Wie kann ich die Helligkeit einer LED messen?

Vom Kunden angegebene „akzeptable Helligkeit“ ist eine subjektive Angelegenheit, es sei denn, Sie haben etwas, gegen das Sie ihre Antworten kalibrieren können.

Sie müssen lose messen der verfügbare Lichtwitz Hin einem bestimmten Bereich und korrelieren Sie diese Messung dann mit Kundenumfragen. Mit einer ausreichend großen Stichprobe von Antworten sollten Sie in der Lage sein, festzustellen, was für Ihre Kunden ein akzeptables Beleuchtungsniveau darstellt.

Ich würde erwarten, dass die Kundenantworten entlang einer Kurve fallen und Sie schließlich feststellen können, welche Standardabweichungen für „akzeptabel“ gelten.

Ein Faktor für Bedenken Sie, dass unterschiedliche Räume unterschiedliche Reflexionsgrade aufweisen. Auch wenn zwei Räume von ähnlicher Größe und Einrichtung sind, reflektiert der dunkler gestrichene Raum weniger Licht und wird subjektiv als „dunkler“ angesehen. Um dies zu umgehen, können Sie einen dedizierten „Testraum“ erstellen und potenzielle Kunden dazu bringen, ihr Feedback zu geben. Dies ist zwar ein teurerer Ansatz, aber eine sehr gute Möglichkeit, Variablen zu isolieren, gegen die Sie sonst keine Kontrolle haben

Um mit der Messung des verfügbaren Lichts beginnen zu können, benötigen Sie wahrscheinlich einen Belichtungsmesser. Dies und dies sind nur zwei Beispiele dafür, was Sie sicher können

Sobald Sie eine Lux-Messung für die Fläche vorgenommen haben, können Sie diese mit einem Standardrechner in Lumen umrechnen. Bei der Suche werden eine Reihe von Websites angezeigt, z. B. diese . Ich habe die Gleichungen hier nicht angegeben, da es eine Reihe von Schritten gibt, einschließlich der Bestimmung des Raumbereichs.

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• Danke, Ihre Erklärung ist das, was wir vorhaben. Wir müssen jedoch ein System für Test, Validierung und Herstellung definieren. Wir haben eines der genauen Instrumente, die Sie empfohlen haben

Mit einem Silizium (Si) oder Indiumgalliumarsenid (InGaAs) Fotodiode . Beide können zu relativ niedrigen Kosten abgeholt werden, insbesondere wenn sie in großen Mengen gekauft werden. Eine Fotodiode arbeitet in umgekehrter Weise wie Eine LED. Wenn eine LED einen Strom durch das Gerät fließt, emittiert es Licht. Wenn ein Fotodiodenlicht auf das Gerät fällt, wird es zu einer Stromquelle. Die Empfindlichkeit eines Siliziumdetektors ist unten dargestellt.

Sobald Sie Ihre Fotodiode haben, müssen Sie eine einfache Schaltung darum herum bauen, die Strom in Spannung umwandelt, und die Spannungsanzeige gibt Sie ein Maß für die auf das Gerät einfallende Lichtintensität. Diese Art von Schaltung wird typischerweise als Transimpedanzverstärker bezeichnet. Ein Transimpedanzverstärker mit hohem SNR kann mit einem einzelnen Operationsverstärker gebaut werden, so dass die Kosten wiederum relativ niedrig sind.

Mit diesem Setup werden relative Helligkeitsmessungen sehr genau durchgeführt, solange Sie die Fotodiode oder die Schaltung nicht mit zu viel Licht sättigen. Die Umwandlung der gemessenen Spannung in eine absolute Lichtintensität ist ebenfalls möglich, obwohl Fehler auftreten Die Parameter werden als Fehler in der abgeleiteten Intensität angezeigt. Verwenden Sie dazu die Schaltungsparameter, um die von der Fotodiode erzeugte Strommenge zu berechnen. Die Fotodiode Empfindlichkeit wird dann zur Konvertierung in die Ereignisintensität verwendet.

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• Dies ist der Ansatz I ‚ d take. Die Wahrnehmung von Farbe und Helligkeit von Menschen ‚ ist sowieso relativ. Beachten Sie auch, dass die Wahrnehmung bestimmter Farben (Grün, Blau) bei den meisten Menschen empfindlicher ist.Wenn Sie also ein elektronisches Schild mit RGB-LED ‚ s entwerfen, möchten Sie ‚ wahrscheinlich die Farbtonkomponente gegen die Empfindlichkeit des menschlichen Auges profilieren, andernfalls Einige Farben erscheinen “ schmerzhaft hell „. Zusätzlich sollte die Umgebungshelligkeit berücksichtigt werden. In meiner Umgebung gibt es viele LED-Schilder für Werbetafeln im Freien. Tagsüber sehen sie gut aus. Aber nachts sind einige abstoßend hell.

Wenn Sie ein DMM mit einem uA-Strombereich haben dann ist eine Fotodiode der einfachste Detektor. Ich erhalte in meinem Labor etwa 15 uA Strom (PD-Bereich 44 mm ^ 2). Eine LED, die in der Nähe gehalten wird, kann mehr als 1 mA Strom liefern.

Die Helligkeit einer Leuchtdiode (oder etwas anderem) wird mit Lichtstrom , bei dem es sich um den Einfluss des Lichts auf ein Auge handelt, der für verschiedene Wellenlängen eingestellt ist.

Der Lichtstrom wird durch Lumen gemessen, die Lichtkerzen entsprechen, oder durch Licht Intensität, emittiert über einen Raumwinkel.

Hier müssen zwei Aspekte berücksichtigt werden: Einer ist die physikalische Messung von Luminanz, Lichtstrom oder Beleuchtungsstärke (ich werde gleich auf die Unterschiede eingehen), und das andere ist das viel weniger eindeutige Problem der menschlichen Wahrnehmung.

Lassen Sie uns das behandeln Physik zuerst. Es gibt drei Konzepte zu erklären, die alle miteinander zusammenhängen:

Lichtstrom ist die Gesamtmenge von Licht, das von einer Lichtquelle in alle Richtungen emittiert wird. Seine SI-Einheit ist Lumen. Dies ist ohne teure Ausrüstung schwer zu messen (eine Integrationskugel ). Der Lichtstrom ist relevant, da er ein Maß für die Gesamtlichtmenge darstellt, die eine Quelle in einen Raum einbringt, und normalerweise in den Spezifikationen einer Lichtquelle angegeben wird.

Beleuchtungsstärke ist die Lichtmenge, die auf eine Oberfläche der Einheitsfläche fällt. Seine SI-Einheit ist Lux, wobei 1 Lux = 1 lm / m 2 ist. Es ist einfach mit allgemein erhältlichen „Lichtmessern“ und Fotodioden zu messen. Die Beleuchtungsstärke ist der wichtigste Wert, wenn Sie beispielsweise fragen, ob auf diesen Schreibtisch genug Licht fällt, damit jemand daran arbeiten kann. Bauvorschriften oder -normen legen häufig die Beleuchtungsstärke fest, die für bestimmte Aufgaben auf Böden, Wänden oder Arbeitsflächen erforderlich ist. Dies ist eine Funktion des Gesamtdesigns der Beleuchtung im Raum und nicht nur der Lichtquelle – Art der Leuchte, Menge und Abstand, Farbe der Wände usw. sind alle wichtig -, aber Marketingmaterialien für einige LED-Lichtquellen in Insbesondere wird behauptet, „äquivalent zu xxx Watt Glühlampe“ zu sein, indem die Beleuchtungsstärke einer omnidirektionalen Glühlampe auf einem kleinen Bereich der Arbeitsfläche mit einer LED mit schmalem Strahl verglichen wird, und impliziert, dass sie äquivalent sind – obwohl sie überall in der Welt radikal unterschiedliche Effekte haben Raum.

Luminanz ist ein Maß für die Lichtmenge, die abgegeben wird durch eine Fläche in einer bestimmten Richtung pro Flächeneinheit. Wenn diese Oberfläche die Oberfläche einer Lichtquelle ist – z. Wenn Sie sich eine Glühbirne ansehen, hängt dies davon ab, wie hell die Quelle erscheint. Diese Messung ist relevant, da ein Kunde, der direkt auf eine Reihe von Lichtquellen schaut, um zu vergleichen, „wie hell er ist“, Unterschiede in der Leuchtdichte sieht. Luminanzmesser sind viel teurer als Beleuchtungsstärkemesser.

Zusammenfassend ist

• der Lichtstrom die Gesamtlichtmenge, die von einer Quelle abgegeben wird
• Die Beleuchtungsstärke gibt an, wie hell eine Oberfläche beleuchtet wird.
• Die Leuchtdichte ist (ein Teil davon), wie hell die Lichtquelle für das Auge erscheint.

Welche (n) Sie benötigen Die Messung hängt genau davon ab, was Sie erreichen möchten.

Die menschliche Wahrnehmung ist hier der schwierige Teil . Ein Gefühl von „Helligkeit“ ist mehr als jede der oben genannten Maßnahmen. Beispielsweise neigen Menschen dazu, Licht mit einer höheren Farbtemperatur als heller als Licht mit einer niedrigeren Farbtemperatur wahrzunehmen – ein häufiges Problem beim Vergleich von LEDs mit anderen Quellen. Die Menschen sind auch stark vom Kontrast beeinflusst; Wir sehen meistens eher relative als absolute Helligkeit, daher kann ein Lichtfleck auf einem kleinen Arbeitsbereich in einem ansonsten dunklen Raum heller erscheinen als die gleiche Beleuchtungsstärke im gesamten Raum, insbesondere wenn sich die Augen des Betrachters an die Dunkelheit angepasst haben Seien Sie sehr vorsichtig , wenn Sie praktische Demonstrationen geben, oder Sie stellen möglicherweise fest, dass die Wahrnehmung des Kunden nicht mit Ihren Berechnungen übereinstimmt. (Es ist natürlich auch erwähnenswert, dass es für einige Zwecke auf die Wahrnehmung ankommt …)