автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Повышение эффективности светодиодных модулей, программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик

На правах рукописи

003465919

Пивкин Олег Васильевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЕТОДИОДНЫХ МОДУЛЕЙ, ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Специальность 05.09.07 - Светотехника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

а 2 АПР 2009

Саранск - 2009

003465919

Работа выполнена на кафедре теоретической и общей электротехники ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва».

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Панфилов Степан Александрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Федоренко Анатолий Степанович

кандидат технических наук, доцент Вдовин Михаил Владимирович

Ведущая организация - ГУП РМ "ЛИСМА"

Защита состоится «29» апреля 2009 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного Совета Д212.117.13 при Мордовском государственном университете им. Н.П. Огарева по адресу: 430005, Саранск, ул. Большевистская, д. 68, корп. 2, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мордовского государственного университета им. Н.П.Огарева.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, диссертационный совет Д212.117.13

Автореферат разослан «28» марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

243.

Д212.117.13 к.т.н., доцент

И.Н. Кошин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существует огромное многообразие возможных конструктивных решений светодиодных модулей (сферические, полусферические, квадратные, круглые, гибкая лента), что существенно расширяет задачи поиска новых оптимальных конструкций светодиодных модулей для световых приборов и усложняет проведение измерительных экспериментов. Вследствие этого, актуальной задачей является создание новых методов, позволяющих спроектировать светодиодный модуль с улучшенными светотехническими характеристиками.

Создание программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик (автоматизированные устройства сбора фотометрических данных) является важным фактором развития системы измерений в светотехнике. Автоматизация процесса сбора фотометрических данных, их обработка, представление в удобном для современных компьютерных программ построения КСС и расчета освещённости формате, обеспечивает наиболее эффективное проектирование световых приборов и достоверную оценку эксплуатационных характеристик осветительных установок. Повышение сложности производственного оборудования, технологии изготовления светотехнических изделий, определяют необходимость автоматизации проведения процедур измерения. В связи с этим, одной из актуальных проблем, требующих решения, является разработка отечественных автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, учитывающих особенности измерений параметров светодиодных модулей и световых приборов на их основе. Особенно необходимо внедрение таких систем на современных предприятиях по изготовлению светодиодных модулей, а также на предприятиях, эксплуатирующих осветительные и облучательные установки, что позволит повысить эффективность их использования, осуществлять контроль и оценку требуемых светотехнических параметров. Внедрение автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик повысит эффективность разработки новых световых и осветительных приборов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в разработку и исследование проблемы внесли отечественные и зарубежные учёные: Ю.Б. Айзенберг, В.В. Трембач, П.М. Тиходеев, JI.C. Ловинский, С.Г. Ашурков, А.Э. Юнович, М. Гладштейн, Б.М. Каган, J1.B. Абрамова, Ю.А. Цюпак, В.Н. Баранов, A.B. Евсти-феев, М.С. Голубцов, М. Предко, П. Ан, Р. Хайнц, К. Вахтман, И. Оно, Г. Заутер, С.С. Миллер. Однако, несмотря на относительно большое число работ, посвященных вопросам повышения эффективности светодиодных модулей и разработке программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, степень изученности проблемы недостаточна.

Цели и задачи исследований. Целями диссертационного исследования являются: создание методов повышения эффективности светодиодных модулей; разработка программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

Для достижения поставленных целей в процессе диссертационного исследования необходимо решить следующие задачи:

- создать новую методику расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющую учесть потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным фотометрическим экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС;

- спроектировать светодиодный модуль с заданным светораспределением, в котором учтены потери светового потока, вызванные взаимным фотометрическим экранированием светодиодов;

- создать оригинальные алгоритмы, и на их основе реализовать программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик;

- провести экспериментальные исследования светотехнических параметров спроектированного светодиодного модуля с оценкой их эффективности.

Объект исследования: светодиодные модули со сферическими поверхностями; автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик.

Методы исследования. В данном диссертационном исследовании применяются методы математического моделирования, программирования, математического анализа, схемотехнического проектирования, метрологии.

Научная новизна полученных результатов.

1. Создана новая методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющая рассчитать потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным фотометрическим экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС.

2. Разработаны оригинальные алгоритмы программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

3. На основе созданных алгоритмов, разработаны программно-аппаратные средства для измерения светотехнических характеристик.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Созданную методику расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями рекомендуется использовать при проектировании осветительных установок с улучшенными светотехническими характеристиками.

2. Разработанные автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик позволяют повысить надежность получения и скорость обработки фотометрических данных.

3. «Программа обработки фотометрических данных», программы «Оа-Ш_Яеас1ег 12С», «ОсИа_Яеас1ег 115-232» внедрены в ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС».

4. Автоматизированные устройства сбора фотометрических данных внедрены в муниципальном предприятии Городского округа Саранск «ГОРСВЕТ», в ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС», а также в ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва».

5. Автоматизированное устройство контроля характеристик облучения, программа «Контроль характеристик облучения» внедрены на предприятие ООО «Кочкуровский».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями.

2. Алгоритмы программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

3. Программы, схемотехнические решения автоматизированных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

Личный вклад автора диссертации. Создание оригинальных алгоритмов, исходных текстов, на основе которых реализованы программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик, определение их эффективности; создание новых методик расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями; разработка светодиодного модуля для настольного светильника; экспериментальные исследования по контролю и оценке светотехнических характеристик, выполнены автором самостоятельно.

Достоверность результатов работы подтверждается совпадением экспериментальных и расчётных данных; успешным внедрением в практику решений, полученных на основе теоретических разработок.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы обсуждались на научно-технической конференции «Молодые светотехники России» (Москва, 2008 г.); на Международных научных конференциях «Информация, сигналы, системы: вопросы методологии, анализа и синтеза» (Таганрог, 2008 г.), «Проблемы развития естественных, технических и социальных систем» (Таганрог, 2007 г.), «Проектирование новой реальности» (Таганрог, 2007 г.), на III Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (Варна, 2007, 2008 г.г.), «Технологии National Instruments в науке, технике и образовании» (Таганрог, 2006 г.); на межрегиональной научно-практической конференции «Современный образовательный процесс: опыт, проблемы и перспективы» (Уфа, 2007 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (Саранск, 2006, 2007 г.г.), «Проблемы менеджмента качества в современной России» (Саранск, 2006 г.); на научной конференции «Огарёвские чтения» (Саранск, 2005, 2006, 2007, 2008 г.г.); на научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарёва (Саранск, 2006, 2007, 2008 г.г.); на 5-й ярмарке «Бизнес-ангелов и инноваторов» (Пермь, 2007 г.); на конкурсе инновационных проектов по федеральной программе «У.М.Н.И.К.» (Саранск, 2007, 2008 г.г.); на конкурсе инновационных проектов по федеральной программе «СТАРТ 08» (Нижний Новгород, 2008 г.) и на заседаниях кафедры теоретической и общей электротехники светотехнического факультета в Мордовском государственном университете имени Н.П. Огарёва (Саранск, 2005, 2006,2007,2008 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы в отечественных сборниках, журналах, тезисах докладов на всероссийских и международных конференциях, совещаниях, семинарах. Список работ приведён в конце автореферата.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложения. Общий объем диссертации 160 страниц, включая 59 рисунков, 12 таблиц, 13 приложений. Список литературы содержит 136 наименований (включая 24 работы автора по теме диссертации, опубликованных к моменту оформления работы).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведён анализ научных работ по проблемам повышения эффективности светодиодных модулей и разработке автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, который позволил выявить нерешенные вопросы, поставить цели и задачи диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена созданию методики расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями (выпуклыми, вогнутыми), позволяющей учесть потери светового потока в модуле, вызванные взаимным фотометрическим экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом све-тораспределения.

Основными геометрическими параметрами светодиода и светодиодного модуля, которые влияют на величину потерь светового потока, являются: г - радиус основания светодиода, а - расстояние между светодиодами, Л - высота цилиндрической части корпуса светодиода, /? - угол между светодиодами, Я - радиус полусферической поверхности светодиодного модуля. Рассмотрим два смежных светодиода СИД1, СИД2. Светодиоды расположены на вогнутой поверхности модуля под углом а„, на расстоянии 2а между ними и заданным углом /?. Падающий световой поток определяется для отдельно взятого светодиода суммой интегралов (10-13). В среде МайаЬ для нахождения пределов интегралов (10-13) создана программа, в которой расчёт пределов производится по формулам (1-9), где а - переменная, изменяющаяся от О ¡О до О¡N4 (рисунок 1). На рисунке 1 N¡-N4 - точки касания лучей светодиода СИД1 с корпусом экранирующего светодиода СИД2. В данной методике приняты следующие ограничения: фотометрическое тело каждого светодиода осесим-метрично относительно оптической оси светодиода; однотипные светодиоды имеют одинаковые фотометрические тела; светодиод - точечный источник света.

При расположении светодиодов на выпуклой полусферической поверхности, потери светового потока также определяются суммой интегралов (10-13). Вычисление пределов интегрирования производится по выражениям (1-9) в зависимости от параметров а, г, /? Л, Я.

Пределы интегрирования определяются по формулам (1-9)

а + г

а0 = 2 -^

(1)

30 = агщ

2 + соз«

£ 2 '

зта0

(2)

3 =

к

2

- агс1%

2 + со8а0

вШйл

(3)

а) б)

Рисунок 1 - Ход падающих лучей светодиода СИД1 при расположении светодиодов на погнутой поверхности модуля с указанием геометрических параметров: а) с обозначением угла Д.; б) с обозначением угла ^а).

(t, i \ ■ ~ \ ( \ ¡. ~ \\

5г - arctg

{It - (а + г)' sin «,))• (a + /•)•(! + cosa0) (а + rf • (l + cos a0 f - r

2

H = (h-(a + r)-sina0)+ Jr2 ~

r2

(a + r)-(l + cosa0) '

<Pa

- = arcsm

(4)

(5)

; /~t a/ {a + r) -(\ + cosaa) -r

I = OxN, = -—г .....\ -,-— (6)

2 (a + /•)•(! + cos a0) ' W

? H

дъ = arctg — ( (7)

(8)

2 (a + rj^l + cosaj '

= arctg{tg{^) • cos a). (9)

Световой поток СИД1, падающий на основание ($,) н цилиндрическую часть корпуса (Ф2,Ф3) СИД2 определяется из выражений (10-12)

о о

Ф2 = 2 | |/(--а)йпа(1<рс1а ^^

^ ш) 2 2

___

Ф3=2 I |/(—а)ш.ай(рйа ^

2

Световой поток СИД1, падающий на полусферическую часть корпуса СИД2 (Ф,) определяется интегралом (13).

~ ~ ~ _

Ф4 = 2 Г [/(--а)$тШ<рс1а; (13)

где а) - функция изменения силы света светодиода, принимаем

Лу-а) = /0соз«^-й

Заключительная часть второй главы посвящена расчёту падающего светового потока светодиодов (Фсш)) при экранировании одним смежным светодиодом (таблица 1). Программа для расчёта Фс„а реализована в среде Мш1аЬ. Рассматривались све-тодиоды отечественного и зарубежного производства с различными типами КСС. Расчет Фсид с помощью созданной методики позволил отобрать светодиоды для реализации полусферического модуля с вогнутой поверхностью, в светодиодах которого отсутствуют потери светового потока, вызванные экранированием цилиндрической частью корпуса смежного светодиода. В том случае, когда отобранные светодиоды СИД1, СИД2 с КСС п = 1,65 соприкасаются в точках А",, К2 (рисунок 1а) и угол уЗ = 5°, 10°, световой поток, падающий на цилиндрическую часть корпуса светодиода отсутствует, падающий световой поток Ф4 для угла /? = 5°, 10° соответственно составляет 1,65%, 1,86%.

Третья глава посвящена разработке новых алгоритмов, исходных текстов, схемотехнических решений программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, в которых главным управляющим элементом является микросхема микроконтроллера. .

Таблица 1 - Результаты расчета Фг„^ при экранировании одним смежным светодиодом

Значения потерь светового потока и пределов интегрирования при ¡¡=5"

Значения коэффициента п, в формуле Ф,,% Ф2,% Ф3,%

в1* <?„ =0,5819 =0,5819 Д, + 5, =0,0872

нГ 0 = 0,0872 ^ + ¿¡+¿2 = 0,4969

в2* 0,4636 ^ = соэ 5 0,4636)

н2* 0 — = 0,2297 2 ^- = 0,2297 2

п= 1,2928 0 0 0 •

п=1,1038 0 0 0,7058

п=1,0374 0 0,0004 0,9391

Значения потерь светового потока и пределов интегрирования при /?=10

Значения коэффишента п, в формуле Н~ = /„ СОЗЯ^у - Ф2,% Ф3,%

в1 <?„ = 0,1164 £„=0,1164 =0,1745

н1 0 да+Зх =0,1745 ¿¡<¡+3, + ¿2 = 0,5473

в2 0,4636 ^ф = агс^соза • 0,4636) ^^ = агс%(соъа • 0,837(

н2 0 — = 0,2311 2 — = 0,2311 2

11=1,2928 0 0 0,1761

п=1,1038 0 0 0,8979

п= 1,0374 0,0028 0,0076 1,1097

"в1 - верхний предел внешнего интеграла; н1 - нижний предал внешнего интеграла; в2 - верхний предел внутреннего интеграла; н2 - нижний предел внутреннего интеграла.

Программно-аппаратные средства предназначены для контроля и оценки таких светотехнических характеристик как сила света, освещённость (облучённость). Основное назначение средств измерений - получение информации о характеристиках испытуемого светодиодного модуля, которые передаются на ПК или отображается на жидкокристаллическом индикаторе. Фотография автоматизированного устройства сбора фотометрических данных показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Фотография автоматизированного устройства сбора фотометрических

данных

Оценка точности программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик проводилась согласно ГОСТ 8.508-84. При точной оценке индивидуальной погрешности средств измерений, интервал, в котором с вероятностью не менее заданной, находится погрешность А, данного средства измерений, может быть определён экспериментальным методом по неравенству

где в - вариация; ё.....дрейф выходного сигнала; ©(¿) - среднее квадрата чес-кое отклонение дрейфа; о(А) - среднее квадратическое отклонение погрешности; А" - значение эмпирического коэффициента. Многократные экспериментальные измерения позволили сделать вывод о том, что абсолютная погрешность разработанного средства измерений составляет А,=±1Д9 (кд). С учётом диапазона измеряемых величин относительная погрешность средства измерений составляет 5 = ±2,7%.

Для организации обмена данными между программно-аппаратными средствами контроля и оценки светотехнических характеристик на базе микроконтроллеров и ПК по шинам 118-232, 12С созданы приложения «Ва1а_Иеас1ег К3-232», «Ва1а_Кеайег 12С». Программы позволяют считывать, передавать и сохранять данные из регистров микроконтроллера и (или) энергонезависимой памяти на диск персонального компьютера. В программах реализованы следующие функции: установка скорости передачи данных (1200, 2400, 9600 бод); сохранение данных в файл на диск ПК (сохраненные файлы формата *.сМ поддерживаются современными светотехническими приложениями); очистка таблицы базы данных и ряд др. функций. Полученную из памяти автоматизированного устройства сбора фотометрических данных информацию можно сортировать, обрабатывать по заданным критериям, представлять в табличном и графическом виде.

А,Л", — + сг2(Л) + сг(Л) < А, <Д, + К ■ + <тг(й)+ст2(Д), (14)

12

С целью автоматизации процесса обработки результатов измерений светотехнических параметров осветительных приборов создана программа «LFM-ГОСТ». Преимущества использования программы: уменьшение вероятности появления ошибок в расчётах, которые возникают при рутинной обработке данных; результаты светотехнических измерений выдаются на экран ПК, по данным измерений формируется протокол испытаний по ГОСТ 17677-82 с табличным и графическим представлением данных. В результате модернизации алгоритмов и исходного текста программы реализованы: интерфейс связи между ПК и автоматизированным устройством сбора фотометрических данных по шипе RS-232; импорт светотехнической информации из базы данных осветительных приборов; выбор режима записи данных в файл формата *.rpt. Фотометрические данные осветительных приборов рекомендуется сохранять в виде однотипных файлов, составленных по определенным правилам (форматам). Наибольшее распространение получил формат IES, разработанный Светотехническим обществом Северной Америки (IESNA). Отчёт формата *.грi, представленный приложением «LFM-ГОСТ», читается программой «JES» с помощью которой может быть переформирован в файл формата IES.

В результате модернизации алгоритмов и исходного текста программы «LFM2», предназначенной для расчёта осветительных установок, создана её новая версия «LFM2.2», в которой обеспечена поддержка базы данных отечественных осветительных приборов в виде IES файлов, с КСС не только в продольной и поперечной, но и в промежуточных плоскостях. В программе «LFM2.2» производится расчет комбинированного и равномерного освещения, результаты расчетов в табличном и графическом виде представляются на экране ПК и формируются в отчёт с возможностью вывода на печать.

В четвертой главе описаны экспериментальные методы и результаты исследований. Для подтверждения достоверности результатов полученных с помощью созданной методики расчёта светодиодных модулей проведены экспериментальные исследования по анализу потерь светового потока в спроектированном модуле. В эксперименте рассмотрены светодиоды с КСС п = 1,65 (использованы в спроектированном светодиодном модуле) близкой к стандартной детализированной КСС Г1 и светодиоды с КСС п = 1,1138 в аналитическом выражении /„ = /'gcosna. Принимаем, что световые потоки, вычисляемые по аналитическим выражениям (10-12) поглощаются основанием и цилиндрической частью корпуса светодиода, а поток, падающий на полусферическую часть корпуса экранирующего светодиода, частично пропускается. Величину потока прошедшего через полусферическую часть корпуса экранирующего светодиода (Ф,„,.0?,а.те„,))) определим с помощью экспериментально полученных КСС (рисунок 3).

Измерения КСС проводились с помощью стандартных методик (ГОСТ 1767782) и разработанных программно-аппаратных средств Контроля и оценки светотехнических характеристик. Для измерения силы света создан макет (рисунок 1), представляющий собой систему двух световых приборов (СП1, СП2), заменяющих по принципу подобия систему двух светодиодов. Макет обеспечивал заданное значение углов между световыми приборами (й) в диапазоне от 0-50, расстояние между ними (а). В том случае, когда угол /? = 5°, 10° световые приборы СШ, СП2 соприкасаются корпусами в точках K¡, К?. Собрано две конструкции световых приборов: с корпусом в виде непрозрачного цилиндра высотой h = 2г, который завершается прозрачной полусферой с радиусом г (тип КСС светового прибора n = 1,65); с корпусом в

виде прозрачной полусферы (А = 0) с радиусом г (тип КСС светового прибора п= 1,1138). Обобщенный коэффициент пропускания светового прибора (т0Й.(Да,ти)) зависит от конструкции корпуса светового прибора, типа его КСС, геометрических параметров, коэффициента пропускания стенок корпуса светового прибора (тс„), коэффициента отражений и поглощений (Ксп(]],а,тс„)). В зависимости от расположения смежных СП (рисунок 1) То«.(Ад,тсл) можно определить экспериментально по потоку светового прибора, учитывая потери в полусферической части корпуса экранирующего СП.

а) б)

Рисунок 3 - Экспериментальные КСС световых приборов: а) А - 2г б) А = 0

Световой поток СП1, СП2 с учётом потерь вызванных экранированием полусферической частью корпуса смежного СП (Ф„р,(Да,г„)) находится по выражению

ф„Р.(Р,а,тсп)=Ф„р,{р,а,тс„)+Ф„р2(р,а,тсп), (15)

где Ф„рл(Р,а,тс„) - световой поток СП1, прошедший через полусферическую часть экранирующего СП;

ФпР.г(Р,а,*сп) - световой поток СП2, прошедший через полусферическую часть экранирующего СП.

Расчёт <&пр {р,а,тсп) проводился по экспериментальным КСС световых приборов (рисунок 3) при предположении о наличии круговой симметрии, т.е. для случая, когда СП1 окружен максимальным количеством экранирующих СП (птах = 6 шт.). Коэффициент т0в.(Р,а,тс„) определим по выражению

ЛО-^100%- (16)

где Ф„р.(/},а,тс„) - световой поток СП1, СП2 с учётом потерь вызванных экранированием полусферической частью корпуса смежного СП; Ф - поток двух световых приборов.

Коэффициент отражений и поглощений в полусферической части СП при наличии одного экранирующего светового прибора определяется по выражению

1--

Ф

2 •«„

•100%

(17)

где пт<1Х - максимальное количество экранирующих световых приборов.

Из выражения 17 обобщенный коэффициент пропускания при наличии одного экранирующего светового прибора

г об. 1 (А а, г«)= 1 ~Ксп1 ЦЗ, а, тс„).

(18)

В таблице 2 приведены результаты расчёта коэффициентов т„б.(Да,гсп), т„в ,(/?,а,гс„), Кс„1(/],а,тс„), значения угла /? при постановке на опыт.

Таблица 2 - Значения коэффициентов тоД (/?,а,гся), т„б.;(/?,о.тс„), ЛГсп/(/?,а,гс„), угла /?

И=2г А =0

Р, град 5 10 40 5 15 45

гЖ а.ТсХ % 92,2 91,4 70,7 82,6 77,9 32,1

КМа,х,\ % 0,65 0,71 2,44 1,45 1,84 5,65

99,3 99,3 97,6 98,5 98,2 94,3

В ходе эксперимента установлено, что в том случае, когда световые приборы с КСС п = 1,65 соприкасаются корпусами в точках А*;, Я;, и угол /? = 5°, 10°, значение коэффициента отражений и поглощений меньше расчётного значения светового потока, падающего на полусферическую часть корпуса экранирующего светодиода (0,65%<1,65%), что подтверждает согласование расчётных и экспериментальных данных.

Для проведения экспериментальных исследований с помощью созданной методики расчёта светодиодных модулей спроектирован светодиодный светильник. Расчётная КСС модуля построена в программе «Синтез СДМ», являющейся частью программного комплекса «Ь¥М2», приложение предназначено для расчёта сферических светодиодных модулей. Исходными данными для расчёта в программе являлись параметры светодиодов и светодиодного модуля (рисунок 1): КСС светодиода (п = ¡,65), А = 5 мм, г = 2,5 мм, расстояние 2а = 1-1,5 мм, количество тороидных зон в модуле - 6, тип заданной КСС - глубокая (Г). Расчёт в программе «Синтез СДМ» показал, что для обеспечения заданного светораспределения светодиодный модуль должен иметь следующие параметры: радиус сферы модуля /?=58 мм, максимальный угловой размер модуля а = 30,75°, размер зоны с одним рядом светодиодов Да = 6,15°, общее количество светодиодов в модуле - 49. На сферической поверхности, с соблюдением круговой симметрии, светодиоды расположены на концентрических окружностях, образованных пересечением полусферы плоскостями перпендикулярными оси вращения светового прибора. Количество светодиодов на каждой окружности пропорционально световому потоку соответствующей тороидной зоны, вычисленному как произведение силы света заданной КСС в направлении среднего угла зоны и соответствующего телесного угла. На рисунке 4 показаны расчётная КСС светодиодного модуля и заданная КСС типа Г, построенные в программе «Синтез СДМ».

Из рисунка 4 видно, что светодиодный модуль обеспечивает заданное свето-распределение типа Г4. Приведённая погрешность расчётной КСС светодиодного модуля составила 6,23%. Экспериментальная КСС модуля измерялась в фотометрической лаборатории ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС», сравнение с детализированными стандартными КСС по методу, предложенному Ю.Б. Айзенбергом, позволяет классифицировать её как светораспределение типа Г4 (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты контроля КСС спроектированного светодиодного модуля

Угол, град Сила света Нижняя гра- Сила света Верхняя гра- Попадание в

оцениваемого ница КСС ти- стандартной ница КСС ти- поле допуска

светильника, па Г при до- КСС типа Г, па Г при до-

o.e. пуске-10% o.e. пуске +20%

0 1071,3 804,8 894,2 1073.0 да

5 965,3 795,4 883,8 1060,6 да

10 852,6 767,3 852,5 1023,0 да

15 786,4 721,0 801,1 961,3 да

20 720,1 658,1 731,2 877,4 да

25 700,2 579,4 643,8 772.6 да

30 488,2 487,2 541,3 649,6 да

35 265,1 395,9 439,9 527,9 нет

40 172,3 270,9 301,0 361,2 нет

45 121,5 151,9 168,8 202,6 нет

По экспериментальным значениям силы света произведён расчёт светового потока модуля, который составляет 48,5 лм. В соответствии с результатами, приведёнными в таблице 2 потери светового потока в светодиодном модуле, вызванные взаимным фотометрическим экранированием светоднодов составляют порядка 3,54%.

Для настольного светодиодного светильника, размещенного на высоте Ь = 0,3 м, произведен расчет освещенности на поверхности стола. Значение освещенности не ниже Емин = 200 лк обеспечивается на локальном участке рабочей поверхности диаметром 0,32 м, что соответствует нормативам промышленного освещения для разряда зрительной работы IV при комбинированном освещении со значением освещенности общего освещения 200 лк. Параметры разработанного светодиодного модуля для светового прибора: мощность, световой поток, КСС, вводились в базу данных программы <&РМ2». Для рабочей поверхности 3x1,4 м проведен расчёт освещённости от 6 светодиодных модулей, расположенных по три в двух рядах, на

высоте 0,8 м над поверхностью. Средняя освещённость составила 114 лк, максимальная освещённость в центральной части поверхности 171 лк.

Заключение

В ходе диссертационного исследования получены следующие основные результаты:

- создана новая методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющая учесть потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным фотометрическим экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС;

- спроектирован светодиодный модуль с заданным светораспределением типа Г4, в котором потери светового потока, вызванные взаимным фотометрическим экранированием светодиодов снижены до 3,5-4%;

- созданы оригинальные алгоритмы, и на их основе реализованы программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик: автоматизированное устройство сбора фотометрических данных для измерения силы света; автоматизированное устройство контроля характеристик облучения; цифровой люксметр; программы для организации обмена данными между программно-аппаратными средствами контроля и оценки светотехнических характеристик на базе микроконтроллеров и ПК по шинам RS-232,12C; программа контроля характеристик облучения; проведена модернизация алгоритмов и исходных текстов программ «LFM2», «LFM-ГОСТ»;

- проведены экспериментальные исследования светотехнических параметров спроектированного светодиодного модуля с оценкой их эффективности.

На программное обеспечение получены свидетельства об отраслевой регистрации разработки. Программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик внедрены на светотехнических предприятиях республики Мордовия.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1. Пивкин, О.В. Программно-аппаратные средства измерения светотехнических характеристик световых и облучательных приборов и установок / О.В. Пивкин, С.А. Микаева, О.Ю. Коваленко // Инженерная физика. - 2008. - № 2. - С. 40-42.

2. Пивкин, О.В. Комбинированное облучение молодняка крупного рогатого скота / О.В. Пивкин и [др.] // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2007.-№9.-С. 19-21.

Статьи, опубликованные в прочих научных изданиях.

3. Пивкин, О.В. Программа для организации обмена данными между автоматизированными техническими средствами на базе микроконтроллеров и персональным компьютером / О.В. Пивкин, М.Ю. Таиров // Материалы XI научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарёва : в 3 ч. Ч. 3: Технические науки / сост. О. В. Бояркина ; отв. за вып. В. Д. Черкасов. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2006. - С. 59-60.

4. Пивкин, O.B. Технологии National Instruments в лабораторном практикуме по курсу квалиметрия и управление качеством / О.В. Пивкин, С.А. Панфилов, М.Ю. Таиров // Материалы международной научной конференции «Технологии National Instruments в науке, технике и образовании» - Таганрог: Изд. ТРТУ, 2006. - С. 63-68.

5. Пивкин, О.В. Анализ свойств комплексных показателей в управлении качеством / О.В. Пивкин, М.Ю. Тайров, С.А. Панфилов // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: Сб. науч. тр. IV Всерос. науч.-техн. конф. / Под ред. проф. Л.В.Абрамовой.- Саранск: СВМО, 2006. -С. 154-157.

6. Пивкин, О.В. Практический анализ состоятельности комплексных показателей в управлении качеством / О.В. Пивкин, М.Ю. Тайров, С.А. Панфилов // Проблемы менеджмента качества в современной России: материалы Всерос. науч.- практ. конф. (19-21 апреля 2006 г.)/прав-во РМ; Учебно-метод объед. вузов России по образованию в обл. менеджмента; МГУ им. Н.П. Огарева; Акад. проблем качества; [редкол.: Н.П. Макаркин (отв. ред.) и др.]. Саранск: Тип. "Красс. Окт." 2006. - С. 345-346.

7. Пивкин, O.B. Data_Reader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине I2C / О.В. Пивкин // Инновации в науке и образовании. -2007. - № 1 (24). - С. 14.

8. Пивкин, О. Люксметр / О. Пивкин, О. Баклашкина, Е. Ваганов // Радио. -2007. - № 8. - С. 38.

9. Пивкин, О.В. Формирование показателей результативности процессов в системах менеджмента качества / О.В. Пивкин, М.Ю. Тайров, С.А. Панфилов // III М1жнародна конференщя «Стратепя якосп у промисловосп i освт» (1-8 червня 2007 р., Варна, Болгар1'я): Материал и. У 2-х томах. Том I. Упорядники: Хохлова Т.С., Хохлов В.О., Ступак Ю.О. - Дншропетровськ-Варна: Фортуна-ТУ-Варна, 2007. - С. 619-623.

10. Пивкин, О.В. Программно-аппаратный комплекс системы проектирования осветительных приборов и установок / О.В. Пивкин [и др.] // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сб. науч. тр. V Всерос. науч.-техн. конф., Саранск, 25-26 окт. 2007 г. / редкол.: Л. В. Абрамова (отв.ред.) [и др.]. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 118-122.

11. Пивкин, О.В. Автоматизация измерения данных в светотехнике / О.В. Пивкин, С.А. Панфилов, О.Ю. Коваленко // Материалы Международной научно-практической конференции «Проектирование новой реальности» - часть 3 - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. - С. 50-55.

12. Пивкин О.В. О применении микропроцессорной техники в учебном процессе / О.В. Пивкин, С.А. Панфилов, М.Ю. Тайров // Современный образовательный процесс: опыт, проблемы и перспективы: материалы Межрегиональной научно-практической конференции (г. Уфа, 28 марта 2007 г.). - Уфа: БИРО, 2007. - С. 419420.

13. Пивкин, О.В. Автоматизированные устройства сбора данных на микроконтроллерах семейств AVR, PIC. Программная реализация интерфейсов связи по шинам RS-232,12C / О.В. Пивкин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сб. науч. тр. V Всерос. науч.-техн.

конф., Саранск, 25-26 окт. 2007 г. / редкол.: Л. В. Абрамова (отв.ред.) [и др.]. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 157-160.

14. Пивкин, О.В. Управление данными в процессе принятия решений / О.В. Пивкин, М.Ю. Таиров, С.А. Панфилов // XXXV Огаревские чтения : материалы науч. конф. : в 2 ч. Ч. 2. Естественные и технические науки / сост. О. И. Скотников ; отв. за вып. В. Д. Черкасов. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 233-237.

15. Пивкин, О.В. Data_Reader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине RS-232 / О.В. Пивкин, АЛО. Кондратьев, С.А, Панфилов // Инновации в науке и образовании. - 2007. - № 6 (29). - С. 11.

16. Пивкин, О.В. Автоматизация измерений светотехнических параметров источников света / О.В. Пивкин, П.М. Анашкин // Фундаментальные исследования. -2007.-№ 8.-С. 61.

17. Пивкин, О.В. Особенности применения микропроцессорных систем для сбора и анализа данных об электрических и светотехнических величинах / О.В. Пивкин, С.А. Панфилов // Материалы международной научной конференции «Проблемы развития естественных, технических и социальных систем» - часть 4 - Таганрог: Изд-во «Антон», ТТИ ЮФУ, 2007. - С. 53-55.

18. Пивкин, О.В. Методика проектирования полусферического светодиодного модуля / О.В. Пивкин, О.Ю. Коваленко, С.А. Панфилов // Материалы международной научной конференции «Информация, сигналы, системы: вопросы методологии, анализа и синтеза» - Часть 5 - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. - С. 20-23.

19. Пивкин, О.В. Контроль характеристик облучения / О.В. Пивкин, О.Ю. Коваленко, С.А. Панфилов // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сб. науч. тр. VI Междунар. науч.-техн. конф., Саранск, 23-24 окт. 2008 г. / редкол.: Л. В. Абрамова (отв. ред) [и др.]. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2008. - С. 134-136.

20. Пивкин, О.В. Определение потерь светового потока в светодиодном модуле / О.В. Пивкин, О.Ю. Коваленко, И.Г. Башмаков // Естественно-научные исследования : теория, методы, практика (Межвузовский сборник научных трудов).- Вып. VI. / ред.кол.: Щенников В.Н. (пред.) [и др.]- Саранск: Ковылк.тип., 2008. - С. 3-6.

21. Пивкин, О.В. Автоматизированный сбор данных / С.А. Панфилов // Сборник тезисов докладов на научно-технической конференции «Молодые светотехники России» / Под ред. А.Е. Атаева - Москва: Вигма, 2008. - С. 56-57.

22. Пивкин, О.В. Об информационных технологиях в образовании / О.В. Пивкин и [др.] // IV Международная конференция «Стратегия качества в промышленности и образовании» (30 мая - 6 июня 2008 г., Варна, Болгария) Материалы. В 2-х томах. Том II. Составители: Хохлова Т.С., Хохлов В.А., Ступак Ю.А. - Днепропетровск-Варна: Фортуна-ТУ-Варна, 2008. - С. 683-686.

23. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 7540. Программа «Data Reader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине I2C». Дата регистрации: 17.01.2007. Автор разработки: Пивкин О.В.

24. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 8481. Программа «Data_Reader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине RS-232». Дата регистрации: 08.06.2007. Авторы разработки: Пивкин О.В., Панфилов С. А., Кондратьев А.Ю.

Подписано в печать 26.03.09. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 450.

Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, 24

Список условных обозначений и сокращений.

Введение.

1 Проблемы расчёта, контроля и оценки светотехнических характеристик.

1.1 Проблемы расчёта световых приборов на основе светодиодов.

1.2 Требования к программно-аппаратным средствам контроля и оценки светотехнических характеристик.

1.3 Анализ программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

1.4 Оценка погрешности фотометрирования световых приборов на основе свето диодов.

1.5 Светодиоды в освещении.

1.6 Постановка задачи.

2. Метод повышения эффективности светодиодных модулей.

2.1 Методика расчёта светодиодных модулей при расположении светодиодов на выпуклой поверхности.

2.2 Методика расчёта светодиодных модулей при расположении светодиодов на вогнутой поверхности.

2.3 Расчёт падающего светового потока светодиодов.

3 Программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик.

3.1 Выбор элементной базы для схемотехнической реализации программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

3.2 Разработка программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

3.3 Цифровой люксметр.

3.4 Программно-аппаратные средства контроля и оценки характеристик облучения.

3.5 Программный комплекс для обработки фотометрических данных.

3.6 Программы обмена данными между программно-аппаратными средствами контроля и оценки светотехнических характеристик и персональным компьютером по шинам 118-232,12С.

4 Экспериментальные методы и результаты исследований.

4.1 Оценка точности программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

4.2 Анализ потерь светового потока в светодиодном модуле.

4.3 Светодиодный светильник для местного освещения.

4.4 Контроль светотехнических характеристик настольного светодиодного светильника.

4.5 Экспериментальные исследования по контролю характеристик облучения в сельскохозяйственных помещениях.

4.6 Автоматизированные устройства сбора данных в учебном процессе.

Актуальность темы. Существует огромное многообразие возможных конструктивных решений светодиодных модулей (СДМ) (сферические, полусферические, квадратные, круглые, гибкая лента), что существенно расширяет задачи поиска новых оптимальных конструкций СДМ для световых приборов (СП) и усложняет проведение измерительных экспериментов. Вследствие этого, актуальными задачами являются создание новых методик, позволяющих спроектировать СДМ с улучшенными светотехническими характеристиками и разработка автоматизированных программно-аппаратных средств для оценки их эффективности.

Определение светотехнических параметров СП и СДМ по экспериментальным данным требует значительного времени, сложной рутинной обработки данных. В то же время, задачи контроля и оценки светотехнических характеристик можно успешно решать с помощью систем сбора и обработки информации на основе современной микропроцессорной техники (автоматизированные устройства сбора фотометрических данных).

Автоматизированные устройства сбора фотометрических данных (АУСФД) являются важным фактором развития системы измерений в светотехнике. Автоматизация процесса сбора фотометрических данных, их обработка, представление в удобном для современных компьютерных программ построения КСС и расчета освещённости формате обеспечивает наиболее эффективное проектирование СП и достоверную оценку эксплуатационных характеристик осветительных установок (ОУ).

При создании самых различных систем сбора светотехнических данных обработку сигналов все чаще производят в цифровой форме. Причем в последнее время цифровая обработка сигналов производится не только аппаратными, но и программными средствами. Повышение сложности производственного оборудования, технологии изготовления светотехнических изделий, определяют необходимость автоматизации проведения процедур измерения. 6

В связи с этим, одной из актуальных проблем, требующих решения, является разработка отечественных автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, учитывающих особенности измерений параметров СДМ и СП на их основе. Особенно необходимо внедрение таких систем на современных предприятиях по изготовлению СДМ, а также на предприятиях, эксплуатирующих осветительные и облуча-тельные установки, что позволит повысить эффективность их использования, осуществлять контроль и оценку требуемых светотехнических параметров. Внедрение автоматизированных программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик повысит эффективность разработки новых световых и осветительных приборов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в разработку и исследование проблемы внесли отечественные и зарубежные учёные: Ю.Б. Айзенберг, В.В. Трембач, П.М. Тиходеев, JI.C. Ловинский, С.Г. Ашурков, А.Э. Юнович, М. Гладштейн, Б.М. Каган, JI.B. Абрамова, Ю.А. Цюпак, В.Н. Баранов, A.B. Евстифеев, М.С. Голубцов, М. Предко, П. Ан, Р. Хайнц, К. Вахтман, И. Оно, Г. Заутер, С.С. Миллер. Однако, несмотря на относительно большое число работ, посвященных вопросам повышения эффективности светодиодных модулей и разработке программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик, степень изученности проблемы недостаточна.

Цели и задачи исследований. Целями диссертационного исследования являются: создание методов повышения эффективности светодиодных модулей; разработка программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

Для достижения поставленных целей в процессе диссертационного исследования необходимо решить следующие задачи:

- создать новую методику расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющую учесть потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС;

- спроектировать светодиодный модуль с заданным светораспределением, в котором учтены потери светового потока, вызванные взаимным экранированием светодиодов;

- создать оригинальные алгоритмы, и на их основе реализовать программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик;

- провести экспериментальные исследования светотехнических параметров спроектированного светодиодного модуля с оценкой их эффективности.

Объект исследования: светодиодные модули со сферическими поверхностями; автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик.

Методы исследования.

В данном диссертационном исследовании применяются методы математического моделирования, программирования, математического анализа, схемотехнического проектирования, метрологии.

Научная новизна полученных результатов.

1. Создана новая методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, позволяющая рассчитать потери светового потока в светодиодном модуле, которые вызваны взаимным экранированием светодиодов, и спроектировать светодиодный модуль с заданным типом КСС.

2. Разработаны оригинальные алгоритмы программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

3. На основе созданных алгоритмов, разработаны программно-аппаратные средства для измерения светотехнических характеристик.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Созданную методику расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями, рекомендуется использовать при проектировании осветительных установок с улучшенными светотехническими характеристиками. 8

2. Разработанные автоматизированные программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик, позволяют повысить надежность получения и скорость обработки фотометрических данных.

3. «Программа обработки фотометрических данных», программы «DataReader 12С», «DataReader Я8-232» внедрены на ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС».

4. Автоматизированные устройства сбора фотометрических данных внедрены на муниципальном предприятии Городского округа Саранск «ГОР-СВЕТ», на ОАО «ЛИСМА-ВНИИИС», а также на ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва».

5. Автоматизированное устройство контроля характеристик облучения, программа «Контроль характеристик облучения» внедрены на предприятии ООО «Кочкуровский».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Методика расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями.

2. Алгоритмы программно-аппаратных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

3. Программы, схемотехнические решения автоматизированных средств контроля и оценки светотехнических характеристик.

Личный вклад автора диссертации. Создание оригинальных алгоритмов, исходных текстов, на основе которых реализованы программно-аппаратные средства контроля и оценки светотехнических характеристик, определение их эффективности; создание новой методики расчёта светодиодных модулей со сферическими поверхностями; разработка светодиодного модуля для настольного светильника; экспериментальные исследования по контролю и оценке светотехнических характеристик, выполнены автором самостоятельно.

Достоверность результатов работы подтверждается совпадением экспериментальных и расчётных данных, успешным внедрением в практику решений, полученных на основе теоретических разработок, публикациями автора и выступлениями на научных семинарах и конференциях.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы обсуждались на научно-технической конференции «Молодые светотехники России» (Москва, 2008 г.); на Международных научных конференциях «Информация, сигналы, системы: вопросы методологии, анализа и синтеза» (Таганрог, 2008 г.), «Проблемы развития естественных, технических и социальных систем» (Таганрог, 2007 г.), «Проектирование новой реальности» (Таганрог, 2007 г.), на III Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» (Варна, 2007, 2008 г.г.), «Технологии National Instruments в науке, технике и образовании» (Таганрог, 2006 г.); на межрегиональной научно-практической конференции «Современный образовательный процесс: опыт, проблемы и перспективы» (Уфа, 2007 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (Саранск, 2006, 2007 г.г.), «Проблемы менеджмента качества в современной России» (Саранск, 2006 г.); на научной конференции «Огарёвские чтения» (Саранск, 2005, 2006, 2007, 2008 г.г.); на научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарёва (Саранск, 2006, 2007, 2008 г.г.); на 5-й ярмарке «Бизнес-ангелов и инноваторов» (Пермь, 2007 г.); на конкурсе инновационных проектов по федеральной программе «У.М.Н.И.К.» (Саранск, 2007, 2008 г.г.); на конкурсе инновационных проектов по федеральной программе «СТАРТ 08» (Нижний Новгород, 2008 г.) и на заседаниях кафедры теоретической и общей электротехники светотехнического факультета в Мордовском государственном университете имени Н.П. Огарёва (Саранск, 2005, 2006, 2007, 2008 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 печатные работы в отечественных сборниках, журналах, тезисах докладов на всероссийских и международных конференциях, совещаниях, семинарах.

1. Трембач, В.В. Световые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Светотехника и источники света». / В.В. Трембач. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк. 1990.-463 с.

2. Гутцайт, Э.М. Расчёты светодиодных модулей для местного освещения / Э.М. Гутцайт, А.Е. Краснопольский, Д.В. Милютин // Светотехника. 2007. -№4.-С. 52-56.

3. Чиколев, В.Н. Избранные труды / В.Н. Чиколев. М. - JL: Госэнерго-издат, 1949.-388 с.

4. Нефедов, А. В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник / А. В. Нефедов. М.: ИП РадиоСофт, 2001. - Т. 1. - 512 с.

5. Ашурков, С.Г. Метод расчёта фотометрического тела излучателей со свето диодами разной пространственной ориентации / С.Г. Ашурков, A.A. Бар-цев // Светотехника. 2007. - № 1. - С. 43-44.

6. Гладштейн, М. Проектируем устройства на микроконтроллерах / М.Гладштейн // Радио. 2000. - № 12. - С. 20-23.109

7. Каган, Б.М. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики / Б.М. Каган, В.В. Сташин. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 296 с.

8. Справочная книга по светотехнике / Под редакцией Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Знак. 2006. 975 с.

9. Миллер, К. Измерение параметров светотехнических изделий со све-тодиодами / К. Миллер, Й. Оно // Светотехника. 2007. - № 6. - С. 40-42.

10. Ловинский, Л.С. Актуальные проблемы фотометрии светодиодов / Л.С. Ловинский // Светотехника. 1999. -№ 1. - С. 16-18.

11. Ловинский, Л.С. О новой публикации МКО «Измерение светодиодов» / Л.С. Ловинский // Светотехника. 1999. - № 3. - С. 18-20.

12. Агафонов, Д.Р. Рабочий эталон силы света на основе светодиодов / Д.Р. Агафонов, В.И. Саприцкий, В.И. Столяревская, Г.Н. Толстых // Светотехника. 2000. - № 3. - С. 9-12.

13. Сабинин, В.И. Светоизлучающие диоды в глобальной экономике / В.И. Сабинин // Светотехника. 2002. - № 3. - С. 9-10.

14. Агафонов, Д.Р. Вопросы конструирования и производства светоизлу-чающих диодов и систем на их основе / Д.Р. Агафонов, П.П. Аникин, С.Г. Никифоров // Светотехника. 2002. - № 6. - С. 6-11.

15. Хайнц, Р. Неорганические светодиоды. Обзор / Р. Хайнц, К. Вахтман // Светотехника. 2003. - № 3. - С. 7-13.

16. Юнович, А.Э. Светодиоды как основа освещения будущего / А.Э. Юнович // Светотехника. 2003. - № 3. - С. 2-7.

17. Заутер, Г. Фотометрия светодиодов / М. Линдеманн, А. Шперлинг, И. Оно // Светотехника. 2004. - № 3. - С. 5-11.

18. Дежи, Д. Эталонный излучатель НИСТ для фотометрии светодиодов / Д. Дежи, Ю. Зонг, С.С. Миллер, Й. Оно, Т. Хеймер // Светотехника. 2004. -№6.-С. 56-59.

19. Белоцерковский, А.Г. Сверхъяркие светодиоды и осветительные устройства на их основе / А.Г. Белоцерковский, A.A. Виллисов, Т.И. Коханенко //Светотехника. 2005. - № 4. - С. 48-49.110

20. Краниш, Б. Описание частичного индекса ошибки при фотометрии светодиодов / Б. Краниш // Светотехника. 2006. - № 1. - С. 43-48.

21. Азизян, Г.В. Методология определения потока и силы излучения светодиодов / Г.В. Азизян, И.И. Аникин, Р.И. Столяревская, A.B. Шишов // Светотехника. 2007. - № 1. - С. 27-29.

22. Трофимов, Ю. Полупроводниковые светодиоды новые сферы применения и тенденции развития рынка / Ю. Трофимов // Электронные компоненты. - 2003.-№ 3. - С. 31-35.

23. Соколов, М.В. Приборы для световых измерений, разработанные фотоэлектрической лабораторией ВИМС / М.В. Соколов // Светотехника. 1932. -№8-9. - С. 5-9.

24. Хазанов, B.C. Применение автоматических фотометров счетных машин для светотехнической оценки светильников. / B.C. Хазанов // Светотехника. 1959.-№ И.-С. 27-29.

25. Лукин, Н.И. Фотоэлектрический фотометр АФМ. / Н.И. Лукин // Светотехника. 1963. - № 12. - С. 18-22 .

26. Бредняков, A.B. Установка для автоматической регистрации кривых силы света / A.B. Бредняков, Р.И. Эльман // Светотехника. 1959. - № 6. - С. 15-16.

27. Кхан, Т.К. Системы для измерений радиометрических и фотометрических характеристик СИД / Т.К. Кхан, 3. Озвер-Крохманн, С. Хилтавский // Светотехника. 2004. - № 5. - С. 44-48.

28. Режим доступа: http://www.atvoutdoorsystems.ru/mssian/laboratory/ laboratory.html. Загл. с экрана.

29. Гаванин, В.А. Установка для измерения светового потока люминесцентных ламп по силе света / В.А. Гаванин, А.Ф. Снегиёва, М.И. Эпштейн // Светотехника. 1964. - № 9. - С. 24-27.

30. Лукин, Н.И. Современная серийно выпускаемая фотометрическая аппаратура / Н.И. Лукин // Светотехника. 1965. - № 2. С. 23-26.

31. Егоров, Г.Н. Гониофотометр типа ГФ-65 / Г.Н. Егоров, Ю.М. Григорьев // Светотехника. 1969. -№ 8. - С. 14-16.

32. Лукин, Н.И. Фотоэлектрический фотометр с интегрирующим шаром / Н.И. Лукин, В.И. Рябинин // Светотехника. 1960. - № 5. - С. 13-17.

33. Хазанов, B.C. Телефотометр для измерения светораспределения прожекторов / B.C. Хазанов, С.Г. Юров // Светотехника. 1958. - № 12. - С. 16-18.

34. Хазанов, B.C. Универсальный фотометр ФТ-2 / B.C. Хазанов, С.Г. Юров, Л.И. Беленький // Светотехника. 1956. - № 4. - С. 19-22.

35. Режим доступа: http://digital.ni.com/. Загл. с экрана.

36. Режим доступа: http://www.prosoft.ru/products/brands/agilent/. Загл. с экрана.

37. Режим доступа: http://www.prosoft.ru/products/brands/adlink/. Загл. с экрана.

38. Режим доступа: http://www.prosoft.ru/products/brands/addi-data/. Загл. с экрана.

39. Режим доступа: http://www.prosoft.ru/products/brands/diamond/. Загл. с экрана.

40. Режим доступа: http://a-tex.ua/katalog/ Загл. с экрана.

41. Режим доступа: http://uraltech.ru/viewtextcat/ Загл. с экрана.

42. Режим доступа: http://www.metrarus.ru/ Загл. с экрана.

43. Режим доступа: http://www.intekufa.ru/ Загл. с экрана.

44. Режим доступа: http://www.inergo.ru/catalog/ Загл. с экрана.

45. Режим доступа: http://www.rudshel.ru/. Загл. с экрана.

46. Режим доступа: http://www.actech.ru/ Загл. с экрана.

47. Коробко, A.A. «Формат IES. Правила формирования файла фотометрических данных по формату IES» / A.A. Коробко // Светотехника. 2005. - № З.-С. 68-75.

48. Предко, М. Руководство по микроконтроллерам / М. Предко ; перевод на русский язык ЗАО «Предприятие Постмаркет». Том 1. Москва: Постмаркет, 2001.-416 с.

49. Предко, М. Руководство по микроконтроллерам / М. Предко ; перевод на русский язык ЗАО «Предприятие Постмаркет». Том 2. Москва: Постмаркет, 2001.-488 с.

50. Режим доступа: http://a-tex.ua/katalog.php. Загл. с экрана.

51. Режим доступа: http://www.ipc2u.by/catalog/I/description.html. Загл. с экрана.

52. Режим доступа: http://wvyw.prosoft.rU/products/brands/dataforth/3187/ 324811.html. Загл. с экрана.

53. Специалисты центра АЦП ЗАО «Рудиев-Шиляев» Платы сбора данных для компьютера // Радио. 2000. - № 4 - С. 24-25.

54. Режим доступа: http://www.dpva.ru/informations/Stds/Standart-communications/Interfaceconnect/. Загл. с экрана.

55. Режим доступа: http://de.ifmo.ru/bk пеЦ~а/раее.р11р?и^ех=97&1ауег =1&ййнк1ех=25. Загл. с экрана.

56. Ивойлов, П.А. Разработка и исследование автоматизированных технических и программных средств оценки показателей в системах менеджмента качества : дис. . канд. техн. наук : 05.13.18 : / Ивойлов Павел Александрович.- Саранск, 2004. 240 с.

57. Баранов, В.Н. Применение микроконтроллеров АУЛ: схемы, алгоритмы, программы / В.Н. Баранов. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2004. -288 с.

58. Режим доступа: http://www.ssga.ru/metodich/microproces/16.html. Загл. с экрана.

59. Ан, П. Сопряжение ПК с внешними устройствами / Ан П. ; перевод с англ. М.: ДМК Пресс, 2001.-316.

60. Тиходеев, П. М. Световые измерения в светотехнике / П.М. Тиходеев.- М. Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 460 с.

61. Дежи, Д.Эталонный излучатель НИСТ для фотометрии светодиодов / Д. Дежи, Ю. Зонг, С.С. Миллер, Й. Оно, Т. Хеймер // Светотехника. -2004. № 6.-С. 56-59.

62. Миллер, К. Измерение параметров светотехнических изделий со све-тодиодами / К. Миллер, Й. Оно // Светотехника. 2007. - № 6. - С. 40-42.

63. Заутер, Г. Фотометрия светодиодов / Г. Заутер, М. Линдеманн, А. Шперлинг, Й. Оно // Светотехника. 2004. - № 3. - С. 5-11.

64. Азизян, Г.В. Методология определения потока и силы излучения светодиодов / Г.В. Азизян и др. // Светотехника. 2007. - № 1. - С. 27-29.

65. Ковальский, В.Я. Учет неравномерности угловой чувствительности фотометрических устройств / В.Я. Ковальский и др. // Метрология. 1981. -№ 10.-С. 16-21.

66. Ловинский, Л.С. Роль погрешности спектральных измерений в фотометрии теплового и квазимонохроматического излучения / Л.С. Ловинский // Измерительная техника. 1998. - № 9. - С .9-14.

67. Measurement of LEDs. Technical report. Publication CIE 127-1997. 24 p.

68. Ковальский, В.Я. Погрешность поверки источников и приёмников излучения, обусловленная погрешностью спектральных измерений / В.Я. Ковальский, B.C. Ловинский // Измерительная техника. 1991. - № 2. - С. 22-24.

69. Methods of characterizing the performance of radiometers and photometers /PublicationCIEN53 (TC-2,2). 1982.

70. Eppeldouer, G. Longterm changes of silicon photodiodes and their use for photometric standardization / G. Eppeldouer // Appl. Opt. 1990. - Vol. 29. -N. 15. - P. 2289-2294.

71. Веревичева, M.A. Коррекция кремниевых фотометров-компараторов / M.А. Веревичева и др. // Светотехника. 1987. - № 6. - С. 14-16.

72. ГОСТ 8.508-84. Метрологические характеристики средств измерений и точностные характеристики средств автоматизации ГСП. Общие методы оценки и контроля. Введ. 1984-29-06. - М.: Издательство стандартов, 53 с.

73. Пивкин, О.В. Программно-аппаратные средства измерения светотехнических характеристик световых и облучательных приборов и установок / О.В. Пивкин, С.А. Микаева, О.Ю. Коваленко // Инженерная физика. 2008. -№ 2. - С. 40-42.

74. Варфоломеев, Л.П. Девятая международная светотехническая вы ставка «Интерсвет 2003» в Москве / Л.П. Варфоломеев // Светотехника. -2004. - № 2. - С. 50-59.

75. Прикупец, Л.Б. Источники света на международной выставке «light + building 2004» // Светотехника. - 2004. -№ 5. - С. 65-68.79. «ОПТОНИКА». Каталог продукции.

76. Айзенберг, Ю.Б. Основы конструирования световых приборов: Учебное пособие для вузов / Ю.Б. Айзенберг. М.: Энергоатомиздат, 1996. -704 с.

77. Light Emitting Diodes for General Illumination. Tutorial materials. OIDA, Ed. Jeff I. Tsao (2002); http://lighting.sandia.gov/.

78. Берс, Л. Математический анализ: Учеб. пособие для втузов / Л. Берс; Т. I. Перевод с англ. Л.И. Головиной. Под ред. И.М. Яглома. М., «Высш. Школа», 1975.-520 с.

79. Айзенберг, Ю.Б. Световые приборы / Ю.Б. Айзенберг. М.: Энергия, 1980.-463 с.

80. Волков, Е.А. Численные методы: учеб. пособие / Е.А. Волков. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. - 256 с.

81. Режим доступа: http://kazus.ru/articles/68.html. Загл. с экрана.

82. Режим доступа: http.7/digital.ni.com/worldwide/russia.nsf/web/all/695 E6573406323F2 86256EFA0057CA6B. Загл. с экрана.

83. Бродин, В.Б. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики /В.Б. Бродин, A.B. Калинин М.: ЭКОМ, 2002. - 400 с.

84. Гладштейн, М. Проектируем устройства на МК / М. Гладштейн // Радио. 2000. - № 11. - С. 25-26.

85. Пивкин, О.В. Автоматизация измерения данных в светотехнике / О.В. Пивкин, С.А. Панфилов, О.Ю. Коваленко // Материалы Международной научно-практической конференции «Проектирование новой реальности» часть 3 -Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. - С. 50-55.

86. Евстифеев, A.B. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL» / A.B. Евстифеев. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2004. -С. 198.

87. Пивкин, О. Люксметр / О. Пивкин, О. Баклашкина, Е. Ваганов // Радио. -№ 8. 2007. - С. 38.

88. Голубцов, М. С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному / М. С. Голубцов. М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 287 с.

89. Кнорринг, Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Г.М. Кнорринг, И.М. Фадин, В.Н. Сидоров. СПб.: Энергоатом-издат. Санкт-Петербургское отд-ние, 1992. - 448 с.

90. Кунгс, Я.А. Автоматизация управления электрическим освещением / Я.А. Кунгс. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 112 с.

91. Пивкин, О.В. Автоматизация измерения светотехнических параметров источников света / О.В. Пивкин, П.М. Анашкин // Фундаментальные исследования. 2007. - № 8. - С. 61.

92. Коробко, A.A. Формат IES. Правила формирования файла фотометрических данных по формату IES / A.A. Коробко // Светотехника. 2005. - № 3. -С. 68-75.

93. Айзенберг, Ю.Б. О классификации и допусках на кривые силы света светильников / Ю.Б. Айзенберг, Г.Б. Бухман // Светотехника. 1978. - № 6. - С. 6-10.

94. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №8481 на разработку «Data Reader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине RS-232» от 08.06.2007. / Кондратьев А.Ю., Пивкин О.В., Панфилов С.А.

95. Кондратьев, А.Ю. «DataReader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине RS-232» / А.Ю. Кондратьев, О.В. Пивкин, С.А. Панфилов // Инновации в науке и образовании. Июнь 2007. - № 6 (29).- С. 11.

96. Режим доступа: http://www.microchip.m/lit/?mid=lxO. Загл. с экрана.117

97. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №7540 на разработку «DataReader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине I2C» от 17.01.2007. / Пивкин О.В.

98. Пивкин, O.B. «DataReader чтение данных из автоматизированного устройства сбора данных по шине I2C» / О.В. Пивкин // Инновации в науке и образовании. Январь 2007. - № 1 (24). - С. 14.

99. Режим доступа: http://svetodiod.ru/?id=90&type=avg Загл. с экрана.

100. IES The Code Recommendations for good interior Lighting. 1961.

101. Кнорринг, Г.М. О новой светотехнической классификации светильников / Г.М. Кнорринг, Ю.Б. Айзенберг // Светотехника. 1974. - № 11. - С. 14.

102. Вассерман, A.JI. Ультрафиолетовое излучение в профилактике инфекционных заболеваний / Вассерман А.Л., Шандала М.Г., Юзбашев В.Г. М.: Медицина, 2003.-208 с.

103. Пивкин, О.В. Комбинированное облучение молодняка крупного рогатого скота // О.В. Пивкин и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. - № 9. - С. 19-21.

104. Пивкин, О.В. Автоматизированный сбор данных / О.В. Пивкин, С.А. Панфилов // Сборник тезисов докладов на научно-технической конференции «Молодые светотехники России» / Под ред. А.Е. Атаева Москва : Вигма, 2008. - С.56-57.

105. Панфилов, С.А. Методы и средства автоматизированной оценки показателей в системах менеджмента качества / С.А. Панфилов, А.И. Афоничкин. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002. - 144 с.

106. Золотухо, Р. Энергонезависимая память производства корпорации ATMEL / Р. Золотухо // Электронные компоненты. 2000. - № 2. - С. 2-5; - № 4. - С. 45-48; - № 5. - С. 40-43.

107. Коган, JT.M. Светодиоды нового поколения для светосигнальных и осветительных приборов /Л.М. Коган // Новости светотехники. Вып. 7-8 (3435). М.: Дом света. 2001. С. 47.

108. Режим доступа: http://optelcenter.com Загл. с экрана.

109. Гуревич, М.М. Фотометрия (теория, методы и приборы) / М.М. Гуре-вич. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 272 с.

110. Фрунзе, А.В. Микроконтроллеры? Это же просто! / А.В. Фрунзе. -Т.2- М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2002. 392 с.

111. Зобнин, Ю Микроконтроллеры для начинающих. И не только. / Ю. Зобнин, Ш. Кобахидзе // Радио. 2000. - № 2. - С. 21; - № 3. - С. 20; - № 4. - С. 20; -№5. -С. 36.

112. Долгий, А Разработка и отладка устройств на микроконтроллерах / А. Долгий // Радио. 2005. - № 1. - С. 17.

113. Comission Internationale de Г Eclairage. Methods of characterizing the performance of radiometers and photometers. Publication CIE 53-1982.

114. Comission Internationale de Г Eclairage. The Basis of Physical Photometry. Publication CIE 18.2-1983.Схема электрическая принципиальная АУСФД на базе МК АУК фирмыА1:те1»1 . >