Was bringt Reflektor, Linse bei IR-LED?

Gast #3672102
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Thomas B. schrieb im Beitrag #3672081:
> Genau wie für sichtbares Licht.
Ja das ist mir schon klar. Welchen Faktor verbessert er dann die 
Reichweite?
mind 2x, höchstens 4x ? Ich hätte da einfach mal ein paar Werte damit 
ich weiss was ich von so einem Reflektor erwarten kann.

Linsen für LEDs finde ich überhaupt nix, nur SpotLEDs zur 
Raumbeleuchtung in einer (Schraub)Fassung mit Linsen, für reine 
Bauelemente gibts nix.
#3672125
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Das hängt vom Abstrahlwinklel des Reflektors ab.

Sorry, hatte meinen Beitrag eben gelöscht, weil ich in Ruhe noch mal
ändern wollte
Du warst jetzt zu schnell :-)

Nimm Reflektoren für 5mm oder 3mm LED´s
Die gibt bei Conrad , Reichelt  und Co.
Reichweite kannst du nur Experimentell ermitteln.

Gruß
Thomas
#3672242
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Wie viel eine Linse oder der Reflektor bringt hängt auch von der LED ab. 
Wenn die LED schon von sich aus sehr stark gebündelt ist, kommt z.B. gar 
keine Licht am Reflektor an. Je nach LED kann der Reflektor aber auch 
einiges bringen - wie viel ist aber nicht so pauschal zu sagen.

Mit einer richtig positionieren Linse kann man das Licht weiter Bündeln, 
oder auch zerstreuen. Die Linse wirkt da ggf. mit der Bündelung von der 
IR LED selber zusammen - je nach LED muss man ggf. anders fokussieren. 
Da reichen dann ggf. auch die Angaben aus den Dateneblättern nicht aus, 
um das voraus zu berechnen. Mit eine guten großen Linse kann man im 
Prinzip sehr gut das Lichtbündel und Fokussieren, vor allem wenn die LED 
klein ist.

Eine Alternative zu einer externen Linse ist ggf. auch eine LED mit sehr 
kleinem Öffnungswinkel (z.B. 3 Grad). Da muss man sich mit Linse oder 
Reflektor schon anstrengen um so gut zu werden.
Gast #3672248
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infratot schrieb:

> Mit wieviel mehr an Reicheweite kann man mit einer
> aufgesteckten Reflektor bzw. einer Linse rechnen?

Habe keine praktischen Erfahrungen damit. - Bei optimaler
Auslegung würde ich mit Faktor 5...10 rechnen; aber das
ist nur Spekulation auf der Basis optischer Grundkenntnisse.

> Wo bekomme ich entspr. Linsen?

Durch Ausschlachten billiger/defekter Feldstecher oder Teleskope,
im Handel für Astrozubehör o.Ä. Im Prinzip eignet sich fast jede
sammelnde Optik. Hauptfragen sind

- welche (fein)mechanischen Möglichkeiten hast Du,
- welcher Platz im Gerät steht für die Optik zur Verfügung.
Gast #3672251
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Ulrich H. schrieb:

> Wenn die LED schon von sich aus sehr stark gebündelt
> ist, kommt z.B. gar keine Licht am Reflektor an.

Eben. Die LEDs, die ich kenne, haben alle eine Kuppe, die
als Linse wirkt. Da bringt ein Reflektor nicht sehr viel.

Mit einer zusätzlichen Linse bekommt man eine Art
zweistufigen Kondensor; das kann bei guter Auslegung
schon deutlich was bringen, denke ich.
Gast #3672326
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Georg schrieb:

> Die hat 25 Grad Abstrahlwinkel. Wenn du den mit einer
> Linse halbierst, verdoppelst du ungefähr die Reichweite,

Glaubichnich.

Die Verkleinerung des Winkels erfolgt in zwei Achsen, die
vom Lichtstrom durchsetzte Fläche beträgt also ein Viertel,
d.h. die Leuchtdichte innerhalb dieser Fläche ist ungefähr
vierfach so hoch.

Dazu kommt: Wenn er auch empfangsseitig eine Optik verwendet,
vergrößert sich die wirksame Detektorfläche im Verhältnis
Linsenfläche zu LED-Fläche. Das kann locker ein Faktor 100
werden.

> musst aber entsprechend genauer "zielen".

Das stimmt. Die Ausrichtung der LED zur Optik muss auch
entsprechend genau stimmen; daher meine Frage nach seinen
feinmechanischen Möglichkeiten.
Gast #3672348
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Possetitjel schrieb:
> Georg schrieb:
>
>> Die hat 25 Grad Abstrahlwinkel. Wenn du den mit einer
>> Linse halbierst, verdoppelst du ungefähr die Reichweite,
>
> Glaubichnich.

Dein Glaube wird die Physik nicht ändern.

> Die Verkleinerung des Winkels erfolgt in zwei Achsen, die
> vom Lichtstrom durchsetzte Fläche beträgt also ein Viertel,
> d.h. die Leuchtdichte innerhalb dieser Fläche ist ungefähr
> vierfach so hoch.

Dann ist ja alles gut - und das bedeutet?

In doppelter Entfernung wird der Durchmesser der beleuchteten Fläche 
doppelt so groß, d.h. die beleuchtetet Fläche vier mal so groß, so dass 
die Bestrahlungsstärke dem ursprünglichen Werte entspricht.

Diese Kenntniss ist landläufig als 1/r²-Gesetz bekannt
http://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsgesetz
Gast #3672349
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infratot schrieb:
> Mit wieviel mehr an Reicheweite kann man mit einer aufgesteckten
> Reflektor bzw. einer Linse rechnen?

Reichweiten von etlichen Kilometern mit einer 1mW LED sind machbar.
(http://www.lichtsprechen.de/lichtsprechen.pdf Einleitung S.4 Tab.)

> Wo bekomme ich entspr. Linsen? Reflektoren für LEDs gibts überall aber
> Linsen?

Linsen gibt es nur (fast) überall.
Bei ebay könnte man einfach nach "konvex linse" suchen.
Gast #3672353
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0815 schrieb:

> In doppelter Entfernung wird der Durchmesser der
> beleuchteten Fläche doppelt so groß, d.h. die
> beleuchtetet Fläche vier mal so groß, so dass
> die Bestrahlungsstärke dem ursprünglichen Werte
> entspricht.

Hihi! Das stimmt allerdings.

"'Höchst fatal!' - bemerkte Schlich -
'aber diesmal auch für mich!'"
#3672523
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infratot schrieb:
> Mit wieviel mehr an Reicheweite kann man mit einer aufgesteckten
> Reflektor bzw. einer Linse rechnen?

Du kannst auch statt der LD271 erstmal eine LED im sichtbaren Bereich
und 25 Grad Abstrahlwinkel benutzen.
Im abgedunkelten Raum sieht man dann gleich das Ergebnis.

Man könnte auch Kollimatorlinsen verwenden.
Beitrag "LED + Kollimatorlinse = dünner Strahl?"

Thomas
Gast #3673618
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Daten übertragen, Datenrate kann sehr niedrig sein, ca <=10m, aussen 
aber nachts, in unmittelbarer Nähe steht allerding eine Strassenlaterne 
mit diesem gelben Licht (Natriumdampf?) kann die Probleme machen?
Gast #3673755
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Harald Wilhelms schrieb:
>> Daten übertragen, Datenrate kann sehr niedrig sein, ca <=10m,
>
> Wozu dann unnötiger Aufwand? Das schafft doch jede beliebige
> IR-Fernbedienung. Es reicht also eine LD271 und ein TSOP1738
> o.ä. Empfängerbaustein.
Und wenn sich Tau auf dem Empfänger/Sender niederschlägt, ist das ein 
Problem? Gehen dann immer noch knapp zehn Meter problemlos?
Gast #3673839
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Georg schrieb:
> wenn die LED beim Senden warm wird, verschwindet der Tau.

Und wer übernimmt dann die Formung eines vernünftigen Strahles. Wenn die 
Reichweite nur 10m betragen soll und es nicht stört, wenn bei 
Sonneneinstrahlung die Kiste versagt, kann man sicher auf zusätzliche 
abbildende Optik verzichten.

Warum sollte sich Tau auf einer Linse niederschlagen, wenn sie durch ein
angemessen langes Rohr guckt und dadurch wenige auskühlt, als die 
Umgebung.

Thomas B. schrieb:
> Weiß nicht ob das funktionieren würde.

Normales Polycarbonatlinse ist bis 1600 nm brauchbar. Die Brennweite im 
IR ist allerdings etwas anders als im Sichtbaren
http://www.go-ttv.de/transmissionskurven_polycarbonat_deutsch.pdf
Gast #3673848
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Thomas B. schrieb:
> Die Kollimatorlinsen von Conrad sind nur für den sichtbaren
> bereich Spezifiziert. (670-785nm)

Woraus liest du das? Nur weil gerade bei den beiden Wellenlängen ein 
paar Kennwerte angegeben sind?

Die Linse ist viel zu klein, um eine LED (mit relativ großem 
Leuchtpunkt) sinnvoll abzubilden bzw. einen Strahl zu formen.
#3673909
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Mike schrieb:
> Die Linse ist viel zu klein, um eine LED (mit relativ großem
> Leuchtpunkt) sinnvoll abzubilden bzw. einen Strahl zu formen.

Wenn ich die LED vorne planschleife, komme ich näher an den
Brennpunkt der Linse.
Bzw., ich habe die Möglichkeit den Fokus zu justieren.
Der Chip hat doch höchsten eine Fläche von 1x1mmm, oder kleiner.
Warum soll das nicht funktionieren?
Hat das schon mal jemand ausprobiert?

Mike schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> Die Kollimatorlinsen von Conrad sind nur für den sichtbaren
>> bereich Spezifiziert. (670-785nm)
>
> Woraus liest du das? Nur weil gerade bei den beiden Wellenlängen ein
> paar Kennwerte angegeben sind?

Ich habe das noch nie getestet.
Deswegen war ich mir unsicher.
Man lernt ja immer dazu.

 Gruß
Thomas
#3673918
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Die Linse würde ich auch eher am Empfänger anbringen. Die Empfänger 
TSOP.... haben einen vergleichsweise großen Öffungswinkel. IR LEDs 
bekommt man auch fertig schon mit kleinem Öffnungswinkel (15 Grad oder 
gar 3 Grad). Das verändert aber auch die Anforderungen an die 
Ausrichtung.

Je nach Strom den man der LED spendiert, sollte es auch ohne extra Optik 
funktionieren.

Das Rohr sollte schon recht effektiv gegen Tau helfen. Nebenbei 
reduziert es auch den Einfluss von Fremdlicht, so dass es dann auch noch 
in der Sonne gehen sollte, sofern der Empfänger nicht in die Sonne sehen 
muss.

Je nach geforderter Bandbreite könnte man den Empfänger ggf. auch zu 
Fuss aufbauen - mit weniger Bandbreite wäre auch eine höhere 
Empfindlichkeit als den fertigen TSOP... möglich.
Gast #3673937
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Thomas B. schrieb:
> Wenn ich die LED vorne planschleife, komme ich näher an den
> Brennpunkt der Linse.

Es geht nicht um den räumlichen Abstand, sondern um die Strahlform. Mit 
der Linse erzeugst du ein weit entferntes Bild der LED. Je kleiner die 
Brennweite ist, um so stärker ist die Vergrößerung der Unperfektheiten 
des LED-"Leuchtpunktes". Für einen effizienten Aufbau mußt du auch 
darauf achten, dass das Öffnungsverhältnis der Linse zum Öffnungswinkel 
der LED paßt. Sonst ist entweder die Linse unnötig groß oder es geht 
viel Licht an der Linse vorbei. Das gilt alles sowohl für die Empfänger- 
als auch für die Senderseite.

Probier es einfach mit einer hellen sichtbaren LED aus. Für nur 10m 
Reichweite wird man das nicht sonderlich ausreizen müssen. Die 
Empfangselektronik der IR-Fernsteuerung gibt es auch separat (ohne 
Photodiode) als VSOP383..
Gast #3674638
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infratrot schrieb:
> Ok, dann werde ich damit rumexperimentieren wenn ich die Empfänger habe,
> LEDs habe ich ja schon.

Es ist ziemliches Stochern im Nebel, wenn du mit Linsen und einer IR-LED 
versuchst, an der Optik zu experimentieren. Viele billige Kameras sehen 
IR-Licht, wenn man das IR Sperrfilter davor entfernt. Oder man 
experimentiert erstmal mit sichtbarem Licht, tauscht dann gegen die 
IR-LED und optimiert nur noch etwas wegen der im IR etwas anderen 
Brennweiten der Linsen.
Gast #3717251
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Also ich habe es jetzt mal gebaut mit einem TSOP, keine Ahnung welcher, 
IR-LEDs aus einer alten FB in eine Niveadose gebaut,  das Ding läuft, 
ohne Linsen, Tau ist auch kein Problem, der sammelt sich recht schnell 
und tropft ab. Habe noch eine Hülse drübergemacht und etwas aufgeweitet, 
innen mit Bastelfolie aus Alu (das zweifarbige Zeug womit man an 
Weihnachten Sterne usw. bastel) "verkleidet". Mit eine Linse (Lupe vor 
TSOP) habe ich auch mal probiert, das verbessert die Reichweite aber den 
Abstand optimal einzustellen ist praktisch unmöglich selbst wenn man die 
Brennweite kennt, kann man in den TSOP nicht reinschauen, da muss man 
lange experimentieren
bis man mal nen Unterschied hat, das war mir dann irgendwann zu blöd, 
geht ja auch ohne.

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