Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Пивкин, Олег Васильевич

Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик
<
Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Пивкин, Олег Васильевич. Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.07 / Пивкин Олег Васильевич; [Место защиты: Морд. гос. ун-т им. Н.П. Огарева].- Саранск, 2009.- 164 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1784

Содержание к диссертации

Введение

1 Проблемы расчёта, контроля и оценки светотехнических характеристик 11

1.1 Проблемы расчёта световых приборов на основе светодиодов 11

1.2 Требования к программно-аппаратным средствам контроля и оценки светотехнических характеристик 13

1.3 Анализ программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик 15

1.4 Оценка погрешности фотометрирования световых приборов на основе светодиодов 18

1.5 Светодиоды в освещении 22

1.6 Постановка задачи 27

2. Метод повышения эффективности светодиодных модулей 29

2.1 Методика расчёта светодиодных модулей при расположении светодиодов на выпуклой поверхности 29

2.2 Методика расчёта светодиодных модулей при расположении светодиодов на вогнутой поверхности 38

2.3 Расчёт падающего светового потока светодиодов 43

3 Программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик 48

3.1 Выбор элементной базы для схемотехнической реализации программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик 48

3.2 Разработка программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик 51

3.3 Цифровой люксметр 58

3.4 Программно-аппаратные средства контроля и оценки характеристик облучения 61

3.5 Программный комплекс для обработки фотометрических данных 65

3.6 Программы обмена данными между программно-аппаратными средствами контроля и оценки светотехнических характеристик и персональным компьютером по шинам RS-232,12C 72

4 Экспериментальные методы и результаты исследований 78

4.1 Оценка точности программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик 79

4.2 Анализ потерь светового потока в светодиодном модуле 81

4.3 Светодиодный светильник для местного освещения 86

4.4 Контроль светотехнических характеристик настольного светодиодного светильника 90

4.5 Экспериментальные исследования по контролю характеристик облучения в сельскохозяйственных помещениях 98

4.6 Автоматизированные устройства сбора данных в учебном процессе 102

Заключение 107

Список использованных источников 109

Приложение

Введение к работе

Актуальность темы. Существует огромное многообразие возможных конструктивных решений светодиодных модулей (сферические, полусферические, квадратные, круглые, гибкая лента), что существенно расширяет задачи поиска новых оптимальных конструкций светодиодных модулей для световых приборов и усложняет проведение измерительных экспериментов. Вследствие этого, актуальной задачей является создание новых методов, позволяющих спроектировать светодиодный модуль с улучшенными светотехническими характеристиками.

Создание программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик (автоматизированные устройства сбора фотометрических данных) является важным фактором развития системы измерений в светотехнике. Автоматизация процесса сбора фотометрических данных, их обработка, представление в удобном для современных компьютерных программ построения КСС и расчета освещённости формате, обеспечивает наиболее эффективное проектирование световых приборов и достоверную оценку эксплуатационных характеристик осветительных установок. Повышение сложности производственного оборудования, технологии изготовления светотехнических изделий, определяют необходимость автоматизации проведения процедур измерения. В связи с этим, одной из актуальных проблем, требующих решения, является разработка отечественных автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, учитывающих особенности измерений параметров светодиодных модулей и световых приборов на их основе. Особенно необходимо внедрение таких систем на современных предприятиях по изготовлению светодиодных модулей, а также на предприятиях, эксплуатирующих осветительные и облучательные установки, что позволит повысить эффективность их использования, осуществлять контроль и оценку требуемых светотехнических параметров. Внедрение автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик повысит эффективность разработки новых световых и осветительных приборов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в разработку и исследование проблемы внесли отечественные и зарубежные учёные: Ю.Б. Айзенберг, В.В. Трембач, П.М. Тиходеев, Л.С. Ловинский, С.Г. Ашурков, А.Э. Юнович, М. Гладштейн, Б.М. Каган, Л.В. Абрамова, Ю.А. Цюпак, В.Н. Баранов, А.В. Евсти-феев, М.С. Голубцов, М. Предко, П. Ан, Р. Хайнц, К. Вахтман, И. Оно, Г. Заутер, С.С. Миллер. Однако, несмотря на относительно большое число работ, посвященных вопросам повышения эффективности светодиодных модулей и разработке программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, степень изученности проблемы недостаточна.

Цели и задачи исследований. Целями диссертационного исследования являются: создание методов повышения эффективности светодиодных модулей; разработка программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

Для достижения поставленных целей в процессе диссертационного исследования необходимо решить следующие задачи:

- создать новую методику расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющую учесть потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным фотометрическим экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС;

спроектировать светодиодный модуль с заданным светораспределением, в котором учтены потери светового потока, вызванные взаимным фотометрическим экранированием светодиодов;

создать оригинальные алгоритмы, и на их основе реализовать программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик;

провести экспериментальные исследования светотехнических параметров спроектированного светодиодного модуля с оценкой их эффективности.

Объект исследования: светодиодные модули со сферическими поверхностями; автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик.

Методы исследования. В данном диссертационном исследовании применяются методы математического моделирования, программирования, математического анализа, схемотехнического проектирования, метрологии.

Научная новизна полученных результатов.

  1. Создана новая методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющая рассчитать потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным фотометрическим экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС.

  2. Разработаны оригинальные алгоритмы программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

  3. На основе созданных алгоритмов, разработаны программно-аппаратные средства для измерения светотехнических характеристик.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

  1. Созданную методику расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями рекомендуется использовать при проектировании осветительных установок с улучшенными светотехническими характеристиками.

  2. Разработанные автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик позволяют повысить надежность получения и скорость обработки фотометрических данных.

  3. «Программа обработки фотометрических данных», программы «Da-ta_Reader I2C», «Data_Reader RS-232» внедрены в ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС».

  4. Автоматизированные устройства сбора фотометрических данных внедрены в муниципальном предприятии Городского округа Саранск «ГОРСВЕТ», в ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС», а также в ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва».

  5. Автоматизированное устройство контроля характеристик облучения, программа «Контроль характеристик облучения» внедрены на предприятие 000 «Кочкуровский».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями.

  1. Алгоритмы программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

  2. Программы, схемотехнические решения автоматизированных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

Личный вклад автора диссертации. Создание оригинальных алгоритмов, исходных текстов, на основе которых реализованы программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик, определение их эффективности; создание новых методик расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями; разработка светодиодного модуля для настольного светильника; экспериментальные исследования по контролю и оценке светотехнических характеристик, выполнены автором самостоятельно.

Достоверность результатов работы подтверждается совпадением экспериментальных и расчётных данных; успешным внедрением в практику решений, полученных на основе теоретических разработок.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы обсуждались на научно-технической конференции «Молодые светотехники России» (Москва, 2008 г.); на Международных научных конференциях «Информация, сигналы, системы: вопросы методологии, анализа и синтеза» (Таганрог, 2008 г.), «Проблемы развития естественных, технических и социальных систем» (Таганрог, 2007 г.), «Проектирование новой реальности» (Таганрог, 2007 г.), на III Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (Варна, 2007, 2008 г.г.), «Технологии National Instruments в науке, технике и образовании» (Таганрог, 2006 г.); на межрегиональной научно-практической конференции «Современный образовательный процесс: опыт, проблемы и перспективы» (Уфа, 2007 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (Саранск, 2006, 2007 г.г.), «Проблемы менеджмента качества в современной России» (Саранск, 2006 г.); на научной конференции «Огарёвские чтения» (Саранск, 2005, 2006, 2007, 2008 г.г.); на научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарёва (Саранск, 2006, 2007, 2008 г.г.); на 5-й ярмарке «Бизнес-ангелов и инноваторов» (Пермь, 2007 г.); на конкурсе инновационных проектов по федеральной программе «У.М.Н.И.К.» (Саранск, 2007, 2008 г.г.); на конкурсе инновационных проектов по федеральной программе «СТАРТ 08» (Нижний Новгород, 2008 г.) и на заседаниях кафедры теоретической и общей электротехники светотехнического факультета в Мордовском государственном университете имени Н.П. Огарёва (Саранск, 2005, 2006,2007,2008 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы в отечественных сборниках, журналах, тезисах докладов на всероссийских и международных конференциях, совещаниях, семинарах. Список работ приведён в конце автореферата.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложения. Общий объем диссертации 160 страниц, включая 59 рисунков, 12 таблиц, 13 приложений. Список литературы содержит 136 наименований (включая 24 работы автора по теме диссертации, опубликованных к моменту оформления работы).

Требования к программно-аппаратным средствам контроля и оценки светотехнических характеристик

В настоящее время автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик СП реализуются на базе микроконтроллеров (МК). Методика проектирования систем на МК [9, 10] включает в себя постановку и анализ задачи, ее инженерную интерпретацию, разработку блок-схемы алгоритма и текста внутренней программы.

Сформулируем основные требования, которым должны отвечать разрабатываемые программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик: прибор должен работать под управлением современного МК с большим набором встроенных модулей с целью минимизации подключения внешних периферийных блоков; МК должен иметь малое энергопотребление, режим энергосбережения, требуемое количество линий ввода/вывода; прибор должен иметь аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования в цифровую форму поступающих от контролируемого объекта (светового прибора) аналоговых сигналов; в приборе должен быть реализован интерфейс передачи светотехнических данных в ПК в удобной для последующей обработки форме; прибор должен иметь клавиатуру, жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) для отображения измеренных значений; накопленная информация должна содержать дополнительные сведения о дате и времени проведения измерений для ранжирования событий на временной шкале. Процессы проектирования СП на основе СДМ, измерения и расчёты различных светотехнических характеристик являются сложными и трудоёмкими светотехническими задачами. Сложность состоит в том, что требуются знания параметров и показателей источников излучения, осветительных и облучатель-ных приборов и установок, знание санитарных норм, правил устройства электроустановок, ГОСТ относительно условий применения электрических элементов осветительных установок и т.д. Сформулируем основные требования, которым должно отвечать разрабатываемое светотехническое программное обеспечение (СПО) [11]: понятный и удобный интерфейс; соответствие отечественной базе данных СП, позволяющей осуществлять быстрый поиск и просмотр КСС выбранного СП; формирование данных СП в стандартных форматах (IES); получение КСС для любого шага (Г, 5 и др. значения); получение расчётных значений нормируемых параметров (освещённости, яркости и др.); использование отечественных нормативных и стандартизованных показателей; индикация расчётных показателей; возможность активного диалога для итерационного расчёта и выбора наилучшего варианта. Задачи получения точных и технически приемлемых результатов при проведении контроля и оценки светотехнических характеристик СП на основе СИД, требуют решения при использовании СПО совместно с автоматизированными устройствами сбора фотометрических данных на базе МК.

В последние годы наблюдается все более широкое внедрение в практику освещения СП на основе СИД. В связи с этим значительно возросла потребность в современном автоматизированном оборудовании для измерений светотехнических характеристик светодиодных СП в процессе их разработки и тестирования [12-25]. Одной из наиболее насущных проблем, является отсутствие отечественных автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик СДМ. Работа современных светотехнических программно-аппаратных комплексов должна быть основана на множестве взаимосвязанных алгоритмов и методик, с возможностью их изменения и модернизации, с целью адаптации измерительной системы для выполнения различных (частных) научно-технических задач.

Анализ научных трудов показал, что существует ряд автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик СП [26-37]. Американские фирмы «General Electrics» и «Westingaus» проводили работы, направленные на создание автоматизированных фотометров и разработку методики расчета характеристик светильника на ЭВМ [27]. Фирмой «Siemens» построен прибор, предназначенный для измерения светораспре-деления светильника [27]. Фирма «Shreder» в Бельгии создала для измерений светораспределения полуавтоматизированный фотометр-лабораторию. Промышленностью выпущен предназначенный для проведения светотехнических измерений фотоэлектрический фотометр (модель АФМ) [28], гониофотометр типа ГФ-65 [34] и мн. др. приборов. Описанные в литературе [26-29, 32-36] установки решают лишь часть поставленных перед современным автоматизированным оборудованием задач.

Фирмой PRC «Krochmann GmbH», разработан комплекс оборудования для измерения силы света и спектрального распределения силы излучения [30]. Фирмы «National Instruments» [38], «Agilent Technologies» [39], «ADLINK Technology Inc.» [40], «ADDI-DATA» [41], «Diamond Systems» [42] и др. зарубежные производители предлагают российскому потребителю системы сбора светотехнических данных.

Методика расчёта светодиодных модулей при расположении светодиодов на вогнутой поверхности

Для решения задач, поставленных в диссертационном исследовании, необходимо провести анализ существующих микропроцессорных средств и элементной базы, для схемотехнической реализации АУСФД. Проблема выбора МК является одной из самых главных. Выбранный МК (или семейство) определяет не только важнейшие технические показатели системы (производительность, объем памяти программ, объем памяти данных, количество микросхем, стоимость и надежность системы), но и принципы конструктивного исполнения.

При практической реализации систем сбора фотометрических данных тип МК и разрядность обрабатываемых данных (8, 16, 32, 64 бита) выбираются в зависимости от сложности технической задачи [59]. Целесообразность использования МК в системах сбора светотехнических данных подтверждается возможностью их совместного использования с ПК. МК имеют малые габаритные размеры, обладают малым энергопотреблением, высокой надёжностью и возможностью быть адаптированным для выполнения самых различных светотехнических задач.

Большинство современных автоматизированных приборов контроля и оценки светотехнических характеристик построены таким образом, что сигналы с датчиков поступают на блоки согласования сигналов, после чего оцифровываются в АЦП и через порты ввода/вывода попадают в МК [87]. Для регистрации аналогового сигнала используют внешний или встроенный в МК АЦП. Полученная информация, в зависимости от технической задачи, может храниться в ОЗУ, во встроенном ППЗУ (перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство), если в ряде задач объема памяти недостаточно, то данные могут храниться во внешнем ППЗУ, либо по интерфейсу передаваться в ПК. Но отказ МК приводит к отказу всей системы сбора светотехнических данных.

Основной целью выбора МК является нахождение такой микросхемы, которая полностью бы удовлетворяла техническому заданию на устройство [87]. Одним из основных критериев выбора МК является его производительность, которая напрямую зависит от производительности процессорного ядра [51]. Микросхему МК целесообразно выбирать в соответствии с рекомендациями, приведёнными в [51]: количество входных выводов; количество выходных выводов; количество линий ввода-вывода; тип запуска (сброса); необходимость сторожевого таймера; защита памяти программ; доступный вид питания; необходимость асинхронного последовательного ввода-вывода; необходимость синхронного последовательного ввода-вывода; необходимость однократного программирования при организации серийного выпуска; необходимость ввода-вывода ШИМ-сигналов; предпочтительный тип корпуса; используемый язык программирования.

При выборе элементной базы для АУСФД, измеряющего светотехнические характеристики (сила света, освещённость), должны учитываться особенности, связанные со спецификой светотехнических измерений, что требует детального рассмотрения и разработки определенной методики проектирования. Состав функциональных узлов таких устройств и принципы их построения, определяются рядом требований, направленных на обеспечение высокой производительности, универсальности, точности, гибкости, надежности, высокой ремонтопригодности и др.

Наличие в МК встроенных интерфейсов связи с ПК позволяет создавать развитые системы распределенного сбора и обработки светотехнической информации путем объединения ведомых локальных контроллеров в сеть с ведущим компьютером (или контроллером). Такая система может состоять из нескольких МК, к которым подключаются приёмники оптического излучения (ПОИ). Измеренные, обработанные и накопленные данные в реальном времени или по запросам центрального (ведущего) ПК передаются на него для окончательного анализа с помощью СПО.

В настоящее время для осуществления сбора данных используют интерфейсы PCI, PXI, CompactPCI, PCMCIA, USB, Fire Wire, Ethernet, RS-232, I2C и мн. др. интерфейсов. Некоторые устройства сбора данных устанавливаются не- посредственно в ПК и передают светотехнические данные напрямую в его память [57-62].

Разработка программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик

В настоящее время, при построении систем сбора фотометрических данных, в качестве «интеллектуальных устройств» обработки первичной информации и локального управления, целесообразно использовать МК. Микросхема МК выбиралась в соответствии с рекомендациями доступными в [51, 131, 132]. Исходя из целей и задач диссертационной работы предпочтение в данном исследовании отдано 8-разрядным RISC-MK семейств AVR фирмы «Atmel». Разработанный прибор (АУСФД) предназначен для работы в качестве внешнего устройства совместно с ПК [76]. Основное назначение прибора - преобразование аналоговых входных сигналов в цифровую форму, удобную для дальнейшей обработки при помощи ПК. В зависимости от программного обеспечения (ПО) прибор выполняет различные функции, связанные с обработкой результатов аналого-цифрового преобразования. Реализована возможность передачи результатов аналого-цифрового преобразования в цифровой форме через собственный цифровой порт. Обмен данными аналого-цифрового преобразования между ПК и АУСФД осуществляется через интерфейс RS-232 [88].

В работе [89] предложена следующая классификация автоматизированных устройств сбора данных: 1) устройства аналогового ввода/вывода; 2) устройства цифрового ввода/вывода; 3) счётчики/таймеры; 4) многофункциональные устройства, поддерживающие аналоговые и цифровые операции, а также возможности счётчиков. Разработанное АУСФД относится к 4-у классу.

Исходное задание на разработку АУСФД формулируется так: «Получить показания с ПОИ, записать данные в ПК, сохранить данные в ПК, провести обработку записанных в ПК результатов измерений с помощью прикладного светотехнического программного обеспечения (СПО) (комплект программ «Свет из Мордовии - LFM-ГОСТ»). Задача МК сводится к подаче управляющих воздействий на периферийные блоки АУСФД (АЦП) [92].

АУСФД содержит следующие узлы: ПОИ, блок согласования сигналов, МК со встроенным АЦП, кнопку «Старт», интерфейс-адаптер RS-232, вторичный блок питания. Главным элементом является МК семейства AVR, который управляет работой системы. В АУСФД реализован интерфейс связи по шине RS-232, с возможностью передачи полученных фотометрических данных в программу «LFM-ГОСТ» для дальнейшей обработки.

АУСФД управляется с помощью ПО, которое установлено на ПК и кнопкой «Старт», расположенной на корпусе прибора. Устройством можно управлять при помощи любого языка программирования, который имеет возможность работать с портами ввода/вывода ПК, например: Basic, Visual Basic, С, C++ и др. Информация о характеристиках испытуемого объекта отображается на мониторе ПК. От объекта испытаний (светодиодный модуль), масштабированные блоком согласования сигналов данные, поступают в АЦП, который преобразует аналоговое значение параметра в цифровой код. Для регистрации аналогового значения параметра используется один канал АЦП. При необходимости количество каналов для данного МК можно расширить программным и техническим путём с 1-го до 8-ми. За опорное напряжение АЦП берётся напряжение Vref МК (принципиальная электрическая схема АУСФД приведена в приложении А). По интерфейс-адаптеру, преобразованный в АЦП результат передается на ПК, где реализуется уравнение преобразования 3.1, которое получено экспериментальным путем. где у - искомое значение силы света, кд; х - напряжение на выходе ПОИ.

Фотометрические данные, с помощью программы «Data_Reader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине RS-232» сохраняются в файл формата .csv или программой «LFM-ГОСТ» в файл формата .rpt.

Команды программы МК инициализируют стек [93], запрещают прерывания (прошивка и листинг программы АУСФД приведены в приложении Б). Фрагмент программы АУСФД написанный на языке ассемблер, наглядно демонстрирует реализацию этих функций. ПО МК создано в пакете программ AVR Studio 4.08. Это интегрированная отладочная среда для МК семейства AVR фирмы «Atmel». A VR Studio содержит: транслятор языка ассемблера {Atmel A VR macroassembler); отладчик {Debugger); ПО верхнего уровня для поддержки внутрисхемного программирования {1п-System Programming, ISP).

Все детали устройства, кроме элементов входящих в схему блока питания, размещены на одной печатной плате размером 100x100 мм. На рисунке 3.5 представлена фотография АУСФД.

Контроль светотехнических характеристик настольного светодиодного светильника

Общим недостатком существующих светотехнических классификаций светильников является отсутствие системы допусков на кривые силы света, обеспечивающей возможность оценки соответствия реально получаемого све-тораспределения конкретного светильника и предъявляемых к нему светотехнических требований [103, 112, 113]. Единые допуски на КСС позволяют добиться того, что каждый класс кривых будет характеризоваться не единичной кривой (типовой), а полем, ограниченным двумя кривыми, каждая из которых будет геометрическим местом точек для определения колебаний значений силы света светильников с суммарным потоком 1000 лм (рисунок 4.12).

Проведем сравнение светотехнических параметров (КСС) заводского и разработанного светодиодного светильника для местного освещения согласно методу, предложенному в [103]. На рисунке 4.13 а - КСС светильника на базе заводского СДМ PowerEmitter, выпускаемого фирмой VS Optoelectronics; б -фотография СДМ PowerEmitter в рабочем состоянии. СИД в количестве 50 шт. располагаются на плоской поверхности СДМ PowerEmitter.

Согласно методу, предложенному в работе [103], когда контролируемая КСС существующего светильника частично выходит за границы одного поля, по зональным потокам данной кривой необходимо определить, в пределах какого поля лежит более 80% светового потока и отнести эту кривую к соответствующему классу. Когда при оценке соответствия фотометрической кривой нового образца светильника требуемой типовой кривой устанавливается факт выхода полученной кривой за пределы соответствующего поля, новое изделие признается не полностью соответствующим заданию.

Расчёт светового потока, согласно методу, приведённому в [96], показал, что только 61% значений светового потока заводского светодиодного светильника, лежит в допустимых пределах. КСС светильника не соответствует заявленному производителем типу стандартной КСС КЗ (рисунок 4.12). На рисунке 4.14 показаны экспериментальная индикатриса КСС разработанного светильника и стандартная КСС типа Г4.

Сравнение экспериментальной КСС с детализированными стандартными КСС подтверждает ее совпадение со светораспределением типа Г4, расхождение кривых не превышает ±10 %, кроме точек при углах 35, 40.

Расчёт светового потока, согласно методу, приведённому в работе [96] показал, что 90% значений светового потока разработанного светодиодного светильника, лежит в допустимых пределах. Изделие признается не полностью соответствующим заданию. Светораспределение светильника соответствует типу стандартной КСС Г4 (рисунок 4.12).

Параметры разработанного СДМ для СП: мощность, световой поток, КСС, введены в базу данных программы «LFM2.2». Для рабочей поверхности 3 х 1,4 м проведен расчёт освещённости от 6 СДМ, расположенных по три в двух рядах, на высоте 0,8 м над поверхностью. Средняя освещённость составила 114 лк, максимальная освещённость в центральной части поверхности 171 лк.

В диалоговом окне программы «LFM2.2» показаны исходные данные для светотехнического расчёта разработанной осветительной установки (ОУ) (рисунок 4.15).

Похожие диссертации на Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик