Разоблачаем мировой заговор или как измерить световой поток светодиодов на коленке
Освещенность измерить просто, световой поток – сложно и дорого. Необходимо собрать весь свет, испущенный лампой и в равной степени учесть лучи по всем направлениям. То есть, нужен фотоприемник в виде полой сферы с одинаковой светочувствительностью каждого участка ее поверхности. Изготовление такой фотометрической сферы и ее последующая калибровка – задача весьма непростая.
Другой подход – по точкам промерить диаграмму направленности источника света и проинтегрировать по всей сфере. Но и это непросто: надо иметь солидных размеров темное помещение с темными стенами. И гониометрическая головка с двумя осями нужна, желательно с автоматическим приводом, чтобы не задолбаться вручную выставлять углы для каждой из нескольких сотен точек.
Впрочем, есть пара частных случаев, которые часто встречаются на практике и для которых можно ограничиться одним измерением. Об одном из них я и хочу поведать хабрасообществу.
.
Итак, давайте уже что-нибудь измерим. В качестве подопытных кроликов у нас сегодня:
1. Сборка китайская на 90 ватт из 156 светодиодов 5730 (в каждом по два кристалла 13х30 mil) со встроенным драйвером на CYT3000B. По заверениям китайцев, должна давать 9200 лм.
Потребляемая мощность по приборам — 85 Вт, на ней и остаемся.
2. Матрица CXA2530, новая версия, 3000 кельвин, Ra>80. Световой поток при 800 мА и 85°С согласно даташиту — не менее 3440 лм, а при 25°С (такой температуры не бывает, если только не захолодить сам светодиод до температуры ниже нуля — тепловое сопротивление не даст) — не менее 4150 лм.
Заводим на токе 800 мА, потребляемая мощность составила 28,64 Вт.
Освещенность измеряем люксметром UT382 (Uni-T), на «глазок» которого надеваем бленду из черной бумаги, чтобы не ловил отраженный от стен свет в неподготовленном помещении. Расстояние во всех случаях — метр. Результаты в таблице.
Выходит, что световой поток китайской сборки соответствует заявленному (в пределах погрешности люксметра), у Cree’шной матрицы тоже все в пределах даташита (учитывая, что температура ее неизвестна), а вот у HueyJann’овской матрицы обещанных люменов нет и близко.
Отсюда можно сделать следующие выводы:
Светотехнические параметры
- Да, описанным образом можно оценить световой поток, испускаемый светодиодами, матрицами и сборками (в пределах описанного частного случая).
- С измерением освещенности от светодиодов люксметром надо быть осторожным и убедиться, что он имеет корректную кривую спектральной чувствительности. Ибо врут все (с).
- Если измерения показывают, что китайским изделием достигнуты заявленные характеристики, значит, вполне вероятно, что прибор проградуирован в китайских люксах:).
Оптика. Основные понятия.
Свет представляет собой электромагнитное излучение с определенной длиной волны, в интервале от 0,4 до 0,8 мкм.
Свет представляет собой электромагнитное излучение с определенной длиной волны, в интервале от 0,4 до 0,8 мкм.
Источником данных волн служат атомы и молекулы при смене в них энергетического состояния электронов.
Мощность излучения – это величина энергии, которую излучает объект за одну секунду.
Поток световой энергии – это энергия, которую переносит световая волна через определенную площадь за 1 секунду.
Световой поток – это поток световой энергии, который можно оценить при помощи органов зрения. По причине неодинаковой чувствительности глаза к потокам света с различными длинами волн, отношение потоков лучевой и световой энергии различается для не одинаковых длин волн.
Например, при солнечном освещении глаз более чувствителен к свету длины волны 5550 Å (555 нм), при этом отношение этой мощности излучения к мощности излучения с длиной волны λ, вызывающее аналогичное восприятие глазами, и называется относительной чувствительностью глаза, иначе – относительной видностью (Кλ).
В сумерках максимальная чувствительность глаз достигается при длине волны в пределах 5070 Å (507 нм).
Если произвести пересчет единиц ангстрем (Å) в ватт (Вт), то при дневном свете 1 Вт лучевой (лучистой) энергии с длиной волны 555 нм (5550 Å) соответствует световому потоку 680 люменов, а в сумерках 1 Вт лучистой энергии с длиной волны 507 нм равен световому потоку в 1745 люменов (лм).
Сила света – это световой поток, излучаемый точечным источником света в единичный телесный угол, принятая единица измерения – кандела (кд):
Световой поток измеряется в люменах (лм), при этом один люмен – это световой поток, распределенный в телесном угле, равном одному стерадиану, при силе света в одну канделу.
Освещенность – это отношение светового потока к единице поверхности, измеряется в люксах (лк) и фотах (ф):
ΔS – поверхность на которую падает световой поток.
Освещенность плоскости, которую дает точечный источник света можно вычислить по формуле:
α – угол между направлением светового потока и нормалью к поверхности.
Яркость – это мера излучения светящейся поверхности:
S – видимая поверхность, т.е. поверхность перпендикулярная к наблюдателю.
Интенсивность света – это средний по временному отношению поток электромагнитных волн через единицу поверхности. Причем данная поверхность находится перпендикулярно к направлению распространения волны света.
Световой поток: в чем измеряются светодиодные лампы, таблица, что такое люмены, интенсивность, яркость, светоотдача светильника
Светотехнические параметры
Основные количественные показатели осветительных устройств – это освещенность, яркость, сила света и световой поток. Для любых расчетов в светотехнике необходимо владеть некой базовой информацией, которая включает:
- Габариты помещения – ширину, длину, высоту;
- Коэффициенты отражения пола, стен и потолка;
- Расстояние между осветительным прибором и рабочей поверхностью;
- Коэффициент использования светильников;
- Тип и мощность применяемых ламп;
- Показатель требуемого уровня освещенности.
Оперируя исходными данными и дополнительной информацией, можно рассчитать цифровые значения каждого из четырех светотехнических параметров.
Освещенность в светотехнике обозначается Е и рассчитывается по формуле:
В случаях, когда для проекта требуется составить точный план построения света, рассчитать освещенность помещений и найти необходимое количество светильников можно, воспользовавшись формулой:
Этот параметр, который обозначается знаком L, характеризует яркость ламп и вычисляется в канделах на кв. метр. Это один из главных факторов, участвующих в световом восприятии человеческого глаза. L – это яркость поверхности, излучающей силу света в 1 канделу с поверхности в 1 кв. метр в перпендикулярном направлении.
Именно яркость определяет интенсивность ощущения от того или иного источника света. Грамотное распределение яркости зависит от расположения светильников и отражающих свойств различных поверхностей в помещении. И хоть наши глаза способны адаптироваться к перепадам яркости, резкие скачки вызывают ощутимое утомление.
Этот параметр, обозначаемый символом F ( или Ф) и измеряемый в люменах, характеризует мощность излучения осветительного прибора и представляет собой количественный показатель той энергии, которую излучают источники освещения в телесном углу и которая протекает за принятую единицу времени по принятой единице площади.
Силой света называют пространственную плотность светового потока и рассчитывают как отношение исходящего от источника света потока к величине телесного угла, внутри которого он распространяется. Этот параметр обозначается символом I и измеряется в канделах.
«Локус Лайт» – российская компания, предлагающая полный спектр услуг в сфере проектирования освещения, поставки оборудования и установки архитектурного, промышленного и садово-паркового освещения на объектах Москвы и других регионов России. Интернет магазин светильников для освещения в Москве.
