LED-es fényforrások optikai-fotometriai tervezése és szimulációja SPEOS szoftver

környezetben

Németh Zoltán, Gémesi Szabolcs, Veres Ádám, Dr. Nagy Balázs Vince, Dr. Samu Krisztián, Dr. Ábrahám György

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Mechatronika Optika és Gépészeti Informatika Tanszék

Miért érdemes optikai-fénytechnikai szimulációs programokat alkalmazni?

Nem megfelelően megtervezett termékek a piacon

Anyagi kár és negatív megítélés

Nem megfelelő prototípus -> újratervezés, újragyártás

Gazdaságosság – már a prototípus gyártáskor szabványoknak megfelelő termék

Az alakító, fröccsöntő szerszámok utólagos módosítása, újragyártása elkerülhető

A tervezési idő jelentősen csökkenhet

MEGOLDÁS!

Miben segítik a tervezőt az optikai-fénytechnikai szimulációs programok?

Egyszerűen és gyorsan létrehozható szimulációs környezet

Virtuális szenzorok tetszőleges helyeken

Azonnali módosítások, direkt visszacsatolás

Aprólékos beállítás (nagy pontosság)

Látványos eredmények, elemzések (megfelelőség ellenőrzése)

Virtuális valóság

Képek forrása:www.optis-world.com

A gyakorlatban még hol alkalmazzák?

Autóipar (különféle lámpák, tükrök, kijelzők, dizájn elemek tervezése, műszerfal analízis)

Beltéri/kültéri világítás

Repülőgép ipar (pilótafülke)

Előtétoptikák, lencsék tervezése

Mobiltelefon ipar

Közlekedés irányítás (forgalomirányító lámpák tervezése)

Hirdetőtáblák, kijelzők tervezése, analízise

Képek forrása:www.optis-world.com

Tervezési feladat ismertetése 1. Gépkocsi oldalsó visszapillantó tükrébe épített LED-es indexlámpa

Fényvezető „Light guide” optimalizálása

Szabványban előírt célterületen minimálisan mérhető fényerősség érték legyen 0,6 cd!Az ECE szabványban előírt célterület:(UN E/ECE/324 E/ECE/TRANS/505 Addendum 5: Regulation No. 6)

Tervezési feladat ismertetése 2.1. Feladat megfogalmazása

Legyártott fényterelő prototípus – A szabvány minimális előírásainak (ECE) sem felel meg!

Az alkalmazott LED fényforrás fix

2. CélkitűzésA szoftver segítségével a fényterelő geometria optimalizálása

A rendelkező előírásoknak feleljen meg!

3. Felmerülő problémákLegyártott fröccsöntő szerszám

Dizájn szempontok

Fényforrás

Fényforrások definiálása1. „Surface source” – Sugárzó felület definiálása

3. „Ray file source” – Sugár fájl definiálása

• Koordináta rendszer definálása• Ray file importálása

Spektrum

Eulumdat, IES,Intensity fájl

2. „Luminaire Source Definition” – Fényforrás definiálása

Felületi és anyagjellemzők

Forrás: Optis, gyártók

Legpontosabb

Felületi és anyagjellemzők Optikai anyagjellemzők kézi beállítása:

„ Volume optical properties (VOP)” → fény viselkedése a testben

„ Surface optical properties (SOP)” → fény viselkedése, amint elér egy felületet

Szenzorok Szabványban előírt értékek ellenőrzése → fényerősség mérése!

Szenzorok „Design” ellenőrzése → fénysűrűség mérése!

SzimulációBemenő adatok:

FényforrásSugárfájlok a gyártóktól, Intenzitás eloszlás importálása, szimulált sugárzók, Valós mérési eredmények betöltése

GeometriaCAD modell

Felületi és anyagjellemzők

Anyagmegadás, optikai jellemzők beállítása, diffúz, áteresztő és reflexiós felületek adatainak megadása

Szenzorok

Valós mérések virtuális megfelelői, széles körben felhasználható kimeneti adatok

Szimulációs lehetőségekInteraktív szimuláció

•Gyors, szemléletes

•Speciális fényforrás beállítás (Interaktív forrás)

•Információk a tervező számára az eszközölt változtatásokról

•Kis szimulációs sugárszám, erős absztrakció

Direkt szimuláció

•Számítások több millió sugár átvezetésével

•Pontos fényforrás és anyagjellemzők

•Részletes mérési eredmények

•Hosszabb lefutási idő, közvetettebb visszajelzés

Light Expert

•Szemléletes sugárátvezetés a direkt szimuláció eredményeiből

•Megjelenített sugarak száma megszabható

•Vizsgált eloszlásterület, vagy geometriai jellemző megválasztása

Eredmények az eredeti geometriával

Szembetűnő problémák

• Egyenetlen eloszlás a célterületen

• Nem kívánt fénykicsatolás a célterülettől jobbra

Elemzés a Ligth Expert segítségével

Elemzés a Ligth Expert segítségével

A fejlesztés eredménye

Köszönjük a megtisztelő figyelmet!