Stacjonarny reflektor LED z dwustopniową optyką

co i jak zrobiłem...
yemet
Posty: 1
Rejestracja: niedziela 25 wrz 2016, 10:58
Lokalizacja: Warszawa

Stacjonarny reflektor LED z dwustopniową optyką

Post autor: yemet »

Witam serdecznie wszystkich FORUMOWICZÓW!
To mój pierwszy post i od razu cały temat, w którym pragnę się poradzić w sprawie budowy reflektora stacjonarnego z 3 diodami LED. Pomysł jest następujący. Reflektor będzie oparty na optyce składającej się z kolimatorów i soczewki asferycznej. Dużo czytałem o układach składających się ze źródeł światła w postaci diod LED i samych soczewek asferycznych oraz stratach światła jakie generują takie zestawy. W związku z czym zagłębiłem się w temat optyki dwufazowej aby światło padające na soczewkę było mocno skupione i by było go jak najwięcej. Tak też zrodził się pomysł wykorzystania kolimatorów o stopniu skupienia 15 stopni i soczewki na którą wspomniane skupione światło miało by padać. Jaki jest cel? Być może od tego powinienem zacząć. Pragnę zbudować reflektor, którego realny zasięg wyniesie przynajmniej 200m. Światło które będzie generował taki reflektor powinno być w miarę skupione, ale nie chodzi mi o typowy throw. Na odległości 200m powinnien powstać obraz o szerokości około 20 i wysokości 10m. Znalazłem kolimatory które generują snop 4 stopniowy, ale są dość trudne do dostania - zgodnie z moimi szybkimi i nieprecyzyjnymi wyliczeniami na 200 metrach snop miałby około 13m średnicy, co ostatecznie również odpowiada mojej koncepcji. Tak czy owak, jak wspomniałem trudno je dostać, dlatego pomyślałem o użyciu łatwo dostępnych kolimatorów 15 stopniowych o średnicy 20mm i soczewki asferycznej z optyki hella o średnicy 78mm i ogniskowej około 60mm. Czytałem o problemach związanych z ustawieniem idealnej ostrości obrazu w przypadku optyki dwufazowej, ale tyczyło się dwóch soczewek asferycznych a nie wiem jak sprawa wygląda w przypadku kolimatora i soczewki, choć znalazłem temat i zdjęcia prób z takim zestawem. Swoją drogą ostrość nie jest dla mnie bardzo istotna, o ile nie będzie drastycznie wpływała na efekt. Co do sprawności układu. Producent kolimatorów zapewnia, że efektywność wynosi 95%, soczewka zgodnie z informacją producenta ma identyczną sprawność, zatem cały układ powinien dawać radę i teoretycznie osiągać około 90%, choć nawet jeżeli osiągnie 70% będę zadowolony. Idąc dalej. Diody których chiałbym użyć to XML U3, oczywiście do nich odpowiedni driver z prądem 2.8A i aktywne chłodzenie w postaci radiatora z wiatrakiem. Reflektor będzie używany stacjonarnie, w związku z czym nie ma problemów z zasilaniem. Główną bolączka jest optyka. Zamieszczam także rysunek poglądowy - jak chciałbym uzyskać wspomnianą projekcję światła.
Obrazek
Oraz obrazki z prób z optyką ze znacznie mniejszą soczewką i kolimatorem.
Obrazek

Obrazek
Zdjęcia: augusthouse - Craig z photomacrography.net

Co o tym sądzicie? Jakieś sugestie, doświadczenia?
Mociumpel
Posty: 2115
Rejestracja: sobota 01 mar 2014, 13:50
Lokalizacja: Wrocek

Post autor: Mociumpel »

Pomysł dobry ale pracochłonny - powstaje pytanie na ile intensywność "kwadratu" w odległości 200m ma być "istotna" czyli ile ma emitować luxów powierzchnia którą będziesz oświetlał.
Tego typu projekcje dla obiektów typu oświetlenie wież kościelnych czy pojedyńczych budynków z dużej odległości wykonuje się zazwyczaj za pomocą dedykowanych reflektorów metalohalogenowych z pionowym palnikiem, rzadko z ruchomym gniazdem na śrubie mikrometrycznej celem ustalenia odpowiedniego ogniska w dane odległości.
Jeśli ma to być kwadrat to stosuje się specjalne nakładki (np. soczewki fresnela bo są płaskie i można je nakładać na głowice jak kolorowe szkiełka) o optyce elipsoidy - wtedy na dużej odległości powstaje "kwadrat z zaokrąglonymi bokami".
Problem w tym jest taki że aby uzyskać jaskrawy dla oka element z odległości 200m z intensywnością ok. 100 luxów potrzebujesz albo mocnego źródła rzędu 35-50W i naprawdę dobrej/nietaniej optyki lub 70-150W i przeciętnej optyki.
Koszt takich urządzeń to ok. kilka tys. zł.
Można także takie coś wykonać z np. 3 reflektorów typu spot (np. ledowe o mocy 15-25 watów) bez optyki typu nakładka, ale wąskostopniowe - 4 stopnie to max., gdzie po odpowiednim skierowaniu na "planszę" i nałożeniu 3 "świetlnych kółek" można otrzymać zaokrąglony kwadrat), który "od biedy" spełni swoją rolę - przykładowe pierwsze lepsze http://www.megascena.pl/american-dj/ame ... 33460.html - wąska krecha dająca w odległości 200m plamę o średnicy 10 metrów.
Trzy takie krechy obok siebie i na 200 m masz "zaoblony kwadrat" o szerokości 20-25m powstały z nakładających się bokami plam światła.
Jedyne co musiałbyś zapewnić to szczelność na poziomie IP44 aby świecidła z linku nie zamokły bo przestana działać ;) (mogą pracować na początek np. pod daszkiem).
Jeśli zakładasz oświetlenie kwadratu z jasnością ok 15-20 luxów a chcesz to zrobić własnozręcznie to czeka Cie spora praca teoretyczna, poszukiwania odpowiednich soczewek i obudowy do "modowanej latarenki", troche prób - jest szansa że CI sie uda - życzę powodzenia.
ODPOWIEDZ