Диплом. Диплом Ионов А.В. 1. Теоретическая часть

• Название: 1. Теоретическая часть
• Анкор: Диплом
• Дата: 26.11.2019
• Размер: 1.71 Mb.
• Имя файла: Диплом Ионов А.В.docx
• Тип: Документы; #97181
• страница: 13 из 13

6.2 Величины и единицы света и цвета

Световой поток Ф, лм: Световая мощность, излучаемая источником или принимаемая поверхностью. Величина светового потока происходит из энергетического потока (мощности) посредством оценки излучения приемником со стандартной спектральной чувствительностью глаз

Сила света(одного источника в заданном направлении) I, кд: Световой поток, распространяющийся внутри единичного телесного угла в заданном направлении. Это световой поток на малую поверхность, перпендикулярную к направлению его распространения, деленный на телесный угол с вершиной в точке источника, опирающегося на эту поверхность

Освещенность Е, лк (1 лк = 1 лм/м²): Плотность светового потока Ф, падающего на какую-либо точку поверхности. На практике среднюю освещенность заданной поверхности рассчитывают отношением светового потока, падающего на эту поверхность, к площади Аосвещенной поверхности



ЯркостьL, кд/м²: Физическая величина, создающая ощущение светлоты, выраженная силой света в заданном направлении  (обычно к наблюдателю), с единицы площади поверхности, которая светится сама за счет отражения или за счет пропускания. Яркость равна силе света, испускаемого или отражаемого в заданном направлении элементом поверхности, деленной на площадь проекции этого элемента в данном направлении.

Яркость для матовой поверхности рассчитывают по формуле

где Е — освещенность, лк,

 — коэффициент отражения рассматриваемой поверхности.

Коэффициент отражения: Отношение светового потока, отраженного поверхностью Ф_r к световому потоку Ф_o, падающему на эту поверхность.



Коэффициент отражения зависит от направления падения света (за исключением матовых поверхностей) и спектрального состава света.

Световая отдача (источника света), лм/Вт: Частное от деления полного светового потока, испускаемого источником, на полную мощность, потребляемую им. (Если учитывать потери мощности в балластном сопротивлении, то можно пользоваться термином «коэффициент полезного действия схемы включения»).

Коррелированная цветовая температура (источника света)Т_с, K: Температура черного тела, испускающего излучение, наиболее близкое по цвету или цветности к излучению рассматриваемого источника света.

Цветопередача: Воспроизведение цветов источником света связано с воздействием этого источника на цвет объектов, сравнивая его с цветом объектов, освещенных эталонным источником света.

Общий индекс цветопередачиR_a: Величина, предназначенная для определения степени соответствия цвета объектов, освещенных исследуемым источником света, цвету этих объектов при эталонном освещении. Общий индекс цветопередачи характеризует степень соответствия визуального восприятия цвета восьми эталонных образцов, освещенных исследуемым источником света, с цветом тех же образцов, освещенных эталонным источником света, учитывая цветовую адаптацию.[18]

6.3 Характеристики освещения

В случае, когда яркость светильников или окна значительно больше, чем общая яркость поверхностей интерьера может возникать блескость или когда такие источники света отражаются от блестящих или полуматовых поверхностей (блеск) .

Блескость может проявляться одной из двух следующих форм, воздействующих отдельно или ощущаемых одновременно. Первая известна как слепящая блескость, нарушающая и искажающая видимость деталей или объектов, но не обязательно вызывающая ощущение неудобства. Вторая квалифицируется как дискомфортная блескость, вызывающая неудобство, без обязательного ухудшения при этом видимости деталей и объектов.

В многочисленных рабочих помещениях, особенно в бюро, но необязательно в промышленных зданиях, дискомфортная блескость часто создает больше проблем, чем слепящая блескость. Меры, принимаемые для устранения дискомфортной блескости, создаваемой светильниками и окнами, обычно также достаточны для сглаживания слепящей блескости.

Блескость может также возникать при отражении от поверхностей с высокой отражающей способностью, особенно в случае применения источников высокой яркости и зеркально отражающих поверхностей, например, из полированного металла. Блестящее изображение, воспринимаемое глазом, может вызывать неудобство и рассеивает внимание работника. Блеск может соединять одновременно дискомфортную блескость и слепящую блескость.

Колебания светового потока - мерцания, производимые источником света или наблюдаемые на освещенной поверхности, находящейся в поле зрения, воспринимаются в том случае, когда частота этих колебаний достаточно низкая. Эта пульсация может вызывать чувство неудобства и приводит, в частности, к раздражению. Ощущение пульсации значительно зависит от индивидуума так же, как ощущение дискомфорта.

Частота замечаемой пульсации зависит от яркости и площади источника или освещенной зоны, положения изображения на сетчатке, вида кривой яркости по времени и амплитуды колебаний. Колебания света могут вызвать также стробоскопический эффект, при котором предметы кажутся либо скачкообразно движущимися, либо, наоборот, искажается реальная скорость вращающихся предметов.

В настоящее время светодиодные лампы сертифицированы для освещения в образовательных учреждениях.

7. Экономическая часть

7.1 Расчет себестоимости

Расчет производится по калькуляционным статьям расходов.

Расчет стоимости основных и вспомогательных материалов в таблице 7.

Таблица 7. Стоимость основных и вспомогательных материалов

Наименование материала	Норма расхода, кг, м	Цена 1 кг, руб.	Сумма, руб.
Припой ПОС – 61	0,1 кг	230,00	23
Спирт этиловый технический	0,015 кг	58,00	0,87
Канифоль	0,015 кг	85,79	1,28
Лак УР-231	0,1	208,25	20,825
Проволока ММ0,5 ТУ16.	0,1 м	210,26	21,026
Прочая продукция (моющие средства, вата, бумага и т.д.)	0,4 кг	60,00	24
Итого:			100,644

Расчет стоимости покупных и комплектующих изделий в таблице 8.

Таблица 8. Стоимость покупных комплектующих изделий разрабатываемой ячейки.

Наименование изделия	Цена, руб.	Количество, шт.	Сумма, руб.
Конденсатор	20	1	20
Кер.ЧИП конд. 2.2пФ NPO 50В, 5%, 0805	4,8	1	4,8
Транзистор
IXTA8N50P	170	1	170
Элемент Пельтье	400	1	400
Светодиод
XREWHT-L1-0000-00C01	150	2	300
Диод
0805-NPO-50V-1.0pF +/-5% 0805CG1R0C500NT	50	1	50
Микросхема
MXHV9910	150	1	150
Резисторы
0.125Вт 0805 5.1 кОм, 5%,	8	1	8
0.125Вт 0805 51 кОм, 5%	7,2	1	7,2
Индуктивность
CM453232-4R7KL	16	1	16
Прочее
Винт ВМ2.5-6g-14.36.013	1,5	2	3,0
Гайка 2М2.5-6Н.04.013	0,7	2	1,4
Шайба А2,5.04.013	0,3	2	0,6
Текстолит	40	1	40
ИТОГО:			1171,8

8. Заключение

В дипломной работе было выполнено:

1. 
   Проведен обзор параметров мощных светодиодов и способов их охлаждения.
   
2. 
   Разработана конструкторская документация ШИМ-контроллера для питания светодиода (принципиальная электрическая схема и трассировка печатной платы).
   
3. 
   Проведено исследование отвода тепла от светодиода фирмы CREE типа XREWHT-L1-0000-00C01 мощностью 1Вт и рабочим током 350-700 мА.
   
4. 
   Эксперимент проведен с алюминиевым радиатором, на который затем были установлены вентилятор, а после снятия вентилятора модуль Пельтье. Результаты эксперимента предоставлены в приложении.
   
5. 
   Сделаны выводы основанные на эксперименте и приведены недостатки, а также намечены меры по их устранению в дальнейшем развитии данной работы
   
6. 
   Сделан краткий обзор методов дистанционного измерения температуры кристалла мощного светодиода
   

9. Приложения

Приложение 1

Зависимость яркости от тока

Ток, мА	Яркость, Кд/м2
50	1000
70	1400
90	1790
110	2180
130	2550
150	2910
170	3260
190	3610
210	3970
230	4280
250	4920
270	5260
290	5590
310	5910
330	6230
350	6540
370	6840
390	7140
410	7280
430	7710
450	8240
470	8890
500	9300
550	10000
600	10680
650	11360

Приложение 2

Зависимость температуры от тока

Ток, мА	Температура диода, С
50	27
70	27
90	27
110	27
130	27
150	27
170	27
190	27
210	27
230	27
250	27
270	27
290	28
310	28
330	28
350	28
370	28
390	28
410	29
430	29
450	29
470	29
500	29
550	30
600	31
650	32

Приложение 3

Таблица 3. Результаты измерений яркости и температуры при

Температура диода, С	Яркость, Кд/м2
27	1000
27	1400
27	1790
27	2180
27	2550
27	2910
27	3260
27	3610
27	3970
27	4280
27	4920
27	5260
28	5590
28	5910
28	6230
28	6540
28	6840
28	7140
29	7280
29	7710
29	8240
29	8890
29	9300
30	10000
31	10680
32	11360

Приложение 4

Значение разности температур сторон модуля

	Холодная сторона Пельтье
22	45
25	47
26	47
28	47
28	48
29	50
60	28
60	28
60	29
60	30
60	31
60	31
62	32
62	32
62	33
63	33
63	34
64	35
64	35
65	36
65	36
65	37
66	38
68	39
70	40
74	40
75	41
76	42
77	43
77	45
77	45
77	45
78	46
78	46
79	47
79	47
82	47
85	47
90	45
95	52
95	55
95	56
95	57
95	59
97	59
97	59
97	60
95	60
95	60
95	59
95	68
95	58
95	58
95	57
95	58
97	60
97	60
97	60
97	60

Приложение 5

Температура Диода при пассивном охлаждении

Время, мин	Температура, С
2	27
4	27
6	27
8	27
10	27
12	27
14	27
16	27
18	27
20	27
22	27
24	27
26	28
28	28
30	28
32	28
34	28
36	28
38	29
40	29
42	29
44	29
46	29
48	30
50	31
52	32
54	32
56	32
58	32
60	32

Приложение 6

Температура диода при охлаждении элементом Пельтье

Время, мин	Температура, С
1	45
2	47
3	47
4	47
5	48
6	50
7	28
8	28
9	29
10	30
11	31
12	31
13	32
14	32
15	33
16	33
17	34
18	35
19	35
20	36
21	36
22	37
23	38
24	39
25	40
26	40
27	41
28	42
29	43
30	45
31	45
32	45
33	46
34	46
35	47
36	47
37	47
38	47
39	45
40	52
41	55
42	56
43	57
44	59
45	59
46	59
47	60
48	60
49	60
50	59
51	68
52	58
53	58
54	57
55	58
56	60
57	60
58	60
59	60
60	60

9. 
   Библиографический список литературы
   

1. 
   Коган Л.М. Полупроводниковые светоизлучающие диоды. 1983.С 56
   
2. 
   Гуреева Ольга, Транзисторная история. Компоненты и технология. N9’2006.- С 50
   
3. 
   Петер Маркс. Технические особенности применения светодиодов; журнал “Light”, 2009, №3, С. 184-188
   
4. 
   5 Александр Криваткин, к.т.н. |Юрий Сакуненко, к.т.н. Полупроводниковая светотехника. С 54-56
   
5. 
   Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник / Л.И. Анатычук. – Киев: Наук. Думка, 1979. - 768 с.
   
6. 
   Модели тепловых процессов систем охлаждения с использованием тепловых труб, с плавящимся рабочим веществом, термоэлектрической системы охлаждения для автоматизированого анализа тепловых процессов / Кофанов Ю.Н., Манохин А.И., Сарафанов А. В. –"СИСТЕМОТЕХНИКА", № 4, 2006г, 4-7 с.
   
7. 
   Ю.Н.Давиденко, 500 схем для радиолюбителей. Современная схемотехника в освещении 2008г, С 50-55.
   
8. 
   Журнал «Компьютерра» 2009 № 25-26 (789) 07.07.2009
   
9. 
   Копьютерная оптика 32,№4баков В.Н
   
10. 
    Щербаков В.Н. Исследование надежности и диагностика светодиодов на основе гетероструктур, В сб. трудов МНТК «Информационные технологии и моделирование приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надежности»,МГУПИ,2006. С. 65-74.
    
11. 
    Абрамов, В.С. «Белые светодиоды» журнал Светодиоды и лазеры 2002, № 2 – С.25-28.
    
12. 
    ГОСТ 29137-91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы. Общие требования и нормы конструирования – М.: ИПК Издательство стандартов, 2004
    
13. 
    ГОСТ 2.702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем – М.: Стандартинформ, 2011 
    
14. 
    ГОСТ Р 53429-2009 Платы печатные. Основные параметры конструкции – М.: Стандартинформ, 2010 
    
15. 
    ГОСТ Р 51040-97 Платы печатные. Шаги координатной сетки – М.: ИПК Издательство стандартов, 1997 
    
16. 
    ГОСТ 17467-88 (СТ СЭВ 5761-86) Микросхемы интегральные. Основные размеры – М.: Издательство стандартов, 1989
    
17. 
    ГОСТ ИСО 8995-2002 Принципы зрительной эргономики. Освещение рабочих систем внутри помещений. 2002г
    
18. 
    http://lib.chipdip.ru/149/DOC000149178.pdf - онлайн библиотека технической документации ЗАО "ЧИП И ДИП"
    
19. 
    http://lib.chipdip.ru/056/DOC000056707.pdf - онлайн библиотека технической документации ЗАО "ЧИП И ДИП"
    
20. 
    http://catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=23926- - онлайн библиотека технической документации ЗАО "Рынок Микроэлектроники"
    
21. 
    http://www.hebeiltd.com.cn/peltier.datasheet/TEC1-12705.pdf - онлайн библиотека технической документации " HB Brand Electronic Components from China Manufacturer"
    
22. 
    http://www.ylati.ru/i/images/led/XR-E.pdf онлайн библиотека технической документации ОАО «Светодиод»
    
23. 
    http://alltransistors.com/pdfview.php?doc=ixta8n50p_ixtp8n50p.pdf&dire=_ixys - онлайн библиотека технической документации сайта alltransistors.com
    
24. 
    http://lib.chipdip.ru/056/DOC000056641.pdf - онлайн библиотека технической документации ЗАО "ЧИП И ДИП"
    
25. 
    http://alltransistors.com/mosfet/transistor.php?transistor=8857-- онлайн библиотека технической документации сайта bestchip.ru
    
26. 
    Петр Шостаковский, Современные решения термоэлектрического охлаждения для радиоэлектронной, медицинской, промышленной и бытовой техники ч.1. КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 12 '2009 С 40-41
    
27. 
    Петр Шостаковский Современные решения термоэлектрического охлаждения для радиоэлектронной, медицинской, промышленной и бытовой техники ч.2. КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 1 '2010 С 140-142
    
28. 
    http://ru.wikipedia.org/wiki/P-CAD - онлайн библиотека Wikipedia
    
29. 
    http://beriled.biz/data/files/cpc9909_driver.pdf - онайн библиотека OAO “BARILED.BIZ”