МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
КАФЕДРА ЭПУ
отчет
по лабораторной работе №7
по дисциплине «Квантовая и оптическая электроника»
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОДИОДНЫХ МАТРИЦ
Студенты гр. 7201 |
|
Степанов М.Ю.
|
|
|
Пастушенко И.С. |
|
|
Семирякова А. |
|
|
|
Преподаватель |
|
Киселёв А.С. |
Санкт-Петербург
2020
Теоретическая часть
Цель работы: исследование световых, электрических и временных характеристик светодиодных (СД) матриц.
Схема измерительной установки:
Принципиальная схема измерительного устройства представлена на рис. 1. Величина уровня освещённости в люксах (лк) падающего на датчик TSL2561 может быть вычислена по эмпирической формуле, использующей в качестве исходных данных значения с выходов АЦП двух каналов датчика. Спектральная чувствительность и соотношение коэффициентов усиления каналов подобраны датчика так, чтобы вычисление по указанной формуле в результате давало значение освещённости, максимально приближенное к спектру чувствительности человеческого глаза. Вычисление уровня освещённости в люксах из исходных данных, поступающих от датчика TSL2561 осуществляется управляющей программой микроконтроллера (МК). Передача данных от датчика освещенности к микроконтроллеру осуществляется при помощи двухпроводного последовательного интерфейса I2C.
Рис.1 Принципиальная схема устройства
Экспериментальные результаты:
Табл.1 Зависимость освещенности, температуры и
U, В |
33,00 |
33 |
32.9 |
32,9 |
32,9 |
32,9 |
32,9 |
32,9 |
32,9 |
32,9 |
33 |
33 |
33 |
33 |
t,c |
230,00 |
290 |
361 |
420 |
480 |
540 |
600 |
660 |
725 |
779 |
851 |
911 |
970 |
1030 |
Т, °C |
28,50 |
30,25 |
31,00 |
31,25 |
32,50 |
32,75 |
33,25 |
34,25 |
34,75 |
30,50 |
28,25 |
27,50 |
28,50 |
26,75 |
E,Лк |
1821,00 |
1833 |
1827 |
1830 |
1825 |
1821 |
1801 |
1835 |
1819 |
1818 |
1823 |
1830 |
1819 |
1825 |
Табл.2 Зависимость освещенности от угла поворота
E,Лк |
1826,00 |
1772 |
1699 |
1600 |
1430 |
1250 |
1015 |
754 |
469 |
35 |
θ, ° |
0,00 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
x |
1826,00 |
1745,11 |
1596,64 |
1385,85 |
1095,77 |
803,91 |
507,97 |
258,32 |
81,77 |
0,03 |
y |
0,00 |
307,55 |
580,81 |
799,63 |
918,80 |
957,20 |
878,75 |
708,37 |
461,82 |
35,00 |
Табл.3 Зависимость напряжения и освещенности от тока
E, лк |
1804,00 |
1588 |
1442 |
1327 |
1016 |
806 |
629 |
405 |
275 |
I,А |
0,34 |
0,3 |
0,26 |
0,22 |
0,18 |
0,14 |
0,1 |
0,06 |
0,04 |
U, В |
32,90 |
32,7 |
32,5 |
32,2 |
32 |
31,7 |
31,5 |
31,1 |
30,8 |
К, лм/Вт |
182,303 |
182,9842 |
192,9038 |
211,7505 |
199,39 |
205,2957 |
225,7211 |
245,3441 |
252,3214 |
Обработка результатов:
Построим зависимости E=f(t), T=f(t), U=f(t), E=f(θ),I = f(U) и E = f(I)
Рис.2 Зависимость освещенности от времени
Рис.3 Зависимость освещенности от времени во время всего эксперимента
Рис.4 Зависимость температуры от времени
Рис.5 Зависимость температуры от времени от времени во время всего эксперимента
Рис.6 Зависимость напряжения от времени
Пример расчета:
Рис.6 Зависимость освещенности от угла поворота
Рис.7 Зависимость напряжения от тока
Рис.8 Зависимость освещенности от тока
Рассчитаем Ксд и построим К=f(I)
Рис.9 Зависимость интегральная световой эффективности
излучения от тока
Вывод:
В
данной лабораторной работе была
исследована светодиодная матрица,
видно, что при повышении температуры
ухудшаться параметры матрицы.
С ростом температуры
уменьшается вероятность образования
фотонов, из-за этого падает освещенность.
Так же видно что с ростом тока растет и
освещенность. Максимальную освещённость
приемник получал при минимальном угле
отклонения матрицы. Также был рассчитан
интегральная световая эффективность
излучения
в зависимости от тока. Как видно из Рис.9
с ростом тока
,
что показывает , что часть мощности
уходит в окружающую среду , что снижает
КПД. Подведя итог нужно сказать ,Что для
успешной работы светодиодной матрицы
необходимы , постоянный значения тока
и напряжения а так же хороший теплоотвод
.
Протокол:
