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Entwicklung eines PC-gesteuerten Farbmischplatzes auf Basis mehrerer farbiger LEDs
Marcel Euteneuer
Betreuer: Dipl.-Ing. Werner KassenbrockDipl.-Ing. Stefan BrücknerDipl.-Ing. Nils Haferkemper Prof. Dr.-Ing. habil. Tran Quoc Khanh
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Gliederung
Warum LEDs? Aufgabenstellung Farbmischung Dimmung der LEDs (PWM) Software Kritik und Ausblick
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Warum LEDs?
Emittieren nur sichtbares Licht Farbe ist regelbar (Farbmischung) Kleine Abmessungen Hohe Energieeffizienz Großes Potential für die Zukunft
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Aufgabenstellung
Aufbau zur homogenen Beleuchtung einer diffusen Scheibe Additive Farbmischung des LED-Lichts Farbe soll durch ein PC-Programm regelbar sein
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Schematischer Aufbau
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Planckstrahler bei 2856K
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
380
398
416
434
452
470
488
506
524
542
560
578
596
614
632
650
668
686
704
722
740
758
776
Wellenlänge [nm]
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Luxeon Rebel Spektren
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
380 430 480 530 580 630 680 730 780
Wellenlänge [nm]
rela
tive
Bes
trah
lun
gss
tärk
e
royal-blue
amber
cyan
cool-white
red-orange
blue
warm-white
red
green
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Farbmischung mit LEDs
Möglichst viele verschiedenfarbige LEDs Mischplatz
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Auswirkungen von Temperaturveränderungen
Spektrum K2 Red Orange
0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,41,51,6
560 580 600 620 640 660 680
Wellenlänge [nm]
rela
tiv
e B
es
tra
hlu
ng
ss
tärk
e
40 °C
80 °C
120 °C
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Dimmung der LEDs
Stark nichtlineares Verhalten bei Dimmung über die Stromstärke Pulsweitenmodulation
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Pulsweitenmodulation (PWM)
Konstante Stromstärke nötig Ein-/Ausschaltzeitpunkt muss gesteuert werden Helligkeit ist linear zur Pulsbreite Farbverschiebung wird durch Pulsweitenmodulation verhindert
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Pulsweitenmodulation (PWM)
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Schaltungskonzept
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Konstante Stromstärke
mAV
R
UI 706
77,1
25,1
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Annäherung an Ziel-Spektrum
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Zusammenfassung
Aufbau erreicht Anforderungen zur Farbmischung kann zu Präsentationszwecken und Test zur Wahrnehmung des
menschlichen Auges eingesetzt werden Für Forschungszwecke geeignet
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Kritik und Ausblick
Regelkreis mit Temperaturmessungen mehr LEDs zum Auffüllen des Spektrums Schnellerer Microcontroller Effizientere Optik