Vývoj metodik a nástrojů pro optimalizaci svítidel na bázi LED

Zbyněk Carbol

Disertační práce

Tools and Methodologies Development of for LED Luminaires Optimization

Anotace:

Práce se zabývá postupem vývoje LED svítidel a optimalizace jejich funkce za účelem dosažení špičkových parametrů. Na úvod jsou popsány klasické koncepce návrhu a skladby svítidel. Je provedeno srovnání svítidel pro konvenční světelné zdroje a zdroje LED včetně uvedení typických parametrů těchto zdrojů a svítidel. V první části se práce věnuje retrofitingu, tedy způsobu vytvoření LED svítidla ze svítidla původně určeného pro jiný typ světelných zdrojů. Porovnává různé aspekty záměny, změnu světelných parametrů v prostoru i elektrickou bezpečnost. Vývoj modulárního svítidla typu downlight pro světelné zdroje LED je popsán v následující kapitole. Od definice žádaných parametrů, přes výběr komponentů, stavbu prototypů a měření. Ke svítidlu byla zhotovena potřebná výrobní dokumentace a sestavy dílů potřebné pro nákup. Následuje popis procesu vývoje LED svítidla nouzového osvětlení napájeného superkapacitorem. Jsou uvedeny výhody řešení a je popsán návrh hlavních částí svítidla, výpočet potřebné kapacity superkapacitoru a vliv jeho parametrů na provoz nouzového svítidla. Po popisu realizace prototypu jsou uvedeny výsledky měření. Čtvrtá část se věnuje pracím provedených na LED bifunkčním světlometu v průběhu vývoje prototypu i po jeho zástavbě do vozidla. Měřena je barevnost rozhraní i vyzařování světlometu. Hotové prototypy byly zastavěny do automobilu a měřeny pro porovnání se sériovými světlomety na vozovce. V poslední části jsou shrnuty poznatky z provedených prací a je shrnuta metodika vývoje LED svítidel, včetně dostupných nástrojů, grafického znázornění procesů a popisu úloh jednotlivých účastníků vývoje svítidel.

Abstract:

The thesis deals with the process of development of LED luminaires and optimization of their function in order to achieve top parameters. At first, the classic concepts of design and composition of luminaires are described. A comparison of luminaires for conventional light sources and LEDs is made, including the specification of typical parameters. In the first part, the thesis deals with retrofitting - the way of creating LED luminaire from a luminaire originally intended for another type of light source. It compares various aspects of substitution, change of light parameters in space and electrical safety. The development of a modular downlight for LED light sources is described in the next chapter. From the definition of required parameters, through component selection, prototype construction and measurement. The necessary production documentation and bill of material for purchasing were prepared for luminaires. Description of the process of developing a LED emergency lighting luminaire powered by supercapacitor follows. The advantages of the solution are presented and the design of the main parts of the luminaire, the calculation of the required supercapacitor capacity and the influence of its parameters on the operation of the emergency luminaire are described. After prototype construction the measurement results are presented. The fourth part describes the work done on the LED bifunctional headlamp module during the development of the prototype and after its installation into the vehicle. The color of the cut-off and the luminous output of the headlamp are measured. Readymade prototypes were built into the car and road illumination was measured for comparison with the series headlamps. The last part summarizes the findings of the works on LED luminaires development, its methodology, including the available tools, graphical representation of the processes and the description of the roles of the individual participants in the development process.

Klíčová slova

LED svítidlo, metodika, vývoj svítidel, optimalizace, LED trubice, nouzové osvětlení, retrofit, downlight, superkapacitor

Keywords

LED luminaire, metodology, development of luminaires, optimalization, LED tube, emergency lighting, retrofit, downlight, supercapacitor

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 8. 9. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 12. 2017
• Vedoucí: Karel Sokanský
• Oponent: Tomáš Novák, Jiří Plch, Dionýz Gašparovský

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doktorský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Elektroenergetika