Еще раз про светодиодный фонарь

Обсуждаются вопросы подводной охоты, фридайвинга и других видов апное-спорта.

Модераторы: KWAK, DukeSS, Grower

Ответить
Сообщение
Автор
Аватара пользователя
мастак
Активный участник
Сообщения: 1275
Зарегистрирован: 09-09-2007 15:26
Откуда: СПб

#421 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 00:28 Заголовок сообщения:

Batman писал(а):и еще минутку, вопрос такой, а что ваще такое КПД рефлектора?
КПД отражателя - это его способность без искажений и значительных потерь отразить максимум света от своей поверхности собрав его в пучёк нужного размера.
КПД отражателя складывается из определённой его кривизны+ геометрических размеров+материала отражающего материала и качества его поверхности. Также влияет и качество материала самого стекла.
"Нет ничего, что можно спрятать!"
"Учение - изучение правил; опыт - изучение исключений."

Аватара пользователя
Firebox
Активный участник
Сообщения: 435
Зарегистрирован: 08-05-2007 11:43
Откуда: Москва
Контактная информация:

#422 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 05:41 Заголовок сообщения:

надысь мне квалифицированные кадры сказали - не мучь голову. просто сделаи большои стакакн под диоды. склонет им верить. потому что коллиматоры делают только хуже. они раскладывают спектр. а это не есть гуд.
------------------------
CMAS RD

Аватара пользователя
мастак
Активный участник
Сообщения: 1275
Зарегистрирован: 09-09-2007 15:26
Откуда: СПб

#423 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 09:53 Заголовок сообщения:

Firebox писал(а):надысь мне квалифицированные кадры сказали - не мучь голову. просто сделаи большои стакакн под диоды. склонет им верить. потому что коллиматоры делают только хуже. они раскладывают спектр. а это не есть гуд.
Вы наверное имеете в виду первые конструкции на матрицах из 200 и более светодиодов, используя их первичную оптику 60 гр.?
Из своего пыта конструирования могу сказать, что не так уж важно какой источник света, (это меняет другие параметры фонаря) как более важна форма и качество отражателя.
У параболического отражателя первый фокус находится дальше, чем у эллипсоидного, поэтому у параболических лампа выступает далеко вглубь, а у эллипсоидного наоборот и он более удобен для светодиодов.
Изображение
"Нет ничего, что можно спрятать!"
"Учение - изучение правил; опыт - изучение исключений."

Аватара пользователя
Batman
Активный участник
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 15-01-2008 20:31
Откуда: Псков
Контактная информация:

#424 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 11:45 Заголовок сообщения:

Мастак, извините, но всегда считал, что КПД это коэффициент полезного действия и применяется это понятие к устройствам производящим какую-либо работу,ИМХО КПД к пассивным элементам типа линзы, отражатели и т.д. ваще не применим, говорят о дифракционной эффективности таких устройств , о коэффициенте отражения, отражающей способности и т.д. но никак не о КПД, а статейки про фары отнюдь не научны, они скорее н-популярные, если вообще не реклама...
Batman

Аватара пользователя
мастак
Активный участник
Сообщения: 1275
Зарегистрирован: 09-09-2007 15:26
Откуда: СПб

#425 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 13:30 Заголовок сообщения:

Batman писал(а):Мастак, извините, но всегда считал, что КПД это коэффициент полезного действия и применяется это понятие к устройствам производящим какую-либо работу,ИМХО КПД к пассивным элементам типа линзы, отражатели и т.д. ваще не применим, говорят о дифракционной эффективности таких устройств , о коэффициенте отражения, отражающей способности и т.д. но никак не о КПД, а статейки про фары отнюдь не научны, они скорее н-популярные, если вообще не реклама...
Batman
Извините за неточность выражений, лучше было бы сказать КПД оптической системы....выражение употребляемое повсеместно.
Изображение
"Нет ничего, что можно спрятать!"
"Учение - изучение правил; опыт - изучение исключений."

Valeri
Участник
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 08-01-2008 12:37
Откуда: Эстония Таллинн
Контактная информация:

#426 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 16:18 Заголовок сообщения:

Batman у меня была мысль отковырять линзочку от светодиода , но лишнего для опытов пока нет , да и отражателя хорошего нет , от софитки , как мне кажется , не пойдёт - там и угол большой и габариты . Но когда нибудь попробую .
Луксеоны , имеющие широкую диаграмму направленности , применять нет смысла из за их низкого КПД : максимум 40 lm/w , а те что дают 100 lm/w выпускаются только с узкой диаграммой .

Slow
Участник
Сообщения: 194
Зарегистрирован: 26-01-2007 10:21
Откуда: СПб

#427 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 16:39 Заголовок сообщения:

Несомнено полезная дискусиию становится тяжело читать изза излишей полемичности :?

Ну добавлю от себя
а про увеличение дальности на метр это прикольно удлиннить рукоятку фонаря на метр...
Зря иронизируете 8) это вопрос "давно решенный русскими математиками". Очень давно видел варианты охотников с Днепра ставящих рабочий фонарь на конец ружья.

А вобще "руку" (рукоятку) надо тянуть не вперед, а убирать лучь от линии зрения (Вспомните принип противотуманок :) )


Вижу несколько другие данные....
мастак При всем уважении на Вашей картинке я вижу тоже о чем говорил Valeri.
Поясню:
Возьмите свой отражатель.
Померяйте угол под которым свет из источника выходит вперед "не касаясь" отражателя (это как минимум 45 градусов скорее 60)
На приведенной картине провидите вертикали на полученном углу (угле :))
Посчитайте площадь под кривой в центре - это свет который уйдет в ОРЕОЛ, Хвосты - дадут центральный пучок...


Вывод(теоретический) - Отражатель имеет смысл если важно иметь орел

Есть одно рещение позволяющее работать с отражателем и получить гораздо больше света в луч применить реверсивную схему: светить не вперед а назад (на отражатель). Отражатель взять надо "мелкий".

Вобще я не понимаю причин спора - отражатель / колиматор поскольку не понимаю в чем разница между ними.
Колиматор работает как тот же рефлетор, только на эффекте полного внутреннего отражения.
Кроме того, колиматор часто имеет линзу "обрабатывающую" свет посланный вперед и это его несомненный плюс .
Он имеет и несомненный минус - свет должен попасть в колиматор - перейти из воздуха в колиматор. На этой границе мы теряем и быть может много :(

Основное же отличие это размер - обычные отражатели имеют диаметр 35 - 120 мм а колиматоры обычно 20 - 26. Чем больше размер - тем уже мы можем сделать луч
20- 26 мм - (8 10 градусов)
50 - 70 мм - (4 -6 градусов)

Соотвественно - ограничения по мин размеру (яркости) пятна против ограничений по максимальной яркости фонаря (ну нет пока диодов ярче чем 250 Лмн) и не факт что скоро будут :(

alexfast
Активный участник
Сообщения: 332
Зарегистрирован: 06-02-2006 00:00
Откуда: Балаклея
Контактная информация:

#428 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 18:57 Заголовок сообщения:

Slow: "...Есть одно рещение позволяющее работать с отражателем и получить гораздо больше света в луч применить реверсивную схему: светить не вперед а назад (на отражатель). Отражатель взять надо "мелкий"."

Вряд ли получится. Радиатор будет мешать. :lol:

Аватара пользователя
Batman
Активный участник
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 15-01-2008 20:31
Откуда: Псков
Контактная информация:

#429 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 21:14 Заголовок сообщения:

Slow писал:
"Зря иронизируете это вопрос "давно решенный русскими математиками". Очень давно видел варианты охотников с Днепра ставящих рабочий фонарь на конец ружья."

Иронизирую не зря, т.к. суть спора не в этом, я сам делаю сбе подствольник раздельного питания на СД, однако ветка очень большая, почитайте где-то с середины..... :lol:

С уважением, Batman

Аватара пользователя
Stream
Участник
Сообщения: 234
Зарегистрирован: 13-02-2008 17:14

#430 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 22:23 Заголовок сообщения:

Подобный спор мне уже попадался на другом форуме, вывод процитирую:

"Коллиматор и отражатель - решения равно пригодные конечному пользователю. Применяя, нужно знать их преимущества и недостатки.

1. Главный вопрос - потери.
Потери коллиматора состоят из двух частей - потерь прохождения потока и потерь покрытия.
Потери покрытия - количество света, в долях от общего излученного источником, СИД, преобразуемые коллиматором для направления на объект освещения. Часть света СИД излучается мимо коллиматора, часть, войдя в коллиматор, отражается не вперёд, а назад - на СИД, плату итд.
У лучших коллиматоров пр-ва Fraen эти потери составляют 15%, пр-ва Carclo Technical Plastics - 12%.
Потери прохождения потока происходят из-за поглощения света материалом коллиматора, что приводит к его нагреву.
У коллиматоров Fraen эти потери составляют ~8%.
Суммарная эффективность коллиматора, таким образом, 0.78-0.81.

При равном конструктивном оформлении отражатель будет иметь те же потери покрытия, но потери прохождения будут меньше из-за отсутствия поглощающего материала и составят 12% для отражателя с алюминиевым покрытием и 7% - с серебряным. Реальный отражатель Carclo Technical Plastics типа 10170 имеет 8% потерь прохождения и суммарную эффективность 0.78.
Также нужно помнить, что коллиматор крайне чувствителен к положению СИД вдоль оптической оси - при отодвигании СИД от оптимальной точки нахождения, стремительно нарастают потери покрытия. В отражателях этого не происходит.
В отражателях потери прохождения растут медленнее, чем в коллиматорах из-за большего трека луча в поглощающей оптической среде коллиматора, поэтому узкоградусные коллиматоры делают с внешним отражающим напылением д/уменьшения потерь. Их эффективность составляет ~0.66.

2. Стоимость.
Отражатель дороже коллиматора.

3. Массогабаритные показатели.
Отражатель легче коллиматора, что несущественно, но обладает меньшей механической прочностью.

4. Можно ли получить выигрыш по оптической эффективности, используя отражатель от дешёвого фонаря с галогеновой лампой и поместив вместо лампы СИД?
Нельзя из-за низкого качества покрытия и, следовательно, потерь в нём.

Вывод: отражатели необходимо использовать при формировании узкого луча и при высоких требованиях к эффективности осветительной системы, т.к. потенциально отражатель обладает меньшими потерями прохождения."

http://www.caves.ru/showthread.php?t=13908&page=3

Аватара пользователя
Batman
Активный участник
Сообщения: 827
Зарегистрирован: 15-01-2008 20:31
Откуда: Псков
Контактная информация:

#431 Сообщение Добавлено: 07-03-2008 22:26 Заголовок сообщения:

Slow писал:
"Он имеет и несомненный минус - свет должен попасть в колиматор - перейти из воздуха в колиматор. На этой границе мы теряем и быть может много "

ну теряется от 4-8% френеля на границе, а думаете в отражателях 100% коэффициент отражения?

С уважением, Batman

Valet
Участник
Сообщения: 76
Зарегистрирован: 21-03-2004 16:29
Откуда: Вильнюс

#432 Сообщение Добавлено: 08-03-2008 13:00 Заголовок сообщения:

Stream писал(а): Вывод: отражатели необходимо использовать при формировании узкого луча и при высоких требованиях к эффективности осветительной системы, т.к. потенциально отражатель обладает меньшими потерями прохождения."
Конструктивный разговор и правильный вывод , только отражатель "лампочный" не подходит...
Последний раз редактировалось Valet 23-06-2008 19:28, всего редактировалось 1 раз.
Valet.

Valeri
Участник
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 08-01-2008 12:37
Откуда: Эстония Таллинн
Контактная информация:

#433 Сообщение Добавлено: 08-03-2008 18:40 Заголовок сообщения:

Потери в коллиматоре на отражение можно уменьшить посеребрив отражающую поверхность . Порылся в интернете - процесс химического серебрения несложный , но стоит ли заморачиваться ради уменьшения потерь на несколько процентов ... фонарик то нужен для простой подводной охоты а не для соревнований по осветительной технике .

Аватара пользователя
treng
Участник
Сообщения: 162
Зарегистрирован: 14-02-2006 13:20
Откуда: Tallin

#434 Сообщение Добавлено: 08-03-2008 19:15 Заголовок сообщения:

Valeri писал(а):Потери в коллиматоре на отражение можно уменьшить посеребрив отражающую поверхность . Порылся в интернете - процесс химического серебрения несложный , но стоит ли заморачиваться ради уменьшения потерь на несколько процентов ... фонарик то нужен для простой подводной охоты а не для соревнований по осветительной технике .
Один знакомый подводник работает церковным старостой. Если надо, может достать сусального золота на покрытие коллиматора :P. Серебро у них тоже есть 8) :lol:!
Удачи!

Аватара пользователя
Stream
Участник
Сообщения: 234
Зарегистрирован: 13-02-2008 17:14

#435 Сообщение Добавлено: 08-03-2008 19:27 Заголовок сообщения:

В общем-то суть проблемы очевидна: коллиматоры незаменимы при конструировании мультидиодного фонаря, поскольку качественный отражатель в этом случае будет значительно дороже системы коллиматоров при идентичных характеристиках. Что и наблюдается на практике - практически все промышленно выпускаемые однодиодные фонари оснащаются отражателем, правда те что на основе кластеров я не разбирал, но почти уверен что там коллиматоры стоят.

Slow
Участник
Сообщения: 194
Зарегистрирован: 26-01-2007 10:21
Откуда: СПб

#436 Сообщение Добавлено: 09-03-2008 18:21 Заголовок сообщения:

Коллеги, Спасибо за данные, если действительно
Суммарная эффективность коллиматора, таким образом, 0.78-0.81
то вряд ли стоит далее заморачиваться :)
Хотя вопрос юстировки (расположения диода в фокусе сильно смущает:(

На всякий случай сообщу что ряд производителей Сathod, например делают специальные LED отражатели в диаметрах 17 и 20 мм и, думаю, их можно как-нибудь ввести в Россию.

Беда в другом - они сделаны под прямую, а не реверсивную схему соответственно
либо мы теряем процентов 50 - 60 % света в ореол (он никогда не попадет на отражатель
Либо надо добавлять В СХЕМУ еще и side emmiting коллиматор, но это опять потери, да и не влезет он скорее всего.

Самое оптимальное ИМХО - отражатель с реверсивной схемой. Улыбаться по поводу радиатора не стоит - просто посчитайте
отражатель диаметр 25 - 30 мм (относительно длиннофокусный т.е. "мелкий")
радиатор штырь диаметром 8 мм (люминь или латунь) либо закрепленный в стекле (оргахе, поликарбонате ) либо какой-то конструктив для крепежа - скажем три растяжки шириной по 3 мм (они идут на уровне стекла) Провода питания идут по растяжкам и вдоль штыря.

LED стоит так чтобы равномерно засветить отражатель, по центру отражателя надо поставить конус диаметром 6-8 мм убирающий свет выброшенный вперед на боковые стенки ( это будет процентов 15-30% потока, он будет не в фокусе и даст расходящийся конус градусов 25-50%)

Таким образом потери схемы будут состоять из
собственно потерь отражателя - они неизбежны в любой схеме
потерь внешнего стекла - также неизбежны
потерь от "тени" диода, радиатора и растяжек. приняв предположение , что отражатель равномерно засвечен можно оценить их как соотношение площадей площадь отражателя 700мм2 (30мм) площадь тени растяжки 3мм - 135 мм2 центральный блин 10мм - 78 мм2 итого потери на тень 30%
Потери на неточность юстировки могут быть весьма малы, поскольку 30 мм "мелкий" отражателя не столь чувствителен, к осевому смещению как 20 мм глубокий (типичный дефлектор)

Проблема чтоб попробовать не знаю где найти приличные 26 - 30мм относительно мелкие отражатели, а готовых линз (дефлекторов) в любой конторе валом...

Аватара пользователя
13kid
Активный участник
Сообщения: 525
Зарегистрирован: 19-03-2007 10:33
Откуда: Пушкино МО

#437 Сообщение Добавлено: 09-03-2008 20:41 Заголовок сообщения:

Вот тут много разных производителей линз http://www.planar.spb.ru/products/lens/index.php
Узнай возят ли что тебе нужно.
За деньги нельзя купить друга, зато можно приобрести врагов поприличнее.

Valeri
Участник
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 08-01-2008 12:37
Откуда: Эстония Таллинн
Контактная информация:

#438 Сообщение Добавлено: 09-03-2008 23:03 Заголовок сообщения:

Slow а какой смысл в такой схеме если потери только на на тень 30% , делать тогда уж двухзеркальную систему , как на радиотелескопах :D . По моему личному мнению , производители оптики сделали коллиматоры для светодиодов именно потому , что они наиболее оптимальны , пытаться приделать к светодиоду отражатель , рассчитанный на другой источник света конечно можно , но это не оправдано из за сложной конструкции крепления и теплоотвода , и соответственно стоимости устройства при очень незначительном выигрыше в КПД системы .

Valeri
Участник
Сообщения: 106
Зарегистрирован: 08-01-2008 12:37
Откуда: Эстония Таллинн
Контактная информация:

#439 Сообщение Добавлено: 10-03-2008 00:58 Заголовок сообщения:

И ещё один момент против отражателя и светодиода с боковым излучением : если посмотреть внимательно технические характеристики например Луксеонов http://www.luxeon.com/pdfs/DS45.PDF , то можно заметить что светодиоды с боковым излучением дают световой поток примерно на 10% меньше чем с прямым излучением , по всей вероятности из за рассеивающей линзы , работающей как и коллиматор на принципе отражения на границе среды и дающая такие большие потери .

Slow
Участник
Сообщения: 194
Зарегистрирован: 26-01-2007 10:21
Откуда: СПб

#440 Сообщение Добавлено: 10-03-2008 13:43 Заголовок сообщения:

Slow а какой смысл в такой схеме если потери только на на тень 30%
ну потери на тень конечно можно снижать... Но я довольно давно отошел от экспериментов с реверсивной схемой в пользу колиматоров ибо проще (и много дешевле) взять завод чем КОЛХОЗИТЬ.

реальную эффективность колиматоров не мерял ибо лень :) но вопросы существенного возрастания потерь из-за промахов в юстировке волнуют.

Кстати в том же ПЛАНАРЕ, который выше рекомендовали меня несколько напугали, что могие производители воодят между диодом и колиматором гель для снижения оптических потерь ??? так что не все может быть так просто :(

Ответить