Tải bản đầy đủ

NGHIÊN cứu và THIẾT kế đèn đọc PHIM một cửa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ ĐÈN ĐỌC PHIM
MỘT CỬA
: TS. Nguyễn Phan Kiên
: ĐTTT-01 K58

Hà Nội, 01/2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG


ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ ĐÈN ĐỌC PHIM
MỘT CỬA
: TS. Nguyễn Phan Kiên
: ĐTTT-01 K58
: …………………..

Hà Nội, 01/2019


Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho giảng viên hướng dẫn)
Giảng viên đánh giá: TS. Nguyễn Phan Kiên
Họ và tên Sinh viên
Tên đồ án: Nghiên cứu và thiết kế đèn đọc phim một cửa
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

1
2
3
4

5
6
7

8

9

10a
10b

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và
các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như 1 2 3
phạm vi ứng dụng của đồ án
Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3
Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
1 2 3
Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả
1 2 3
đạt được
Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp
thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ 1 2 3
thống
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết
1 2 3
quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng.
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa
kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp
1 2 3
lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong
tương lai.
Kỹ năng viết (10)
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương
logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được
đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,
1 2 3
có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu
chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có
trích dẫn đúng quy định
Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa
1 2 3
học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa
5
học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng
phát minh sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
2
nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở
lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế

4 5
4 5
4 5
4 5

4 5
4 5
4 5

4 5

4 5


khác về chuyên ngành như TI contest.
10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học
Điểm tổng

0
/50

Điểm tổng quy đổi về thang 10
3. Nhận xét thêm của Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét về thái độ và tinh
thần làm việc của sinh viên)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.............................................................................................
Ngày:

/

/201

Người nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)


Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho cán bộ phản biện)
Giảng viên đánh giá: ......................................................
Tên đồ án: Nghiên cứu và thiết kế đèn đọc phim một cửa
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

1
2
3
4

5
6
7

8

9

10a

10b

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và
các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như 1 2 3
phạm vi ứng dụng của đồ án
Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3
Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
1 2 3
Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả
1 2 3
đạt được
Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp
thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ 1 2 3
thống
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết
1 2 3
quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng.
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa
kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp
1 2 3
lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong
tương lai.
Kỹ năng viết (10)
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương
logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được
đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,
1 2 3
có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu
chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có
trích dẫn đúng quy định
Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa
1 2 3
học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa
5
học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng
phát minh sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở
2
lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế
khác về chuyên ngành như TI contest.

4 5
4 5
4 5
4 5

4 5
4 5
4 5

4 5

4 5


10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học
Điểm tổng

0
/50

Điểm tổng quy đổi về thang 10
3. Nhận xét thêm của Thầy/Cô
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.............................................................................................
Ngày:

/

/201

Người nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời buổi nền kinh tế phát triển hiện nay thì nhu cầu chăm sóc sức
khỏe của mọi người ngày càng được đề cao. Một trong những yếu tố không thể
thiếu trong việc thăm khám để kiểm tra sức khỏe là chẩn đoán hình ảnh X-quang,
cộng hưởng từ, chụp CT. Nhằm phục vụ việc chẩn đoán chính xác thì cần phải có
một thiết bị không thể thiếu đó là đèn đọc phim X-quang. Ngày nay đèn đọc phim
X-quang đã được các hãng sản xuất với kích thước, chất lượng đa dạng, tuy vậy thì
giá thành vẫn rất cao. Vì thế em đã nghiên cứ và hình thành nên ý tưởng về một
chiếc đèn đọc phim có chức năng hỗ trợ trong việc chẩn đoán hình ảnh của bác sĩ
đồng thời giá thành vừa phải giúp tiết kiệm chi phí.
Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp có không ít khó khăn về kiến
thức, kinh nghiệm làm việc, kinh phí thực hiện, nhưng cũng đã nhận được sự giúp
đỡ nhiệt tình từ giáo viên và các anh chị. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy
giáo TS. Nguyễn Phan Kiên đã tận tâm, nhiệt tình hướng dẫn cho em trong suốt quá
trình nghiên cứu và thực hiện đồ án. Em xin cảm ơn các anh chị, bạn bè đã và đang
công tác, thực tập tại công ty Công nghệ Ứng dụng Bách Khoa đã giúp đỡ, hỗ trợ
kiến thức và kinh nghiệm cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án, vê phía công
ty đã hỗ trợ cơ sở vật chất và các thiết bị cần thiết để em có thể hoàn thành đồ án.
Em chân thành cảm ơn sự dạy dỗ ân cần của các thầy, cô giáo công tác tại
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thầy cô giáo của Viện Điện
Tử Viễn Thông nói riêng đã trang bị cho em những kiến thức tốt nhất qua 5 năm
học tập để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp cũng là môn học cuối cùng của
khóa học tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn!

7


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Ngày nay khoa học công nghệ và kĩ thuật đang phát triển một cách vượt bậc,
nhờ đó chúng ta có thể áp dụng các công nghệ và kĩ thuật vào trong lĩnh vực y tế
nhằm hỗ trợ các bác sĩ thăm khám và chữa trị một các tốt nhất và hiệu quả nhất.
Đèn đọc phim cũng là một thiết bị y tế với công dụng hỗ trợ các bác sĩ chẩn đoán
hình ảnh phim X-quang, MRI, CT một cách hiệu quả và chính xác hơn. Tuy nhiên,
hiện nay các thiết bị y tế trong các bệnh viện và phòng khám hầu như là thiết bị
nhập ngoại nên có giá thành rất cao. Vì thế trong đồ án này em đã nghiên cứu và
thiết kế một chiếc đèn đọc phim có cùng công dụng với các đèn đọc phim đang
được sử dụng hiện tại và có chi phí sản xuất thấp hơn so với các đèn nhập ngoại dẫn
tới giá thành cũng rẻ hơn giúp các phòng khám và bệnh viện tiết kiệm được một
khoản chi phí đầu tư thiết bị.
Đèn đọc phim được thiết kế với kiểu dáng nhỏ gọn hơn một số đèn thông
dụng, độ dày của đèn chỉ tới 3cm, đèn có thể điều chỉnh được độ sáng trên bề mặt
đèn bằng chiết áp, độ sáng của đèn thay đổi được nằm trong dải 0 ÷ 6800 Lux nhờ
sử dụng module Dimmer – main – V7, trong đèn có sử dụng Led thanh làm nguồn
chiếu sáng, vỏ hộp đèn được thiết kế với chất liệu Inox là chất liệu được sử dụng
phổ biến trong y tế hiện nay, ngoài ra nó còn công dụng rất lớn đối với đèn đó là
một đế tản nhiệt giúp đèn hoạt động bền hơn và ổn định hơn.

8


ABSTRACT
Today science and technology are growing tremendously, so that we can
apply it in the medical field to assist physicians in examining and treating a variety
of diseases best and most effective. The X-ray film viewer is also a medical device
with the ability to assist doctors in diagnosing X–ray, MRI and CT images more
efficiently and accurately. However, nowadays medical equipment in hospitals and
clinics is almost imported equipment, so the cost is very high. So in this project I
have studied and designed a X-ray film viewer with the same use of the current Xray film viewer are used and have lower production costs than the imported X-ray
film viewer to the price, It is cheaper to help clinics and hospitals save on
investment in equipment.
The X-ray film viewer are designed with a compact design than some
common X-ray film viewer, the thickness of the lamp is only 3cm, adjustable
brightness on the surface of the lamp by potentiometers, the brightness of the lamp
is in the 0 ÷ 6800 Lux range using the Dimmer - main - V7 module, in lights, use
the Led Bar as the light source, light box is designed with stainless steel material is
commonly used in medical today, in addition it is very useful for the lamp is a heat
sink to help the lamp operate more stable and stable.

9


MỤC LỤC

10


DANH SÁCH HÌNH ẢNH

11


DANH MỤC BẢNG BIỂU

12


PHẦN MỞ ĐẦU
Trong đồ án này em sẽ thực hiện thiết kế một đèn đọc phim một cửa hoàn
chỉnh. Để làm đèn đọc phim hiện nay thì có các cách khác nhau để thực hiện, thực
hiện làm đèn đọc bằng các nguồn phát sáng khác nhau như là tuýp led, bóng huỳnh
quang, Led thanh. Dựa vào màn hình của đèn thì người ta có thể sử dụng màn mica
trắng sữa bình thường, màn mica dẫn sáng. Trong đồ án này em sẽ sử dụng Led
thanh làm nguồn phát sáng và mica trắng sữa để làm màn hình đèn. Thiết kế đèn sẽ
có độ sáng đồng đều trên bề mặt, có thể điều chỉnh độ sáng của đèn dọc phim, ngoài
ra thiết kế vỏ hộp của đèn có độ dày bé khoảng tầm 3cm và giá thành hợp lý hơn
các đèn nhập ngoại hiện nay.
Đồ án được chia thành 4 chương chính, mỗi chương nói lên một vấn đề cụ
thể của đề tài.
Chương 1: Giới thiệu đèn đọc phim. Chương này nói lên tổng quan về đèn
đọc phim hiện nay và giới thiệu chi tiết các loại đèn đọc phim
Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương này đưa ra các vấn đề lý thuyết mà dựa
vào đấy em sử dụng để hoàn thiện đèn đọc phim
Chương 3: Thiết kế đèn đọc phim. Chương này đi sâu vào chi tiết thiết kế và
quá trình hoàn thiện các bộ phận của đèn đọc phim.
Chương 4: Kết quả thực hiện. Chương này đưa ra kết quả đã làm được và
hạn chế của quá trình thực hiện đồ án, kết quả đo đạc và sản phẩm thực tế. Các
hướng phát triển trong tương lai.

13


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐÈN ĐỌC PHIM
1.1 Khái niệm đèn đọc phim
Đèn đọc phim là một thiết bị ý tế, loại đèn dùng để hỗ trợ quan sát các tấm
film X-quang, CT, MRI giúp thực hiện việc chẩn đoán hình ảnh một cách chính xác
hơn. Đèn đọc phim có kích thước đa dạng nhưng có một hình mẫu dựa trên hình
hộp chữ nhật.

Hình 1.1 Đèn đọc phim
1.2 Phân loại đèn đọc phim
Đèn đọc phim trên thị trường hiện nay rất đa dạng, Trong phần này ta phân
loại đèn đọc phim dựa theo loại bóng chiếu sáng của mỗi đèn. Như thế chúng ta
chia đèn đọc phim thành 3 loại chính:
• Đèn đọc phim sử dụng bóng điện huỳnh quang (bóng tuýp)
• Đèn đọc phim sử dụng bóng tuýp led
• Đèn đọc phim sử dụng led thanh
Đèn đọc phim với mục đích là để hỗ trợ quan sát các tấm phim nên phần
quan trọng không thể thiếu đó là bộ phát sáng, bộ này tùy vào mỗi loại đèn mà sử
dụng các loại bóng khác nhau. Để các bộ phát sáng này hoạt động được thì ta cần

14


phải có bộ nguồn điện cấp vào gồm các bộ nguồn 220v, 12v, 24v,… có công suất
phù họp với các loại bóng. Tấm mica hứng ánh sáng từ bộ phát sáng. Ngoài ra mỗi
loại đèn còn có một số cấu tạo khác nhau được nêu qua các phần dưới đây.
1.2.1 Cấu tạo đèn đọc phim sử dụng bóng điện huỳnh quang
Đèn đọc phim sử dụng bóng điện huỳnh quang là loại đèn được sử dụng phổ
biến trước đây trong các bệnh viện, đèn này sử dụng các bóng huỳnh quang mắc
bên trong để phát sáng. Cấu tạo chi tiết của đèn như hình 1.2 dưới đây:

a, Hình ảnh tổng quan của đèn

b, Cấu tạo chi tiết bên trong đèn

Hình 1.2 Cấu tạo đèn đọc phim sử dụng bóng điện huỳnh quang
15


Dựa vào hình 1.2 ta có thể thấy phần nguồn của đèn này là nguồn điện 220V trực
tiếp từ điện lưới, các cầu chì giúp bảo vệ ballast và bóng đèn khi điện áp có sự thay
đổi đột ngột, tắc te để khởi động đèn, thành phần chính là 2 bóng huỳnh quang trở
lên, công tắc để bật tắt đèn khi sử dụng. Ta có thể thấy đèn đọc phim sử dụng bóng
huỳnh quang này có cấu tạo rất đơn giản.
1.2.2 Cấu tạo đèn đọc phim sử dụng bóng tuýp led
Cấu tạo của đèn đọc phim sử dụng bóng tuýp led giống với đèn đọc phim sử
dụng bóng đèn huỳnh quang nhưng bộ phát sáng ở đây sử dụng bóng đèn tuýp led
thay thế cho bóng đèn huỳnh quang.

Hình 1.3 Cấu tạo của tuýp Led
Bóng đèn tuýp led được cấu tạo từ các thành phần tích hợp lắp đặt trên cùng
1 bóng đèn có hình dạng giống với một bóng đèn huỳnh quang nhưng cấu tạo thì
khác. Các thành phần của bóng đèn tuýp led:
• Bộ nguồn chuyển đổi: giúp chuyển đổi từ nguồn 220V sang nguồn điện
1 chiều 12V, 24V… phù hợp với dạng chip led được sử dụng trong
bóng.
• Chip led: là bộ phận phát sáng của đèn.

16


• Tản nhiệt: vì sử dụng các chip led có công suất cao nên lượng nhiệt tỏa
ra cũng rất lớn, vì thế người ta thường sử dụng thêm đế tản nhiệt nhôm
giúp tăng tuổi thọ của bóng.
• Đuôi gắn bóng đèn: giống với bóng huỳnh quang, có công dụng để gắn
vào máng đèn.
• Chụp đèn: giúp bóng phát ra ánh sáng đều và bảo vệ các chip led bên
trong.
1.2.3 Cấu tạo đèn đọc phim sử dụng led thanh
Cấu tạo của đèn có phức tạp hơn các loại đèn đọc phim khác do phải cần tới
bộ driver để sử đụng để điều khiển led. Đèn sử dụng các thanh led công suất lớn để
làm nguồn sáng, do đó độ dày của đèn được cải thiện hơn so với các loại đèn đọc
phim sử dụng bóng huỳnh quang và bóng tuýp led. Đèn đọc phim sử dụng led thanh
còn dễ dàng điều chỉnh cường độ sáng thông qua một bộ dimmer giúp các bác sĩ
quan sát tốt hơn các hình ảnh ở một cường độ sáng tốt nhất.

Hình 1.4 Cấu tạo của đèn đọc phim sử dụng Led thanh
Hình 1.4 là cấu tạo cơ bản của một đèn đọc phim sử dụng led thanh có sử
dụng dimmer để điều chỉnh cường độ ánh sáng của đèn.

17


1.3 So sánh các loại đèn đọc phim
Đèn đọc phim sử dụng bóng huỳnh
quang và tuýp led
• Giá thành rẻ
• Cấu tạo đơn giản
• Cần ballast đối với đèn ống
huỳnh quang
• Thiết kế đèn dày, cồng kềnh
• Cường độ ánh sáng trung bình
• Độ bền trung bình
• Tuổi thọ của bóng khoảng
25.000 giờ sử dụng

Đèn đọc phim sử dụng led thanh

• Giá thành cao hơn
• Cấu tạo phức tạp hơn
• Cần bộ driver điều khiển cho các
led thanh
• Thiết kế đèn mỏng, nhỏ gọn
• Cường độ ánh sáng lớn
• Độ bền lâu hơn
• Tuổi thọ của led là 100.000 giờ
sử dụng

Bảng 1.1 So sánh các loại đèn đọc phim
1.4 Kết luận chương
Đèn đọc phim là một thiết bị hữu ích giúp các bác sĩ chẩn đoán hình ảnh
phim X-quang, CT, MRI chính xác hơn. Do đó chất lượng đèn đọc phim cũng ảnh
hưởng không kém tới kết quả của việc chẩn đoán hình ảnh. Đèn đọc phim của các
hãng hiện nay như Bayoka,TNE, … đã và đang được đưa vào sử dụng rộng rãi
trong các bệnh viện, tuy nhiên với các đèn trên thì chất lượng của sự đồng đều ánh
sáng trên bề mặt của đèn là chưa đồng đều, hình thức đèn còn dày và cồng kềnh.
Trong đồ án này em sẽ thiết kế và chế tạo một đèn đọc phim có độ sáng trên bề mặt
đồng đều hơn, có thể điều chỉnh cường độ sáng phù hợp với từng phim và theo ý
kiến của mỗi bác sĩ và về kích thước và giá thành cũng sẽ cố gắng tối ưu hơn.

18


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Lý thuyết về cường độ ánh sáng
2.1.1 Định nghĩa ánh sáng
Ánh sáng là các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn
thấy được bằng mắt thường của con người (tức là từ khoảng 380 nm đến 700 nm).
Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng
hạt chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra còn được gọi là ánh
nắng (hay còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên
tục từ đỏ đến tím), ánh sáng Mặt Trăng mà con người thấy được gọi là ánh
trăng thực tế là ánh sáng do mặt trời chiếu tới Mặt Trăng phản xạ đi tới mắt người,
do đèn tạo ra còn được gọi là ánh đèn, do các loài vật phát ra gọi là ánh sáng sinh
học.
Góc chùm ánh sáng (beam angle) là thuật ngữ chỉ góc của ánh sáng từ nguồn
chiếu sáng tới vùng đích. Góc chùm ánh sáng đề cập đến bất kỳ ánh sáng nào nằm
trong phạm vi 50% cường độ cực đại của nguồn sáng. Ánh sáng bên ngoài góc này
được gọi là ánh sáng tràn, kéo dài cho đến khi ánh sáng đã giảm đến 10% cường độ
tối đa.

19


Hình 2.5 Góc chùm ánh sáng

20


2.1.2 Cường độ ánh sáng và các đại lượng liên quan

Hình 2.6 Cường độ ánh sáng và các đại lượng liên quan
 Cường độ sáng: cường độ sáng là đại lượng quang học cơ bản dùng trong
việc đo thông số nguồn sáng, là một trong 7 đơn vị cơ bản của hệ thống đo lường
quốc tế SI (System International), 7 đơn vị đo lường cơ bản: m (mét), kg (kilogam),
s (giây), A (Ampe), K (kelvin), mol, cd (candela).
Cường độ sáng là năng lượng phát ra 1 nguồn ánh sáng trong 1 hướng cụ thể
và được tính như sau: 1 candela là cường độ mà một nguồn sáng phát ra 1 lumen
đẳng hướng trong một góc đặc. Một nguồn sáng 1 candela sẽ phát ra 1 lumen trên
một diện tích 1m2 tại một khoảng cách một mét kể từ tâm nguồn sáng. Có thể thấy
cường độ nguồn sáng giảm theo khoảng cách kể từ nguồn sáng. 1cd = 1lm/
1steradian. Một ngọn nến thông thường phát ra ánh sáng với cường độ sáng khoảng
một candela. Nếu phát thải trong một số hướng bị chặn lại bởi một rào mờ, nguồn
sáng này vẫn có cường độ khoảng một candela trong các hướng mà không bị che

21


khuất. Candela có nghĩa là “ngọn nến”. Từ tháng 10-1979 CIE đưa ra định nghĩa
mới của candela: Candela là cường độ sáng theo một phương của nguồn sáng đơn
sắc có tần số 540.1012 Hz (bước sóng λ=555nm) và có cường độ năng lượng theo
phương này là 1/683 W/Sr.
Ký hiệu : I (Viết tắt của tiếng Anh là Intensity : cường độ)
Đơn vị : Cd (candela)
 Quang thông: Quang thông là đại lượng trắc quang cho biết công suất bức
xạ
của chùm ánh sáng phát ra từ một nguồn phát sáng điểm. Đơn vị của quang thông
trong các hệ đơn vị SI là lm (lumen), Quang thông (F) là đại lượng đo công suất
phát sáng của 1 nguồn sáng. Ngoài ra còn có các đại lượng khác như cường độ sáng
( ký hiệu I), đơn vị là candela (cd); độ rọi (E), đơn vị lux (lx).
Ký hiệu: F
Đơn vị: lm (lumen)
Nguồn sáng
Quang thông (lumen)
Đèn sợi đốt 60W
685
Đèn compact 11W
560
Đèn huỳnh quang 40W
2700
Đèn NA cao áp 400W
47000
Đèn halogen kim loại 2kW
180000
Chip led thanh 0.15W
15÷20
Bảng 2.2 Bảng quang thông của một số nguồn sáng
 Độ chói : Khi ta nhìn vào một nguồn sáng hoặc một vật được chiếu sáng, ta
có cảm giác bị chói mắt. Để đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của nguồn
hoặc bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt, người ta đưa ra định
nghĩa độ chói. Các nguyên tố diện tích của các vật được chiếu sáng nói chung phản
xạ ánh sáng nhận được một cách khác nhau và tác động như một nguồn sáng thứ
cấp phát các cường độ sáng khác nhau theo mọi hướng.
Để đặc trưng cho các quan hệ của nguồn sáng (nguồn sơ cấp và nguồn thứ cấp) đối
với mắt cần phải bổ sung vào cường độ sáng cách xuất hiện ánh sáng.
Quan hệ này có thể được minh họa bằng nhận xét sau đây: ví dụ một đèn sợi
đốt 40 W thực tế phát ra cùng một quang thông, nghĩa là cùng một cường độ theo
mọi hướng dù bóng đèn bằng thủy tinh trong hay thủy tinh mờ. Tuy nhiên đối với

22


mắt ta cảm thấy chói hơn khi bóng đèn bằng thủy tinh trong so với bóng thuỷ tinh
mờ.
Người ta định nghĩa độ chói L theo một phương cho trước, của một diện tích
mặt phát sáng dS là tỷ số của cường độ sáng dI phát bởi dS theo phương này và
diện tích biểu kiến của dS.
Ta nhận thấy độ chói của một bề mặt bức xạ phụ thuộc vào hướng quan sát
mà không phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn đến điểm quan sát.
Độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng, nó là cơ sở của các
khái niệm về tri giác và tiện nghi thị giác. Độ chói mới phản ánh chất lượng chiếu
sáng, còn độ rọi chỉ phản ánh số lượng chiếu sáng mà thôi.
Ký hiệu: L
Đơn vị: Cd/m2
1Cd/m2 được định nghĩa là độ chói của một mặt phẳng phát sáng đều có diện
tích 1m2 và có cường độ sáng 1Cd theo phương vuông góc với nguồn đó.
Nguồn sáng
Độ chói Cd/m2
Bề mặt mặt trời
165.107
Bề mặt mặt trăng
2500
Bầu trời xanh
1500
Bầu trời xám
1000
Đèn sợi đốt 100W
6.106
Đèn huỳnh quang 40W
7000
Giấy trắng khi độ rọi 400 lux
80
Độ chói của mặt đường
1-2
Bảng 2.3 Bảng độ chói của một số nguồn sáng
 Độ rọi: Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho bề mặt được chiếu sáng, là mật độ
quang thông trên bề mặt có diện tích S. Có nghĩa là mật độ quang thông của một
nguồn sáng 1 lumen trên diện tích 1m2. Khi mặt được chiếu sáng không đều độ rọi
được tính bằng trung bình đại số của độ rọi các điểm.
Ký hiệu: E
Đơn vị: Lux hay Lx
Địa điểm được chiếu sáng
Ngoài trời giữa trưa nắng
Ngoài trời giữa trưa đầy mây
Trăng tròn tiêu chuẩn

Độ rọi (lux)
100.000
10.000
0,25
23


Phòng làm việc
300-500
Lớp học
300-400
Đường phố về ban đêm
20-50
Bảng 2.4 Bảng độ rọi của một số nguồn sáng
 Nhiệt độ màu (K):Nhiệt độ màu của một nguồn sáng được thể hiện theo
thang
Kelvin (K) là biểu hiện màu sắc của ánh sáng do nó phát ra. Tưởng tượng một thanh
sắt khi nguội có màu đen, khi nung đều đến khi nó rực lên ánh sáng da cam, tiếp tục
nung nó sẽ có màu vàng, và tiếp tục nung cho đến khi nó trở nên “nóng trắng”. Tại
bất kỳ thời điểm nào trong quá trình nung, chúng ta có thể đo được nhiệt độ của
thanh thép theo độ Kelvin (0oC ứng với 273,15K) và gán giá trị đó với màu được
tạo ra.
Đối với đèn sợi đốt, nhiệt độ màu chính là nhiệt độ bản thân nó. Đối với đèn
huỳnh quang, đèn phóng điện (nói chung là các loại đèn không dùng sợi đốt) thì
nhiệt độ màu chỉ là tượng trưng bằng cách so sánh với nhiệt độ tương ứng của vật
đen tuyệt đối bị nung nóng. Khi nói đến nhiệt độ màu của đèn là người ta có ngay
cảm giác đó là nguồn sáng “ấm”, “trung tính” hay là “mát”. Nói chung, nhiệt độ
càng thấp thì nguồn càng ấm, và ngược lại.
Nguồn sáng
Nhiệt độ màu (K)
Bầu trời xanh
10.000-30.000
Ánh sáng trời mây
6000-8000
Đèn huỳnh quang ánh sáng ngày
6200
Đèn huỳnh quang ánh sáng ấm
3000
Đèn Metal Halide
4100
Đèn sợi đốt
2500
Ngọn nến
1800
Bảng 2.5 Bảng nhiệt độ màu của một số nguồn sáng
 Công suất bóng đèn: lượng điện năng tiêu thụ của đèn.
Ví dụ: Bóng đèn huỳnh quang T8 1,2m có công suất 36W, tổn hao 10% nên tổng
công suất là 40W. Như vậy trong 24h lượng điện năng tiêu thụ là: 960W ~ 1kW
(người ta hay gọi là 1 ký điện).
Năng lượng điện cung cấp cho nguồn sáng không phải biến đổi hoàn toàn
thành ánh sáng mà biến đổi thành nhiều dạng năng lượng khác nhau như hóa năng,

24


bức xạ nhiệt, bức xạ điện từ. Các bức xạ ánh sáng chỉ là một phần của bức xạ điện
từ do nguồn phát ra.
Đơn vị: Watt(W)
2.2 Nguyên lý điều chỉnh cường độ ánh sáng cho led
2.2.1 Định nghĩa dimmer đèn
Dimmer đèn hay còn gọi là chiết áp là bộ điều khiển điện có chức năng được
sử dụng với mục đích để điều khiển bật tắt và điều chỉnh độ sáng của đèn. Dimmer
có hoạt động dựa trên sự điều chỉnh của điện trở từ đó có thể thay đổi được cường
độ dòng điện giúp điều chỉnh độ sáng của các thiết bị chiếu sáng. Mặc dù có thể
thấy dimmer không khác gì với biến áp nhưng dimmer được sử dụng phổ biến hơn
trong các thiết bị dùng để điều chỉnh độ sáng đèn và tốc độ của động cơ.

Hình 2.7 Công tắc Dimmer
Đèn Led nên được sử dụng kèm với dimmer, bởi vì dimmer khi được gắn với
đèn Led có rất nhiều công dụng. Đối với đèn đọc phim để đọc chính xác các hình
ảnh từ phim thì các bác sĩ phải đọc ở độ sáng tốt nhất với từng vùng phim vì thế cần
phỉa thay đổi cường độ sáng trên bề mặt đèn. Do đó dimmer cũng là bộ phận thiết
yếu của đèn đọc phim.
Đồng thời khi sử dụng dimmer cũng giúp đèn led hoạt động tốt, giúp bảo vệ
tới tuổi thọ cũng như chất lượng ánh sáng là điều vô cùng quan trọng khi sử dụng
các chip Led. Dimmer được sử dụng để đảm bảo điện áp đúng yêu cầu của đèn Led,

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×