Im Folgenden werden sechs wesentliche Spezifikationen aufgeführt, die Sie beim Planen von LED- oder LED-Beleuchtungs-Systemen für private, kommerzielle und industrielle Anwendungen berücksichtigen sollten.
LEDs werden nicht mehr ausschließlich als Anzeigeleuchten eingesetzt. Intensiv leuchtende LEDs oder Chip-on-Board-LEDs (COB) können tausende Lumen erzeugen und sogar energiesparende LED-Technologien werden immer ausgereifter. Diese sechs Überlegungen hinsichtlich des Designs können für Ihren Planungsansatz hilfreich sein.
1.) LED-Farbtemperatur
Wahrscheinlich wissen Sie bereits, wie hell Ihre LED leuchten soll (zumindest in Bezug auf die Wahl zwischen einem Leuchtsignal in einem Schaltkreis oder einer Lichtquelle). Über die Farbtemperatur und die Lumen pro Watt sind Sie sich aber möglicherweise nicht im Klaren. Die Farbtemperatur bezieht sich nur auf weißes Licht. Mit ihr wird gemessen, wie kalt (bläulich) oder warm (rötlich) das Licht erscheint. Dies kann irreführend sein, da die Lichtfarbe, gemessen in Kelvin (K), offiziell das Vorkommen eines Metalls (schwarzen Strahlers) beschreibt, das bei unterschiedlichen hohen Temperaturen verbrennt. Daher handelt es sich bei „kühleren“ oder bläulichen Farben tatsächlich um höhere Temperaturen. Als warmes Licht bezeichnet man in der Regel Licht zwischen 2.700 K und 3.500 K. Weißes Licht befindet sich bei ca. 4.000 K und kühles weißes Licht über 4.700 K.
Welche Lichttemperatur Sie wählen sollten, hängt von der Art des Verbrauchers und der industriellen Anwendung ab, die Sie konstruieren. Warme Farben lassen beispielsweise Personen besser und Speisen appetitlicher aussehen. Warmes (rötliches) Licht wird auch in Supermärkten eingesetzt, um das Fleisch, Obst und Gemüse ansprechender wirken zu lassen. Kühle Weißtöne finden üblicherweise in Büroumgebungen Verwendung, da Sie das Tageslicht nachahmen und die Serotoninproduktion anregen, wodurch Mitarbeiter konzentrierter, wachsamer und aktiver bleiben. Da kühles, weißes Licht mit den derzeit erhältlichen LED-Leuchtstoffen und -Phosphoren leichter zu erzeugen ist, sind LEDs mit hohen Farbtemperaturen tendenziell günstiger und effizienter. In dieser Grafik wird der Temperaturunterschied zwischen warmem (feuerähnlichem) Licht und kühlerem (tageslichtähnlichem) weißem Licht veranschaulicht.
Abbildung 1: Veranschaulichung der Kelvin-Farbtemperaturen.
2.) Wellenlänge
Ein weiteres Problem, das Verbrauchern bei der Auswahl von LEDs häufig begegnet, ist, dass der Grün- oder Blauton nicht den Erwartungen entspricht. Um die Farbe zu erhalten, die Sie wirklich wünschen, müssen Sie auf die Spezifikation der Wellenlänge achten, um zu ermitteln, ob es sich beispielsweise um ein tatsächliches Grün oder eher ein Gelbgrün handelt. Weitere Informationen über LED-Wellenlängen sowie eine visuelle Darstellung jeder LED-Wellenlänge während des Betriebs erhalten Sie in unserem Video LED-Farben nach Wellenlänge.
3.) LED-Effizienz – Lumen pro Watt
Die Lichtausbeute wird in Lumen pro Watt (lm/W) angegeben. Dabei handelt es sich um den Quotienten des insgesamt von der LED abgegebenen Lichtstroms und der Gesamtleistungsaufnahme. In der Regel streben Kunden 100 lm/W bei einem gesamten System an. Dabei sind die Verluste aufgrund von Wärme, Linseneffekt, Lichtleiter und Leistungsumwandlung berücksichtigt, weshalb häufig eine LED mit 140 lm/W oder mehr erforderlich ist. Namhafte Hersteller von LED-Beleuchtung wie CREE und Samsung bieten LEDs mit bis zu 200 lm/W und geben außerdem an, unter welchen Bedingungen diese Angabe erreicht werden kann. Die maximale Lichtausbeute einer LED wird meist bei einer niedrigeren Stromstärke erreicht als maximal angegeben, wodurch die Diskussion bezüglich der Kosteneffizienz auch im Bereich der Beleuchtungstechnologie weiter angefacht wird.
4.) Status-LEDs
Wenn Sie für Ihre Anwendung ein einfaches visuelles Signal benötigen, beispielsweise für die blinkenden Leuchten auf einem Router, können Sie den gesamten Prozess vereinfachen und eine Status-LED verwenden. Status-LEDs sind in nahezu jeder Farbe verfügbar und können je nach Anwendung größer oder kleiner sein. Die Produktpalette von Arrow umfasst LEDs der Bauform 0402 bis hin zur 10-mm-Baugruppe T-3. Wenn Sie vorgefertigte Lichtleisten und LED-Module erwerben, können Sie bei Ihrem nächsten Projekt Zeit sparen.
5.) Sicht
Die Sicht hängt vom Abstrahlwinkel der LED, dem Lumen-Output der Diode sowie davon ab, wie gut Ihre Augen die ausgewählte Farbe erkennen können. Eine grüne LED kann bei 2 mW beispielsweise so hell wirken wie eine rote LED bei 20 mA. Das menschliche Auge erkennt Grün besser als alle anderen Wellenlängen. Von diesem Mittelpunkt aus sinkt die Empfindlichkeit in Richtung Infrarot auf der einen und in Richtung Ultraviolett auf der anderen Seite. Im unten abgebildeten Spektrum des sichtbaren Lichts wird dies veranschaulicht. Rot zählt zu den Farben, die schwieriger für das menschliche Auge aufzuhellen sind, da es sich näher am Rand des Spektrums befindet, der zu nicht sichtbarem Infrarotlicht übergeht. Ironischerweise ist Rot die am häufigsten verwendete Farbe für Indikatoren.
Abbildung 2: Spektrum der sichtbaren Farben des Lichts nach Wellenlänge.
6.) Abstrahlwinkel
Der Abstrahlwinkel einer LED beschreibt den Abstand vom Mittelpunkt des Lichtstrahls, bevor das Licht die Hälfte seiner Intensität verloren hat. Gängige Werte liegen bei 45 Grad oder 120 Grad. Ein Lichtrohr oder anderer Lichtleiter zur Bündelung des Lichts in einen Strahl benötigt meist einen kleineren Abstrahlwinkel von 15 Grad oder weniger.
Denken Sie an diese sechs Aspekte und die Wirkung Ihres nächsten LED-Designs wird überwältigend. Sie möchten wissen, ob ein OLED-Display besser für Sie geeignet ist? Finden Sie es hier heraus: LED vs. OLED: Welches Display ist das beste? Wenn Sie eine vollständige Beleuchtungslösung entwerfen, entdecken Sie unser Lighting Designer-Tool, eine cloudbasierte Plattform zur Unterstützung beim Entwerfen eines kompletten LED-Beleuchtungssystems.
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