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Entwicklung eines Hochleistungs LED-Moduls zur Erzeugung von Blitzlicht zur optischen Diagnose an sich bewegenden Objekten

Schulmeister, Michael :
Entwicklung eines Hochleistungs LED-Moduls zur Erzeugung von Blitzlicht zur optischen Diagnose an sich bewegenden Objekten.
Technische Universität Darmstadt
[Haus-, Projekt- oder Studienarbeit], (2009)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zusammenfassung:

In einem Industrieprojekt sollen Hochleistungs-LEDs als Blitzlicht in einer Anlage zur optischen Diagnose an sich bewegenden Objekten verwendet werden. Die optische Diagnose erfolgt durch ein Kamerasystem mit automatischer Bilderkennung. Um eine hohe Auflösung der Aufnahmen zu gewährleisten wird eine kurze Belichtungszeit mit hoher Intensität benötigt. Das Objekt bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 5km/h ±40 %. Nach Abschätzung der Rahmenbedingungen der Beleuchtungsanlage ergibt sich eine Belichtungszeit von 100 µs bis 400 µs. Für die Beleuchtungsanlage werden nach einer ausgiebigen Marktrecherche geeignete Hochleistungs-LEDs der neuesten Generation ausgewählt. Zum Betrieb der LEDs wird eine Elektronik aufgebaut, mit der es möglich ist die Belichtungszeiten zu erzeugen. Die Herausforderung hierbei ist die einstellbare Stromamplitude von bis zu 5000 mA.

Mit Hilfe dieser entwickelten Treiberelektronik werden die ausgewählten LEDs bei Stromamplituden von 1000mA bis 5000mA und dem oben angegebenen Bereich der Belichtungszeit in der Ulbricht-Kugel vermessen. Die Temperatur als weiterer Einflussfaktor soll berücksichtigt werden. Dafür werden die Temperaturen mit 25°C, 40°C und 60°C festgelegt.

Anhand der Messergebnisse werden die Hochleistungs-LEDs hinsichtlich ihrer elektrischen und lichttechnischen Eigenschaften bewertet. Ein optimaler Betriebspunkt der LEDs muss ermittelt werden. Die Eignung für die Beleuchtungsanlage wird über diesen Faktor bestimmt. Bei der Auswertung der LEDs bei einer Temperatur von 25°C und einer Belichtungszeit von 100 µs, ergibt sich ein eindeutiges Ergebnis. Die Diamond Dragon von Osram hat einen optimalen Betriebspunkt bei 5000 mA. Dort erzeugt sie einen Lichtstrom von 693 lm. Somit wird die Diamond Dragon für den Einsatz in der Beleuchtungsanlage favorisiert.

Optimale Betriebsparameter der Diamond Dragon bei einer Pulsbreite von 100 µs

* Temperatur[°C]:................25................40.................60

* Vorwärtsstrom[mA]:......4969,67........4961,0...........4991,0

* Vorwärtsspannung[V]:........4,74.............4,68.............4,55

* Leistung[W]:...................23,56.............23,20..............22,71

* Lichtstrom[lm]:...............692,99...........676,61.............648,70

* Lichtausbeute[lm/W]:.......29,42............29,16............28,56

Typ des Eintrags: Haus-, Projekt- oder Studienarbeit
Erschienen: 2009
Autor(en): Schulmeister, Michael
Titel: Entwicklung eines Hochleistungs LED-Moduls zur Erzeugung von Blitzlicht zur optischen Diagnose an sich bewegenden Objekten
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Zusammenfassung:

In einem Industrieprojekt sollen Hochleistungs-LEDs als Blitzlicht in einer Anlage zur optischen Diagnose an sich bewegenden Objekten verwendet werden. Die optische Diagnose erfolgt durch ein Kamerasystem mit automatischer Bilderkennung. Um eine hohe Auflösung der Aufnahmen zu gewährleisten wird eine kurze Belichtungszeit mit hoher Intensität benötigt. Das Objekt bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 5km/h ±40 %. Nach Abschätzung der Rahmenbedingungen der Beleuchtungsanlage ergibt sich eine Belichtungszeit von 100 µs bis 400 µs. Für die Beleuchtungsanlage werden nach einer ausgiebigen Marktrecherche geeignete Hochleistungs-LEDs der neuesten Generation ausgewählt. Zum Betrieb der LEDs wird eine Elektronik aufgebaut, mit der es möglich ist die Belichtungszeiten zu erzeugen. Die Herausforderung hierbei ist die einstellbare Stromamplitude von bis zu 5000 mA.

Mit Hilfe dieser entwickelten Treiberelektronik werden die ausgewählten LEDs bei Stromamplituden von 1000mA bis 5000mA und dem oben angegebenen Bereich der Belichtungszeit in der Ulbricht-Kugel vermessen. Die Temperatur als weiterer Einflussfaktor soll berücksichtigt werden. Dafür werden die Temperaturen mit 25°C, 40°C und 60°C festgelegt.

Anhand der Messergebnisse werden die Hochleistungs-LEDs hinsichtlich ihrer elektrischen und lichttechnischen Eigenschaften bewertet. Ein optimaler Betriebspunkt der LEDs muss ermittelt werden. Die Eignung für die Beleuchtungsanlage wird über diesen Faktor bestimmt. Bei der Auswertung der LEDs bei einer Temperatur von 25°C und einer Belichtungszeit von 100 µs, ergibt sich ein eindeutiges Ergebnis. Die Diamond Dragon von Osram hat einen optimalen Betriebspunkt bei 5000 mA. Dort erzeugt sie einen Lichtstrom von 693 lm. Somit wird die Diamond Dragon für den Einsatz in der Beleuchtungsanlage favorisiert.

Optimale Betriebsparameter der Diamond Dragon bei einer Pulsbreite von 100 µs

* Temperatur[°C]:................25................40.................60

* Vorwärtsstrom[mA]:......4969,67........4961,0...........4991,0

* Vorwärtsspannung[V]:........4,74.............4,68.............4,55

* Leistung[W]:...................23,56.............23,20..............22,71

* Lichtstrom[lm]:...............692,99...........676,61.............648,70

* Lichtausbeute[lm/W]:.......29,42............29,16............28,56

Freie Schlagworte: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Hochleistungs-LED, Kennwerte LED, Treiberelektronik LED, Vermessung LED
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Lichttechnik
Hinterlegungsdatum: 05 Sep 2011 14:00
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1705

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 24-11-2008

Ende Datum: 15-05-2009

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

ID-Nummer: 17/24 EMKS 1705
Gutachter / Prüfer: Kutschenko, Dipl.-Ing. Wjatscheslaw ; Khanh, Prof. Dr.- Tran Quoc
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