Mocna dioda LED 5mm o małym kącie świecenia - SE-5OS-4080WC

[triodak]

Witam

Chcę zorganizować sobie jak najmniejszą (najlżejszą) latarkę (źródło światła) do oświetlenia punktowego. Źródło światła to jeden element z przewodami do drugiego elementu - źródła zasilania (driver + akumulatorki).
Dystans max. to 40m i oczekuję punktu świetlnego o średnicy ok.1-1,5m. Jeśli dobrze policzyłem to będzie to wiązka o skupieniu (połowicznym) 1,5-2st.

Swego czasu zakupiłem z Conrad.pl "Dioda LED super jasna LED-5-40.000W" o parametrach oraz "Dioda ograniczająca prąd CL20M35" (20mA).
Po testach takiego zestawu stwierdziłem że ilość światła z czterech diod będzie minimalnie za mała ale wymagało to dodatkowego skupienia światła diody przez dużą soczewkę (skupienie 95% światła w punkcie).

Przeliczyłem milikandele na lumeny. Znając zależność 1 lm = 1 cd * 1 sr (steradian - kąt bryłowy)

X = 2*pi*(1-cos(4stopnie)) = 2 * pi * (1 - 0,99756) = 0,0153 [steradianów]
Zakładając połowę mocy w kącie świecenia (8st) czyli 20 000mcd mamy:
20cd * 0,0153 sr = 0,3 lm
Przy 20mA i 3,1V mam 62mW mocy czyli 4,8 lm/W

Z tego co doczytałem to LEDy powinny mieć wyższą sprawność świetlną na poziomie ponad 50lm/W.
I teraz mam pytanie czy są (i gdzie je kupić) diody LED 5mm o jeszcze mniejszym kącie świecenia, lepszej sprawności świetlnej i większej mocy?

Rozważałem też pojedynczą, wąsko świecącą, diodę LED 0,5W lub 1W wraz z 11mm soczewką skupiającą (teraz na szybko nie mogę tych małych soczewek znaleźć). Im mniej by się grzała dioda (tak by radiator był zbędny) tym lepiej. Światło białe o dość dobrym CRI (nie tylko pik przy "fali" niebieskiej).

Może ktoś akurat miał styczność z podobnym zapotrzebowaniem i może mi polecić jakieś komponenty?
Jako zupełny laik będę wdzięczny za wszelką pomoc i uwagi.
Pzdr

[neutrinus]

światło musi być białe?

[skaktus]

Do czego to ma być ?

Ledy 5 mm nie mają zazwyczaj większej wydajności niż 4 - 6 lumenów. Trochę lepsze jak Nichia ma może 8 - 9 lumenów. Zasięgu 40 metrów to mieć nie będzie bo światła jest za mało. Około 35 metrów ma wieżowiec 10 piętrowy. Zatem chciałbyś świecić ledem 5 mm z dachu na chodnik i uzyskać koło o średnicy około 1,5 metra - to się nie uda Ledy 5 mm mają zasięg może 3 metry...

Obecne diody mają wydajność na poziomie ponad 100 lumenów z wata.

Przy 20mA i 3,1V mam 62mW mocy czyli 4,8 lm/W

nie 4,8l/W a około 78 - 79l/W przy ledach 5mm.

Moim zdaniem za dużo chcesz. Zamiast ledów 5 mm należy użyć jednego leda typu XP-E, XP-G lub coś podobnego i latarkę zoom.

Do puki nie powiesz do czego to ma być nikt sensownie ci nie pomoże.

[Ebola]

skaktus, latarka z mojego samsunga solid (na oko dioda 5mm) na lajcie dobijała do 10 piętra;)
Ot taki offtop;)

[skaktus]

Solid ani żaden inny tel nie ma leda 5 mm tylko całkiem inne konstrukcje, niejednokrotnie mające 0,5 lub 1W Dość dawno badałem W800i na 2 ledach nieznanej mi konstrukcji. Diody świecąc jako doświetlenie dostają około 100 mA, w momencie wykonania fotki na mniej niż 1 sek dostają ponad 400 mA

Wszystko zależy od leda, prądu i wielu innych.

[Ebola]

Tak jak pisałem wyżej, na oko wygląda na 5mm, i świeci okrutnie niebieskim światłem. Ile prądu dostaje nie wiem, ale wiem że SE mają sporo lepsze diody niż solidy. W SE są jakieś malutkie powerledy, ta z solida, nawet po kilku min świecenia prawie nie była ciepła. Ale ok, koniec offtopu z mej strony;)

[triodak]

Światło ma być białe. Ma to służyć oświetleniu metalowych figurek (celów) do nocnego strzelania w zawodach nHFT (strzela się z wiatrówek).

Inni zawodnicy używają rozwiązania w postaci dobrych lampek (również typu zoom) w pułapie od ok.100zł. Ja myślałem o czymś skromniejszym i malutkim. Mniej mocy ale za to lepiej skupione światło.

Poniżej fotki z testów mojego zestawu (LED + soczewa).
Soczewka jest wklęsło wypukła o średnicy części optycznej 60mm. Tak jest przytrzymana przed diodą w odległości ok.15cm


Tutaj fotka z oświetlania jasno żółtej ściany z odległości 330cm samą diodą. Średnica całego rozjaśnionego okręgu to ok. 110cm. Przy tej odległości od ściany (330cm) tangens(8st) da nam średnicę ok.46cm. Mniej więcej na tyle wygląda ta jaśniejsza, o delikatnie fioletowym zabarwieniu, część plamy.


Tu mamy widok ściany gdy przed diodę dałem soczewę. Średnica tego jasnego okręgu to ok.10cm. Z tangensa wychodzi kąt ~1,73st co da 1,2m na 40m


Aparat w trybie auto ale z metadanych wynika że parametry dobrał takie same do obu fotek ściany:
F = 2,8
migawka/czas naświetlania = 1/4s
ISO = 400

Jestem gotów użyć diody 0,5 lub 1W z dużo mniejszym prądem niż znamionowy (zakładam że 20 lm mi wystarczy) tylko pytanie czy soczewkami od LEDów (tymi typowymi) jestem w stanie uzyskać takie skupienie?
Np. 2x soczewka 15st + dioda 1W 70st?

Po takich testach uważam że przy odpowiednim skupieniu strumienia świetlnego uzyska się porównywalną ilość lm/m^2 jak przy dużo większej mocy i szerszym kącie świecenia.

[ptja]

Jakie "typowe" soczewki do LEDów masz na myśli?
Pamiętaj, że od powierzchni soczewki i odległości od diody zależy, ile światła ze źródła zostanie skupione.

[triodak]

Miałem na myśli gotowe ogólnodostępne soczewki do LEDów. np.takie. Tylko chciałem takie najmniejsze ok.11-13mm. Może w tych średnicach nie ma za dużo wyboru?

[Zbychur]

dobrych lampek (również typu zoom) w pułapie od ok.100zł.

,

Nie ma dobrych lampek zoom w budżecie 100zł, ale wiem o co Ci chodzi, daj mi trochę czasu, a wrzucę kilka fotek taniego kompaktowego rozwiązania.

[ptja]

Miałem na myśli gotowe ogólnodostępne soczewki do LEDów. np.takie. Tylko chciałem takie najmniejsze ok.11-13mm. Może w tych średnicach nie ma za dużo wyboru?

to nie jest soczewka asferyczna, a TIR. Jedna za drugą nie będzie działać.

[Zbychur]

Z soczewkami które podałeś nie ma szans, jedynie soczewka asferyczna.

Odległość od ściany 2m

rozmiar lewego spotu 8,5cm, rozmiar prawego 6,5cm.

Obniżona ekspozycja,



Do testów użyłem latarki za 10zł z chińskiego marketu z zamontowaną oskalpowaną diodą XP-E puszczoną 0,7A, latarki z tego tematu, oraz soczewka asferyczna 80mm.

Na zdjęciu porównawczym mamy oskalpowaną XP-E oraz nie skalpowanego XP-G2,
testowego (zniszczonego) XP-G2,

Teraz ta większa dioda jest po prawej stronie i puszczona jakieś 0,8A w soczewce 63mm, ta maleńka skalpowana jest po lewej stronie w soczewce z chińskiego zooma czyli 20mm. Tu się trochę nad tym rozwodziłem.


Nie wiem jaką musiałbyś mieć soczewkę, aby z 5mm diody na 40m mieć użyteczne światło.

Ja proponuję diodę XP-E, XR-E do tego soczewka asferyczna ok 30mm (żeby było kompaktowe) ale z jak najkrótszą ogniskową. A najlepiej skalp XP-E w głębokim reflektorze.

Nie zwracaj uwagi na estetykę tych elementów, są to modele do moich testów, setki razy lutowane, a po za tym mam teraz szynę na palcu i odczuwam dyskomfort przy lutowaniu.

[ptja]

Z "jak najkrótszą ogniskową" to bym się nie zgodził. Hint: wzór na powiększenie.

[Zbychur]

ptja, Mam soczewkę 10x z ksero o średnicy 30mm, ogniskowa ok 15cm, obraz na ścianie maluteńki, ale bladziutki, bo na soczewkę pada mały ułamek światła, emitowanego przez diodę. Przy zastosowaniu soczewki z mniejszym powiększeniem, a krótszą ogniskową mamy większy obraz ale jasniejszy. Chodzi mi o to, że im mniejsza soczewka tym musi być bliżej źródła światła. Im krótsza ogniskowa od strony płaskiej asferyka, tym więcej światła mamy w ostrym obrazie, a im większe powiększenie tym spot będzie mniejszy. W tym konkretnym przypadku chodzi o to, aby soczewka miała jak najlepsze powiększenie, przedmiotu od strony wypukłej, a obraz od strony płaskiej uzyskał ostrość jak najbliżej soczewki. Tak przynajmniej ja to rozumiem.

[ Dodano: 12 Grudzień 2014, 22:34 ]
Ta plamka o średnicy 2cm to XP-E po skalpie puszczone w soczewkę aferyczną 80mm. Rozmiar ok. 2cm uzyskuje z odległości 2m.

[ptja]

/.../chodzi o to, aby soczewka miała jak najlepsze powiększenie

a jakie powiększenie soczewki jest "najlepsze"?
Chodzi o to, żeby uzyskać założone powiększenie obrazu źródła (lub ujmując inaczej - kąt) przy akceptowalnych stratach światła.
Wzór na powiększenie znamy. Reszta to średnica soczewki.