Ich habe jetzt Zugriff auf die Software TracePro und habe gestern angefangen damit zu experimentieren. Warum der ganze Aufwand? Nun, mich interessiert z.B.;
Wichtig zu wissen ist, dass die geometrischen Angaben in Millimeter eingegeben werden. In diesem Fall wusste ich, dass der Reflektor 118mm Durchmesser hat, eine kleine Öffnung mit 11mm Durchmesser und eine Brennweite von 10mm hat. Die Beschichtung besteht aus Rhodium (in der Software gibt man das als "Material" der inneren Oberfläche ein, die "Surface" habe ich auf "perfect Mirror" gestellt). Positioniert habe ich ihn einfach am zentralen, räumlichen Ort (Origin).
Als LED wollte ich erst mal die Osram Black Flat nehmen, da ich so die Ergebnisse der Simulationen mit meinen eigenen Erfahrungen mit Projekt Excalibur vergleichen kann, um zu sehen, ob die Ergebnisse ungefähr übereinstimmen. Osram bietet praktischerweise CAD-Modelle und sogenannte Ray-Dateien für alle LEDs und jeweils für zahlreiche in der Industrie gängigen Softwareprodukte an, auch für TracePro. Letztere enthalten alle optischen Daten zur LED, also, wie hell sie in welchem Abstrahlwinkel leuchtet und, welche Form der Die (die Leuchtfläche) hat. Mit dabei ist auch immer eine PDF-Datei, welche wichtige Hinweise enthält. Diese sollte man unbedingt lesen!
Osram bietet für jede LED immer Paare von Ray-Dateien an, da das Emissionsspektrum von weißen LEDs zwei Peaks hat, einmal für den Blauanteil und einmal für den Gelbanteil (inkl. grün, orange, rot etc.). Um eine LED korrekt zu simulieren, muss man also beide Lichtquellen übereinander gelagert an der gleichen Stelle platzieren. Wenn man die Ray-Dateien dann eingebunden hat (als File-Source im Reiter Source), muss man in jeder die Helligkeit der LED eingeben. Die Black Flat ist z.B. die standardmäßig auf 320lm gestellt. Ich habe es bis jetzt so verstanden, dass der Anteil von blau zu gelb automatisch korrekt eingestellt wird, sprich man stellt bei beiden Lichtquellen den gleichen Lumenwert ein.
Beachten sollte man, dass man in den Einstellungen für das Raytracing und auch bei den Lichtquellen die Einheiten (units) auf Photometrisch (also auf Cadela, Lux & Lumen anstatt Watt).
Hier habe mal eine absorbierende Fläche 2mm vor der Black Flat platziert, um die Abstrahlung zu zeigen. Man sieht die fehlende Ecke unten rechts.
Ich habe die LED dann mal im Fokuspunkt des Reflektors platziert (10mm nach innen versetzt von de kleinen Öffnung aus). Jetzt muss noch beachtet werden, dass die geometrische Mitte der Ray-Datei nicht exakt der Ursprungspunkt des Lichts ist (dieser ist ganz leicht versetzt, steht in der PDF von Osram).
Zu Testzwecken habe ich dann 1m vom geomtrischen Ursprungspunkt in der Software (also ca. 93cm von der Reflektorkante) eine 30x30cm große absorbierende Fläche platziert und das Raytracing mal laufen lassen. Auf dem Bild habe ich die Anzahl der Strahlen auf 600 begrenzt, damit man auch was erkennt. Auch sieht man von diesen Strahlen nur die, die tatsächlich die Oberfläche treffen.
Zur Analyse kann man dann z.B. eine Irradiance/Illuminance-Map generieren. Ich habe die Glättungsfunktion und die Anzeige des Profils aktiviert, sonst aber nichts umgestellt.
Das Ergebnis:
Es stimmt vom Lichtbild her stark mit der Realität überein.
So, das war es erst mal. Bald geht es weiter.
- wie sich das Lichtbild eines gegebenen Reflektors mit verschiedenen LEDs verändert
- die Ermittlung von Abstrahlwinkeln (bzw. ob die Formeln, die ich bereits kenne, funktionieren)
- wie sich die Form einer Lichtquelle auf das Lichtbild auswirkt (fehlende Ecke beim Die, rechteckiger Die, Balkenförmige Glühwendel etc.)
Wichtig zu wissen ist, dass die geometrischen Angaben in Millimeter eingegeben werden. In diesem Fall wusste ich, dass der Reflektor 118mm Durchmesser hat, eine kleine Öffnung mit 11mm Durchmesser und eine Brennweite von 10mm hat. Die Beschichtung besteht aus Rhodium (in der Software gibt man das als "Material" der inneren Oberfläche ein, die "Surface" habe ich auf "perfect Mirror" gestellt). Positioniert habe ich ihn einfach am zentralen, räumlichen Ort (Origin).
Als LED wollte ich erst mal die Osram Black Flat nehmen, da ich so die Ergebnisse der Simulationen mit meinen eigenen Erfahrungen mit Projekt Excalibur vergleichen kann, um zu sehen, ob die Ergebnisse ungefähr übereinstimmen. Osram bietet praktischerweise CAD-Modelle und sogenannte Ray-Dateien für alle LEDs und jeweils für zahlreiche in der Industrie gängigen Softwareprodukte an, auch für TracePro. Letztere enthalten alle optischen Daten zur LED, also, wie hell sie in welchem Abstrahlwinkel leuchtet und, welche Form der Die (die Leuchtfläche) hat. Mit dabei ist auch immer eine PDF-Datei, welche wichtige Hinweise enthält. Diese sollte man unbedingt lesen!
Osram bietet für jede LED immer Paare von Ray-Dateien an, da das Emissionsspektrum von weißen LEDs zwei Peaks hat, einmal für den Blauanteil und einmal für den Gelbanteil (inkl. grün, orange, rot etc.). Um eine LED korrekt zu simulieren, muss man also beide Lichtquellen übereinander gelagert an der gleichen Stelle platzieren. Wenn man die Ray-Dateien dann eingebunden hat (als File-Source im Reiter Source), muss man in jeder die Helligkeit der LED eingeben. Die Black Flat ist z.B. die standardmäßig auf 320lm gestellt. Ich habe es bis jetzt so verstanden, dass der Anteil von blau zu gelb automatisch korrekt eingestellt wird, sprich man stellt bei beiden Lichtquellen den gleichen Lumenwert ein.
Beachten sollte man, dass man in den Einstellungen für das Raytracing und auch bei den Lichtquellen die Einheiten (units) auf Photometrisch (also auf Cadela, Lux & Lumen anstatt Watt).
Hier habe mal eine absorbierende Fläche 2mm vor der Black Flat platziert, um die Abstrahlung zu zeigen. Man sieht die fehlende Ecke unten rechts.
Ich habe die LED dann mal im Fokuspunkt des Reflektors platziert (10mm nach innen versetzt von de kleinen Öffnung aus). Jetzt muss noch beachtet werden, dass die geometrische Mitte der Ray-Datei nicht exakt der Ursprungspunkt des Lichts ist (dieser ist ganz leicht versetzt, steht in der PDF von Osram).
Zu Testzwecken habe ich dann 1m vom geomtrischen Ursprungspunkt in der Software (also ca. 93cm von der Reflektorkante) eine 30x30cm große absorbierende Fläche platziert und das Raytracing mal laufen lassen. Auf dem Bild habe ich die Anzahl der Strahlen auf 600 begrenzt, damit man auch was erkennt. Auch sieht man von diesen Strahlen nur die, die tatsächlich die Oberfläche treffen.
Zur Analyse kann man dann z.B. eine Irradiance/Illuminance-Map generieren. Ich habe die Glättungsfunktion und die Anzeige des Profils aktiviert, sonst aber nichts umgestellt.
Das Ergebnis:
Es stimmt vom Lichtbild her stark mit der Realität überein.
So, das war es erst mal. Bald geht es weiter.
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