Moc LED do mikroskopu: Jak uzyskać ekwiwalent lampy UHP 300W?

Fri Jul 22, 2016 10:02 pm   

Zachęcony tym opisem ;

http://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=15822945#15822945

postanowiłem sobie kupić takie cudo. No i trafiłem nawet niedrogo ten
sam model, też z przystawką obligue.

Jak wspomniałem w wątku na elektrodzie - mam jednakowoż problem z
podświetleniem. Ten mikroskop wymaga MEGA silnego podświetlenia
Różne z tego co widzę były w sprzedaży, ale chyba najlepsze
podświetlacze były z lampą metahalogenkową 300W.

W moim jest nędzna żarówka halogenowa 150. No i efekt jest marny.
Zatem muszę sobie skonstruować taki podświetlacz.
Jeżeli ktoś nie przeczytał zlinkowanego opisu - podświetlacz jest
podłączony do światłowodu o grubości ok. 8mm

I tak powinno być skupione światło żarówki - inaczej część fotonów leci
w piz..

Ale ja tu trochę nie o tym... Kolega z elektrody zastosował rozwiązanie
z LED.

Tak się zastanawiam - jakiej mocy trzeba by dać te ledy, żeby uzyskać
ekwiwalent takiej lampy UHP 300W ? Na razie pomijam problem ze
skupieniem światła, być może nie do przeskoczenia.
Ale - biorąc pod uwagę wydajność LED i UHP, to jak to mniej więcej
powinno wyglądać waszym zdaniem ?

(tak tak , poszukam sobie informacji o wydajnościach, ale może ktoś ma
to w główce...)

Sat Jul 23, 2016 12:45 am   

No to przeczytałem, że wydajność lum/wat jest mniej więcej taka sama dla
obu źródeł...

Czyli taka lampa 300W może dać teoretycznie 30.000 lumenów.
Zastąpienie jej 300W ledem będzie chyba chwilowo niewykonalne.

No dobra, można dać jednego LED'a ;

http://www.tme.eu/pl/details/clu056-1825c1273h5/diody-led-mocy-biale-cob/citizen/clu056-1825c1-273h5g3/

323W, prawei 14000 lum.

Jak takie słoneczko chłodzić ? Jakimś kosmicznym radiatorem ?

No i kwestia optyki. Na chłopski rozum powinno się dać przez jakąś
soczewkę...

Jak sądzicie - wykonalne to w ogóle jest ? Nie mam doświadczenia z
LEDami mocy...

Sat Jul 23, 2016 1:36 am   

wydawałoby się , że powinien wystarczyć reflektor o wąskim kącie
oraz odpowiednia soczewka...

http://www.sensorica.co/home/education/technical-know-how/optical-fiber-coupling

Czy też jednak niekoniecznie ?

Sat Jul 23, 2016 6:35 am   

W dniu 2016-07-23 o 02:45, sundayman pisze:

jakoś mi się nie mieści w pale, że źródło metahalogenkowe może być
wydajniejsze, niż LED. No, rozumiem, że jego "suma spektralna" to tak,
ale przecież takie źródło emituje (chyba) dość sporo w podczerwieni?
Bańka trochę się rozgrzewa, a LED-y (przynajmniej te, które mam) są
chłodne w dotyku. Wydawało mi się więc, że ich wydajność Lumen/wat
powinna być wyższa. No, może jeszcze technologia jest niedopracowana,
może ich sprawność jest obniżana przez jakieś straty, nie wiem.


intensywnym naświetlaniem próbki, i coś mi się wydaje, że o ile nie
będziesz miał źródła światła, które *nie* ma w swym widmie emisyjnym
podczerwieni, to musiałbyś też chłodzić to, co tym będziesz chciał
oświetlać, czyli obserwowany w mikroskopie obiekt. Ale... jak?!

Hm, jak mawiali Rzymianie: et modus, is rebus (na wszystko jest sposób).
Można by posłużyć się światłem impulsowym (choć z Twojego opisu wynika,
że raczej Ci to nie za-pasuje). Takie rozwiązanie może być użyte, jeśli
nie jest wymagana "ciągła widoczność", a wystarczy taka nieco
stroboskopowo-podobna. Sprawdziło by się to w przypadku, gdy do
mikroskopu podłączasz kamerę (a nie patrzysz własnymi oczami), a
dedykowany soft łowi ujęcia na zasadzie "poklatkowej". Jako się rzekło:
nie jest to rozwiązanie nadające się do *wszystkich* zastosowań, a
jedynie do niektórych...


większej ilości LED-ówek) warto by się przymierzyć do światłowodów. Z
każdego źródła światła możesz soczewką otrzymać jakieś-tam skupienie,
ale nie będzie one nawet w przybliżeniu wyglądać jak punkt! Ale jak
plama, i to dość spora. Jeśli cały obszar tej plamy pokryjesz "wlotami"
światłowodów, to później, manipulując nimi - będziesz mógł skupić
światło jeszcze bardziej, najlepiej na "wlocie" cienkiego,
światłowodowego pęku. A to po to, by tego pęku użyć do oświetlania
obiektu pod mikroskopem. Czemu tak kilkuetapowo? Po to, aby w polu
obserwacyjnym nie zawadzał gruba wiązka, która by mogła przeszkadzać -
cienka zawadzać będzie znacznie mniej.


--
Powiedzenie w mojej rodzinie, autorstwa pradziadka:

Dobre rady nic nie kosztują

i przeważnie warte są
swojej... ceny!

Sat Jul 23, 2016 12:07 pm   

sundayman pisze:
[..]

Ze 30W
Przeczytaj całość, jest podane ile lm emituje palnik wedle noty katalogowej.

[..]

--
AlexY
http://faq.enter.net.pl/simple-polish.html
http://www.pg.gda.pl/~agatek/netq.html

Sat Jul 23, 2016 7:55 pm   

Dnia Sat, 23 Jul 2016 13:07:02 +0100, AlexY napisał(a):

A ta lampa UHP to zarowka czy wyladowcza ?
Bo jak wyladowcza, to jednak ze 300W w LED.

Dalej mozna wyczytac, ze to lampa do projektorow kinowych, 18 tys
lumenow. Juz chcialm napisac, ze LED nie dorosly ... ale jak widac
takie 100W (?) moduly juz robia ze strumieniem 11k lm.

Tylko ze wiekszosc tego swiatla marnowane.

J.

Sat Jul 23, 2016 8:20 pm   

Dnia Sat, 23 Jul 2016 08:35:46 +0200, JaNus napisał(a):

Lampy sodowe maja wydajnosc rzedu 150lm/W (chyba bez balastu).
MH sa jednak gorsze i maja rzedu 100 lm/W.
Tyle co dobre LEDy.

A to ciagle jest kiepska sprawnosc, kolo 20-30%, reszta w cieplo.
Masz chyba jakies malutkie te LED, bo u mnie grzeja sie mocno.


IMO - nie da sie skupic
LEDy ciagle jeszcze maja niska gestosc mocy i optyka tego nie
polepszy.

Laser - ten sie dobrze skupia. Ale oswietla kiepsko.

J.

Sat Jul 23, 2016 9:40 pm   

A gdyby dać tego typu reflektor;

http://www.khatod.com/khatod/view_news.aspx?2013,10

daje wiązkę 3 stopnie podobno. Do tego oczywiście soczewka.


Z drugiej strony konstrukcja z lampą do projektora niby pewniejsza w
wykonaniu. Jest jednak jeden poważny atut LED - możliwość prostej
regulacji jasności.

W przypadku lampy do projektora dużo trudniej z tym. Niby są podobno
balasty z regulacją, ale na razie nie wiem ani gdzie, ani za ile...

A niby "czym więcej światła tym lepiej", ale z drugiej strony wyobraźcie
sobie paręnaście tys. lumenów na 4 cm2, bo tyle mniej więcej ma
oświetlana powierzchnia... Czasem to może być problem zapewne więc
wolałbym mieć możliwość regulacji.

No cóż, będę próbował z LED. Jeżeli się nie uda, to trudno.
Zacznę od spróbowania zasymulowania tego w jakimś programie do
projektowania optyki.

Sat Jul 23, 2016 9:48 pm   

W dniu 2016-07-23 o 22:20, J.F. pisze:

nie jakimś pirometrem) pokojową, no może niezauważalnie wyższą.
Co Wam kochani te LED-y tak się grzeją? (bo nie Ty pierwszy o tym mówisz).


że "da się". Ale to w dużym stopniu zależy od tego, jaki jest "kąt
rozziewu" wiązki fotonów wychodzących ze światłowodowego włókna. Bo
jeśli "za duży" to na każdym takim włóknie trzeba by jeszcze dodać
soczewkę skupiającą, co by znacznie skomplikowało sprawę. Ale może takie
są produkowane na skalę przemysłową? Nie wiem.

A co do tego, jak to sobie wyobrażam:
Wpierw jakoś wyliczyć by trzeba kształt "statywu", w którym później
będziemy osadzać włókna. Będzie to jakaś tam czasza, o grubości ze 2mm,
i wklęśnięta mniej więcej tak, jak profil soczewki. W niej b. gęsto
wykonać trzeba by otworek, koło otworka. Wetknięte w te otworki
światłowody "celowały" by w jeden punkt (punkt #1). Zaś ich drugie końce
byłyby "wejściem", czyli by zgarniały światło z pewnej (znacznie
większej) powierzchni, plamy świetlnej, na którą snop fotonów wysyłamy z
jakiegoś tam zespołu LED-ówek z soczewkami (które wszak nie dają
skupienia "w punkt"!).
A kolejnym etapem jest to, że z tego "punktu" (#1) warto dodać element
pośredniczący: bardzo już cienki pęczusiek światłowodów, aby nim łatwo
manipulować, i nakierować światło w "obszar badany" (obserwowany przez
mikroskop).
Jednak nie sądzę (w swej naiwności) aby z tej mojej porady "sundayman"
mógł skorzystać, co sobie właśnie uświadomiłem: zbyt duża skala
komplikacji! Gdyby to był problem w jakimś laboratorium, z niezbędnymi
warsztatami - to może i by poszli ową drogą, kto wie?


Ano kiepsko, wszak emituje światło monochromatyczne, dość przykre dla
ludzkiego oka. A w dodatku laserowa plamka pełna jest artefaktów
wynikłych z interferencji pomiędzy różnymi modami lasera, takich
upierdliwych prążków czy falek. Choć da się przecież użyć kilku laserów,
o różnej długości fali, dających razem ciągły (w pewnym stopniu) obraz
RGB. Ale jak wyeliminować wspomniane zakłócenia (prążki)?
Ale tak czy siak, to użycie kilku laserów jest łatwiejsze, niż ten mój
"skupiacz światłowodowy"

Sat Jul 23, 2016 9:53 pm   

W dniu 2016-07-23 o 21:55, J.F. pisze:

W LEDach? Ale na co, bo jak pisałem: "u mnie" się wcale nie grzeją!
Może jeszcze wezmę w końcu drabinę, i pomacam swój podwórkowy
reflektorek LED-owy (opis handlowy: "halogen LED" - sic!), o mocy 20W.
Ale jakoś nie mam ku temu napędu ;-)

--
Powiedzenie w mojej rodzinie, autorstwa pradziadka:

Dobre rady nic nie kosztują

i przeważnie warte są
swojej... ceny!

Sat Jul 23, 2016 10:00 pm   

W dniu 2016-07-23 o 23:48, JaNus pisze:

O "żarówce 12W"? Pewnie w środku ma srylion smd.
Wszystkie ledy mocy się grzeją i to mocno.



--
"Lubię pracować, a nawet palę się do roboty. Praca tak mnie urzeka,
że mogę całymi godzinami siedzieć i patrzyć na nią"

Sun Jul 24, 2016 12:30 am   

J.F. pisze:

Zależy od użycia, w opisie z pierwszego postu z linku jest o próbie
zastąpienia palnika jedną diodą i dlaczego nie wyszło oraz że 6 5W diod
czyli jak podałem 30W zamiast wyjść światłowodów daje więcej światła niż
prawdopodobnie już zużyty palnik.
Pamiętaj że palnik produkuje masę IR oraz UV, a dioda trochę dalekiej
podczerwieni przez nagrzewanie. Proste porównanie lumenów tu się nie
sprawdzi.


--
AlexY
http://faq.enter.net.pl/simple-polish.html
http://www.pg.gda.pl/~agatek/netq.html

Sun Jul 24, 2016 2:13 am   

Po co od razu kinowy. W domowym projektorze mam 5500 lumenow ze stu piecdziesieciu watow.

Sun Jul 24, 2016 4:11 pm   

Dnia Sat, 23 Jul 2016 23:53:23 +0200, JaNus napisał(a):

W tym mikroskopie.


Idz do jakiegos sklepu i pomacaj demonstracyjne "zarowki led".
Nawet te o mocy 10W parza w reke.

No coz - 10W przy umiaerkowanym chlodzeniu ma prawo parzyc.

J.

Sun Jul 24, 2016 4:53 pm   

Dnia Sat, 23 Jul 2016 23:48:29 +0200, JaNus napisał(a):

Wentylator, 1.2W czy wylaczone mierzysz ?

Bo ja troche macalem i wszystkie gorace.

Macac nalezy ten kielich/radiator w podstawie.


Powiedzmy tak: wez jakies cialo czarne rozgrzane do jasnosci.
Ono ma jakas gestosc mocy promieniowanej, w W/m^2.
Jesli skupisz to osiagajaqc wieksza gestosc, to mozesz tym podgrzac
inne cialo do wyzszej temperatury niz zrodlowe cialo.

A termodynamika to wyklucza, przynajmniej na razie. Do wyzszej
temperatury nie mozna.


Tu chcielismy w ten swiatlowod trafic.
Kat promieniowania ciala czarnego jest szeroki, kat promieniowana LED
tez, wiec nadal skupic nie mozna.

Wnioski dalsze/uboczne: skupic swiatla z pochmurnego nieba na
fotoogniwie przy pomocy luster i soczewek tez sie nie da, a
przynajmniej nie duzo razy wiecej.
Skupienie swiatla slonecznego na ogniwie przy bezchmurnym niebie tez
ma swoje granice - na szczescie dosc wysokie.
Ale taki uklad skupiajacy musi byc z ruchomych luster, z nieruchomych
sie nie da zrobic.

Jesli uwazasz inaczej .. zrob, to bedzie warte Nobla :-)



No i tu masz tak - jesli zrodlo swiatla jest rozciagle, to skupic je
na swiatlowodzie nie tak latwo. A swiatlo do swiatlowodu trafia z
roznych katow.
Jesli swiatlowod jest gruby, to te rozne katy wpadajace zachowuje, i
drugi koniec swieci szeroko.
Jesli cenki jednomodowy ... to tym bardziej swieci szeroko.

Owszem, mozesz probowac skupiac soczewkami, ale soczewka musi miec
srednice wieksza niz swiatlowod, wiec soczewek w tej czaszy zmiesci
sie malo, a wiec powierzchnia koncow swiatlodow tez mala.
I w te mala powierzchnie trzeba trafic u zrodla ...


To akurat niekoniecznie. Jest znany np laser bialy - tzn trojskladowy.


Otoz to.


Ale niekoniecznie tansze
A mowimy o laserze o mocy rzedu kilku-kilkudzesieciu W swiatla.


J.