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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Leuchtkraft


Autor: gast (Gast)
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Hallo Leute,

ich habe da eine Farge bezüglich LEDs. In welche Richtung strahlen die 
LEDs Ihr Lich aus. Ich habe mir sagen lassen, dass die LEDs Ihr Licht 
aim Form eines Kegels verteilen?

Wokann man solche Informationen bekommen, wie es wirklich abgestrahlt 
wird und wie sich das Licht verteilt?

Gruß

Autor: Gast Alex (Gast)
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Die Infos bekommst du aus dem Datenblatt des Herstellers.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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gast wrote:

> Ich habe mir sagen lassen, dass die LEDs Ihr Licht
> aim Form eines Kegels verteilen?

Naja, Kegel wäre übertrieben, weil es keine scharfe Hell-Dunkel-
Grenze gibt.  Aber so einigermaßen passt es schon, falls du über
eine solche mit einer integrierten Linse sprichst.  (Viele SMD-LEDs
und prismatische Bauformen haben keine solche.)

> Wokann man solche Informationen bekommen, wie es wirklich abgestrahlt
> wird und wie sich das Licht verteilt?

Aus dem Datenblatt deiner LED.  Das ist nämlich bei jeder ein wenig
anders.

Autor: Micha (Gast)
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Wie wär's mit dem entsprecheden Datenblatt?

z.B: für eine Luxeon 1W 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/17...

Stichwort "Raumstrahlungsmuster"

Autor: gast (Gast)
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Danke, genau das habe ich gesucht!

Autor: gast (Gast)
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Vieleciht doch noch kurze Frage.

Ich muß eine LED in einem Körper (Zylinder) posetionieren, welcher von 
Durchmeßer etwa drei mal so groß ist wie die LED selbst ist.

Dabei muß die LED am Ende (am Ausgang) des Zylinders die möglichst volle 
Leuchtkraft bringen. Ziel ist es die Höhe des Zylinders zu bestimmen, so 
dass die LED die maximal höchste Leuchtkarft liefert.  Wie kann ich das 
bestimmen? "Raumstrahlungsmuster" liefert mir leider nicht das was ich 
benötige!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Da ist die Frage, was der Zylinder bezwecken soll.

Wenn er die Abstrahlung zur Seite zu eindämmen soll, dann wirst du,
falls der Abstrahlwinkel der LED groß ist, auf jeden Fall an
Lichtleistung verlieren.  Der einzige Ausweg hier ist, sich eine
LED zu suchen, die von Natur aus gut bündelt.

Autor: gast (Gast)
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Der Zylinder soll folgendes bezwecken, er soll das Licht nur an eine 
Stelle leiten. Das Licht soll nicht verteilt werden.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Dann musst du dir vermutlich die LED mit dem geringsten Öffnungswinkel
suchen, die du finden kannst, um die Verluste gering zu halten.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Da wirst du mit einem Zylinder vermutlich nicht glücklich werden.

- Ein reflektierender Zylinder dürfte den den Abstrahlwinkel meiner 
Meinung nach nicht ändern.
- Ein lichtabsorbierender Zylinder würde zwar seinen Zweck erfüllen, 
aber auch viel Licht 'verbrauchen'. Eine Lochblende hätte etwa denselben 
Effekt.

Wie Jörg Wunsch schon geschrieben hat solltest du eine LED mit starker 
Bündelung nehmen (diese 'tollen' 10.000 mcd-LEDs die überall abgepriesen 
werden haben oft eine solche Charakteristik).

Eine Sammellinse könnte dir noch helfen. Parabolspiegel wären für LEDs 
meiner Meinung nach Unsinn.

Autor: neuling (Gast)
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Also um kurz wieder zu der Größe des Zylinders zurück zukommen:

Ich habe jetzt folgendes genommen. Auf der Seite 7 des Datenblats (siehe 
Anhang) habe ich folgende werte abgelesen.
im Winkel von 30° wird 80% aller Leuchtkraft abgestrahlt? Ist das 
richtig?

Dann habe ich mit tan alpha = Gegenkatete/Ankatete genommen.

Winkel zum aurechnen: 90°-30° = 60°

tan 60 * 4mm (Zylinderdurchmesser) = ca. 7mm (Zylinderhöhe)

d.h. mein Zylinder darf 7mm hoch sein, damit die Leuhkraft ca. 80% ist? 
Ist das richtig. Bin mir nicht sicher ob diese Überlegung richtig ist!

Autor: Joan P. (joan)
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neuling wrote:
> Also um kurz wieder zu der Größe des Zylinders zurück zukommen:
>
> Ich habe jetzt folgendes genommen. Auf der Seite 7 des Datenblats (siehe
> Anhang) habe ich folgende werte abgelesen.
> im Winkel von 30° wird 80% aller Leuchtkraft abgestrahlt? Ist das
> richtig?

Die Strahlungsintensität beträgt unter einem Winkel von 30° noch ca 80% 
der Intensität der 0°-Richtung, das hat nix mit der Leuchtkraft zu tun.

Wenn du wissen willst, wie groß der Winkel sein soll, damit du 80% des 
von der LED insgesamt abgestrahlten Lichtstromes bekommst (und so klingt 
deine Fragestellung) musst du anders vorgehen..
Ohne dass ich jetzt in meine Unterlagen oder bei Wikipedia geguckt habe, 
würde ich dazu mal die Intensitäten im Abhängikeit vom Winkel 
zusammenaddieren und halt anhalten, wenn die Fläche bis zum Winkel X° ca 
80% der Fläche ist, die die gesamte Kurve einschließt.
Der Winkel der da rauskommt, ist der den du suchst.

siehe dazu das angehängte Bild^^

Die Begrifflichkeiten der Strahlungsfeldgrößen sind etwas verwirrend, 
schau einfach mal auf Wikipedia nach (Leuchtdichte, Strahlunsfluss, 
Bestrahlungsstärke usw..) sonst versteht dich auch keiner.
Leider musst du wissen, welche der Größen du brauchst und welchen Wert 
die haben sollte, damit man dir qualifiziert helfen kann.

> d.h. mein Zylinder darf 7mm hoch sein, damit die Leuhkraft ca. 80% ist?
> Ist das richtig. Bin mir nicht sicher ob diese Überlegung richtig ist!

Nein, siehe oben.

Nebenbei.. da deine Quelle nahezu punktförmig ist, zumindest ab dem 
3-fachen Abstand von der LED kann man sie als Punktquelle ansehen, wird 
der Strahlungsfluss zwar am Ende des Zylinders (unter Beachtung des 
110-120° Öffnunswinkels) 80% des Gesamtstrahlungsflusses betragen, aber 
halt der einer Punktquelle.. nicht das du denkst, da kommt dann nur noch 
paraxiale Strahlung raus, nur weil du die da "abschneidest", dazu musst 
du wie oben schon angedeutet Linsen nehmen.
Dummerweise wird das Strahlenbündel einer Punktförmigen Quelle ohne 
größeren Aufwand keine homogene Flächenbeleuchtung erzeugen (da reichen 
Linsen nicht), falls du so etwas im Sinne haben solltest bzw. benötigst.

Grüsse

Autor: Joan P. (joan)
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Und wo ich grad dabei bin.. die Abstrahlcharakteristik, die du da in dem 
Datenblatt hast, ist für das ungeübte Auge verwirrend.

Ich hab dir mal eine hochgeladen, die in etwa das geiche darstellt, nur 
in beiden Varianten nebeneinander..
Die Kreisdiagrammdarstellung ist vorteilhafter fürs Verständniss, weil 
die Räumlichkeit besser rüberkommt und man außerdem nicht auf die 
'dumme' Idee kommt, dass da irgend eine Leuchtkraft gemeint ist, sondern 
die Intensität in der jeweiligen Richtung.

Bei LED's ist es übrigens üblich den 50% Intensitätswinkel als 
Öffnungswinkel anzugeben ;-)

Autor: neuling (Gast)
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@Joan P.

Danke für die super Erklärung!!!

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Da fällt mir gerade was ein.

Ich hab schonmal nach Linsen für LED's gesucht, die mir einen relativ 
feinen Strahl zusammenbündeln, ähnlich LASER. (für Lichtobjektbau...)

Weis jemand wo es so was gibt?

Grüße Ovular

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Hätte auch Interesse, allerdings bräuchte ich Plankonvexlinsen zur 
Streuung. Große Stückzahlen wären auch nicht schlecht.

Autor: Thomas (Gast)
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Zur Streuung brauchst du eine konkave Linse.

Loch in Plexiglas bohren -> Plankonkavlinse fertig!

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>Zur Streuung brauchst du eine konkave Linse.
Öhm - vertippt, danke :)

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Kommt das nicht drauf an wie rum man die Linse hält?


ich finde für Streuung irgendwie die Konvexe Linse sinnvoller jetzt ohne 
groß drüber nachzudenken.

Muss rauchen... irgendetwas zwingt mich dazu...

MfG Ovular

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>ich finde für Streuung irgendwie die Konvexe Linse sinnvoller jetzt ohne
>groß drüber nachzudenken.
denk nochmal drüber nach :)
Ok, nach der Bündelung dieser Sammellinse divergieren die Strahlen 
wieder, aber einen Vorteil bringt das nicht.

>Kommt das nicht drauf an wie rum man die Linse hält?
nö
Hast du eine Brille?

Wenn die Ränder dicker sind als die Mitte ist's eine Streulinse, die das 
Bild verkleinert - egal wierum du hindurchsiehst (Kurzsichtigkeit)

Im anderen Falle (Weitsichtigkeit) ist's eine Streulinse, die das Bild 
vergrößert und erst bei genügendem Abstand verkleinert aber um 180° 
dreht.

>Muss rauchen... irgendetwas zwingt mich dazu...
Ich bin's nicht :)

Autor: Thomas (Gast)
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Prinzip einer Linse sind die unterschiedlichen Weglängen der 
Lichtstrahlen. Daher ist es egal welche Richtung das Licht durch die 
Linse nimmt.

Thomas

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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>>Kommt das nicht drauf an wie rum man die Linse hält?
>nö
>Hast du eine Brille?

Nein, ich seh noch mit meinen Augen. :)

Hat ne Brille ne Plankovexe oder -konkave Linse?

Autor: AVRFan (Gast)
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>Hat ne Brille ne Plankovexe oder -konkave Linse?

Ist der, der sie trägt, weit- oder nahsichtig?

Autor: Steven () (ovular) Benutzerseite
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Beides!

Nein! Ich wollte nur wissen ob Brillen mit den beiden Linsenarten gebaut 
werden; oder mit konvexkonvex o.ä.

MfG Ovular

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>Nein! Ich wollte nur wissen ob Brillen mit den beiden Linsenarten gebaut
>werden; oder mit konvexkonvex o.ä.

- Konvexkonkav (Kurzsichtig)
- Konkavkonvex (Weitsichtig)
Alles andere sähe echt Kacke aus :)

(konvexkonvex wäre bikonvex)

http://de.wikipedia.org/wiki/Linse_%28Optik%29

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