candelas και candela to lumens. Υπολογιστής Lumen to candela και candela to lumen Φωτεινή ροή τυπικών πηγών φωτός
Lumen (lm, lm) - μονάδα μέτρησης φωτεινής ροής στο SI. Όπου το SI είναι ένα σύστημα μονάδων φυσικών ποσοτήτων, (πρ. Le Syst? Me International d "Unit? S, SI).
Ένας αυλός είναι ίσος με τη φωτεινή ροή που εκπέμπεται από μια ισοτροπική σημειακή πηγή με φωτεινή ένταση ίση με ένα candela σε μια σταθερή γωνία ενός στεραδικού (1 lm \u003d 1 cd? Sr). Η συνολική φωτεινή ροή που παράγεται από μια ισοτροπική πηγή με φωτεινή ένταση ενός candela είναι 4; αυλούς.
Ένας συμβατικός λαμπτήρας πυρακτώσεως 100 W παράγει μια φωτεινή ροή περίπου 1300 lumens. Ο συμπαγής λαμπτήρας φθορισμού 26 W παράγει μια φωτεινή ροή περίπου 1600 lm. Η φωτεινή ροή του Ήλιου είναι 3,63 · 10 έως την 28η ισχύ του lm.
Το Lumen είναι η συνολική φωτεινή ροή από την πηγή. Ωστόσο, αυτή η μέτρηση συνήθως δεν λαμβάνει υπόψη την απόδοση εστίασης του ανακλαστήρα ή του φακού και επομένως δεν αποτελεί άμεση παράμετρο για την αξιολόγηση της φωτεινότητας ή της χρήσιμης απόδοσης της δέσμης. Μια μεγάλη ακτίνα φωτός μπορεί να έχει τους ίδιους αυλούς με μια στενή δέσμη. Οι φωτοί δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της έντασης της δέσμης, επειδή η εκτίμηση του αυλού περιλαμβάνει όλο το διάσπαρτο, άχρηστο φως.
Lux (lx, lx) - μονάδα μέτρησης φωτισμού στο σύστημα SI.
Το Lux είναι ίσο με το φωτισμό μιας επιφάνειας με εμβαδόν 1 τετραγωνικού μέτρου με μια φωτεινή ροή ακτινοβολίας που προσπίπτει σε αυτήν ίση με 1 lumen.
Συλλέχθηκαν 100 lumens και προβάλλονται σε τετραγωνική επιφάνεια 1 μέτρου Ο φωτισμός της περιοχής θα είναι 100 lux. Τα ίδια 100 lumens με στόχο 10 τετραγωνικά μέτρα θα δώσουν φωτισμό 10 lux.
Candela (cd, cd)- μία από τις επτά βασικές μονάδες μέτρησης του συστήματος SI, ίση με την ένταση του φωτός που εκπέμπεται σε μια δεδομένη κατεύθυνση από μια πηγή μονοχρωματικής ακτινοβολίας με συχνότητα 540 × 10 έως τη 12η ισχύ του Hz, η ένταση ενέργειας της οποίας προς αυτή την κατεύθυνση είναι (1/683) W / sr. Το Steradia? N (ρωσική ονομασία: Τετ, διεθνής: sr) είναι μια μονάδα μέτρησης στερεών γωνιών.
Η επιλεγμένη συχνότητα είναι πράσινη. Το ανθρώπινο μάτι είναι πιο ευαίσθητο σε αυτήν την περιοχή του φάσματος. Εάν η ακτινοβολία έχει διαφορετική συχνότητα, τότε απαιτείται μεγαλύτερη ένταση ενέργειας για την επίτευξη της ίδιας φωτεινής έντασης.
Προηγουμένως, ο candela οριζόταν ως η ένταση του φωτός που εκπέμπεται από ένα μαύρο σώμα κάθετο σε μια επιφάνεια 1/60 τετραγωνικών cm στο σημείο τήξης της πλατίνας (2042,5 K). Στον σύγχρονο ορισμό, ο συντελεστής 1/683 επιλέγεται έτσι ώστε ο νέος ορισμός να αντιστοιχεί στον παλιό.
Η ένταση του φωτός που εκπέμπεται από ένα κερί είναι περίπου ίση με ένα candela (Latin candela - candle), οπότε αυτή η μονάδα μέτρησης παλαιότερα ονομαζόταν "κερί", τώρα αυτό το όνομα είναι παρωχημένο και δεν χρησιμοποιείται.
Φωτεινή ένταση των τυπικών πηγών:
| Πηγή | Ισχύς, W | Φωτεινή ένταση κατά προσέγγιση, cd |
| Κερί | 1 | |
| Σύγχρονη (2016) λάμπα πυρακτώσεως | 100 | 100 |
| Συμβατικό LED | 0,015 | 5 mcd |
| Εξαιρετικά φωτεινό LED | 1 | 25 |
| Εξαιρετικά φωτεινό LED με collimator | 1 | 1500 |
| Σύγχρονη (2016) λάμπα φθορισμού | 20 | 100 |
Η Black Diamond είναι μια δικηγορική εταιρεία στον κόσμο του επαγγελματικού εξοπλισμού ορειβασίας και αναρρίχησης. Η μάρκα παράγει υψηλής ποιότητας προβολείς και κρεμαστά φώτα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη και σε βάθος ενός μέτρου κάτω από το νερό για μισή ώρα. Η BD προσφέρει ταξιδιωτικό φωτισμό με lumens έως 200 lumens σε σχετικά χαμηλό βάρος. Πολλά φώτα είναι εξοπλισμένα με αρκετούς τρόπους φωτισμού για ευκολία χρήσης στη διαδρομή αναρρίχησης και στο σπίτι. Φωτεινοί, ελαφριοί, τακτοποιημένοι και πρακτικοί, οι φακοί BlackDiamond δεν θα σας απογοητεύσουν ακόμη και στις πιο ακραίες καταστάσεις.
Φωτεινή ροή φαναριών (lm)
μεγάλο LED-υψηλό, μεγάλο LED-med, μεγάλο LED χαμηλό, 5 MM - Υψηλό, 5 MM - μεσαίο, 5 MM - χαμηλό
| Φακός Black Diamond (BD) | Φωτεινή ροή, (lm) |
| Εικόνισμα | 200 |
| Spot new | 200 |
| Cosmo νέο | 90 |
| Wiz νέο | 30 |
| Ιόν | 80 |
| Ελαφρύ φως ισχύος | 150 |
| Φανάρι τροχιάς | 105 |
| Voyager φανάρι | 140 |
| Φανάρι Petzl | Φωτεινή ροή (lm) |
| Tikka XP | 180 |
| MYO XP | 140 |
Δεν μου αρέσουν οι τύποι. Όπως κάθε κανονικό άτομο :) Μου δίνουν πονοκέφαλο και επιθυμία να ρίξω κάτι στον τοίχο. Όλη μου τη ζωή προσπάθησα να μείνω μακριά από αυτά. Και λειτούργησε. Αλλά τώρα με ενδιέφερε τα LED και συνειδητοποίησα - δεν μπορείτε να πάτε πουθενά. Για να λάβετε το επιθυμητό αποτέλεσμα, πρέπει να καταλάβετε πώς λειτουργεί. Σιγά-σιγά, ένα βήμα τη φορά, άρχισα να περνάω μέσα από τη ζούγκλα του αυλού, των κεριών, των στερτιανών. Σταδιακά, μια εικόνα άρχισε να σχηματίζεται στο κεφάλι μου. Και συγχρόνως μετανιώστε - γιατί δεν υπήρχε κανείς να το εξηγήσει σε απλή προσβάσιμη γλώσσα; Τόσο σπαταλημένος χρόνος ... Θα προσπαθήσω να σε σώσω από έναν πονοκέφαλο και να εξηγήσω με τον πιο προσιτό τρόπο τι είναι ένα LED και πώς λειτουργεί. Λοιπόν, ταυτόχρονα θα εξηγήσω μερικούς νόμους της οπτικής :)
Το άρθρο είναι αφιερωμένο σε όσους μπερδεύονται με τα watt-candles-lumens-suites. Και γενικά στα LED. Γράφτηκε από προηγμένο τσαγιέρα για αρχάριους ανδρείκελους :)
Κανονικό LED - με τι τρώγεται
Ο πρώτος ημιαγωγός στην ιστορία ήταν ο Ivan Susanin.
Ανεξάρτητα από το πώς το γυρίζετε, θα πρέπει πρώτα να αγγίξετε τους νόμους της συνηθισμένης ηλεκτρικής ενέργειας. Σε ενδεικτικά παραδείγματα, φυσικά :) Όλοι γνωρίζουμε - τι είναι 220 βολτ - αυτό είναι κάτι που μπορεί να χτυπήσει σωστά αν δεν λάβετε προφυλάξεις. Όταν αγοράζετε μια ηλεκτρική συσκευή, για παράδειγμα, ένα σίδερο, το διαβατήριο αναφέρει για ποια τάση έχει σχεδιαστεί. Αυτό είναι συνήθως 220 βολτ. Αλλά στο ίδιο διαβατήριο, αναφέρονται και αυτές οι παράμετροι - εναλλασσόμενη τάση με συχνότητα 50 hertz. Γιατί οι κατασκευαστές υποδεικνύουν επίμονα αυτές τις παραμέτρους για εσάς; Πάρτε στα χέρια σας οποιοδήποτε τεχνικό διαβατήριο για μια ηλεκτρική συσκευή και κοιτάξτε - λέει ότι η τάση τροφοδοσίας πρέπει να είναι ~ 220 volt, 50 Hz. Ας δούμε τι είναι. Το σύμβολο "~" σημαίνει ότι η τάση πρέπει να είναι μεταβλητή. Σε ένα ηλεκτρικό σύστημα αυτοκινήτου, για παράδειγμα, η τάση είναι σταθερή. Και η μπαταρία των δακτύλων είναι μόνιμη. Η διαφορά είναι απλή - η τάση DC έχει συν και μείον - το AC δεν έχει. Γιατί όχι? Όλα είναι πολύ απλά. Σε ένα δίκτυο με εναλλασσόμενη τάση, τα συν και πλην αλλάζουν συνεχώς θέσεις. Η ίδια επαφή είναι είτε συν είτε μείον. Πόσο συχνά? Αλλά για αυτό υπάρχει μια ακόμη τιμή - 50 Hz. Τι είναι το Hz; Αυτή είναι μια ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο. Δηλαδή, στο οικιακό μας δίκτυο, συν αλλαγές με μείον πενήντα φορές ανά δευτερόλεπτο. Και τώρα - ποια είναι η πρακτική χρήση αυτής της γνώσης, πώς εφαρμόζεται στο LED; Ας το καταλάβουμε. Ας υποθέσουμε ότι έχετε μια λάμπα 220 volt 100 watt στα χέρια σας. Εάν το συνδέσετε στο ηλεκτρικό δίκτυο, θα ανάψει καθόλου τα εκατό βατ. Τι γίνεται αν δεν χρειαζόμαστε αυτά τα 100 βατ; Χρειάζεστε, ας πούμε, 50 W; Το DIOD θα μας βοηθήσει σε αυτό.
Αν σπάσεις τη λέξη " Δίοδος εκπομπής φωτός"σε συστατικά, τότε παίρνουμε" φως"και" δίοδος"Δηλαδή, πρόκειται για μια συνηθισμένη δίοδο, η οποία επίσης ανάβει. Μια δίοδος είναι μια συσκευή που συγκρίνεται καλύτερα, για παράδειγμα, με μια βαλβίδα ή μια θηλή σε έναν τροχό αυτοκινήτου. Μπορείτε να αντλήσετε αέρα εκεί, αλλά η θηλή δεν την αφήνει να επιστρέψει. Μια κανονική δίοδος μοιάζει ένα μαύρο βαρέλι με δύο συμπεράσματα - ένα συν και ένα μείον. Έτσι μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για πρακτικά πειράματα που βοηθούν πολλούς να ενοποιήσουν το υλικό. Φυσικά, είναι επικίνδυνο να ξεκινήσετε πειράματα αμέσως με 220 βολτ, αλλά με τη δέουσα προσοχή δεν θα συμβεί τίποτα τρομερό. διεξάγετε πειράματα με δική σας ευθύνη και κίνδυνο :) Χρειαζόμαστε μια λάμπα από το ψυγείο για 220v, 15 W. Για αυτό πρέπει να βρείτε ένα κατάλληλο δοχείο και να αφαιρέσετε δύο καλώδια από αυτό. Στη συνέχεια, χρειαζόμαστε οποιαδήποτε δίοδο που μπορεί να ληφθεί, για παράδειγμα, από οποιαδήποτε ελαττωματική τηλεόραση ή μαγνητόφωνο. Όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο το καλύτερο. Πολύ μικρά δεν χρειάζεται να ληφθούν - μετά από 220 βολτ. Συνήθως υπάρχει ένα σημάδι τριγώνου.
Τότε χρειαζόμαστε ένα καλώδιο τροφοδοσίας με ένα βύσμα, μερικά καλώδια και ένα κολλητήρι. Για να ξεκινήσετε, απλώς συνδέστε τη λάμπα στο δίκτυο και θυμηθείτε πώς ανάβει. Στη συνέχεια αποσυνδέστε και συναρμολογήστε το κύκλωμα σύμφωνα με το διάγραμμα στα αριστερά. Θυμηθείτε να μονώσετε προσεκτικά όλες τις συνδέσεις με ταινία. Συνδέστε σε μια πρίζα. Όπως μπορείτε να δείτε, ο λαμπτήρας λάμπει πολύ χειρότερα. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη - λαμβάνει τώρα μόνο το ήμισυ της τάσης που χρειάζεται - η δεύτερη δίοδος δεν ξεκινά. Εάν έχετε πετύχει στο πείραμα και η δίοδος είναι αρκετά μεγάλη, μπορείτε τώρα να κάνετε οποιαδήποτε από τις λάμπες σας πρακτικά αιώνια. Για παράδειγμα, μια λάμπα 50 watt ανάβει στο διάδρομο σας και συνεχώς αναβοσβήνει. Πάρτε ένα 100 watt, ενεργοποιήστε το μέσω διόδου - θα λάμψει περίπου 50 watt, αλλά δεν θα καεί. Υπάρχει, ωστόσο, μια προειδοποίηση - η δίοδος πρέπει να έχει σχεδιαστεί για τάση 350-400 βολτ και ρεύμα τουλάχιστον αμπέρ. Είναι καλύτερο να αγοράσετε ένα σε ένα κατάστημα ραδιοεξαρτημάτων.
Λοιπόν, αφού καταλάβαμε τι είναι μια δίοδος, είναι λογικό να προχωρήσουμε στο θέμα που μας ενδιαφέρει - lED... Το LED, όπως είναι τώρα σαφές, έχει επίσης ένα συν και ένα μείον. Δηλαδή, για τη λειτουργία του, απαιτείται μια πηγή σταθερής τάσης - μια μπαταρία, μια μπαταρία, ένα τροφοδοτικό. Το τροφοδοτικό πρέπει να υποδεικνύει ότι παρέχει σταθερή τάση (DC). Συνήθως υπάρχει αυτοκόλλητο στο καπάκι της μονάδας με αυτό το περιεχόμενο.
Είσοδος - ~ 220V 50HZ,
έξοδος - 12v, 0,5 A DC
Αυτό σημαίνει ότι μια τέτοια μονάδα μπορεί να παράγει σταθερή τάση 12 βολτ και ρεύμα 0,5 αμπέρ.
Σημειώστε ότι ο φορτιστής κινητού τηλεφώνου είναι επίσης τροφοδοτικό. Συνήθως έχει παραμέτρους 5-6 βολτ, 0,2-0,5 A. Συχνά είναι πολύ βολικό να το χρησιμοποιείτε για την τροφοδοσία LED, επειδή ο φορτιστής σταθεροποιεί το ρεύμα. Αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα, στα ακόλουθα άρθρα.
Δύο παράμετροι είναι σημαντικές για εμάς - η τάση λειτουργίας των LED και το ρεύμα. Η τάση λειτουργίας ενός LED ονομάζεται επίσης «πτώση τάσης». Στην ουσία, αυτός ο όρος σημαίνει ότι μετά το LED, η τάση στο κύκλωμα θα είναι μικρότερη από το μέγεθος αυτής της πολύ πτώσης. Δηλαδή, εάν παρέχουμε ενέργεια Δίοδος εκπομπής φωτός, η οποία έχει πτώση τάσης 3 βολτ, τότε θα τρώει αυτά τα τρία βολτ και η συσκευή που θα συνδεθεί μετά από αυτό στο ίδιο κύκλωμα θα έχει λιγότερα 3 βολτ. Αλλά το πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να μάθετε είναι ότι το LED αφορά ρεύμα και όχι τάση. Θα πάρει τόσο τάση όσο χρειάζεται, αλλά τρέχουσα - πόσο δίνετε. Δηλαδή, εάν το τροφοδοτικό σας μπορεί να αποδώσει 10 αμπέρ, το LED θα πάρει ρεύμα μέχρι να σβήσει. Η λογική εδώ είναι απλή - το συνδεδεμένο LED καταναλώνει ρεύμα και αρχίζει να ζεσταίνεται. Όσο θερμαίνεται, τόσο περισσότερο ρεύμα μπορεί να περάσει μέσα από αυτό - επεκτείνεται από τη θέρμανση. Μαζί με το ρεύμα, αυξάνεται η πτώση τάσης στη δίοδο. Και μέχρι να καεί πλήρως - κανείς δεν έχει περιορίσει το ρεύμα. Και αυτό πρέπει να γίνει χρησιμοποιώντας ένα στοιχείο οριοθέτησης.
Σημειώστε ότι εάν το τροφοδοτικό έχει τάση εξόδου ίση με την τάση λειτουργίας του LED, το ρεύμα δεν χρειάζεται να είναι περιορισμένο. Δηλαδή, εάν έχετε, για παράδειγμα, μια λευκή λυχνία LED και μια μπαταρία 3,6 volt από ένα κινητό τηλέφωνο - μπορείτε να τη συνδέσετε απευθείας σε αυτήν την μπαταρία - δεν θα υπάρχει τίποτα για το LED. Θα χαρούμε να πιάσει περισσότερο ρεύμα - αλλά η τάση δεν είναι αρκετή. Έτσι, μια μπαταρία 3,6V είναι η τέλεια πηγή ενέργειας για πειραματισμό με λευκά και μπλε LED. Γιατί μόνο μαζί τους - για αυτό σε άλλα άρθρα.
Σε γενικές γραμμές, σε σειρά με το LED, πρέπει να βάλουμε ένα είδος βρύσης και να το στρέψουμε στην τιμή που χρειαζόμαστε. Διαφορετικές συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν ως τέτοιος γερανός. Το απλούστερο από αυτά είναι μια αντίσταση. Πώς να περιορίσετε σωστά Ρεύμα LED λέει το άρθρο μου. Και θα προχωρήσουμε περαιτέρω. Ωστόσο, εάν δεν σας ενδιαφέρει πώς λειτουργεί το LED, αλλά απλώς θέλετε να μάθετε για την πρακτική του εφαρμογή, είναι καλύτερα να μεταβείτε στο τέλος της σελίδας και να επιλέξετε ένα άλλο μέρος "Για ανδρείκελα". Αλλά αν είστε αποφασισμένοι να μάθετε για πηγές φωτός στερεάς κατάστασης "από το μηδέν" - ας συνεχίσουμε τη γνωριμία μας.)
Οπτικές πτυχές της χρήσης LED
«Υπάρχει αρκετό φως για όσους θέλουν να δουν, και αρκετό σκοτάδι για εκείνους που δεν το βλέπουν».
Β. PascalΑς υποθέσουμε ότι έχουμε μάθει να συνδέουμε Δίοδος εκπομπής φωτός και περιορίστε το ρεύμα του. Ανακύπτει το ερώτημα - πόσο λάμπει; Εδώ πρέπει να βυθίσουμε λίγο στην οπτική.
Μεταξύ των ιδιοτήτων των LED, ιδιαίτερα αυτών υψηλής ισχύος, αναφέρεται συχνά ο τύπος κατανομής φωτός. Αυτό είναι συνήθως το λεγόμενο Λάμπερτ
διάγραμμα ουρανού... Περαιτέρω θα το θεωρήσουμε ως το πιο διαδεδομένο. Τι σημαίνει αυτός ο όρος; Το LED "Lambert" λάμπει σε όλες τις κατευθύνσεις εξίσου, ανεξάρτητα από την κατεύθυνση. Εάν το LED ήταν μια μπάλα, θα λάμπει εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις - αυτή είναι η ουσία του διαγράμματος Lambert. Για να καταστεί σαφές, ο ήλιος είναι πηγή Lambertian. Η τυπική κατασκευή LED είναι ένας κρύσταλλος, μια λεπτή πλάκα που λάμπει. Κοιτάξτε μέσα από το διαφανές παράθυρο του LED - και θα δείτε αυτόν τον κρύσταλλο. Λεπτά καλώδια επαφών πηγαίνουν σε αυτό. Εάν συνδέσετε τη φαντασία σας, μπορείτε να φανταστείτε το φως που προέρχεται από το LED ως σύννεφο σε σχήμα σφαίρας που κρέμεται πάνω του. Το φως είναι απλά μικρά σωματίδια που ονομάζονται φωτόνια. Αυτό σημαίνει ότι μια μπάλα γεμάτη με φωτόνια κρέμεται πάνω από το LED. Και όσο περισσότερο φως εκπέμπει το LED - όσο μεγαλύτερη είναι η μπάλα, τόσο πιο μακριά η φωτονική πετάει, ωθεί και μετατοπίζεται μεταξύ τους. Τα περισσότερα από αυτά πετούν προς τα πάνω κάθετα προς το επίπεδο του κρυστάλλου, οπότε η μέγιστη ένταση φωτός των LED είναι 90 μοίρες σε σχέση με τον οριζόντιο άξονα. Ελπίζω ότι τώρα τα διαγράμματα που δίνουν οι κατασκευαστές LED έχουν γίνει πιο ξεκάθαρα για εσάς :) Για να γίνετε εντελώς σαφείς - ας δούμε ένα παράδειγμα. 
Ας πάρουμε τι είναι Δίοδος εκπομπής φωτός, στην κορυφή του οποίου κρέμεται μια φωτεινή σφαίρα που εκπέμπεται από αυτήν με διάμετρο 1 μέτρου (καλό LED! :)). Η χαμηλότερη κλίμακα είναι η απόσταση από την κορυφή αυτού του μετρητή, η ανώτερη κλίμακα είναι ο βαθμός ακτινοβολίας. Σύμφωνα με αυτό το διάγραμμα, τα περισσότερα φωτόνια βρίσκονται στον άξονα με βαθμό 0. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόκλιση από τον άξονα και όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από τον κρύσταλλο, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα των φωτονίων. Πρέπει επίσης να θυμόμαστε ότι το φως είναι ένα κύμα, δεν είναι μάταια το μήκος κύματος να υποδεικνύεται για τα χαρακτηριστικά. Κατά συνέπεια, η φωτεινή σφαίρα μας μπορεί να αναπαρασταθεί ως ηλεκτρομαγνητικό πεδίο με συγκεκριμένη πυκνότητα. Αλλά αυτό είναι ήδη μια ζούγκλα - ας προχωρήσουμε περισσότερο :)
Μισή γωνία φωτεινότητας
Ο κατασκευαστής συνήθως καθορίζει μια παράμετρο όπως διπλή γωνία μισή φωτεινότητα. Τι σημαίνει αυτός ο όρος; Όπως ανακαλύψαμε, το LED δίνει το μέγιστο φως στο κέντρο, δηλαδή, η γωνία είναι μηδέν. Κατά συνέπεια, όσο πιο μακριά από το κέντρο, τόσο λιγότερο φως. Η γωνία μισής φωτεινότητας είναι όταν βρίσκεται σε "0" μοίρες, το LED δίνει 100 συμβατικές μονάδες φωτός και, για παράδειγμα, σε 30 μοίρες (σε σχέση με τον άξονα "0") - 50.
Στο Σχήμα I - φωτεινή ένταση, Imax - μέγιστη φωτεινή ένταση. Το ImaxCos είναι η μισή ένταση φωτός. Γιατί "διπλό" - πολλαπλασιάζουμε τους βαθμούς με δύο, το LED λάμπει συμμετρικά. Ως αποτέλεσμα, έχουμε ένα ωραίο τρίγωνο φωτός ισοσκελών. Εκτός αυτού του τριγώνου, υπάρχει επίσης φως, αλλά το σημείο αναφοράς για το χαρακτηριστικό του LED είναι η μισή γωνία. Καντέλα
Τώρα μπορείτε να σκεφτείτε τι είναι Καντέλα... Η Candela είναι, με τον παλιό τρόπο, ένα "κερί". Θυμάστε, λένε - ένας πολυέλαιος ή μια λάμπα με εκατό κεριά; Στις παλιές μέρες, χρειαζόταν κάποιο είδος αφετηρίας. Συμφωνήσαμε να πάρουμε ένα κερί με το απαιτούμενο πάχος, να το ανάψουμε και να το θεωρήσουμε πρότυπο, αυτό ακριβώς το candela. Στην εποχή μας, φυσικά, σκέφτονται διαφορετικά. Δεν θα εξηγήσω λεπτομερώς πώς, αυτό είναι ήδη πέρα \u200b\u200bαπό το πεδίο εφαρμογής του άρθρου. Υπάρχει απλά μια μονάδα μέτρησης φωτεινής έντασης και ονομάζεται Candela. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι η χρήση του για τη μέτρηση της έντασης του φωτός κατευθυνόμενες πηγές... Γι 'αυτό για LED 5 mm οι τιμές υποδεικνύονται σε candelas, ακριβέστερα, σε millicandels (1 cd \u003d 1000 mcd).Ήρθε η ώρα να καταλάβουμε πώς διαφέρουν τα LED 5 mm ή άλλα σε μια πλαστική θήκη από τα ισχυρά.
Χαρακτηριστικά του σχεδιασμού των ενδεικτικών LED 5 mm
Οπως αναφέρθηκε προηγουμένως, Δίοδος εκπομπής φωτός είναι ένας κρύσταλλος που εκπέμπει φως. Εξετάστε το σχεδιασμό ενός LED σε πλαστική θήκη 5 mm. Μετά από πιο προσεκτική εξέταση, ανακαλύπτουμε δύο σημαντικά πράγματα - φακός και ανακλαστήρας... Μέσα στον ανακλαστήρα
τοποθετείται ο κρύσταλλος των LED. Αυτός ο ανακλαστήρας καθορίζει την αρχική γωνία σκέδασης. Στη συνέχεια το φως περνά μέσα από το εποξικό σώμα. Έρχεται στον φακό - και στη συνέχεια αρχίζει να διασκορπίζεται γύρω από τις πλευρές υπό γωνία που εξαρτάται από το σχεδιασμό του φακού. Στην πράξη, από 5 έως 160 μοίρες. Για να υποδείξει τη φωτεινή ένταση τέτοιων LED, χρησιμοποιείται απλώς Καντέλα... Τα κατευθυντικά LED εκπέμπουν φως σε συγκεκριμένη σταθερή γωνία. Για να καταλάβετε τι είναι μια σταθερή γωνία, αρκεί να φανταστείτε την ακόλουθη εικόνα. Παίρνετε ένα φακό, ανάβετε και τοποθετείτε τον στον κάδο πυρκαγιάς στο κάτω μέρος και μετά κλείστε το καπάκι. Το φως στο εσωτερικό, αντίστοιχα, έχει τη μορφή ογκομετρικού κώνου στο σχήμα του κάδου μας. Αυτός ο κώνος που οριοθετείται από το καπάκι είναι η συμπαγής γωνία. Θα προσπαθήσω να εξηγήσω την έννοια της κατανομής φωτός με απλούστερο τρόπο. Ας υποθέσουμε ότι η φωτεινή ένταση του φακού μας είναι 1 candela, δηλαδή 1000 millicandel(για να είμαστε πιο εικονιστικοί, τα millicandels μπορούν να θεωρηθούν ως φωτόνια :)) Εάν συνεχίσουμε να ακολουθούμε την αναλογία, έχουμε έναν πλήρη κάδο millicandels. Ο όγκος του κάδου μπορεί να υπολογιστεί εάν είναι επιθυμητό - καλώς ήλθατε στη γεωμετρία :) Επομένως, εάν πάμε ένα κουβά δύο φορές μεγαλύτερο, τα χιλιοστά του θα κατανέμονται ομοιόμορφα πάνω του, δηλαδή δεν θα υπάρχουν περισσότερα από αυτά, η πυκνότητα θα μειωθεί απλά. Επομένως, μην κυνηγάτε candela όταν επιλέγετε ένα LED - όσο ευρύτερη είναι η γωνία του, τόσο λιγότερα candela - για το ίδιο. Σε όλες αυτές τις εξηγήσεις, μπορεί κανείς να βρει την απάντηση στην ιερή ερώτηση - πόσες λυχνίες LED χρειάζονται για να αντικαταστήσουν μια λάμπα 100 εκατοστών. Περισσότερα για αυτό αργότερα. Χαρακτηριστικά του σχεδιασμού LED υψηλής ισχύος
Σε αντίθεση με τις ενδεικτικές λυχνίες LED, οι ισχυρές δεν είναι μόνο μια συσκευή, αλλά και ένα προϊόν μάρκετινγκ. Σήμερα υπάρχει ένας πραγματικός αγώνας για lumens μεταξύ μεγάλων κατασκευαστών - ποιος είναι περισσότερος; Και κανείς δεν νοιάζεται ότι αυτοί οι αυλοί πρέπει να εξακολουθούν να εφαρμόζονται. Πάμε με τη σειρά.Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός ισχυρού LED και ενός ενδεικτικού LED στην καθαρή του μορφή είναι η ελαχιστοποίηση τυχόν εμποδίων στην έξοδο φωτός από το περίβλημα LED. επομένως Τα LED υψηλής ισχύος έχουν διάγραμμα Lambert... Τι οδηγεί αυτό στην πράξη; Ανάβετε τη λυχνία LED και έχετε μια χαριτωμένη ελαφριά μπάλα πάνω του. Και τι να κάνω στη συνέχεια; Πώς μπορούν να φωτίσουν την επιφάνεια που χρειάζεστε; Προφανώς, πρέπει να κάνετε τη γωνία ακτινοβολίας πιο περιορισμένη. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά οπτικά ή ανακλαστήρες, τα οποία αναπόφευκτα οδηγούν σε απώλειες, και ως εκ τούτου μείωση της φωτεινής ροής. Επομένως, εάν, έχοντας αγοράσει ένα ισχυρό LED, δεν έχετε αποκτήσει καλά οπτικά, επιπλέον, σχεδιασμένο ειδικά για το σχεδιασμό του - χαίρεστε νωρίς - ο πονοκέφαλος είναι ακόμα μπροστά. Η λήψη των αυλών που θέλετε να φτάσετε στην επιφάνεια για να φωτιστεί δεν είναι εύκολη υπόθεση. Ωστόσο, εάν απλά πρέπει να φωτίσετε ένα δωμάτιο - μπορείτε να το κάνετε χωρίς οπτικά - ένας διαχύτης είναι αρκετός.
Μονάδα φωτισμού
Σουίτα
Σουίτα - Αυτή είναι η αναλογία του αριθμού των αυλών και της φωτισμένης περιοχής. 1 lux ισούται με 1 lumen ανά τετραγωνικό μέτρο. Ας πούμε ότι έχουμε μια τετραγωνική επιφάνεια με επιφάνεια ενός μέτρου. Όλα φωτίζονται ομοιόμορφα από μια λάμπα που βρίσκεται σε κάποια απόσταση από την κορυφή. Για αυτόν τον λαμπτήρα, ο κατασκευαστής έχει δηλώσει φωτισμό 100 lux. Παίρνουμε μια συσκευή που ονομάζεται luxmeter και τη μετράμε σε οποιοδήποτε σημείο της πλατείας μας, θα πρέπει να έχουμε 100 lux. Εάν ναι, ο κατασκευαστής δεν μας εξαπάτησε. Αυτό αφορά μια πηγή φωτός που λάμπει εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις (πηγή Lambertian). Αλλά το LED έχει τη μεγαλύτερη φωτεινή ένταση σε έναν άξονα κάθετο στο επίπεδο του κρυστάλλου. Με άλλα λόγια, κρεμώντας το LED στην οροφή και μετρώντας με ένα luxmeter, θα δούμε ότι όσο πιο μακριά από τον άξονα, τόσο χαμηλότερες είναι οι αναγνώσεις της συσκευής. Όλοι σας πιθανότατα συναντήσατε λαμπτήρες πυρακτώσεως - αυτά είναι τα λεγόμενα "DSLR". Το πίσω μέρος του λαμπτήρα αυτών των λαμπτήρων είναι καλυμμένο με σύνθεση καθρέφτη και λάμπουν μόνο προς τα κάτω. Εδώ είναι ένα ανάλογο.Χαρακτηριστικά της πρακτικής εφαρμογής των LED - στο επόμενο άρθρο.
Οι προτάσεις και τα σχόλια είναι ευπρόσδεκτα στο φόρουμ http://ledway.ru ή μέσω e-mail
| Μετατροπή millicandelles (mcd) σε lumens (lm) | Μετατροπή lumens (lm) σε millicandela (mcd) |
ΦΩΤΕΙΝΟΤΗΤΑ LED
Αυτό που ενδιαφέρει περισσότερο ο καταναλωτής όταν επιλέγει LED για λαμπτήρες και άλλες συσκευές φωτισμού δεν είναι η τρέχουσα κατανάλωση, ούτε το μέγεθος και ούτε η διάρκεια ζωής, αλλά η φωτεινότητα. Όπως γνωρίζετε, η φωτεινότητα υποδεικνύεται από το γράμμαΤο L είναι η φωτεινή τιμή ίση με την αναλογία της φωτεινής ροής d2 προς τη γεωμετρικήσυντελεστής ddAcos: L \u003d d2 / ddAcos. Όπου d είναι η στερεά γωνία γεμάτη με ακτινοβολία, dA είναι η περιοχή της περιοχής που εκπέμπει ακτινοβολία, ή η γωνία μεταξύ της κάθετης προς αυτήν την περιοχή και της κατεύθυνσης της ακτινοβολίας. Με άλλα λόγια, η φωτεινότητα είναι ο λόγος της φωτεινής έντασης του στοιχείου I της επιφάνειας προς την περιοχή της προβολής του κάθετα προς την εν λόγω κατεύθυνση:τύπος L \u003d dI / dA συν. Επίσης, η φωτεινότητα μπορεί να διατυπωθεί και ακόμη και ο λόγος του φωτισμού Ε σε ένα σημείο στο επίπεδο κάθετο προς την κατεύθυνση προς την πηγή προς την στοιχειώδη στερεή γωνία στην οποία περικλείεται η ροή που δημιουργεί αυτόν τον φωτισμό: ο τύπος L \u003d dE / dcos. Η φωτεινότητα μετράται σε candellas ανά μέτρο έως το μείον δεύτερο βαθμό: cd m-2.Λάμψη, σχετίζεται άμεσα με τις οπτικές αισθήσεις, καθώς ο φωτισμός της εικόνας ενός αντικειμένου στον αμφιβληστροειδή του ματιού είναι ανάλογος με τη φωτεινότητα αυτού του αντικειμένου.
Συγκεκριμένα, η φωτεινότητα των LED είναι η συνολική ισχύς που απελευθερώνεται με τη μορφή ενέργειας εκπομπής φωτός ή ροής εκπομπής και μετριέται σε βατ. Όμως το πόσο φωτεινό αποδεικνύεται ότι το αντικείμενο θα εξαρτηθεί επίσης από πρόσθετους παράγοντες: πόσο από την εκπεμπόμενη ροή απελευθερώνεται προς τον παρατηρητή και πόσο ευαίσθητος είναι ο παρατηρητής στο μήκος κύματος του φωτός.
Εδώ θα παρουσιάσουμε την έννοια των στεροειδών - στερεά γωνία, συμπαγείς ογκομετρικές γωνίες. Με απλά λόγια, ένας κώνος με κορυφή στην πηγή φωτός. Εάν η ροή ακτινοβολίας της πηγής - LED ή λαμπτήρα, είναι η ίδια προς όλες τις κατευθύνσεις, η ένταση της ακτινοβολίας θα είναι ίση με τη συνολική ροή ακτινοβολίας διαιρούμενη με 12,57 στερδιάνους, τη χωρική γωνία της πλήρους σφαίρας. Στα LED, η ροή ακτινοβολίας συγκεντρώνεται στη δέσμη και η ένταση της ακτινοβολίας θα είναι ίση με την ροή ακτινοβολίας διαιρούμενη με τη χωρική γωνία της δέσμης. Το πλάτος των γωνιών συνήθως υποδηλώνεται σε μοίρες και η ένταση της ακτινοβολίας εκφράζεται συνήθως σε χιλιοστόβια ανά στερτιανό mW / sr, πράγμα που απαιτεί τη μετατροπή της γωνίας δέσμης σε στεραδιότητες: sr \u003d 2 π (1 - cos (θ / 2)), όπου το sr είναι η στερεά , σε steradians, και θ είναι η γωνία δέσμης.
Η φωτεινή ροή μετράται σε lumens, και η φωτεινή ένταση μετράται σε lumens ανά steradian και ονομάζεται candela. Η σχέση μεταξύ φωτεινής ροής, φωτεινής έντασης και γωνίας δέσμης σημαίνει ότι εστιάζοντας το LED σε πυκνότερες δέσμες σε μειωμένη γωνία δέσμης, η φωτεινή ένταση (δηλ. Φωτεινότητα) θα αυξηθεί χωρίς αύξηση της φωτεινής ροής. Επομένως, κατά την αγορά ενός LED για φωτισμό, ένα LED με 1000 mc και γωνία θέασης 45 ° θα δώσει την ίδια ποσότητα φωτός με ένα LED 10.000 mcd με γωνία θέασης 12 °. Το LED, όπως μπορούμε να δούμε, είναι αρκετά φωτεινό, αλλά αυτή η φωτεινότητα είναι στενά εστιασμένη.
Είναι σύνηθες να μετράτε τη φωτεινότητα των LED σε millicandels - 1 mcd \u003d 0,001 candela. Τα συνηθισμένα σοβιετικά LED έχουν φωτεινότητα στην περιοχή από 20 έως 50 mcd και τα εξαιρετικά φωτεινά LED μπορούν να φτάσουν τα 20.000 mcd και άνω. Για να το κάνω ακόμα πιο καθαρό, σημειώνω ότι ένας συνηθισμένος λαμπτήρας πυρακτώσεως 100 W παράγει περίπου 1.500 lumens και εάν το φως εκπέμπεται εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις, θα έχει φωτεινότητα περίπου 120.000 mcd. Αλλά αν η δέσμη κατευθύνεται στενά σε γωνία 20 °, θα έχει φωτεινότητα περίπου 16.000.000 mcd. Έτσι, τα LED, ακόμη και