Lentilles pour LED haute puissance. Lentilles pour LED haute puissance Polissage des verres avec pâte Goi

L'un des avantages indéniables des LED par rapport aux sources lumineuses traditionnelles est la capacité de créer presque n'importe quelle distribution de flux lumineux pour une utilisation plus efficace de l'énergie. Cette formation est réalisée à l'aide d'une optique secondaire - un réflecteur (réflecteur) ou une lentille.

Pour désigner la forme de la répartition de la lumière dans l'ingénierie de l'éclairage, le terme « courbe d'intensité lumineuse » ou en abrégé LSI est utilisé. Les LED ont dans la plupart des cas une lentille primaire (silicone ou verre transparent), qui forme le CSS illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre le graphique, l’intensité lumineuse diminue progressivement avec l’augmentation de l’angle de déviation par rapport à l’axe central. Pour obtenir un type de distribution différent, une lentille ou un réflecteur du type approprié est superposé à la LED. D'où le nom – optique secondaire. Les réflecteurs ont un champ d'application assez limité - ils permettent de travailler uniquement sur la concentration du flux lumineux, c'est-à-dire diminuer l'angle de rayonnement. Les objectifs offrent un plus large éventail de possibilités, il vaut donc la peine de les examiner plus en détail.

Les matériaux les plus courants pour fabriquer des lentilles sont le polyméthacrylate de méthyle (communément appelé plexiglas) et le polycarbonate. Ils sont fabriqués par moulage par injection, dans le strict respect des normes technologiques. Il est donc hors de question de fabriquer ses propres lentilles. Lorsque vous essayez de traiter mécaniquement ces matériaux, vous n’obtenez qu’un morceau de plexiglas terne et rayé.

Méthodes d'appairage avec LED

Il existe plusieurs façons de monter des objectifs. Le plus simple est le collage. Les petites lentilles peuvent être collées directement sur la carte LED. Les plus grands et les plus massifs nécessitent un support. Le support a une base adhésive avec un film protecteur (essentiellement du ruban adhésif double face) et l'objectif s'y enclenche simplement. Une option idéale pour les produits fabriqués à la main à la maison, mais pas assez fiable pour les conditions de fonctionnement difficiles (changements de température, secousses mécaniques et vibrations). La deuxième méthode - la fixation avec des vis - est plus fiable, mais nécessite la présence d'éléments structurels appropriés au niveau de la lentille. Et enfin, vous pouvez fixer l'optique secondaire à l'aide des éléments de carrosserie du produit (lampe, lampe torche, etc.). Par exemple, appuyez avec du verre de protection. Dans tous les cas, un alignement précis des lentilles par rapport aux LED est d'une grande importance ; à cet effet, certaines lentilles et supports disposent de supports spéciaux (broches). Bien entendu, les trous correspondants doivent être prévus sur la planche. Lors de l'installation, ne touchez pas les surfaces de travail de l'objectif avec vos mains.

Types de lentilles

En règle générale, le fabricant classe les lentilles selon deux critères principaux : par le type de LED et par le type de distribution lumineuse. De plus, l'optique peut être unique ou groupée, lorsqu'un seul module de lentille est placé sur plusieurs LED, transparentes et mates, symétriques et asymétriques, etc.

Actuellement, les fabricants d'optiques secondaires « suivent le rythme » des fabricants de diodes électroluminescentes, et après l'apparition d'un nouveau type ou famille de LED, dans presque quelques mois, nous pouvons déjà acheter de nouvelles lentilles correspondantes.

La forme la plus courante de distribution de la lumière est la symétrie circulaire. Ces lentilles produisent un point lumineux rond. L'angle du faisceau lumineux peut être complètement différent : de 3˚ à 150˚. Les lentilles concentratrices avec un angle inférieur à 10˚ sont généralement appelées « spot » (de l'anglais Spot - spot).

Il existe des optiques avec une répartition lumineuse spéciale.

La figure ci-dessous montre une lentille pour l'éclairage public et son KSS.

Chef-d'œuvre d'éclairage DIY

La variété de lentilles pour LED et leur large disponibilité permettent de mettre en œuvre de vos propres mains des solutions d'éclairage assez complexes. Les LED à lentilles peuvent donner les formes CSS les plus complexes, certaines d'entre elles sont présentées dans les figures ci-dessous.

En combinant différentes lentilles dans une seule lampe, vous pouvez obtenir une distribution lumineuse de presque toutes les complexités.

Les tâches simples sont également résolues plus efficacement grâce à l’optique secondaire. Ainsi, une lampe de poche à LED, assemblée de vos propres mains à l'aide d'une LED CREE d'un watt, avec une lentille LEDIL à degré étroit « percera » l'obscurité sur plusieurs centaines de mètres, tout en donnant un point de lumière clairement défini. Alors que son homologue commercial, originaire d’Asie du Sud-Est, doté d’un tas de petites LED et d’un réflecteur brillant, parvient difficilement à « maîtriser » la moitié de cette distance.

Les capacités de l’optique secondaire sont impressionnantes !

Le microscope numérique électronique le plus simple peut être fabriqué de vos propres mains à l'aide d'un vieux téléphone équipé d'un appareil photo, même s'il est toujours préférable d'utiliser un smartphone (dans notre cas, un iPhone) avec un écran plus grand et un meilleur appareil photo.

La puissance grossissante totale du microscope peut atteindre 375 fois, selon le nombre et la classe de lentilles utilisées.
À propos, lors de la fabrication des microscopes, nous avons pris les lentilles d’un vieux pointeur laser, mais si vous n’en avez pas, vous pouvez les acheter à moindre coût dans n’importe quelle boutique en ligne chinoise.

Le coût d'un microscope fait maison ne dépasse pas 300 roubles, si l'on prend en compte le coût des matériaux :

Matériaux pour la fabrication

Liste complète du matériel nécessaire au projet :

Fabrication

1) Démontage du pointeur laser et retrait de la lentille.

Pour cela, nous utilisons le pointeur le moins cher, alors n'achetez pas de modèles coûteux pour cela. Un total de 2 lentilles sera nécessaire. (Vous pouvez ignorer cette étape si vous achetez l'objectif lui-même en magasin.)

Pour démonter le pointeur, dévissez le couvercle arrière et retirez les piles. On extrait tout l'intérieur à l'aide d'un simple crayon avec une gomme. L'objectif est situé dans l'objectif, et pour le sortir il faut dévisser un petit morceau de plastique noir.

L'objectif lui-même est constitué d'un mince verre translucide, d'environ 1 mm d'épaisseur, vous pouvez le fixer à l'appareil photo du téléphone pour expérimenter une photo agrandie, il est très difficile de prendre une photo de haute qualité, j'ai donc décidé de fabriquer une pince pour le microscope.

2) Réalisation de la base du corps.
L'entrée était un morceau de contreplaqué mesurant 7 x 7 cm, dans lequel nous perçons 3 trous pour les crémaillères (boulons). Les emplacements pour percer les trous sont indiqués sur la photo avec des marques.

3) Préparation du plexiglas et des lentilles.
Nous découpons 2 morceaux de plexiglas de dimensions : 7 x 7 cm et 3 x 7 cm. Sur le premier morceau de plexiglas nous perçons 3 trous selon le gabarit en contreplaqué, ce sera la partie supérieure du corps. Sur la 2ème pièce on perce 2 trous selon le gabarit en contreplaqué, ce sera l'étagère intermédiaire du microscope.
Lorsque vous percez du plexiglas, n’appuyez pas trop fort.

Vous devrez maintenant percer des trous dans le plexiglas pour la lentille et la lentille, cela nécessitera une perceuse à lentille D = D ou légèrement plus petite. Nous effectuons le réglage final du trou à l'aide de limes rondes ou de râpes.
Les verres doivent être intégrés dans le trou percé des deux verres.

4) Assemblage du boîtier.
Lorsque toutes les pièces du microscope sont prêtes, vous pouvez commencer le montage lui-même, mais avant cela il reste encore 1 point :
- il faut alimenter une source lumineuse par le bas, pour cela j'ai percé un trou dans la partie inférieure du boîtier pour monter une petite lampe à diode.

Commençons l'assemblage final. Nous serrons fermement les boulons à la base.
Le support intermédiaire du microscope avec la lentille o 2 doit être placé de haut en bas de manière à ce que la taille du grossissement puisse être ajustée avec l'optique.

Pour ce faire, serrez les écrous à oreilles et 2 rondelles sur 2 boulons et montez le verre avec une lentille de 3*7 cm déjà collée.

Ensuite, nous installons le capot supérieur, ici nous utilisons déjà des écrous ordinaires, mais nous les plaçons à la fois en haut et en bas.

Félicitations, vous venez de réaliser un microscope numérique pas cher, voici quelques photographies prises avec.

Instructions vidéo pour la production et la démonstration du travail

(En anglais)

Que devez-vous faire si votre projet nécessite un petit objectif, mais que vous n’avez pas de taille appropriée en stock ? Reporter le projet et flâner dans les marchés aux puces, dans l'espoir de trouver un donateur approprié ? Pas nécessairement. Un tour permet de résoudre ce problème :

Je prends un morceau de la bonne feuille de plexiglas d'épaisseur appropriée (dans ce cas, 6 mm). J'ai une marche spéciale usinée sur l'avant des mâchoires du mandrin, qui me permet de serrer des pièces non pas cylindriques, mais en tôle. Il est pratique d'affûter des corps tels que des rondelles, etc., même s'il faut bien sûr tenir compte du fait que la fiabilité de la fixation de la pièce n'est pas très bonne. Mais le traitement du plexiglas ne nécessite pas beaucoup d'efforts et la pièce doit être serrée avec précaution de quelque manière que ce soit.
En général, une pièce de 6 mm, serrée dans ces rebords, est usinée à la moitié de son épaisseur. Et puis il se retourne et recommence. On obtient une « rondelle », un cylindre plat du diamètre requis.
A l'aide d'un cutter, fonctionnant avec deux avances à la fois, je lui donne grossièrement une forme convexe :


Maintenant, je prends un grattoir triangulaire fabriqué à partir d'une lime aiguille et dessine la forme en supprimant les marques du cutter :


Cette méthode de traitement vous permet de « raser » littéralement le plexiglas, en éliminant les copeaux fins et fins en une couche plate. Avec toute autre méthode, les risques d’anneau demeurent.
Certes, les doigts sont à proximité des cames en rotation ; sur une grosse machine je ne risquerais pas de faire cela (rpm 800-1000).
Maintenant une goutte d'huile machine sur un morceau de "zéro", et finition :


Si la lentille doit être biconvexe, je retourne la pièce et traite le deuxième côté.
Je le retire de la machine et enfin le polis avec un disque fileté avec de la pâte GOI. La technique de polissage du plexiglas diffère de celle du métal. J'applique plus de pâte sur le disque et la pression est bien moindre. Touches légères et de courte durée, déplaçant uniformément la zone de friction sur toute la surface de la lentille. Sinon - un « burn-out » et un mariage irréparable.
Objectif fini :




Et voici « l'objectif », c'est-à-dire la monture de cet objectif :


Fixation de la lentille comme dans les vrais systèmes optiques, avec une fine bague filetée. Même si, bien sûr, vous pouvez utiliser un anneau-ressort de déclenchement élastique, ou si tout simplement, le mettre sur de la colle :-) Mais un tour permet aussi de tout faire « à la manière des adultes », sur un fil à pas fin ( dans ce cas, en sélectionnant les vitesses de guitare, le pas de 0,7 mm est sélectionné). Assemblage de lentilles :


Pour éviter que la lentille ne se raye trop rapidement, il est utile de refaire plusieurs fois le bord extérieur du tube. plus haut que le point le plus convexe de la lentille, cela est évident.
Et voici le mécanisme d’une petite montre de femme, pour laquelle cet objectif a été réalisé :




Comme vous pouvez le constater, les qualités optiques de l'objectif sont tout à fait satisfaisantes, malgré le fait que la géométrie soit presque entièrement dérivée. Autrement dit, un tel objectif ne fonctionnera certainement pas pour un télescope, mais pour une clé USB, il est très approprié :-)
Merci de votre attention.