Como posso medir o brilho de um LED?

O “brilho aceitável” especificado pelo cliente será um assunto subjetivo, a menos que você tenha algo para comparar com as respostas deles.

Vagamente, você precisará medir a inteligência leve disponível em uma área específica e, em seguida, correlacionar essa medição com pesquisas de clientes. Com uma amostra grande o suficiente de respostas, você deve ser capaz de determinar o que constitui um nível aceitável de iluminação para seus clientes.

Eu esperaria que as respostas do cliente caíssem ao longo de uma curva de algum tipo e você eventualmente seria capaz de determinar quais são os desvios padrão para “aceitáveis”.

Um fator para Esteja preocupado é que salas diferentes terão níveis diferentes de reflexão. Portanto, mesmo que duas salas possam ser de tamanho e mobília semelhantes, a sala pintada em tons mais escuros refletirá menos luz e será vista como “mais escura” em termos subjetivos. Para contornar isso, você pode criar uma “sala de teste” dedicada e fazer com que os clientes em potencial venham e forneçam seus comentários. Embora seja uma abordagem mais cara, é “uma maneira muito boa de isolar variáveis que você não pode controlar. .

Para começar a medir a luz disponível, você provavelmente precisará de algum tipo de medidor de luz. Isso e isso são apenas dois exemplos do que “tenho certeza de que você” poderá para encontrar prontamente com alguma pesquisa.

Depois de ter uma medida de lux para a área, você pode convertê-la em lúmens usando uma calculadora padrão. A pesquisa mostrará vários sites, como este . Não coloquei as equações aqui, pois há uma série de etapas envolvidas, incluindo a determinação da área da sala.

Comentários

• Obrigado, sua explicação é o que estamos planejando fazer. Mas precisamos definir um sistema para teste, validação e fabricação. Temos um dos instrumentos exatos que você recomendou

Você pode medir facilmente o brilho de qualquer fonte de luz no visível com um silício (Si) ou arseneto de índio e gálio (InGaAs) fotodiodo . Ambos podem ser obtidos a custo relativamente baixo , especialmente se for comprado a granel. Um fotodiodo funciona de maneira inversa para um LED. Com um LED passando uma corrente através do dispositivo faz com que ele emita luz; com uma luz de fotodiodo incidente no dispositivo, faz com que ele se torne uma fonte de corrente. A responsividade de um detector de silício é mostrada abaixo.

Depois de ter seu fotodiodo, você precisa construir um circuito simples em torno dele que converte corrente em voltagem, e a leitura de voltagem fornece você uma medida da intensidade da luz incidente sobre o dispositivo. Este tipo de circuito é normalmente chamado de amplificador de transimpedância . Um amplificador de transimpedância de SNR alta pode ser construído com um único amplificador operacional, de modo que o custo é relativamente baixo.

Esta configuração fará medições de brilho relativo com muita precisão, desde que você não sature o fotodiodo ou o circuito com muita luz. Converter a tensão medida em uma intensidade absoluta de luz também é possível, embora haja erros nos parâmetros aparecerá como erros na intensidade inferida. Para fazer isso, você usa os parâmetros do circuito para calcular a quantidade de corrente gerada pelo fotodiodo. O fotodiodo responsividade é então usado para converter para intensidade de incidente.

Comentários

• Esta é a abordagem que eu ‘ d take. Pessoas ‘ s percepção de cor e brilho são relativos de qualquer maneira. Observe também que a percepção de certas cores (verdes, azuis) é mais sensível na maioria dos humanos.Portanto, se projetar um sinal eletrônico usando RGB LED ‘ s, você ‘ provavelmente desejará traçar o perfil do componente de matiz em relação à sensibilidade do olho humano algumas cores parecerão ” dolorosamente brilhantes “. Além disso, o brilho do ambiente deve ser levado em consideração. Existem muitos painéis de LED ao ar livre na minha área. Durante o dia, eles parecem bem. Mas à noite, alguns são repulsivamente brilhantes.

Se você tiver um DMM com alcance de corrente uA , então um fotodiodo é o detector mais simples. Eu obtenho cerca de 15 uA de corrente em meu laboratório (a área de PD é de 44 mm ^ 2). Um LED bem próximo pode fornecer mais de 1 mA de corrente.

O brilho de um diodo emissor de luz (ou qualquer outra coisa) é medido por fluxo luminoso , que é o impacto da luz em um olho, ajustado para diferentes comprimentos de onda.

O fluxo luminoso é medido por lumens, que corresponde a candelas de luz, ou luminoso intensidade, emitida sobre um ângulo sólido.

Há dois aspectos que você precisa considerar aqui: Um é a medição física de luminância, fluxo luminoso ou iluminância (irei abordar as diferenças em um momento), e a outra é a questão muito menos clara da percepção humana.

Vamos lidar com o física primeiro. Existem três conceitos para explicar, todos relacionados:

Fluxo luminoso é o valor total de luz emitida por uma fonte de luz, em todas as direções. Sua unidade SI é lumens. Isso é difícil de medir sem equipamentos caros (uma esfera de integração ). O fluxo luminoso é relevante porque fornece uma medida da quantidade total de luz que uma fonte está colocando em uma sala e normalmente será fornecido nas especificações de uma fonte de luz.

Iluminância é a quantidade de luz que incide sobre a superfície da unidade de área. Sua unidade SI é lux, onde 1 lux = 1 lm / m ² . É fácil de medir com “medidores de luz” e fotodiodos comumente disponíveis. A iluminância é o valor mais importante quando se pergunta, por exemplo, “cairá luz suficiente sobre esta mesa para que alguém trabalhe”. Os códigos ou padrões de construção geralmente especificam a iluminância necessária em pisos, paredes ou superfícies de trabalho para tarefas específicas. Esta é uma função do design geral da iluminação no espaço, e não apenas da fonte de luz – tipo de luminária, quantidade e espaçamento, cor das paredes, etc., são todos importantes – mas os materiais de marketing para algumas fontes de luz LED em particular irá reivindicar “equivalente a xxx watts incandescente” comparando a iluminância em uma pequena área da superfície de trabalho de uma lâmpada incandescente omnidirecional vs um LED de feixe estreito, e implicará que eles são equivalentes – apesar de terem efeitos radicalmente diferentes em qualquer outro lugar sala.

Luminância é uma medida da quantidade de luz sendo emitida por uma superfície em uma direção específica , por unidade de área. Se essa superfície for a superfície de uma fonte de luz – por exemplo, se você olhar para uma lâmpada, isso está relacionado ao brilho da fonte. Esta medição é relevante porque se um cliente olhar diretamente para uma gama de fontes de luz para comparar “quão brilhantes são”, são as diferenças de luminância que eles verão. Medidores de luminância são muito mais caros do que medidores de luminância.

Então, em resumo,

• Fluxo luminoso é a quantidade total de luz emitida por uma fonte
• A iluminância é a intensidade da iluminação de uma superfície
• A luminância é (parte de) a intensidade do brilho da fonte de luz aos olhos

Qual (is) você precisa medida dependerá exatamente do que você está tentando alcançar.

Percepção humana é a parte complicada aqui . A sensação de “brilho” é mais importante do que qualquer uma das medidas acima. Por exemplo, as pessoas tendem a perceber a luz de uma temperatura de cor mais alta como sendo mais brilhante do que a luz de uma temperatura de cor mais baixa – um problema comum ao comparar LEDs com outras fontes. As pessoas também são fortemente influenciadas pelo contraste; vemos principalmente o brilho relativo, em vez de absoluto, portanto, uma mancha de luz em uma pequena área de trabalho em uma sala escura pode parecer mais brilhante do que a mesma iluminância em todo o espaço, especialmente depois que os olhos do visualizador se adaptaram ao escuro. tenha muito cuidado ao fazer demonstrações práticas, ou você pode descobrir que a percepção do cliente não corresponde aos seus cálculos. (também é importante notar, é claro, que para alguns propósitos é a percepção que importa …)