Wie finde ich den richtigen Widerstand für eine Helligkeit von 50% in einer LED? Ich weiß, wie man den richtigen Widerstand findet, um den hellsten zu erhalten, aber ich möchte die perfekte Mitte finden.
Etwas rhetorische Frage: Was bedeutet "50% Helligkeit"? Meinst du halb so viele Photonen? Das sieht nicht halb so hell aus. Meinst du sieht halb so hell aus? Dann müssten wir das Umgebungslichtniveau kennen, um zu wissen, was "dunkel" ist, um eine wahrgenommene Helligkeit auf halbem Weg zwischen dieser und der vollen Helligkeit zu wählen.
Phil Frost
Antworten:
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Es besteht die Möglichkeit, dass Sie für eine wahrgenommene "halb so helle" LED den Widerstand um etwa (5: 1) erhöhen müssen, was etwa 20% der Lumen ergibt.
Vergleichen Sie die beliebte nordamerikanische Auto-Rücklichtbirne 1157 mit zwei Filamenten - Bremse und Lauflicht. Die Filamente sind ungefähr 28 W und ungefähr 8 W, aber die Lumen sind ungefähr 10: 1 (402 gegenüber 38 Lumen). Die Bremslichter werden jedoch nicht als zehnmal heller wahrgenommen - vielleicht dreimal.
Dies liegt daran, dass Ihr Auge über einen bestimmten Bereich ungefähr logarithmisch reagiert, sodass ein Unterschied von 20% oder 25% bei den Lumen kaum wahrgenommen wird.
Das ist eine so prägnante und großartige Antwort und enthüllt dennoch so viele Informationen. Sie erklären die Physik der in Licht transformierten Elektrizität und dann die Biologie, wie Licht wahrgenommen wird. Danke für eine tolle Antwort.
Raddevus
3
Sie werden niemals in der Lage sein, 50% zu erreichen ... Die Eigenschaften von Widerständen und anderen Halbleitern können sich mit der Temperatur ändern, und jeder Widerstand hat eine Toleranz dafür, wie viel nicht genau sein Widerstand ist.
Gute LEDs haben in ihrem Datenblatt eine tropfenförmige Grafik, die die Ausbreitung des Lichts zeigt, sodass die Helligkeit auch vom Blickwinkel abhängt.
In jedem Fall sollte das Datenblatt Ihnen die Beziehung zwischen lumensund zeigen, currentund Sie können eine Schätzung darüber erhalten:
Erhalten Sie den maximalen Strom, den die LED verarbeiten kann, und damit erhalten Sie das maximale Lumen, als Sie den Widerstand leicht berechnen können, wenn Sie die Hälfte dieses maximalen Stroms unter Verwendung von V = R * I annehmen.
Denken Sie daran, dass die Beziehung nicht so linear ist und nur eine gute LED Ihnen alle Parameter zur Berechnung der halben Helligkeit liefert. In der Praxis ist es jedoch normalerweise eine gute Annäherung, die Hälfte der Helligkeit für die Hälfte des maximalen Stroms anzunehmen.
Denken Sie auch daran, dass das menschliche Auge nicht auf alle Farben gleich reagiert. Einige Farben erscheinen bei gleichen Lumen heller als andere. Deshalb gibt es verschiedene Farbkorrekturkurven und Kalibrierungen für lichtbezogene Geräte.
Wenn die LED-Leistung in Lumen angegeben wird, berücksichtigt dies bereits die spektrale Reaktion des menschlichen Auges. Zumindest für ein Laborstandardauge.
Das Photon
@ThePhoton heißt Photopic Vision, mit dem Lumen verwandt sind. Menschen haben tatsächlich mehr als einen Sehmodus und wechseln Tag und Nacht zwischen ihnen.
KyranF
Ich bin kein Spezialist für "Licht" -Wissenschaften, ich habe einige Jahre später über Farben und menschliche Wahrnehmung studiert, daher bin ich hier möglicherweise nicht 100% korrekt. Ich weiß, dass Menschen eine logarithmische Wahrnehmung von Licht haben und sich für Rot-Grün unterscheiden und Blau, da die Augenkegelzellen unterschiedlich auf sie reagieren (ich werde nicht auf Stabzellen hinweisen, da sie mehr mit "Nachtsicht" als mit "Farbsehen" zusammenhängen) ... nun, wie sich die Lumeneinheit auf das bezieht, was ich bin nicht 100% sicher ...
mFeinstein
3
Wenn Sie eine Helligkeit von 50% wünschen, ist es wahrscheinlich einfacher, PWM mit einem Arbeitszyklus von 50% zu verwenden.
Ich weiß nicht ... einen anderen Widerstand zu wählen ist verdammt einfach . Ein Tastverhältnis von 50% führt auch zur Hälfte der Bestrahlungsstärke der LED, was jedoch aufgrund der logarithmischen Wahrnehmung von Licht nicht der Hälfte der wahrgenommenen Helligkeit entspricht .
Phil Frost
Guter Punkt zum Weber-Fechner-Gesetz. Es ist einfach, einen anderen Widerstand zu bekommen, aber es wäre schwierig, einen oder eine Kombination davon zu bekommen, die genau richtig ist.
BanksySan
Außerdem ist es schwierig, ein Tastverhältnis von genau 50% zu erreichen. Es gibt Temperaturschwankungen, Taktjitter ... (und es gibt das größere Problem, dass 50% Einschaltdauer immer noch nicht 50% Helligkeit bringt)
Phil Frost
Ich wollte nicht auf PWM hinweisen, weil es mir so schien, als ob die Frage wirklich mit der Grundelektronik zu tun hatte, nur mit normalen Widerständen. Wenn ich PWM bevorzugen würde, kann der Strom auf diese Weise auf 50% Lichtwahrnehmung eingestellt werden Finden Sie später den Widerstand heraus ... aber ich bin mir nicht sicher, ob das OP über diese Art von Elektronikkenntnissen verfügt ...
mFeinstein
@PhilFrost Wären diese Dinge im Vergleich zur Auswahl eines Widerstands vernachlässigbar? Ich könnte mich dort irren.
BanksySan
2
Die meisten LEDs haben ein Datenblatt, das Ihnen zwei wichtige Diagramme zeigt: den Vorwärtsstrom gegenüber der Lichtstärke. Plus ein weiteres Diagramm, das die Durchlassspannung gegenüber dem Durchlassstrom zeigt.
Sie können sehen, dass 100% Intensität bei 30 mA und 50% bei 15 mA liegt.
Wenn Sie sich das andere Diagramm ansehen, reagieren 15 mA auf 1,8 V im Gegensatz zu 30 mA, was etwa 1,9 V entspricht.
Wenn Sie die Spannung und den Strom der Durchlassspannung kennen, können Sie jetzt den erforderlichen Widerstand einfach berechnen. In diesem Beispiel beträgt bei 5-V-Versorgung 100% Intensität: (5-1,9) / 0,030 = 103 Ohm und bei 50% Intensität: (5-1,8) / 0,015 = 213,33 Ohm.
Im Allgemeinen ist die Relativität zwischen Lichtstärke und Strom immer linear. Während die Auswirkung der Durchlassspannung auf den Strom gering ist. Als Faustregel gilt also, dass Sie nur die Hälfte des Stroms auf die Hälfte der Lichtstärke einstellen. Mit dieser Faustregel hätten Sie die halbe Helligkeit berechnet, die Folgendes erfordert: 5-1,9 / 0,015 = 206,66 Ohm.
Natürlich ist Helligkeit eine subjektive Eigenschaft. Eine Lichtstärke von 50% erscheint einem Auge möglicherweise nicht halb so hell.
Wie wäre es, wenn Sie es an einen variablen Widerstand (Topf) anschließen und damit spielen, bis Sie die gewünschte Helligkeit erhalten? Dann könnten Sie den Widerstand des Topfes messen und einen Widerstand von 1% oder 5% erhalten / bauen (sogar 10% könnten dies tun), um diesen Widerstand zu replizieren.
Wenn es sich um einen festen Widerstand handelt, spielen Sie unter verschiedenen Umgebungslichtbedingungen damit, um sicherzustellen, dass eine bestimmte Helligkeit unter allen Bedingungen ausreichend ist.
Genau so würde ich es machen. Sie könnten eine Reihe von Berechnungen durchführen (wenn Sie sogar das entsprechende Datenblatt haben - ich vermute, die meisten Anzeige-LEDs befinden sich in einem Glas, ohne dass auch nur die Teilenummer bekannt ist), aber dies ist viel einfacher und erklärt die gesamte Nichtlinearität in unserer Wahrnehmung und die LED.
Antworten:
Es besteht die Möglichkeit, dass Sie für eine wahrgenommene "halb so helle" LED den Widerstand um etwa (5: 1) erhöhen müssen, was etwa 20% der Lumen ergibt.
Vergleichen Sie die beliebte nordamerikanische Auto-Rücklichtbirne 1157 mit zwei Filamenten - Bremse und Lauflicht. Die Filamente sind ungefähr 28 W und ungefähr 8 W, aber die Lumen sind ungefähr 10: 1 (402 gegenüber 38 Lumen). Die Bremslichter werden jedoch nicht als zehnmal heller wahrgenommen - vielleicht dreimal.
Dies liegt daran, dass Ihr Auge über einen bestimmten Bereich ungefähr logarithmisch reagiert, sodass ein Unterschied von 20% oder 25% bei den Lumen kaum wahrgenommen wird.
quelle
Sie werden niemals in der Lage sein, 50% zu erreichen ... Die Eigenschaften von Widerständen und anderen Halbleitern können sich mit der Temperatur ändern, und jeder Widerstand hat eine Toleranz dafür, wie viel nicht genau sein Widerstand ist.
Gute LEDs haben in ihrem Datenblatt eine tropfenförmige Grafik, die die Ausbreitung des Lichts zeigt, sodass die Helligkeit auch vom Blickwinkel abhängt.
In jedem Fall sollte das Datenblatt Ihnen die Beziehung zwischen
lumensund zeigen,currentund Sie können eine Schätzung darüber erhalten:Erhalten Sie den maximalen Strom, den die LED verarbeiten kann, und damit erhalten Sie das maximale Lumen, als Sie den Widerstand leicht berechnen können, wenn Sie die Hälfte dieses maximalen Stroms unter Verwendung von V = R * I annehmen.
Denken Sie daran, dass die Beziehung nicht so linear ist und nur eine gute LED Ihnen alle Parameter zur Berechnung der halben Helligkeit liefert. In der Praxis ist es jedoch normalerweise eine gute Annäherung, die Hälfte der Helligkeit für die Hälfte des maximalen Stroms anzunehmen.
Denken Sie auch daran, dass das menschliche Auge nicht auf alle Farben gleich reagiert. Einige Farben erscheinen bei gleichen Lumen heller als andere. Deshalb gibt es verschiedene Farbkorrekturkurven und Kalibrierungen für lichtbezogene Geräte.
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Wenn Sie eine Helligkeit von 50% wünschen, ist es wahrscheinlich einfacher, PWM mit einem Arbeitszyklus von 50% zu verwenden.
quelle
Die meisten LEDs haben ein Datenblatt, das Ihnen zwei wichtige Diagramme zeigt: den Vorwärtsstrom gegenüber der Lichtstärke. Plus ein weiteres Diagramm, das die Durchlassspannung gegenüber dem Durchlassstrom zeigt.
Ein Beispiel ist dieses Datenblatt: http://www.farnell.com/datasheets/1626761.pdf am Ende von Seite 2.
Sie können sehen, dass 100% Intensität bei 30 mA und 50% bei 15 mA liegt.
Wenn Sie sich das andere Diagramm ansehen, reagieren 15 mA auf 1,8 V im Gegensatz zu 30 mA, was etwa 1,9 V entspricht.
Wenn Sie die Spannung und den Strom der Durchlassspannung kennen, können Sie jetzt den erforderlichen Widerstand einfach berechnen. In diesem Beispiel beträgt bei 5-V-Versorgung 100% Intensität: (5-1,9) / 0,030 = 103 Ohm und bei 50% Intensität: (5-1,8) / 0,015 = 213,33 Ohm.
Im Allgemeinen ist die Relativität zwischen Lichtstärke und Strom immer linear. Während die Auswirkung der Durchlassspannung auf den Strom gering ist. Als Faustregel gilt also, dass Sie nur die Hälfte des Stroms auf die Hälfte der Lichtstärke einstellen. Mit dieser Faustregel hätten Sie die halbe Helligkeit berechnet, die Folgendes erfordert: 5-1,9 / 0,015 = 206,66 Ohm.
Natürlich ist Helligkeit eine subjektive Eigenschaft. Eine Lichtstärke von 50% erscheint einem Auge möglicherweise nicht halb so hell.
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Wie wäre es, wenn Sie es an einen variablen Widerstand (Topf) anschließen und damit spielen, bis Sie die gewünschte Helligkeit erhalten? Dann könnten Sie den Widerstand des Topfes messen und einen Widerstand von 1% oder 5% erhalten / bauen (sogar 10% könnten dies tun), um diesen Widerstand zu replizieren.
Wenn es sich um einen festen Widerstand handelt, spielen Sie unter verschiedenen Umgebungslichtbedingungen damit, um sicherzustellen, dass eine bestimmte Helligkeit unter allen Bedingungen ausreichend ist.
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