Optimalizace bodového LED světla

Radim Dittrich

Doctoral thesis

Optimization of LED spot light

Abstract:

Předkládaná disertační práce se zabývá návrhem a optimalizací bodového LED světla pro laboratorní, ateliérové a filmové svícení. Cílem je zachovat a zlepšit opticko-fyzikální a ergonomické parametry, kterých dosahuje profesionální osvětlovací technika, a přitom snížit výrobní náklady a přijít s open-source řešením. V úvodu práce je shrnuta současná situace na českém trhu s osvětlovací technikou a definovány opticko-fyzikální parametry. V hlavní části práce je předložen návrh a postupná optimalizace bodového LED světla, jejímž výsledkem je vytvoření funkčního prototypu otestovaného pomocí komparačních měření a zkoušek, jež prokázaly funkčnost a dosažení vytyčených cílů. Přínosem práce je využití 3D tisku z plastů k vytvoření open-source řešení na poli profesionální osvětlovací techniky. To je možné jen díky vhodně provedené optimalizaci odvodu tepla, jež by v opačném případě mělo vůči plastovým dílům devastační účinek. Metoda 3D tisku tak díky optimalizaci nalézá uplatnění i v oblasti výroby osvětlovací techniky. Běžně totiž použití diod, jež kromě světla vyzařují také velké množství odpadní tepelné energie, znemožňuje jejich kombinaci s plastovými materiály.

Abstract:

The presented dissertation deals with the design and optimization of LED spot lights for laboratory, studio and film lighting. The aim is to maintain and improve the optical physical and ergonomic parameters achieved by professional lighting equipment, while reducing production costs and coming up with an open-source solution. The introduction summarizes the current situation on the Czech lighting market and defines the optical and physical parameters. The main part of the work presents the design and gradual optimization of LED spot light, which results in the creation of a functional prototype tested by comparative measurements and tests that have demonstrated the functionality and achievement of the set goals. The benefit of this work is the use of 3D plastic printing to create an open-source solution in the field of professional lighting technology. This is possible only thanks to properly performed heat dissipation optimization, which would otherwise have a devastating effect on the plastic parts. Thanks to the optimization, the 3D printing method is also used in the production of lighting technology. Normally, the use of diodes, which, in addition to light, also emit a large amount of waste thermal energy, makes it impossible to combine them with plastic materials.

Keywords

Osvětlovací technika, bodové LED světlo, COB dioda, open-source řešení, 3D tisk, metoda FDM, PLA materiál, optimalizace odvodu tepla, filmové světlo, snížení výrobních nákladů

Keywords

lighting equipment, LED spot light, COB diode, open-source solution, 3D printing, FDM method, PLA material, heat dissipation optimization, film light, reduction of production costs

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 2. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 8. 6. 2022
• Supervisor: Jiří Fries
• Reader: Pavel Němeček, Witold Bialy, Věra Voštová

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Stavba výrobních strojů a zařízení