Új hozzászólás Aktív témák

• #362 gyulaipal tag

  Új Válasz 2019-10-08 18:20:18 #362

  Új hozzászólás

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

  Privát üzenet küldése

  

  gyulaipal

  tag

  No, akkor LED projekt ...

  A LED fényforrás már egész jól használható, pedig a Luminus SST-40-ek még mindig nem jöttek meg. Lassan viszont a Cree XHP35, amit jóval később rendeltem, megérkezik. Az is jó lesz első körben ... ha az tényleg megérkezik.

  Szóval KÉT ötletem volt a LED fényforrás szánalmas fényerejének a kezelésére:

  - a LED kis lencséjének az eltávolítása (nagyobb átlagos szögben sugárzott fény, de (látszólagosan) kb. fele felületről)

  - a nagyobb szögű fénysugarak "összefogdosása" nagyobb numerikus apertúrájú kollimátor lencsével (magyarul: a Casio gépek direkt erre tervezett lencséjével)

  Eredmények:

  - A nagy szögű lencse használata kb. 50% fényerőt adott pluszban, ezt már megbeszéltük.

  - A LED "lencsétlenítése" is kb. 33% plusz fényerőt hozott (pedig a legbiztosabban hamisítvány LED-et "nyúztam meg", aminek a legnagyobb a fénysugárzási felülete, tehát "úgysem jó semmire" kategória).
  Eddig 37,5 lumen-t tudtam elérni egy darab (a mostaninál jobb, kisebb felületen világító) LED használatával, most a mérés 69,5 lumen-t adott. Kerekítsünk 70 lumen-re... úgyis van ennyi hiba a mérésben. Egyre jobban hangzik a dolog!

  Nézegettem a katalógusokat/méréseket és kiderült, hogy a LED-jeim mindegyike kb. 800 lumen fényt termel 2A áramerősségnél. A 70 lumen (fehér falról visszavert) fénymennyiség tehát kb. 800 lumen fényből keletkezik. A fényhasznosítás így 8,75% (amiben a 6 éve festett fehér fal vesztesége is benne van). A tesztgép egy sokat futott példány, ha ki lenne tisztítva az optikai rendszer (és ha a gép lencséjéből jövő fényt mérnénk) szerintem simán 10% lenne a fényhasznosítás. Ez már nem is rossz ... de ennek az az ára, hogy csak 1db LED fényét tudjuk hasznosítani. A 4:3 képarányú gépben legalábbis...

  A hamarosan (remélem) megérkező Cree XHP35 előnye az lesz, hogy kisebb áram (1,05A) kell neki (de nagyobb, 12V feszültség) emiatt ezt (végre) "ki tudom majd hajtani" a 2A-re specifikált kis tápegységemmel. Túl is tudnám "kergetni" a gyári speckón, de erre nem lesz nagy szükség, mivel ez a LED kb. 1500 lumen fényt ad gyári áramerősség mellett, ami (10% fényhasznosítással számolva) kb. 150 lumen fényáramot jelent majd (persze a gép optikai tisztítása után). Ez nekem simán elég lesz a hálóban a 160cm széles képhez. Pont a 150 lumen fényerő elérése volt a projekt célja és ez meg is valósul majd. Egy problémával kevesebb!

  Egyébként ha kell, 2000 lumen-ig "gyengéd" túlhajtással fel lehet tornázni az XHP35 fényerejét. Ettől biztosan nem lesz baja a LED-nek, bár az élettartam lehet, hogy így 50000 óra helyett "csupán" mondjuk 40000 óra lenne ... de egy 1500Ft-os LED esetén szerintem ez simán belefér a "játékba". Namost az így kapott kb. 200 lumen fényerő már közelíti a "majdnem használható" szintet egy (kisebb vásznú) házimoziban. A duplája már elég is lenne a legtöbb olyan házimoziban, ahol kisebb a vászon...

  ... és ez meg is valósítható lenne két darab SST-40 használatával. Ha az XHP35 a fenti adatokat hozza majd a 4:3 képarányú gépben, akkor az SST-40 esetén a kisebb világító felület miatt teljesen reális a (múltkor említett) Barco-féle fényközösítő rendszer használatával 2db LED fényének a hasznosítása egy 16:9-es FullHD gépben. Ezzel közel dupla fényerőt érhetnénk el ... ami már elég lenne kisebb vásznakon.

  Az SST-40-ek még nem érkeztek meg, de már "elavultak", ugyanis találtam egy még jobb LED-et, amit az Osram direkt projektorokhoz fejlesztett. Itt a link a fényforrás tesztjére:

  http://budgetlightforum.com/node/58848

  5A áramerősség mellett ez a LED kb. 1200 lumen fényt termel ... ami nem tűnik soknak ... viszont közben a fénysugárzó felülete mindössze 1,8mm2 (és 1.55mm x 1.23mm méretű, azaz téglalap alakú). Állítólag ez a legnagyobb felületi fényességű LED (ami nem kerül horror pénzbe, azaz nem 36eFt hanem talán 2eFt darabja). Ez két dolgot jelent:
  - a jelenleg használt LED-hez képest 16:9-es gépen 1,55x (4:3 képarány mellett pedig 2x) nagyobb optikai nagyítással lehetne leképezni ezt a pici világító felületet a tüköralagút bejáratára. A nagyobb nagytás miatt nagyobb százalékban (nagyobb maximális szögig) hasznosul majd a LED-ek fénye ÉS ráadásul több (szerintem 4db) LED fényét lehet majd összeadni. Ez a LED nem annyira fényes, de 4db használata 4x1200 azaz 4800 lumen kiinduló fényerőt jelent (és ekkor a LED-ek még a gyári speckó szerinti áramot kapják, nincsenek is túlhajtva) ami a jelenlegi fényhasznosítás mellett is kb. 480 lumen lenne a vásznon (de a jobb fényhasznosítás is jelentős, több tíz százalék plusz fényerőt adhat ezen felül). A 16:9-es gépekben is nagyjából hasonló eredményre lehet számítani a fényközösítő rendszer két végén 2-2db ilyen LED-et használva. Ez már közel van az "átlagos" UHP lámpás gépek cinema módban mért fényerejéhez ... és ehhez csak 4db pici, olcsó LED fénye kell, darabonként a gyárilag megengedett 16W árammal hajtva őket ... azaz összesen 64W-ot használva a fényforrás(ok)ban. Kezd a dolog jól hangzani ... azonban mostanra már minden LED elavult, ugyanis kitaláltam, hogyan lehet megkerülni a LED-ek legnagyobb hátrányát. Íme:

  A LED igazi hátránya (tudtommal) az, hogy melegszik. Azért melegszik, mert a foszfor alatt levő kék LED az áram által szállított energia kb. 45%-át arra használja, hogy "fűtse" magát. A maradék 55% energiából keletkezik 460nm hullámhosszúságú fény, amiből valamennyi átjut a foszforon, a többi (mondjuk kétharmada, amiben az össz-energia 37%-a van) elnyelődik és hosszabb hullámhosszúságú fénnyé konvertálódik, amely fotonoknak azonban kisebb az energiája, így mondjuk ennek az energiának is a harmada (mondjuk 12%) megint csak hővé alakul. Durva becslés szerint tehát 55% + 12% energia, azaz összesen 67% hővé alakul a LED-ben (a maradék viszont fénnyé, ami SOKKAL jobb, mint bármilyen más, általam ismert fényforrás hatásfoka). A hőnek durván 80%-a tehát a LED által "elektromosan" megtermelt hő, csak 20% a fény-konverziós veszteség. Ha tehát a 80% "elektromos" hőt NEM kellene megtermelni a LED-nek, akkor a foszfor kb. 5x több kék fényt tudna sárgává konvertálni úgy, hogy csak a konverziós veszteség melegítené (a jelenlegivel azonos mértékben) azaz nem változna a működési hőmérséklete (az 5x-ös fényerő ellenére!!!).

  Nem tudom, hogy a foszfor "elfárad-e" a fény konverziójától egy idő után, ha igen, akkor az összes átkonvertálható fény mennyisége 5x-ös fényintenzitás mellett 5x gyorsabban "fogy majd el" tehát az 50000 óra élettartam mondjuk 10000 órára csökken. Egy 1000Ft költségű LED esetén azonban ez teljesen vállalható kompromisszum (szerintem). 10000 óra is nagyon sok ám ... és a LED élettartamát tipikusan a 10% fénycsökkenéshez kötik, ami szemmel nem is igazán látszik. Az élettartam NEM lesz gond ... mivel nem is biztos, hogy a foszfor egyáltalán elfárad.

  A "Nagy LED Tuning Ötlet" tehát az, hogy NEM KAPCSOLUNK ÁRAMOT a LED-re, ezáltal nem fog annyira melegedni! Ugye milyen jó ötlet?

  Öööö ... ööö ... izé ... na de akkor mitől fog majd világítani a LED? Nos, pont ez az ötlet lényege: NEM a LED maga termeli majd a konvertálandó kék fényt, hanem a kék lézer, amivel rávilágítunk a LED felületére. Így a kék fény megtermelésének a veszteséghője a lézerben keletkezik (amit könnyű hűteni) és a LED-et csak a "konverziós veszteség" melegíti majd ... azaz (remélem) többszörös fényerőt kapunk azonos felületből kisugározva, azonos működési (foszfor) hőmérséklet mellett. Ugye milyen egyszerű? Végülis ez konkrétan egy lézer-foszfor fényforrás, csak "egyszerűsített változatban", azaz mozgó alkatrész nélkül. A LED felületén a foszfor nyilván NEM bír majd akkora terhelést, amit egy forgó foszforkerék simán kibírna (ahol a kerületen eloszlik a lézer által szállított hő) ... de a kb. 5x-ös fényerő már bőven elég lenne egy házimoziban (ha most 150 lumen körüli fényerőt kapnánk egy "rendes" LED-ből gyári speckó szerint hajtva, akkor ennek mennyi is az 5x-öse? :-).

  A LED-ekkel ma elérhető felületi fényességet pont a hűtés korlátozza. Adott méretű LED-test adott mennyiségű hőt képes elszállítani. Ha tehát a lézerrel egy nagyobb testű LED (pl. egy XHP70) foszfor-felületének (egy kisebb részére, mondjuk a közepére) világítanánk, még valamivel jobban terhelhető lenne a világításra használt kis foszfor-rész (a nagyobb LED jobb hőelvezetése miatt ... vagy azonos terhelés mellett jobban világítana a foszfor az alacsonyabb hőmérsékleten). Lehet, hogy a fenti 5x-ös becslés picit túl optimista ... de nagyobb testű LED használatával mindenképpen csak tovább javul a helyzet ... és közelítheti a fenti becslést.

  "Legrosszabb esetben" megcsinálhatjuk akár azt is, hogy veszünk egy tényleg nagy felületű LED-et (mondjuk 10x10mm világító felülettel) és egy kis motorral forgatjuk "szegényt". Ha a lézerrel a forgás centrumától pl. 4mm-re "lőnénk" erre a felületre, akkor egy ekkora sugarú körön "szaladgálna" körbe a lézer fényfoltja a LED foszfor-felületén, tehát eloszlana a "terhelés" a felületen. Ez már egy igazi "foszforkerék" lenne ... csak sokkal kisebb "méretű", mint egy "igazi" foszforkerék. Így biztosan tovább növelhető lenne a fényerő ... de remélem, hogy erre nem lesz szükség. A "lézerrel megvilágított LED" fényforrás csodája (szerintem) pont az egyszerűsége, hiszen nincs benne mozgó alkatrész. Elvben (ha a fenti kiszámolt 5x-ös fényerőt akár csak közelíti a valóság, akkor) 1 db LED elég lesz a feladatra, de "legrosszabb esetben" (ha mondjuk csak 2x-3x nagyobb fényerőt kapunk) akkor 2db nagyobb méretű LED felületére lézerrel rávilágítva már biztosan elég fény keletkezik majd egy házimozis projektor számára (és közben a foszfor sem lesz "túlterhelve"). Persze a Barco Balder-t ez az "egyszerűsített" lézer-foszfor rendszer NEM eszi majd meg ebédre ... de a "sima" LED-ekkel elérhető fényerőnek azért csak a többszörösére lehet számítani ... és persze több tízezer órás élettartamra. Figyelembe véve a megoldás minimális költségét és egyszerűségét, nekem ez nagyon is tetszik ... de persze elfogadom mások, ettől különböző véleményét is ... :-)

  Már csak pár kék lézer kellene. Pl. egy olyan kis Casio, amiben benne vannak a lézerek (és persze ki is szedhetem őket "legálisan"). A Batyó által a tudomány számára felajánlott "szétszedős" kis Casio gépben nincsen lézer-modul, a másik (tökéletes) gép pedig csak próbára van itt, nem nyúlhatok hozzá csavarhúzóval. Nincs valakinek otthon valami hasonló, de pl. hibás gépe, amit eladna értelmes összegért? Így meg lehetne spórolni az Ebay-es vásárlás során a szállítás idejét ... ja, de egy pillanatra álljon csak meg a menet! Pontosan hova is sietünk? Akinek van otthon egy értelmes projektora, az nyilván kibír még pár hetet (vagy akár hónapot) UHP lámpával, aki pedig valami gyengébb gépet használ, annak (sajnos) nem a fényforrás a legnagyobb problémája most sem. Igazából a feladat már meg van oldva, a dolog működik (csacsi, aki azt hiszi, hogy nem próbáltam ki a LED felületére "rávilágítást" azonnal, a többszínű interferométer kék lézerével) szóval nyitott technológiai kérdés itt már nincsen.

  Persze feltételezhetjük, hogy nem tudok betenni egy kis dikroikus tükröt a fény útjába, ami majd a LED felületére "pattintja" a kék lézerfényt, de szerintem ez menni fog.

  Lehet, hogy a fenti 5x-ös szorzó túl optimista, de a valós "szorzó" biztosan nem lehet kisebb 1,82x-esnél, ezt az energiamegmaradás elve garantálja. A 1,82 éppen a 100/55 hányados, ennyi plusz terhelhetőséget akkor is nyernénk a megoldással, ha a foszfor a LED által termelt összes fényenergiát elnyelné és hővé alakítaná ... hiszen ekkor is megspórolnánk a másik 45% hőt, amit az áram termel. Ekkor azonban egy árva foton sem jönne a LED-ből ... azt meg könnyű lenne észrevenni. A LED fényt sugároz (és nem is keveset) ezért a kék fotonok energiájának minimum egy része NEM alakul hővé a foszforban ... akkor viszont a terhelhetőség javulása is ennyivel nagyobb lesz, mint 1,82x-es "durva" alulbecslés. A pontos hányadost ki lehetne számolni ugyanannak a LED-nek a foszforos- és foszfor nélküli változatának az adatait összehasonlítva, de igazából tökmindegy a pontos érték, nekünk már egy 3x-os szorzó is bőven elég lesz. Az meg azért eléggé meglepne, ha nem jönne össze...

Új hozzászólás Aktív témák