SVETELEKTRO
Verzia pre tlač
LED maják na stratosférickom balóne
zawinExperiment, ktorým sme overili, či je možné zachytiť LED maják umiestnený na stratosférickom balóne voľným okom, alebo pomocou fotoaparátu s dlhou uzávierkou.
V rámci projektu SPOLEČNĚ DO STRATOSFÉRY, na ktorom spolupracujú Hvězdárna Valašské Meziříčí a Slovenská organizácia pre vesmírne aktivity (SOSA), bol vypustený z hvezdárne v Partizánskom dňa 14.decembra o 1:00 hod po prvýkrát stratosférický balón v nočných hodinách.
Tento let, uskutočnený v spolupráci s Central European Meteor Network (CEMeNt). Bol špecifický tým, že na gondole balóna bol umiestnený výkonný LED maják, ktorý sme sa pokúšali počas letu zachytiť či už opticky alebo pomocou fotoaparátu s dlhou uzávierkou.
Popis konštrukcie :
LED maják bol skonštruovaný zo 6 výkonných LED, ktoré boli rozmiestnené po stranách štvorstena, tak aby z každej strany bola svietivosť približne rovnaká. Výkonové LED sme vybrali z portfólia firmy CREE, ktorá je momentálne najpokročilejšou firmou čo sa týka vývoja LED svietidiel. To dosvedčuje aj fakt, že rada CREE MK-R, ktorú sme použili, dosahuje efektivitu 200lm/1W. Teda pri svietivosti 1000lm ktoré udáva výrobca pri tejto rade, je spotreba LED len 10W! Takýto svetelný tok je porovnateľný so štandardnou 100W žiarovkou.
Na napájanie LED sme použili menič LM3404, ktorý zabezpečoval napájanie LED konštantným prúdom a ich riadenie.
Keďže spotreba LED majáku pri zapnutom stave bola okolo 60W a celé zariadenie bolo napájané z batérií, bolo treba vymyslieť akým spôsobom eliminovať spotrebu. Navrhli sme teda jednoduché riešenie, že LED maják bude blikať v intervale 2sec zapnutý, 4sec vypnutý. Plošný spoj sme použili s hliníkovým podkladom, tak aby bol dobre zabezpečený prenos tepla z LED a meniča.
Obr. 1 – Schéma zapojenia LED majáka
Obr. 2 – Fotografia hotového LED majáka
Obr. 3 – LED maják pripravený na vypustenie stratosférickým balónom
Obr. 4 – Výsledná svietivosť LED majáku bola okolo 6000lm. Bol to zážitok 🙂
Výsledky:
Po ukončení experimentu sme boli najskôr sklamaný, nakoľko sa nám nepodarilo zachytiť LED maják voľným okom. Avšak po detailnejšom prezretí nafotených fotografií sme nakoniec blikajúci LED maják objavili. Fotografia vznikla zložením viacerých snímkov s dobou uzávierky 8sec. Na fotografii je teda vidieť balón aj hviezdy, ktoré prešli dráhu približne za čas 20min.
Obr. 5 – Dráha balóna, ktorú reprezentuje čiarkovaná čiara
Let stratosférického balóna taktiež možno vidieť aj na tomto videu, vytvoreného z nafotených snímkov.
Obr. 6 – Prístátie balóna nedaľeko Rimavskej Soboty. Už z diaľky sme ho videli blikať.
Záver:
LED experiment môžeme považovať za úspešný aj keď nie na 100%. Keďže batérie nemali dobrú izoláciu a vonkajšia teplota klesala k -65°C, nedodali plný výkon, preto sa domnievame, že LED nesvietili plným výkonom a preto sme ich ani opticky nemohli sledovať (bol na úrovni 6mag). Do budúcnosti chceme zlepšiť izoláciu batérií a hlavne vypúšťať balón za jasného počasia.
- Novinky na webe SVETELEKTRO - 12. decembra 2020
- TEPLOMĚR DO UDÍRNY - 21. júla 2020
- Výsledky súťaže o najlepší výrobok–4. kolo - 23. decembra 2019
Komentáre (10)
Pridaj komentár
Prepáčte, ale pred zanechaním komentára sa musíte prihlásiť.
najväčší problém je v tom, že je potrebné ten svetelný výkon distribuovať všesmerovo – ale čo už s tým 😉
ešte pripomienka – nestačili by záblesky?
no treba to doladit gyroskopickou stabilizaciou a svetelny luc centrovat na uzsi zvazok a smerovat ho na jedno miesto teda na miesto startu.
Ako pozeram tak svetlo z LED nebolo nijako usmernene ci uz reflektorom alebo koliminatorom. Ano bola by mensia pravdepodobnost zachytenia luca ale urcite by zachytena stoba bola niekolkonasobne jasnejsia. Dolatit to centrovanim a nutnou stabilizaciou by bolo perfektne.
To je tam zaznamenana cela draha alebo len cast? Aka vlastne draha bola zaznamenana co sa tyka vysky a casu?
Zdravim, pri tomto experimente je praveze potrebne zabezpecit vyzarovanie na vsetky smery. Je to potrebne z toho hladiska, ze tento experiment sluzil aj na kalibraciu pozemych meteorickych detektorov. Teda mi sme mali presne suradnice balona z GPS, meteoricke detektory detekovali blikanie balona a pomocou triangulacie je potom mozne presne vypocitat trajektoriu balona v 3D priestore len na zaklade udajov s tychto stanic.
Výsledna svietivosť 6tis. lumenov? nie nahodou 600?
Nie, jedna LED ma svietivost 1000lm.
daj link na diody.
http://www.cree.com/LED-Components-and-Modules/Products/XLamp/Arrays-Directional/XLamp-MKR
No LED taku deklarovanu svietivost moze mat, ale aj s tym vasim budicom? Ked pozeram ze Rsns = 1/3 ohmu, Vf = 5.5V (priblizne), tak mi vychadza I(L-MIN) = 0.48A, ripple current nech je 20%, co je dIL = 0.2*0.48A = 0.096A, takze If = I(L-MIN) + dIL/2 = 0.556A. Pri tomto prude ta 45% nominalneho toku (ak uvazujeme 6V variant). Aj aj pri najlepsej konstelacii to bude 1206lm*0.45 = 540lm.
Druha moznost je 12V dioda, co zmeni cisla:
Vf = 11.5V (priblizne), tak mi vychadza I(L-MIN) = 0.358A, ripple current nech je 20%, co je dIL = 0.2*0.348A = 0.07A, takze If = I(L-MIN) + dIL/2 = 0.418A, tok pri tomto prude 70%, co dava 844lm.
To tak narychlo z datasheetov, mozno v tom daka chyba je.
Rozhodne to ale 1000lm nebude, nakolko LED z toho najlepsieho „binu“ su dosti drahe a nepredpokladam, ze mate k dispozicii zrovna tie. Takze realne maju tak -20%, a to sme sa nebavili o farebnej teplote, ktoru mate 😀
Nepíšete prečo ste použili práve led alebo som to v texte nevidel. Jedna výbojka by vydala v zábleskoch oveľa viac svetla a nebolo by to ani tak energeticky náročné. Podľa mňa plytvanie zdrojmi :/
Inak obloha pekná…minimum svetelného znečistenia.
Tiez som toho nazoru ze by to bolo ovela viac muziky za ovela menej penazi. Obcas treba rozmyslat na ucelom a podla toho vyberat prostriedky… 🙁 Maybe next time… Kazdy sa uci.