OliNo

Duurzame Energie

Go Green Schudzaklamp Medium

Geplaatst door Marcel van der Steen in Energiebesparing, Ledlampen Geef een reactie

gogreen_schudzaklamp_medium_gg030220In dit artikel wordt de middelgrote schudzaklamp getest (productcode gg030220) die afkomstig is van Technea Duurzaam. Het product kan besteld worden bij de Energiebespaarshop.
Door middel van schudden wordt deze lamp opgeladen, en geeft daarna licht middels een felle led. In dit artikel kunt u lezen hoeveel licht u krijgt als beloning voor een bepaalde tijd schudden.

De specificatie, wat wordt beloofd?

Het belangrijke punt uit de kleine beschrijving die meegeleverd wordt is de volgende:

  • 1 minuut schudden is goed voor 20 minuten licht

Zie verder de handleiding voor meer interessante parameters en beschrijvingen: olino-pdf

Het werkingsprincipe

Door het schudden wordt een permanente magneet op en neer geschoven door een spoel heen. De magneet kan net aan weerszijden van de spoel uitkomen voordat het tegen een eindaanslag komt.

gogreen_schudzaklamp_medium_gg030220_magnet

De magneet rechts van de dubbele spoel, juist tegen het rubber dat dienst doet als eindaanslag.

Doordat de magneet beweegt in een spoel (in dit geval twee spoelen), bevat deze spoel gedurende de bewegingstijd van de magneet een variabel aantal magneetlijnen van deze magneet en wekt hierdoor een spanning op die meetbaar zou zijn aan de draden aan de uiteinden van de spoel. Deze spanning wordt gebruikt op een klein oplaadbaar batterijtje of condensator op te laden (vanaf nu energieopslag genoemd. In de handleiding staat dat er namelijk geen batterij inzit!). Vanuit deze energieopslag kan dan een led gevoed worden, die daarmee licht geeft. Door het aan laten staan van de led wordt zo langzamerhand de lading die in de batterij zit opgebruikt om de led te laden branden.
Snel schudden geeft een hogere opgewekte spanning en daardoor meer lading over een kortere tijd. Dus snel schudden laadt de batterij sneller op.
Langer schudden levert ook meer lading op.
En natuurlijk moet geschud worden in de richting waarin de magneet zich kan bewegen. Gelukkig is dit schudden niet moeilijk; namelijk in de lengterichting van de lamp.

Het meetplan, nuttig licht

Wat van belang is, is om te weten hoeveel nuttig licht er van de lamp komt als gevolg van het schudden.
Wat is nuttig licht? Dat is licht waarmee nog gezien kan worden in, bijvoorbeeld het pikkedonker, omdat een zaklamp toch niet meteen een item is wat gebruikt wordt voor lezen of zo; het is meer een ding om ergens iets te zien en ergens te komen.

Hu is het nodig te komen tot een verlichtingssterktewaarde (in lux) wat nog gezien kan worden als bruikbaar en nuttig licht, en bij wat onderzoek zijn er misschien wel indicaties te krijgen.

Een hulp was deze lijst op het internet, dat de aanbevolen niveaus aangeeft voor verschillende werkzaamheden. Een interessante was dat er 10 lux nodig is voor buitenwerkzaamheden, in de lijst genaamd “mechanical loading”. Dit niveau zou kunnen worden aangehouden en wel op een afstand van 1 meter van de lamp.
example_lightlevel

Voorbeelden van aanbevolen verlichtingsniveaus afhankelijk van de werkzaamheden.

Dus wanneer bij het aanschakelen van de lamp recht onder deze lamp gemeten wordt, dient gemeten te worden tot het moment waarop de verlichtingssterkte op 1 meter afstand recht onder de lamp is gedaald tot 10 lux.

Een andere publicatie van ASSIST geeft in tabel 1 op pagina 6 aan dat er minimaal 3 lux moet zijn op een lokale weg met weinig voetgangersverkeer. Deze 3 lux is dan blijkbaar ook voldoende om de weg te kunnen zien en om niet per abuis in een kuil te stappen. Misschien dat bij deze limiet ook rekening is gehouden met het effect van S/P ratio, wat uitgelegd is op de OliNo site, en wat laat zien dat bij erg weinig omgevingslicht het menselijk oog meer licht ervaart als het licht een hoge S/P ratio heeft. En hoe hoger de S/P ratio des te meer gevoelig ons oog ervoor is.

Er zal in dit rapport melding gemaakt worden van nuttig licht met verlichtingssterktes op 1 m afstand van 10 lux, 5 lux en 2.5 lux. Dus wanneer de grens van 2.5 lux aangehouden wordt, dan zal de tijd dat er nuttig licht is langer zijn dan wanneer de grens van 5 lux aangehouden wordt.

Deze waardes van 10, 5 en 2.5 lux zijn nog steeds enigszins arbitrair, want bij meer omgevingslicht is meer licht nodig van de lamp om de bundel die ervan afkomt goed te kunnen zien, alleen dan is er dus geen lamp meer nodig om iets te kunnen zien. Er wordt dus uitgegaan van pikkedonker.
Daarnaast heeft de ene persoon meer licht nodig om bepaalde structuren te kunnen zien dan de andere.
De mate van detail die gezien kan worden wordt meer naarmate meer verlichtingssterkte aanwezig is op het vlak onder de lamp. Echter het gaat hier niet om een hoeveelheid licht om lekker een boek te kunnen lezen (200 – 400 lux) en ook niet voor precisiewerkzaamheden (> 1000 lux). Hier wordt aangenomen dat de lamp gebruikt wordt om in het pikkedonker de weg nog te kunnen vinden zonder zich meteen overal aan te stoten.

Het meetplan, de meetparameters

Nu gedefinieerd is wat nuttig licht is (de grenzen zijn 10, 5 en 2.5 lux), kan gemeten worden. Namelijk op 1 meter afstand recht onder de lamp dient bekend te zijn wat de verlichtingssterkte in lux is, en dit uitgezet tegen de tijd tot het moment waarop deze waarde is gedaald tot 10 lux, 5 lux en 2.5 lux.
Uitgezet kan worden bij welke snelheid van schudden en welke schuddtijd, welke tijd hoort van nuttig licht.
Interessant is in deze dus wat snel en langzaam schudden doet met de tijd van nuttig licht, en wat de tijd van schudden doet met de tijd van nuttig licht.

Dus de meetparameters:

  • tijd van schudden
  • snelheid van schudden

En het resultaat:

  • tijdsduur na aanschakelen waarbij nuttig licht verkregen wordt

De S/P ratio en het lichtverval

Zoals ook opgemerkt is het enigzins arbitrair een luxwaarde te nemen, daar er geen bekende norm voor is. Daarom wordt gebruik gemaakt van bekende normeringen voor een bepaalde werksituatie en voor een locale voetgangersweg en wordt zo gekomen op een drietal waardes van Ev.

Als extra wordt de S/P ratio van het licht van de lamp bepaald en tevens wordt een curve getoond die het verval van het licht aangeeft. Dit als extra achtergrondinformatie achter de getallen van nuttige lichtduur die in de resultaten getoond worden.

Zo, nu nog een meetopstelling.

De meetopstelling

Gemeten dient te worden hoe lang het duurt voordat de verlichtingssterkte is gedaald tot 10 lux op 1 meter afstand recht onder de lamp. Hiertoe wordt de lamp gemonteerd in een grijper die op een bepaalde hoogte wordt gehouden. Recht onder de lamp wordt een luxmeter geplaatst die frequent wordt uitgelezen op de luxwaarde.

measurement_setup

De meetopstelling voor het bepalen van de tijdsduur van nuttig licht.

De foto geeft aan dat de lamp geplaatst is in een standaard, op een bepaalde hoogte. Een luxmetersensor is recht onder de lamp geplaatst, en er zit een bepaalde toeter bovenop de lichtsensor. Dit wordt zo uitgelegd.

De lichtsensor wordt automatisch uitgelezen door een computer, die de meetgegevens opslaat en tevens in een grafiek uitzet.

Het meten mag gestopt worden wanneer minder dan 2.5 lux op 1 meter afstand gemeten wordt. Wanneer bij de meetopstelling de afstand van bron tot sensor niet 1 meter is, kan worden omgerekend. Dat is ook gedaan. Een klein voorbeeld: er is gemeten op 50 cm en er wordt een luxwaarde gevonden van 100 lux. Dan kan dit omgerekend worden naar een equivalente luxwaarde wanneer op 1 meter gemeten zou zijn geweest:

Dit omrekenen mag alleen wanneer de meetafstand zeker 5x groter is dan de maximale afmeting van het lichtgevende deel van het meetobject. Daar wordt in dit geval ruim aan voldaan.

De toeter bovenop de lichtsensor

De toeter die bovenop de lichtsensor zit, is ervoor om geen last te hebben van omgevingslicht.

toeter_voor_afscherming

Toeter die bestaat uit een kartonnen rol met lichtschotten erin gemonteerd.

Deze toeter laat alleen licht door dat recht op de lichtmeetsensor invalt. Alle licht dat schuin in de toeter terecht komt, komt niet van de lamp die gemeten wordt, en mag dus niet op de meetsensor komen. Daarom zitten er schotten in die het schuin invallende licht tegenhouden. Tevens is de toeter geheel zwart geschilderd zodanig dat bij reflecties niet veel licht overblijft dat gereflecteerd wordt.

De meetresultaten

Nu dan aangekomen tot de meetresultaten.

Eerst wordt de door de leverancier aangeleverde lamp leeggeladen. Dat is simpel, door de lamp maar aan te zetten en te meten wat het lichtniveau is wat eruit komt. Het eindniveau is even genomen op 10 lux op 1 meter afstand.

Het eerste leegladen, na nieuwlevering

midsize_shakelamp_discharge_firsttry

Het eerste leegladen, nadat de lamp ontvangen was.

De lamp had behoorlijk wat energie opgeslagen, gezien dat deze het 1 uur en 40 minuten volhoudt voordat het verlichtingsniveau onder de gestelde grenswaarde zakt.

Schudtijd en schudsnelheid

Bekeken is hoe de nuttige lichtduur afhangt van (1) de tijd dat geschud wordt, met een vaste schudsnelheid, en (2) de snelheid waarmee geschud wordt, bij een vaste schudtijd.

shaketime_medium_torchlight_2

De tijdsduur van nuttig licht afhankelijk van de tijd dat geschud wordt, bij een vaste schudsnelheid.

Er blijkt geen lineair verband tussen de schuddtijd en de tijd van nuttig licht. Dit was niet zo eenvoudig te voorspellen.

- De energie die toegevoegd wordt zou per slag dezelfde moeten zijn, echter omdat de energieopslag steeds voller raakt, zal steeds minder van de opgewekte energie per slag daadwerkelijk opgeslagen worden (steeds meer raakt verloren). Dus op een gegeven moment wordt het schudden niet meer relevant, omdat de opslag al vol zit en er niet veel meer bijkan.

- Bij het laten branden van de led, zal deze eerst fel branden (de energieopslag zit vol) en bij het leegraken van de energie zal de led steeds minder fel branden. Bij het minder fel branden wordt er minder energie onttrokken van de energieopslag waardoor de led langer kan branden voordat de energie werkelijk op is.

Daarom is gewoon begonnen met meten, en bij 1 minuut schudden wordt meer nuttige lichttijd per minuut verkregen dan bij meerdere minuten schudden.

Nuttig licht bij 250x schudden per minuut
grenswaarde Ev tijd @ 1 schudmin. tijd/5 @ 5 schudmin.
10 lux 01:45 [mm:ss] 01:02 [mm:ss]
5 lux 03:00 [mm:ss] 02:11 [mm:ss]
2.5 lux 05:00 [mm:ss] 03:42 [mm:ss]

De volgende grafiek geeft de analyse aan voor schudsnelheid.

shake_frequency_torchlight_medium

De tijdsduur van nuttig licht afhankelijk van de schudsnelheid, bij een vaste schudtijd.

Er lijkt een lineair verband te gelden; hoe sneller geschud, des te langer de nuttige lichttijd.

Nuttig licht bij variabel maal schudden per minuut
#schudden / min grenswaarde Ev tijd voor iedere schudminuut
150x/min 10 lux 01:15 [mm:ss]
300x/min 10 lux 02:35 [mm:ss]
150x/min 5 lux 02:25 [mm:ss]
300x/min 5 lux 04:45 [mm:ss]
150x/min 2.5 lux 04:10 [mm:ss]
300x/min 2.5 lux 08:10 [mm:ss]

Langzaam schudden levert ongeveer de helft van de lichttijd op vergeleken met snel schudden.

S/P ratio en lichtverval bij ontladen

Meer over de S/P ratio wordt uitgelegd op de OliNo website. Hier alleen het resultaat.

technea_medium_shakelight_s_and_p_spectra_at_1m_distance

De S/P ratio bedraagt 2.7, wat erg hoog is. Het licht is ook erg blauw (zie spectrum in blauwe curve) waardoor bij lage intensiteiten de kegeltjes van het oog er erg gevoelig voor zijn en dus draagt dit bij aan meer lichtindruk (dan wanneer de S/P ratio lager was).
Deze erg blauwe leds zijn genomen vanwege de hoge efficiëntie: er is relatief weinig fosfor genomen om van het blauwe licht van de led wit van te maken zodat er door de fosfor weinig verlies is.

ev_f_time

Het verval van het licht is exponentieel; het gaat snel in het begin en steeds langzamer aan het eind. Dus een lagere tolereerbare verlichtingssterkte leidt tot een flink langere tijd van nuttig licht. Er is niet lager gemeten dan bij 2.5 lux; omdat op een bepaald moment de meting zelf last gaat krijgen van ruis.

Lichtbundel

Als extra een foto van de lichtbundel die verkregen wordt met deze lamp.

gogreen_schudzaklamp_medium_gg030220_lightfield

De lichtbundel afkomstig van deze schudlamp.

Het is een felle bundel, met een weining verlichte rand daaromheen. De bundel is 200 mm breed op 1 m afstand.

Conclusies

Initieel heeft de schudlamp een grote lading, en kan de led erg lang branden.

Energie bijladen in de opslag gaat niet zo goed als wordt geadverteerd, echter het is afhankelijk van wat men als minimum niveau aanhoudt. Aannemende dat 2.5 lux voldoende is, dan komt iedere minuut schudden overeen met  bijna 4 – 5 minuten lichttijd.

Snel schudden is wel gewenst, want wanneer langzaam wordt geschud dan wordt maar de helft van de tijd licht verkregen.

Een noot bij de 4 – 5 minuten lichttijd: de S/P ratio van het licht van de lamp is erg hoog wat gunstig is voor de lichtindruk van de staafjes in het oog van de mens; men kan met minder licht toch toe. Tevens laat het typische verval van het licht als functie van de tijd zien dat met een verlaging van de tolereerbare ondergrens van verlichtingssterkte, de nuttige lichttijd fors toeneemt.

3 Reacties to “Go Green Schudzaklamp Medium”

  1. hans staessens Says:

    Beste,

    Als leerkracht elektriciteit geef ik magnetisme .
    Deze lamp is het mooiste voorbeeld dat ik waar dan ook
    gevonden heb. Wat moet deze kosten?

    MVG,
    Hans staessens

  2. mvdsteen Says:

    Hoi Hans,
    Probeer contact te leggen met de energiebespaarshop. In het eerste gedeelte van het artikel staat de link.

  3. charles brille Says:

    beste,
    op school zijn wij bezig met een project waarbij we zelf zo’n lamp proberen te maken. Wat zouden wij kunnen gebruiken om de energie voor enkele minuten op te slaan?
    mvg
    charles brille

Geef een reactie

 

WP Theme & Icons by N.Design Studio
Gebruiksvoorschriften | Privacybeleid Adverteren Entries RSS Comments RSS Log in