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LED廣告燈箱照明設計分析

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LED廣告燈箱照明設計分析

在全球提倡綠色環(huán)保,節(jié)能減排的大背景下,很多傳統(tǒng)能源將不再受到寵愛,大家的目光都將齊齊轉向綠色環(huán)保能源。led具有壽命長、節(jié)能環(huán)保、色彩豐富、微型化、經(jīng)濟適用、可靠等優(yōu)點,將成為新一代能源新寵。本文研究的就是以LED光源代替日光燈來實現(xiàn)廣告燈箱照明。本文所設計的LED廣告燈箱以LED芯片作為光源,通過廣告燈箱尺寸以及LED芯片尺寸的計算,以一定距離排列LED,然后在廣告燈箱表面添加擴散板,從而使朗伯光源均勻出射,最終達到盡可能大的光學利用率和均勻光照。最后利用光學軟件Tracepro模擬設計結果并加以改善,最終達到最優(yōu)結果。本文從LED的發(fā)光原理及發(fā)光特性、廣告燈箱的照明要求、擴散板的設計等幾個方面展開論述。運用Tracepro光學軟件進行模擬LED晶元芯片發(fā)光,通過本文設計的擴散板,使LED朗伯光源均勻出射。自從我國提倡節(jié)能減排,綠色環(huán)保,實行綠色照明戰(zhàn)略起,我LED廣告燈箱照明設計杭州市工人業(yè)余大學雷滕楠圖1矩形體廣告燈箱模型國的傳統(tǒng)能源、傳統(tǒng)生產(chǎn)方式受到前所未有的挑戰(zhàn)和沖擊。要想實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟環(huán)境的協(xié)調發(fā)展,唯有轉變經(jīng)濟發(fā)展方式,開發(fā)利用綠色環(huán)保新能源,才是順應我國和諧社會發(fā)展道路的唯一出路。在我們的生活中,廣告燈箱隨處可見,公交車站臺、指路牌、產(chǎn)品展示牌等等都有廣告燈箱的影子。但是,現(xiàn)在市場上大多數(shù)的廣告燈箱都是以日光燈作為光源,日光燈廣告燈箱大都存在著大功率、光照不均勻、不環(huán)保等缺點。所以本文提出以LED代替日光燈來實現(xiàn)光照,利用其發(fā)光效率高、使用壽命長、安全可靠、單色性強、無頻閃現(xiàn)象等特點,不僅僅能克服日光燈管所帶來的不足和缺陷,更重要的是順應了我國綠色照明環(huán)保主題,實現(xiàn)了經(jīng)濟環(huán)境協(xié)調發(fā)展。

1LED廣告燈箱模型及模型元件結構特性介紹

本文所設計的廣告燈箱模型總共有四個部分組成:幾何模型、LED光源、擴散板和光照接收面。幾何模型是作者深入生活,參照市場中實際廣告燈箱尺寸而設計的模型。擴散板放在廣告燈箱模型上,是為了實現(xiàn)光照均勻性。光照接收面是為了顯示設計模擬效果而設置的。如圖1所示。矩形體模型:尺寸大小200mm×1200mm×1000mmLED光源:尺寸大小0.3mm×1mm×1mm擴散板:尺寸大小50mm×1200mm×1000mm光照接收面:尺寸大小200mm×1200mm×1000mm本文所設計的廣告燈箱的照度要達到200lx,一個LED芯片的發(fā)光照度為100lm,矩形體廣告燈箱的面積為1.2m2,通過計算,可以得出所需要的LED芯片數(shù)量為25個,LED芯片的排列方式為5×5矩陣排列,相鄰LED芯片距離分別為167mm和200mm。

2擴散板的模擬

為實現(xiàn)LED光源光照的均勻性,所以擴散板的模擬是很關鍵的一步驟。以下是對擴散板兩個面的定義以及所設計的擴散板的參數(shù)輸入,如圖2和圖3所示。

3仿真結果及優(yōu)化

矩形體廣告燈箱仿真結果如圖4所示。由圖5、圖6可以很清晰明了的看出,這次仿真結果的均勻性效果還沒有很好,為了達到更好的均勻性,再次增加了追蹤光線的數(shù)量以及改變了廣告燈箱外殼的材質。得到以下優(yōu)化效果:很顯然,優(yōu)化后的效果比先前的好多了,但由于各種因素的存在,無法做到百分之百的均勻性,一定的誤差允許存在。

結論:

本文所LED廣告燈箱設計,主要依靠光學模擬軟件tracepro來模擬實現(xiàn)。為了做好本次設計,作者做了如下工作:首先深入生活,深入市場。觀察實際生活中廣告燈箱模型,包括廣告燈箱的尺寸大小、光照度、功能用途等等。然后選擇矩形廣告燈箱尺寸,作為本次設計的廣告燈箱模型。按照廣告燈箱實際情況,我選擇了公交站臺隨處可見的一種矩形體廣告燈箱。在一系列的準備工作完成后,開始通過軟件中插入所設計的廣告燈箱模型,插入為了實現(xiàn)LED光照均勻性的擴散板,插入光照接收面,最后追蹤光線等等具體的仿真模擬工作。分析仿真模擬結果。本文所設計的擴散板雖然能實現(xiàn)一定的均勻性,但是均勻性效果一般。于是作者改變了廣告燈箱盒子的材質以及增加了追蹤光線的數(shù)量,最后均勻性效果和光效率都得到了優(yōu)化。

作者:雷滕楠 單位:杭州市工人業(yè)余大學

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