Új hozzászólás Aktív témák

• #405 gyulaipal tag

  Új Válasz 2019-11-20 15:46:56 #405

  Új hozzászólás

  Összes hozzászólása itt Válaszok az összes hozzászólására itt Válaszok erre a hozzászólásra

  Privát üzenet küldése

  

  gyulaipal

  tag

  Meglepő, de a LED-nek a projektor számára nincs "mérete", mivel (szinte) mindig a tüköralagút (vagy a DMD) magasságának megfelelő fényfoltra képezik le a kollimátor lencsék a LED világító felületét. Magyarul mindegy, hogy mekkora a LED, a fényfolt mindig ugyanakkora méretű lesz. A LED-ek között mégis lesz különbség (ami a méretből adódik), mégpedig az a szög, ami alatt a fény megérkezik a fényfoltra. A nagy LED nagy szögben megérkező fénysugarakat jelent (kicsi a kollimátorok nagyítása). Ellenben a kicsi LED fénye kisebb szögben érkezik meg a (mindig azonos méretű) fényfoltra. A kicsi LED tehát nagyobb fényerőt és/vagy jobb kontrasztot jelent.

  Ha viszont csak a fény szögében van különbség, akkor "modellezhetjük" a nagyobb világító felületű LED-eket úgy, hogy "nagyobb szögben világító" LED-eknek "képzeljük" őket. De mi ennek az értelme?

  Nos az, hogy így kettőről egyre redukáltuk a LED-et leíró paraméterek számát. Így mostantól bármely két LED könnyen összehasonlítható lesz, sőt, akár közös koordináta-rendszerben is ábrázolhatjuk a fényhasznosítási görbéiket. Ehhez azonban még valamit érdemes felismerni: a sokszor említett fényhasznosítási-görbe grafikonon a függőleges tengelyen a százalékos fényhasznosítás van. Ide is teszem a görbét, hátha valaki nem emlékszik rá:

  

  Szóval mi ezt a diagramot most módosítani fogjuk:
  - mivel a LED-ek között a fénysugárzási szöget tekintjük az egyetlen különbségnek, a vízszintes tengely "nyújtásával" szimulálhatjuk a különböző méretű LED-ek (virtuálisan) különböző fénysugárzási szögét. Magyarul: ha egy LED 2x nagyobb felületű, akkor 2x "szélesebbre húzzuk" a diagramját (hiszen ekkor 2x-es szöghöz tartozik adott fényhasznosítás)

  - a függőleges tengelyen a LED-ek adott szög mellett hasznosítható (abszolút) fényerejét ábrázoljuk. Magyarul a 2x fényesebb LED grafikonja 2x magasabban fut

  A fenti módszerrel 2 különböző méretű- és fényességű LED fényhasznosítási görbéjét egyetlen koordináta-rendszerben ábrázolva azonnal látszik majd, hogy mekkora hasznosítási szög mellett melyik lesz a fényesebb.

  Gyakorlati példa ilyen összehasonlításra:
  1. LED: Osram S2WP (2,5x3,2mm világító felület, kb. 4000 lumen)
  2. LED: Osram S2WN (2,14x2,14mm világító felület, kb. 2800 lumen)

  Amint látszik, az első LED nem négyzet alakú, de ezen nem idegeskedünk, mivel a fényének a szögét a nagyítás határozza meg, az pedig a kisebbik oldal és a tüköralagút magasságának a hányadosa. Magyarul a kisebbik oldallal számolunk...

  Szóval akkor: az első LED 2,5/2,14 azaz 1,17x nagyobb, így egy 1,17*180 azaz 210 fokos kúpszögben sugárzó LED-nek tekinthetjük. Ennyivel kell "kinyújtani" a vízszintes tengelyt.
  Függőlegesen pedig 4000lumen/2800lumen azaz kb. 1,43x magasabban fut a görbéje. Lerajzoltam (tudom, hogy ronda, de a lényeg látszik):
  
  A vízszintes tengelyen a szögek csak 180 fokig "mennek", mivel ennél több fényt nem lehet lencsével hasznosítani.

  A nagyobb (és fényesebb) LED görbéje láthatóan magasabbra emelkedik, de ha a vízszintes tengelyen megnézzük az értékeket, kb. 90 fokos kúpszögig csak alig láthatóan van előnyben a nagyobb (és sokkal fényesebb) LED. Ez azt mutatja, hogy a nagyobbik Osram LED használatának kizárólag akkor van értelme, ha viszonylag nagy szögben tudjuk hasznosítani a LED fényét. Ehhez nagy DMD chip kell (nagyobb nagyítás) és nagy szögű fény hasznosítására képes optikai rendszer. Ekkor viszont valós előnyben lesz a nagyobb LED.

  Most jön a csel: hasonlítsuk össze a "kisebbik" Osram LED-et egy olyan elképzelt LED-del, aminek minden irányban 2x nagyobb a világító felülete (ekkor viszont összesen 4x nagyobb világító felületű lett a LED, azaz 4x fényesebb). Magyarul a függőleges tengelyen 4x-es függőleges nagyítással, a vízszintesen 2x-essel kell megrajzolnunk az elképzelt LED diagramját:
  
  Az ábrán látszik, hogy kb. 60 fokos kúpszögig nincs igazán előnyben a 4x nagyobb felületű (és 4x nagyobb áramfogyasztású) LED. Ha tehát már eleve sem tudtuk a viszonylag nagyobb szögű fényt hasznosítani (mert már az eredeti LED sem volt kicsi) akkor egy még 2x nagyobb LED csak az energiát pazarolja, de a fényerő NEM növekszik lényegesen. Pontosan ezt is vártuk, hiszen sokszor említettük, hogy az adott LED-del elérhető fényerő a leginkább a LED felületi fényességétől függ (az pedig nem változott a 2x-es méretre nagyítás során).

  Viszont kb. 80 fok felett egyre magasabban fut az elképzelt (2x nagyobb) LED diagramja az eredetihez képest. 180 foknál már 2x-es a különbség fényerőben. Ez azt mutatja, hogy ha az eredeti LED "pici" volt (azaz a fényét (közel) 180 fokban hasznosítani voltunk képesek) akkor egy 2x-es méretre nagyított "elképzelt" változatával kb. dupla fényerőt érhetünk el (bár eközben az áramfogyasztás NÉGYSZEREZŐDÖTT, tehát relatíve sok fényt kell elpazarolnunk). Ezt a lehetőséget eddig nem vettük figyelembe, mivel eddig az áramfogyasztás fontos szempont volt (hiszen pont ezért kellett a LED projektor a hálószobába). Ha megengedjük az energia fokozott pazarlását, akkor választhatunk egy "túlméretes" LED-et a gépbe, így valamennyivel még növelhető az abszolút fényerő. Egy használhatónak látszó LED:

  http://budgetlightforum.com/node/58094

  Tegyünk egy próbát ezzel a termékkel!

  Ez a Cree LED kb. 16mm2 (4mmx4mm) világító felületből sugároz kb. 7000 lumen-t. Ehhez alaposan meg kell hajtani, de ennek a dupláját még elviselte a LED a tesztben. A fényerő azonban csökken akkor, ha leszedjük a LED-ről a kis lencsét, így kb. 6000 lumen fényerőre számíthatunk "nyúzás" után (viszont a látszólagosan világító felület ettől kb. felére csökken, így lesz 16mm2). A LED fényét kb. 89 fokos szögig tudjuk hasznosítani, a (nagy) Barco-ban, ami kb. 50% fényhasznosítást jelent ... ami 6000*0,5 azaz kb. 3000 lumen hasznosítását jelenti. Nos, ez "bukta", mert a nagyobbik Osram LED ennél több fényt ad. Az ugyan csak 4000 lumen fényerejű, de a kisebb világító felület miatt a fényének kb. a 85%-a hasznosítható, ami kb. 3400 lumen. Ráadásul ezt a fényerőt az Osram LED a gyári speckó szerint "hajtva" produkálja, tehát "túlhajtás" nélkül. És amúgy is, a kerámia alapú foszfor miatt ez a LED (tudtommal) sokkal jobban viseli a "hajtást" is.

  Tanulság: a "túlméretes" LED használata adhat plusz fényerőt, de a "nagyított" LED felületi fényességének legalábbis közel kell lennie a "kisebb" LED-hez, különben nem növekszik a fényerő. "Sajnos" az Osram LED a felületi fényesség bajnoka, a világító felülete mindössze FELE a Cree LED 16mm2-ének. Ez akkora előnyt ad az Osram LED-nek, ami behozhatatlan, bármilyen fényes is a Cree LED.

  Ha létezne az Osram S2WN-nek "kétszeresre nagyított" (azaz 4x4 chip-es változata) akkor az kb. mindent "verne". Ennek ugyan (kb.) 4,3*4,3mm-es lenne a világító felülete, de 11200 lumen fényesség mellett ez "megbocsátható" lenne. A fényének mindössze kb. 42%-a lenne hasznosítható, de már ez is kb. 4700 lumen-t jelentene (egyetlen, fehér LED-ből). Ez jól hangzik ... a 160W körüli áramfogyasztás azonban sokkal kevésbé hangzik jól!

  A LED esetén tehát a legfontosabb paraméter a felületi fényesség, de az is adhat egy kis plusz fényerőt, ha ugyanolyan felületi fényességű, viszont (egy értelmes határig) "túlméteres" LED-et használunk. Ekkor azonban a gép durván pazarolni fogja a fényt, azaz az áramot ... ami a kisebbik gond, a nagyobb probléma a LED hűtése. Ha viszont ezt meg tudjuk oldani, akkor nyertünk...

Új hozzászólás Aktív témák