Come posso misurare la luminosità di un LED?

La “luminosità accettabile” specificata dal cliente sarà un affare soggettivo a meno che tu non abbia qualcosa con cui calibrare le sue risposte.

Vagamente, dovrai misurare larguzia della luce disponibile hin unarea particolare e quindi correlare tale misurazione con le indagini sui clienti. Con un campione di risposte sufficientemente ampio, dovresti essere in grado di determinare cosa costituisce un livello di illuminazione accettabile per i tuoi clienti.

Mi aspetto che le risposte dei clienti cadano lungo una curva di qualche tipo e alla fine sarai in grado di determinare quali sono le deviazioni standard per “accettabili”.

Un fattore per essere preoccupato è che stanze diverse avranno diversi livelli di riflessione, quindi anche se due stanze possono essere di dimensioni e arredi simili, la stanza dipinta in modo più scuro rifletterà meno luce e sarà vista come “più buia” su base soggettiva. Per ovviare a questo problema, potresti creare una “stanza di prova” dedicata e chiedere ai potenziali clienti di presentarsi e fornire il loro feedback. Sebbene questo sia un approccio più costoso, “è un ottimo modo per isolare le variabili che non potresti” controllare altrimenti .

Per iniziare a misurare la luce disponibile, probabilmente avrai bisogno di un qualche tipo di esposimetro. Questo e questo sono solo due esempi di ciò che “sono sicuro” sarai in grado di per trovare facilmente con un po di ricerca.

Una volta che hai una misura di lux per larea, puoi convertirla in lumen usando una calcolatrice standard. La ricerca visualizzerà una serie di siti, come questo . Non ho inserito le equazioni qui perché sono coinvolti diversi passaggi, inclusa la determinazione dellarea della stanza.

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• Grazie, la tua spiegazione è ciò che intendiamo fare. Ma dobbiamo definire un sistema per test, convalida e produzione. Abbiamo uno degli strumenti esatti che hai consigliato

Puoi facilmente misurare la luminosità di qualsiasi fonte di luce nel visibile con un arseniuro di silicio (Si) o indio gallio (InGaAs) fotodiodo . Entrambi possono essere ritirati a costo relativamente basso , soprattutto se si acquista allingrosso. Un fotodiodo funziona in modo inverso per un LED. Con un LED che scorre una corrente attraverso il dispositivo fa sì che emetta luce; con un fotodiodo, la luce incidente sul dispositivo fa sì che diventi una sorgente di corrente. La reattività di un rilevatore di silicio è mostrata di seguito.

Una volta che hai il tuo fotodiodo devi costruire un semplice circuito attorno ad esso che converta la corrente in tensione, e la lettura della tensione dà è una misura dellintensità della luce incidente sul dispositivo. Questo tipo di circuito è generalmente chiamato amplificatore a transimpedenza . Un amplificatore di transimpedenza ad alto SNR può essere costruito con un singolo amplificatore operazionale, quindi il costo è ancora relativamente basso.

Questa configurazione effettuerà misurazioni della luminosità relativa in modo molto preciso a condizione che non si saturi il fotodiodo o il circuito con troppa luce. È possibile anche convertire la tensione misurata in unintensità assoluta della luce, sebbene eventuali errori nei parametri appariranno come errori nellintensità dedotta. Per fare ciò si utilizzano i parametri del circuito per calcolare la quantità di corrente generata dal fotodiodo. Il fotodiodo responsività viene quindi utilizzato per convertire in intensità incidente.

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• Questo è lapproccio I ‘ La percezione delle persone ‘ del colore e della luminosità è comunque relativa. Nota inoltre che la percezione di certi colori (verdi, blu) è più sensibile nella maggior parte degli esseri umani.Quindi, se progetti una segnaletica elettronica utilizzando LED RGB ‘ s, ‘ probabilmente vorrai profilare la componente tonalità in base alla sensibilità dellocchio umano, altrimenti alcuni colori sembreranno ” dolorosamente luminosi “. Inoltre, la luminosità ambientale dovrebbe essere presa in considerazione. Ci sono molti cartelli LED per cartelloni pubblicitari esterni nella mia zona. Durante il giorno stanno bene. Ma di notte, alcuni sono repulsivamente luminosi.

Se hai un multimetro digitale con un intervallo di corrente uA , quindi un fotodiodo è il rilevatore più semplice. Ricevo circa 15 uA di corrente nel mio laboratorio (larea PD è di 44 mm ^ 2) Un LED tenuto da vicino può fornire più di 1 mA di corrente.

La luminosità di un diodo a emissione di luce (o qualsiasi altra cosa) è misurata da flusso luminoso , che è limpatto della luce su un occhio, regolato per diverse lunghezze donda.

Il flusso luminoso è misurato dai lumen, che corrispondono a candele di luce, o luminoso intensità, emessa su un angolo solido.

Ci sono due aspetti che devi considerare qui: Uno è la misurazione fisica di luminanza, flusso luminoso o illuminamento (affronterò le differenze tra un momento), e laltro è il problema molto meno chiaro della percezione umana.

Affrontiamo il prima la fisica. Ci sono tre concetti da spiegare, che sono tutti correlati:

Flusso luminoso è la quantità totale di luce emessa da una sorgente luminosa, in tutte le direzioni. La sua unità SI è lumen. Questo è difficile da misurare senza apparecchiature costose (una sfera di integrazione ). Il flusso luminoso è rilevante perché fornisce una misura della quantità totale di luce che una sorgente immette in una stanza e viene solitamente fornita nelle specifiche di una sorgente luminosa.

Lilluminamento è la quantità di luce che cade su una superficie dellunità di area. La sua unità SI è lux, dove 1 lux = 1 lm / m ² . È facile da misurare con i “misuratori di luce” ei fotodiodi comunemente disponibili. Lilluminamento è il valore più importante quando si chiede, ad esempio, “cadrà abbastanza luce su questa scrivania perché qualcuno possa lavorare”. I codici o gli standard di costruzione spesso specificano lilluminamento richiesto su pavimenti, pareti o superfici di lavoro, per compiti specifici. Questa è una funzione del design complessivo dellilluminazione nello spazio piuttosto che solo della sorgente luminosa – tipo di apparecchio, quantità e spaziatura, colore delle pareti, ecc., Sono tutti importanti – ma i materiali di marketing per alcune sorgenti luminose a LED in particolare dichiarerà “equivalente a xxx wattaggio a incandescenza” confrontando lilluminamento su una piccola area della superficie di lavoro di una lampada a incandescenza omnidirezionale rispetto a un LED a fascio stretto, e implicherà che sono equivalenti, nonostante abbiano effetti radicalmente diversi ovunque nel stanza.

Luminanza è una misura della quantità di luce emessa da una superficie in una direzione specifica , per unità di area. Se quella superficie è la superficie di una sorgente luminosa, ad es. se guardi una lampadina, questo è correlato alla luminosità della sorgente. Questa misurazione è rilevante perché se un cliente guarda direttamente una gamma di sorgenti luminose per confrontare “quanto sono luminose”, sono le differenze di luminanza che vedrà. I misuratori di luminanza sono molto più costosi degli illuminatori.

Quindi, in sintesi,

• Il flusso luminoso è la quantità totale di luce emessa da una sorgente
• Lilluminamento è lintensità con cui viene illuminata una superficie
• La luminanza è (parte di) quanto la sorgente luminosa appare agli occhi

Quale / i è necessario la misura dipenderà esattamente da ciò che stai cercando di ottenere.

La percezione umana è la parte difficile qui . Cè di più in una sensazione di “luminosità” rispetto a entrambe le misure sopra. Ad esempio, le persone tendono a percepire la luce di una temperatura di colore più alta come più luminosa della luce di una temperatura di colore più bassa, un problema comune quando si confrontano i LED con altre sorgenti. Le persone sono anche fortemente influenzate dal contrasto; vediamo per lo più una luminosità relativa piuttosto che assoluta, quindi una macchia di luce su una piccola area di lavoro in una stanza altrimenti buia può sembrare più luminosa della stessa illuminazione in tutto lo spazio, soprattutto una volta che gli occhi dello spettatore si sono adattati alloscurità. Quindi fai molta attenzione se offri dimostrazioni pratiche, altrimenti potresti scoprire che la percezione del cliente non corrisponde ai tuoi calcoli. (vale anche la pena notare, ovviamente, che per alcuni scopi è la percezione che conta …)