22.4.2009 První LED
vyzařující viditelné (červené) světlo na bázi materiálu GaAsP byla vyrobena roku 1962 v USA.
Tyto LED měly sice extrémně mizernou účinnost, avšak větší spolehlivost a životnost a menší
spotřebu, takže se začaly používat jako přístrojové indikační prvky místo žároviček. Tehdá nikoho
nenapadlo, že bychom si jednou mohli LEDkami běžně svítit. V 70-tých letech se také objevily
první kapesní kalkulátory HP a Texas Instruments vybavené LED displejem. Protože svítivost
byla velmi malá, každý segment displeje byl složen z řady několika LED čipů. Na přímém slunci
nebylo na takovém displeji nic vidět. Nicméně oproti digitronům a itronům to byl pokrok
v rozměrech a spotřebě. Navíc nízké provozní napětí LED (u červené asi 1,8 V) lépe
vyhovovalo číslicovým integrovaným obvodům.
Koncem 70-tých let se do výroby LED pustil i náš národní podnik
TESLA Rožnov, jehož výplodem byla legendární červená LEDka LQ 100 s úžasnou max. svítivostí
0,8 mCd při proudu 20 mA za úžasnou cenu asi 60 Kčs. Teprve v roce 1993 se začaly
objevovat první vysokosvítivé LED na bázi materiálu InGaN, s kterým bylo možno dosáhnout modré
barvy. První bílá LED s luminoforem byla vyrobena v roce 1995. Vlnová délka vyzařovaného světla
LED je dána víceméně šířkou zakázaného pásu použitého polovodičového materiálu, přičemž spektrum
je poměrné úzké: 10 - 30 nm. Pro bílé světlo ale potřebujeme rovnoměrné rozložení výkonu
v celém viditelném spektru. Jedna možnost, jak získat bílou, je smíchání základních barevných
světel RGB ze 3 LED čipů. Výhoda je, že nastavením různého poměru proudů lze získat prakticky
libovolnou barvu. Druhá možnost je konverze vlnové délky pomocí luminoforu. Používá se buď modrá
LED, která budí žlutý luminofor, jehož žluté světlo se mísí s modrou nebo se používá UV LED
a bílý luminofor podobně jako to funguje u zářivek.
Před pár lety se u nás začaly objevovat extrémně svítivé bílé
Luxeon LED s příkonem několik wattů.
Ty byly (a pořád jsou) dosti drahé. Nedávno jsem však objevil v GME čínský klon
LED STAR2,5 WHITE
firmy Hebei IT za celkem rozumnou cenu
79,- Kč. Zde je datasheet. Udávaná max. svítivost je
120 lm při příkonu 2,5 W (3,6 V, 700 mA). Jsou k dispozici dvě varianty s
různou teplotou chromatičnosti: teplá bílá 2500 - 3600 K a studená bílá 6500 - 8000 K.
Tyto LED vyzařují světlo do širokého prostorového úhlu neboť mají Lambertovu vyzařovací
charakteristiku (intenzita při odklonu od osy klesá s cosinem úhlu). Pokud požadujeme menší
vyzařovací úhel, lze použít reflektorek,
či spíše světlovod z plexi s čočkami.
Zde je pro srovnání účinnost běžně používaných světelných zdrojů:
| klasická žárovka |
10 - 18 lm/W |
| halogenová žárovka |
20 - 25 lm/W |
| kompaktní úsporná zářivka |
40 - 60 lm/W |
| lineární zářivka |
60 - 90 lm/W |
| vysokotlaká sodíková výbojka |
80 - 150 lm/W |
| nízkotlaká sodíková výbojka |
150 - 250 lm/W |
Teoretické maximum je 683 lm/W (100%). Běžně dostupné vysokosvítivé bílé LED dosahují
40 - 80 lm/W a údajně už existují laboratorní prototypy s účinností až 150 lm/W.
Zde se můžete podívat, jak svítí taková 100W bílá LED
(cluster složený ze stovky 1W čipů).
Maximální účinnosti však LED dosahují jen v určitém optimálním
rozmezí propustného proudu, což zrovna nebývá při dovoleném maximu, ale o něco méně. Zkusil jsem
tedy odměřit závislost relativní účinnosti na propustném proudu. LED jsem zavřel do papírové
krabice a proti ní namířil fototranzistor, jehož proud by měl být přímo úměrný světelnému toku.
LED jsem napájel z regulovatelného zdroje a měřil propustný proud a úbytek napětí na ní a dále
proud fototranzistorem napájeným z 12 V přes odpor 330 Ω.
| If [mA] | Uf [V] | Is [µA] | Pd [mW] | η [µA/mW] | η [lm/W] |
| 1 | 2,43 | 0,7 | 2,4 | 0,29 | 7,4 |
| 10 | 2,55 | 26,3 | 25,5 | 1,03 | 26,6 |
| 20 | 2,60 | 70,0 | 52,0 | 1,35 | 34,7 |
| 50 | 2,70 | 227,4 | 135,0 | 1,68 | 43,5 |
| 100 | 2,79 | 537,0 | 279,0 | 1,92 | 49,7 |
| 200 | 2,98 | 1230,0 | 596,0 | 2,06 | 53,3 |
| 250 | 3,04 | 1590,0 | 760,0 | 2,09 | 54,0 |
| 300 | 3,13 | 1930,0 | 939,0 | 2,06 | 53,0 |
| 350 | 3,19 | 2330,0 | 1116,5 | 2,09 | 53,9 |
| 400 | 3,25 | 2680,0 | 1300,0 | 2,06 | 53,2 |
| 450 | 3,31 | 3070,0 | 1489,5 | 2,06 | 53,2 |
| 500 | 3,38 | 3380,0 | 1690,0 | 2,00 | 51,6 |
| 550 | 3,43 | 3750,0 | 1886,5 | 1,99 | 51,3 |
| 600 | 3,49 | 4030,0 | 2094,0 | 1,92 | 49,7 |
| 650 | 3,54 | 4310,0 | 2301,0 | 1,87 | 48,3 |
| 700 | 3,60 | 4650,0 | 2520,0 | 1,85 | 47,6 |
V-A charakteristika bílé LED S12N3W6C 2,5W
závislost příkonu Pd a snímacího proudu Is na propustném proudu If
závislost účinnosti η na propustném proudu If
Za předpokladu, že max. světelný tok je 120 lm při
příkonu 2,5 W, jsem přepočítal relativní účinnost z µA/mW na lm/W. Jak je vidět
z grafu výše, nejvyšší účinnosti LED dosahuje při proudu 200 - 400 mA, pokles při
větších proudech ale není nijak dramatický. Při maximálním dovoleném proudu 700 mA není
ztrátový výkon LED zrovna zanedbatelný a je potřeba ji řádně chladit (teplota čipu by neměla
přesáhnout 80°C). Umístil jsem ji tedy na hliníkový chladič o rozměrech 3 x 3 x 2 cm
a i tak to dost topí.
Pro napájení této LED jsem vybral Li-Ion akumulátor
NB-2LH 7,4 V / 750 mAh,
který používám v digitální zrcadlovce Canon EOS 350D a mám na něj tedy i originální nabíječku. Vzhledem
k poměrně velkému pracovnímu proudu mi přijde výhodnější použít vyšší napětí a snižující měnič než nižší
napětí a zvyšující měnič. Zatímco u běžných LED stačí zařadit do série předřadný odpor, u výkonových
LED by to znamenalo nepřijatelné plýtvání energií a špatnou stabilitu pracovního proudu (s ohřátím čipu
se mění úbytek napětí na LED a tím i proud). Řada výrobců polovodičových součástek (zejména
Maxim
a National Semiconductors) dnes
nabízí specializované integrované obvody - proudové spínané zdroje pro buzení 1 či více LED v sérii
(případně několika sériových větví). Tyto obvody dosahují účinnosti 80 - 90%, stabilizují proud a
obvykle umožňují i jeho regulaci analogovým nebo digitálním (PWM, I2C, atd.) vstupem. Pro jednoduchost
a požadované vstupní napětí a proud jsem si vybral obvod LM3405,
který dodá až 1 A výstupního proudu, pracuje na vysoké frekvenci 1,6 MHz (z toho plyne malá
cívka a kondenzátory), má integrovaný spínací N-FET a digitální PWM vstup/enable pro řízení proudu.
Použil jsem základní katalogové zapojení (R4 slouží pro nastavení max. proudu a jako snímací bočník
pro spínaný regulátor):
Vzorek LM3405 mi nakonec dorazil v pouzdru MSOP8 s roztečí pinů 0,65 mm
místo očekávaného SOT23. Tišťáček o rozměrech 14 x 23 mm jsem si nechal vyrobit v Pragoboardu
jako přílepek spolu s další zakázkou. Snímací odpor R4 jsem musel poskládat ze 4 SMD odporů
(3x 1 Ω a 2,4 Ω). Obvod pracoval bez problémů na první zapnutí. Později jsem
ještě obvod doplnil podpěťovou ochranou baterie (D1, R1, C2). Samotný obvod sice má UVLO, ale to
vypíná až někde kolem 3 V. Přitom Li-Ion akumulátor by se neměl nikdy vybíjet pod asi 2,8 V
na článek. Dělič D1 - R1 přivádí napětí baterie na vstup enable tak, že při poklesu napětí pod
5,9 V se obvod vypne a při napětí nad 6,1 V se znovu zapne (vstup má hysterezi).
UPDATE: Zjistil jsem, že použitý akupack NB-2LH má v sobě integrovanou elektroniku,
která odpojuje výstup při nadproudu a při poklesu napětí baterie pod asi 4,9V, takže výše
zmiňovaná ochrana z D1, C2 není potřeba. Pokud interní ochrana vypne, lze ji vyresetovat
krátkým připojením akupaku ke zdroji napětí (k nabíječce). Vstup EN lze použít k připojení
vypínače, neměl by však zůstat plavat ve vzduchu, proto je zde odpor R1. Nebo může být trvale
připojen na VIN.
Maximální účinnost měniče jsem naměřil 83,78% při vstupním napětí 4,6 V
(minimální napětí, při kterém ještě měnič udržel nastavený proud LEDkou 0,7 A). Pro předpokládané
provozní napětí 6 - 8 V se pak účinnost pohybuje 81,1 - 82,3%. Není to žádný zázrak, což přikládám
na vrub internímu MOSFETu s Rdson ~ 0,3 Ω a také citlivost vstupu pro zpětnou vazbu není zrovna
velká (nutno použít relativně velký snímací odpor). Je to holt daň za nízkou cenu a obvodovou jednoduchost.
Pokud by si chtěl někdo postavit účinnější měnič, může zkusit obvod
MAX16819, ke kterému se
připojuje externí MOSFET.
| Uin [V] | Iin [A] | Uf [V] | If [A] | Pin [W] | Pout [W] | Ploss [W] | η [%] |
| 4,6 | 0,643 | 3,54 | 0,70 | 2,96 | 2,48 | 0,48 | 83,78 |
| 5,0 | 0,596 | 3,54 | 0,70 | 2,98 | 2,48 | 0,50 | 83,15 |
| 6,0 | 0,502 | 3,54 | 0,70 | 3,01 | 2,48 | 0,53 | 82,27 |
| 7,0 | 0,433 | 3,54 | 0,70 | 3,03 | 2,48 | 0,55 | 81,76 |
| 8,0 | 0,382 | 3,54 | 0,70 | 3,06 | 2,48 | 0,58 | 81,09 |
| 9,0 | 0,343 | 3,54 | 0,70 | 3,09 | 2,48 | 0,61 | 80,27 |
| 10,0 | 0,310 | 3,54 | 0,70 | 3,10 | 2,48 | 0,62 | 79,94 |
| 11,0 | 0,284 | 3,54 | 0,70 | 3,12 | 2,48 | 0,65 | 79,32 |
| 12,0 | 0,263 | 3,54 | 0,70 | 3,16 | 2,48 | 0,68 | 78,52 |
| 13,0 | 0,245 | 3,54 | 0,70 | 3,19 | 2,48 | 0,71 | 77,80 |
| 14,0 | 0,228 | 3,54 | 0,70 | 3,19 | 2,48 | 0,71 | 77,63 |
| 15,0 | 0,215 | 3,53 | 0,70 | 3,23 | 2,47 | 0,75 | 76,62 |
| 16,0 | 0,204 | 3,53 | 0,70 | 3,26 | 2,47 | 0,79 | 75,70 |
| 17,0 | 0,194 | 3,53 | 0,70 | 3,30 | 2,47 | 0,83 | 74,92 |
| 18,0 | 0,185 | 3,53 | 0,70 | 3,33 | 2,47 | 0,86 | 74,20 |
| 19,0 | 0,178 | 3,53 | 0,70 | 3,38 | 2,47 | 0,91 | 73,06 |
| 20,0 | 0,171 | 3,53 | 0,70 | 3,42 | 2,47 | 0,95 | 72,25 |
účinnost spínaného proudového stabilizátoru s IO LM3405
Porovnání svítivosti 10W halogenky a 2,5W LED:
4.10.2009 Protože samotná LED s klubkem drátů
okolo není prakticky moc použitelná, rozhodl jsem se vyrobit si vlastní LED-svítilnu. A to ne ledajakou,
pěkně do extrémních podmínek, aby vydržela hrubší zacházení včetně vody. Jako základ jsem ve Feroně koupil
kousek duralové trubky o co nejmenším průměru, tak aby se tam ještě vešel akumulátor. Nebylo to zrovna levné,
metr stál asi 560 Kč, ale naštěstí vám tam odříznou kousek na míru. Dále jsem ve sběrných surovinách
vybufetil duralový váleček vhodného průměru na výrobu zadního víčka a nosné přepážky pro LED. Dural jsem
zvolil proto, že je relativně lehký, má dobrou tepelnou vodivost, nekoroduje a snadno se opracovává
(je však tvrdší než čistý hliník).
Kamarád Michal mi pak na soustruhu trubku precizně obrobil a z válečku vytočil víčko
s přepážkou podle nákresu výše. Doma jsem na stojanovce vyvrtal potřebné díry, vyřezal závity a sešrouboval to.
LEDku jsem předtím zespoda máznul teplovodivou pastou. Když jsem ji nechal hodinu zkušebně svítit, tak se celá
trubka ohřála asi na 40°C, což považuji za úspěšné chlazení. Na LEDku jsem zepředu nasadil
reflektorek pro Luxeonky z GMu.
Akumulátor je na svém místě držen pomocí vodorovné přepážky z 2mm plexiskla, kterou jsem do trubky přilepil epoxidem
UHU Plus 300 kg.
Při lepení jsem na to funěl z horkovzdušné pistole, aby to rychleji vytvrdlo a spoj byl pevnější. V této přepážce
jsou dva podlouhlé 5mm otvory pro kontaktní pera z relé (také přilepená), jenž dosedají na kontaktní plošky akumulátoru.
Aby bylo možno akumulátor nabíjet přímo v baterce, vlepil jsem do otvoru v zadním víčku nabíjecí konektor
(2 x 2 piny v rastru 2,54 mm, jaké se používají třeba v precizních paticích na integrované obvody),
který se zasune do dalšího konektoru přilepeného shora na přepážce, čímž se eliminuje propojovací kablík.
Takto to zatím vypadá:
Nyní si lámu hlavu nad zdánlivě banální věcí - jak vyřešit vypínač, ale vodotěsný.
Žádný vhodný jsem totiž v obchodech nenašel. Pohrávám si i s myšlenkou využít jazýčkové relé a malý neodymový magnet,
jenže to bych pro něj potřeboval od někoho vyfrézovat na boku trubky drážku nebo jak jinak magnet na povrchu uchytit...
Další legrace bude čelní sklíčko, pokud se nevzdám požadavku na snadno rozebiratelný spoj.
18.6.2010 Protože jsem žádný malý vodotěsný
vypínač nesehnal, rozhodl jsem se pro původní nápad s magnetem a jazýčkovým relé. Malý, avšak silný
neodymový magnet o rozměrech 5 x 5,5 x 2 mm jsem vykuchal ze staré DVD-RW mechaniky, kde sloužil
spolu s cívkami k pohybu čočky (ostření) v optické hlavě. Kamarád Tomáš mi pak pro magnet vyfrézoval
podélně na boku trubky drážku 5,1 x 22 mm o hloubce 1,5 mm. Aby magnet v drážce držel, přilepil
jsem epoxidem na dno obou konců ocelové planžetky 5 x 5 mm vystřižené ze žiletky. Magnet na nich pěkně
drží a přitom ho lze poměrně lehkým pohybem prstu dopředu a dozadu přecvaknout z jednoho konce na druhý.
Na vnitřní stranu trubky jsem pak epoxidem přilepil plastovou trubičku držící jazýčkové relé tak, aby při
poloze magnetu v přední části bylo sepnuté a v zadní části rozepnuté.
13.9.2010 Pro zvýšení mechanické odolnosti
hliníkového povrchu jsem se rozhodl vyzkoušet proces eloxování. Nikdy jsem to
předtím nezkoušel a tak se první pokus (zatím jen na víčku) neobešel bez problémů. Napodruhé to už vyšlo
dobře, takže zkusím eloxovat celou trubku.
21.9.2010 Dnes se mi přihodila s LED baterkou
taková nepříjemnost, že jsem jí zapnul a už nešla potvora vypnout, ani lehkou domluvou poklepem. Jak jsem
zjistil při pitvě, došlo ke spečení kontaktů jazýčkového relé (asi po 200 cyklech). Naivně jsem si myslel,
že pro něj nějakých 0,5 A nebude problém. Zřejmě tomu také napomohl 10µF kondenzátor na vstupu,
do kterého tekly impulsní proudy ještě vyšších hodnot. Holt chybička, školácká... Naštěstí použitý obvod
měniče LM3405 má ovládací vstup enable (pin 8), takže řešení bylo jednoduché. Vyměnil jsem jazýčkové relé
za nové, tantalový kondenzátor 10 µF za keramický (má menší svod) a předrátoval napájení přímo
na baterku a relátko na enable pin. Ve vypnutém stavu jsem naměřil odběr 0,1 - 0,2 µA, což
je sice více než by měl obvod žrát podle datasheetu, ale není to žádná katastrofa.
Pak mi také zrovna náhodou při manipulaci odešla elektronika v Li-Ion akupaku
NB-2LH. Na výstupu sice dával správné napětí, ale při zatížení odporem okamžitě spadlo skoro na nulu a
po připojení na nabíječku zas dovnitř netekl skoro žádný proud. Bylo jasné, že po pár cyklech nemohly
odejít samotné články, ale že je něco špatně v ochranné elektronice. Pack jsem musel rozříznout lámacím
nožem, protože plastové díly byly pevně slepené. Vevnitř jsem našel 2 válcové Li-Ion články a malý plošňák
s elektronikou. Abych se dostal na součástky, musel jsem odpájet 6 páskových přívodů. Na destičce je
výkonový MOSFET, nějaký řídicí obvod a pár pasiv. A hlavně SMD tavná pojistka F1, která byla pochopitelně
přerušená. Tak mi nějak uniká smysl této protizkratové ochrany, když se nakonec spálí blbá pojistka.
Takže jsem se s tím nemazal a proklemoval to drátkem, složil, slepil a jede se vesele dál...
24.10.2010 Abych mohl LED baterku pohodlně
nosit s sebou, ušil jsem si pro ni kožené pouzdro na opasek. Naproti stanici metra Florenc přes ulici
Sokolovská je malý krámek pro kutily, kde lze
za pár korun koupit různé odřezky kůže. Vybral jsem si kousek asi 1,5 mm tlusté černé teletiny,
vyřízl z něj rozvinutý plášť s víčkem a poutkem a sešil k sobě. Padne tam jak ulitá. Teď ještě vymyslet
nějaký držák na kolo. Také jsem otestoval v reálu výdrž akumulátoru. Baterka vydržela svítit 77 minut.
Během provozu napětí pokleslo z 8,3 V na prázdno na 5,2 V. Podle výpočtu uvažujícího reálnou
účinnost měniče 82% by měla být výdrž při udávané energii 5,6 Wh asi 110 minut. Zřejmě už není
akumulátor zcela ve formě. Možná za to může skladování, které jsem moc nehlídal. Správně by se totiž
měly Li-Ion akumulátory dlouhodobě uchovávat nabité asi na 50% kapacity, nikoliv naplno a spíše v chladnu.
21.11.2010 Držák na kolo jsem nakonec
vyřešil docela jednoduše pomocí 2 kovových úchytek na trubky z Bauhausu
spojených kouskem měděné pásoviny (úchytky mají na sobě navařené matice M8, za které je lze přišroubovat),
kterou jsem ohnul do potřebného úhlu, aby světlo svítilo dopředu na cestu. Večer za tmy jsem pak vyrazil
na projížďku do lesa abych světlo vyzkoušel a úroveň osvětlení mi přišla více než dostatečná. Mnohem
lepší, než když jsem si jednou cestou z hospody musel kousek přes les svítit mobilem ;)
10.12.2010 LEDky se stále vyvíjí a výrobci
se předhánějí v účinnosti. Prý už bylo dosaženo 160 lm/W. Zkusil jsem tedy pohledat nějakou cenově
dostupnou alternativu stávající bíle LED s vyšší účinností. Na www.dealextreme.com
je docela solidní výběr. Nakonec jsem si vybral typ S42182H
od Seoul Semiconductors, který ale na DE neměli.
Při objednávání z www.ledmoduly.cz
se ukázalo, že také nemají verzi H, kterou v e-shopu nabízejí, ale jen T1 s nižším světelným tokem
70 - 80 lm @350 mA a barevnou teplotou 4500 K. Ve značení LED je docela bordel, výrobce
udělá várku konkrétního typu, která se dále podle měření světelného toku třídí do několika skupin označených
příponou. Toto značení však nikde na LED modulu není napsané, takže vám může kdokoliv prodat cokoliv.
Nakonec jsem se rozhodl tuto LED vyzkoušet. Objednávka proběhla hladce,
dokonce mi prodejce vyšel vstříc a nemusel jsem platit drahou dobírku při platbě převodem. Když
jsem LED vybalil, všiml jsem si hned ostrých otřepů na okrajích ražené hliníkové základny. Prý to
má na svědomí nějaká česká firma, která zde moduly kompletuje. K nápravě postačilo pár tahů pilníkem,
aby LEDka pěkně dosedla na chladič. Nejprve jsem provedl relativní porovnání svítivosti pomocí
digitálního foťáku:
Jak je vidět, nová LEDka svítí víc, ale má taky výrazně vyšší barevnou teplotu. Podlé této
tabulky mi vyšlo
7900 K o proti 5100 K u staré LED. Subjektivně mi je příjemnější teplejší světlo,
které více připomíná žárovku, ale lidské oko je docela přizpůsobivé. Dále jsem změřil V-A
charakteristiku a účinnost. Citlivost fotodetektoru jsem si zkalibroval podle staré LED,
aby měření bylo porovnatelné.
| If [mA] | Uf [V] | Is [µA] | Pd [mW] | η [µA/mW] | η [lm/W] |
| 1 | 2,52 | 0,8 | 2,5 | 0,32 | 8,2 |
| 10 | 2,65 | 31,0 | 26,5 | 1,17 | 30,2 |
| 20 | 2,72 | 88,0 | 54,4 | 1,62 | 41,7 |
| 50 | 2,80 | 284,0 | 140,0 | 2,03 | 52,4 |
| 100 | 2,91 | 698,0 | 291,0 | 2,40 | 61,9 |
| 200 | 3,06 | 1593,0 | 612,0 | 2,60 | 67,2 |
| 250 | 3,12 | 2149,0 | 780,0 | 2,76 | 71,1 |
| 300 | 3,18 | 2646,0 | 954,0 | 2,77 | 71,6 |
| 350 | 3,23 | 3228,0 | 1130,5 | 2,86 | 73,7 |
| 400 | 3,28 | 3862,0 | 1312,0 | 2,94 | 76,0 |
| 450 | 3,32 | 4427,0 | 1494,0 | 2,96 | 76,5 |
| 500 | 3,35 | 5020,0 | 1675,0 | 3,00 | 77,3 |
| 550 | 3,38 | 5622,0 | 1859,0 | 3,02 | 78,0 |
| 600 | 3,41 | 6190,0 | 2046,0 | 3,03 | 78,1 |
| 650 | 3,44 | 6701,0 | 2236,0 | 3,00 | 77,3 |
| 700 | 3,46 | 7184,0 | 2422,0 | 2,97 | 76,5 |
| 750 | 3,49 | 7865,0 | 2617,0 | 3,00 | 77,5 |
| 800 | 3,52 | 8347,0 | 2816,0 | 2,96 | 77,5 |
V-A charakteristika bílé LED S42182-T1 3,2W
závislost účinnosti η na propustném proudu If
Jak je vidět, tato LED je optimalizovaná pro větší proudy, maximální
účinnost dosahuje kolem 600 mA, zatímco stará LED při 250 mA. Při nastaveném proudu 700 mA
dá nová LED o 54% větší světelný tok a příkon se sníží asi o 4% díky menšímu úbytku Uf, takže jsem
ji nakonec vyměnil.
21.12.2010 Po výměně LED jsem se rozhodl
předek baterky definitivně zadeklovat. Provizorní polykarbonátové kolečko (vyříznuté lupenkou z dummy CD)
jsem nahradil sklíčkem tloušťky 2 mm, které mi ochotně a na počkání za 10 korun vykrouhli ve
Sklenářství Stupka, Truhlářská 14. Nechal
jsem mu v průměru pár desetin mm vůli, aby díky různé teplotní roztažnosti neprasklo a přilepil
ho transparentním lepidlem na sklo UHU glas,
které si zachovává určitou elasticitu, aby nevznikala pnutí. Toto lepidlo se vytvrzuje pomocí měkkého
UV záření. Stačilo by i sluníčko, ale teď v zimě ho moc není, takže jsem mu pomohl malou 6W UV zářivkou
(tuhnutí se dostaví asi do minuty).
Jednoduchý spektroskop s difrakční mřížkou z DVD
23.5.2009 Abych zjistil, jak moc se podobá
světlo bílé LED dennímu světlu nebo světlu žárovky, zkusil jsem si postavit jednoduchý spektroskop a
porovnat spektra různých světelných zdrojů. K rozkladu světla do jednotlivých spektrálních složek lze
použít optický hranol
nebo difrakční mřížku.
Čím kratší je vlnová délka, tím se světlo více láme. Já jsem použil jako difrakční mřížku kousek
DVD disku, který má mřížkovou konstantu (vzdálenost sousedních stop) 0,8 µm. Inspiroval
jsem se zde.
Schematický náčrtek:
Světlo přichází zleva, projde úzkou štěrbinou, dopadá na mřížku, kde se rozkládá a odráží do oka
pozorovatele nebo objektivu fotoaparátu. Jako tělo jsem použil 15cm odřezek tenkostěnné PVC roury
o průměru 5 cm. Do trubky jsem vyvrtal 4mm díry pro osu nesoucí mřížku a plochým vrtákem
jednu 20mm díru pro pozorovatele. Z pokaženého DVD jsem rozpáleným nožem vyřízl asi 2 cm širokou
výseč. Za studena se to řezat nedá, protože se DVD rozlepí na 2 půlky, které drží slepené pouze
za vnější a vnitřní okraj. Jako osičku jsem použil delší šroub M4, na jehož střední části jsem
vybrousil na brusce rovnou plošku na kterou jsem vteřiňákem přilípnul výseč z DVD tak, že světlo
dopadá kolmo na stopy. Víčka jsem provizorně vystříhl z tvrdého papíru. Vnitřek by bylo dobré
natřít matnou černou barvou, aby se zamezilo nežádoucím odrazům, ale nemám ji zrovna po ruce.
Štěrbinu jsem udělal ze dvou půlek žiletky přiložených k sobě břity. Čím je štěrbina užší, tím
budou spektrální čáry ostřejší, ale méně jasné. Zvolil jsem na pokus štěrbinu šířky 0,5 mm
a s výsledkem jsem celkem spokojen. Pak už jen stačí natočit mřížku pod vhodným úhlem a mělo
by se objevit spektrum. Ihned jsem se pustil do zkoumání světelných zdrojů v okolí, fotil
jsem Canon PowerShot A95 v makro režimu na manuál s následnou
úpravou v PSP (ořez, zmenšení na výšku 1 pixel a roztažení na 80 pixelů, spektra nejsou ve stejném
měřítku). Jak je dále vidět, tak bílá LED má krásně spojité spektrum jako denní světlo.

denní světlo

Hebei IT LED Star White 2,5W S12N3W3C

Seoul Semiconductors 3,2W White LED S42182-T1

žárovka Tesla 60W

lineární bílá zářivka Philips TL-D 18W-33-640

kompaktní zářivka Osram Dulux 24W-827

kompaktní zářivka BIAX F11BX-SPX27 11W

rtuťová výbojka bez luminoforu Tesla RVL 70W

vysokotlaká sodíková výbojka Tesla SHC 250 W

neonová signální výbojka Tesla GR11.1-S