Pomiary kolimatorów.
: wtorek 13 sty 2009, 22:18
Witam,
Już jakiś czas temu chciałem wykonać pomiar rokładu natężenia światła różnych źródeł. Zbudowałem w tym celu (domowymi sposobami oczywiście) prosty pozycjoner dwuosiowy, napędzany silniczkami krokowymi. Dzięki zastosowanej przekładni od modelu śmigłowca jeden obrót wzdłuż każdej osi wymaga 6540 kroków silnika, co daje krok co 16,5 minuty kątowej. Oczywiście są pewne luzy
. Ostatnio buduję sobie lampkę na LEDach do roweru, wykonałem już próby praktyczne kilku kolimatorów, wybrałem te najbardziej mi pasujące i postanowiłem odkurzyć nieco sprzęt i wykonać pomiary wiązki jakoś bardziej konkretnie niż tylko na oko.
Zastosowałem następujący zestaw badawczy - w/w pozycjoner, na nim zamontowana lampka rowerowa z dwoma LEDami Cree, jedna z optyką owalną 3*20 stopni, druga z wiązką okrągłą 4 stopnie. Z przodu w odległości 195 cm czujnik oświetlenia zbudowany z dwóch przetworników światło-napięcie serii TSL250. Są to przetworniki róznych typów, o różnej czułości, niestety nie pamiętam teraz jakie dokładnie są. Musiałbym przypomnieć sobie co kupowałem. W każdym razie taki zestaw umożlwia pomiar zarówno słabego światła, jak i oślepiającego blasku w centrum wiązki. Oba przetworniki podłączone są do dwóch wejść przetwornika AC, z którego dane odczytuje komputer, ten sam, który steruje pozycjonerem, co umożliwia pełne zsynchronizowanie pomiaru z pozycją lampki.
Dzieki obracaniu lampki otrzymujemy rzutowanie sferyczne - odległość źródła światła od czujnika jest stała.
Niestety całość pomiaru natęzenia światła nie jest skalibrowana (aczkolwiek charakterystyka przetwoników TSL jest liniowa w/g datasheeta), znaczenie mają więc jedynie proporcje poszczególnych wyników.
Diody zasilane były z prostego zasilacza laboratoryjnego prądem o natężeniu 600mA.
Oto charakterystyka kolimatora owalnego 3*20:
I kolimatora wąskokątnego 4stopnie:
Jak już wspomniałem, wartości liczbowe nie mają bezpośredniego przeliczenia na natężenie oświetlenia, jednak proporcje powinny być zachowane. Widać że wąskokątny kolimator zapewnia znacznie większe natężenie oswietlenia w środku wiązki niż kolimator owalny, ale jest to zgodnie ze stosunkiem kątów bryłowych obejmowanych przez wiązki. Równie ciekawy jest rozkład natężenia generowanego przez kolimator owalny - wiązka ma 3 jaśniejsze plamki, z czego dwie skrajne faktycznie zauważyłem wcześniej w trakcie prób praktycznych.
Wszelkie opinie mile widziane
Już jakiś czas temu chciałem wykonać pomiar rokładu natężenia światła różnych źródeł. Zbudowałem w tym celu (domowymi sposobami oczywiście) prosty pozycjoner dwuosiowy, napędzany silniczkami krokowymi. Dzięki zastosowanej przekładni od modelu śmigłowca jeden obrót wzdłuż każdej osi wymaga 6540 kroków silnika, co daje krok co 16,5 minuty kątowej. Oczywiście są pewne luzy
. Ostatnio buduję sobie lampkę na LEDach do roweru, wykonałem już próby praktyczne kilku kolimatorów, wybrałem te najbardziej mi pasujące i postanowiłem odkurzyć nieco sprzęt i wykonać pomiary wiązki jakoś bardziej konkretnie niż tylko na oko.Zastosowałem następujący zestaw badawczy - w/w pozycjoner, na nim zamontowana lampka rowerowa z dwoma LEDami Cree, jedna z optyką owalną 3*20 stopni, druga z wiązką okrągłą 4 stopnie. Z przodu w odległości 195 cm czujnik oświetlenia zbudowany z dwóch przetworników światło-napięcie serii TSL250. Są to przetworniki róznych typów, o różnej czułości, niestety nie pamiętam teraz jakie dokładnie są. Musiałbym przypomnieć sobie co kupowałem. W każdym razie taki zestaw umożlwia pomiar zarówno słabego światła, jak i oślepiającego blasku w centrum wiązki. Oba przetworniki podłączone są do dwóch wejść przetwornika AC, z którego dane odczytuje komputer, ten sam, który steruje pozycjonerem, co umożliwia pełne zsynchronizowanie pomiaru z pozycją lampki.
Dzieki obracaniu lampki otrzymujemy rzutowanie sferyczne - odległość źródła światła od czujnika jest stała.
Niestety całość pomiaru natęzenia światła nie jest skalibrowana (aczkolwiek charakterystyka przetwoników TSL jest liniowa w/g datasheeta), znaczenie mają więc jedynie proporcje poszczególnych wyników.
Diody zasilane były z prostego zasilacza laboratoryjnego prądem o natężeniu 600mA.
Oto charakterystyka kolimatora owalnego 3*20:
I kolimatora wąskokątnego 4stopnie:
Jak już wspomniałem, wartości liczbowe nie mają bezpośredniego przeliczenia na natężenie oświetlenia, jednak proporcje powinny być zachowane. Widać że wąskokątny kolimator zapewnia znacznie większe natężenie oswietlenia w środku wiązki niż kolimator owalny, ale jest to zgodnie ze stosunkiem kątów bryłowych obejmowanych przez wiązki. Równie ciekawy jest rozkład natężenia generowanego przez kolimator owalny - wiązka ma 3 jaśniejsze plamki, z czego dwie skrajne faktycznie zauważyłem wcześniej w trakcie prób praktycznych.
Wszelkie opinie mile widziane
Całość zestawiona na stołku, tak by można było to przenosić i ustawić w odpowienim miejscu mieszkania - dość ciemnym i długim, tak by z przodu umieścić czujnik światła - nie pokazany na zdjęciach. Sam czujnik jest mało fotogeniczny - obudowałem go czarnym kartonem, tak by łapać tylko światło padające z jednego kierunku. W typowym mieszkaniu ściany nie są czarne i lampka generuje znaczne oświetlenie rozproszone, pochodzące z odbić od ścian, sufitu, podłogi itp. Trzeba wyeliminować ten efekt. 
