Nichia COB LED "geringe" Effizienz?

Unterbodenbeleuchtung, Pimp my room, usw.

Moderator: T.Hoffmann

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LED A45
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Fr, 26.11.21, 21:32

Servus!

Die LEDs um die es geht, benutze ich für die Beleuchtung von Pflanzen. Ich hatte mal einige COB LEDs von LG von einem Kollegen geschenkt bekommen, diese haben jedoch eine CRI von 90 und somit einen relativ schlechten Wirkungsgrad von 124lm/W weshalb ich mich entschied, effektivere zu kaufen. Die Wahl viel dabei auf die damals gerade reduzierten NFCWL072B-V2 in 4000K und mit CRI 80 - diese waren mit 170lm/W (bei 540mA) angegeben und kosteten gerade mal 3,50€ das Stück.
Da es sich um Nichia handelt und ich sie nicht in China bestellt habe, habe ich sie nicht weiter überprüft und verbaut.

Heute hat mich dann mal die Neugier gepackt und ich wollte ein paar meiner Leuchtmittel vergleichen. Dazu habe ich in einem beliebigen aber fixem Abstand die Helligkeit mit einem Luxmeter gemessen.

Diese LED erreichte 124 Lux bei 11,4W (350mA*33,6V / 14W aus der Steckdose). Die eigentlich deutlich ineffizientere LG schafft ebenfalls 104 Lux bei identischer Bestromung, ein Unterschied von gerade mal 16% - das hat mich dann doch etwas überrascht. Denn eigentlich sollten es fast 30% Unterschied sein.

Kann es sein, dass ich einen derart schlechten BIN erwischt habe, der nicht mal über die Helligkeit der CRi90 Variante der selben Nichia 072B-V2 hinauskommt, (habe 2 Stück getestet, selbes Ergebnis) oder habt ihr eine andere Erklärung?

MfG

PS: Habe im Vergleich auch eine Ikea E27 verwendet, 6W, 806lm und ebenfalls CRI90 - habe den Diffusor dafür entfernt. Selbst diese kommt bei 6W auf 60 Lux. Würde man also Lux/W ermitteln, wären das knapp 9 für die Nichia und immerhin 10 für die Ikea mit CRI90. Sind selbst in solchen günstigen E27 Lampen, wo kaum Platz ist, Treiber mit solch enormer Effizienz verbaut die selbst die Treiber von Meanwell "um längen" schlagen?

Danke
Borax
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Mo, 29.11.21, 08:13

Ich glaube eher dass hier das Luxmeter auf die unterschiedlichen Spektren der Leuchtmittel reagiert. Bei 4000K und mit CRI 80 könnte das Luxmeter einfach entsprechend unempfindlicher sein. Einfache Luxmeter nehmen ja kein Spektrum aufund integrieren das gewichtet über alle Wellenlängen, sondern haben irgendeine Photodiode (mit einem eigenen Spektralverhalten) und sind dann in etwa so kalibriert, dass es mit einem typischen Schwarzkörperstrahler (Glühbirne / Sonne) halbwegs passt. Bei LEDs sind die nur bedingt aussagefähig.
JackyDean
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Mo, 29.11.21, 11:37

Das kann ich nur unterstreichen. Ein einfaches LUX-Meter ist nicht geeignet, halbwegs präzise LED-Helligkeiten zu messen. Da gibt es z.T. erhebliche Abweichungen, je nachdem, wie die Flanken im Spektrum der LEDs und die Flanken in der Empfindlichkeit des Lichtsensors im Luxmeter ausgeprägt sind.

Ein besserer Test ist es, beide LEDs nebeneinander im gleichen Abstand auf eine weiße Wand oder ein Papier leuchten zu lassen und dann einfach mit dem Auge zu beurteilen.
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Mi, 08.12.21, 23:04

Erstmal vielen Dank für eure Antworten.
An dem Luxmeter liegt es "definitiv" nicht. Ich vergleiche hier ja nur LEDs, sogar mit derselben Lichtfarbe, untereinander, da sollte es schon eine einigermaßen gute Erkennung und Wiederholgenauigkeit geben?
Ganz einfach/billig ist das verwendete Luxmeter nicht, es handelt sich dabei um ein Voltcraft für gut 100€ - hätte ich natürlich gleich erwähnen können. Zusätzlich habe ich die Messwerte im Nachhinein auch mit Bildern untermauert.

Ein Fehler ist mir allerdings unterlaufen und ich entschuldige mich hiermit auch gleich für den Fehlalarm. :oops: :roll:
Da das Produkt bei Leds.de nicht mehr verkauft wird, habe ich mich hier auf meine Erinnerung verlassen. Diese war jedoch falsch. Denn ich habe nicht die LED mit einer angegebenen Effizienz von 170lm/W gekauft, sondern jene mit "nur" 158lm/W - es kommt zwar immer noch nicht ganz hin, aber ich bin einigermaßen befriedigt. :D

Eine Frage hätte ich noch zu den Datenblättern der Nichia LEDs - dort sind die Spektren nur für die 3000K und 5000K Varianten abgebildet. Gibt es diese vielleicht auch für 2700K und 4000K? Eher nicht, oder? :mrgreen:

LG
Borax
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Do, 09.12.21, 00:29

sogar mit derselben Lichtfarbe, untereinander, da sollte es schon eine einigermaßen gute Erkennung und Wiederholgenauigkeit geben?
Jein. Wiederholgenauigkeit schon, aber auch eine geringe Verschiebung im Spektrum kann zu einer großen Auswirkung bei der gemessenen Lichtleistung (Lux) führen. Auch bei gleicher Farbtemperatur kann das Spektrum durchaus unterschiedlich aussehen. Und ein Luxmeter für 100 € ist kein professionelles Gerät. Die liegen vmtl. mind. eine Zehnerpotenz drüber.
...dort sind die Spektren nur für die 3000K und 5000K Varianten abgebildet. Gibt es diese vielleicht auch für 2700K und 4000K
Normalerweise gibt es die schon. Aber vielleicht nicht bei allen Serien.
JackyDean
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Do, 09.12.21, 08:24

Kann das, was Borax schreibt, nur bestätigen. Ein Lux-Meter (schon gar nicht in der Preisklasse um 100€) ist definitiv nicht geeignet, brauchbare Ergebnisse bei der Messung von LED-Helligkeiten zu liefern. Alleine wo die blaue Basis-LED da genau liegt, hat einen massiven Einfluss. Da ist schon der Vergleich per Auge, indem man einfach beide LED-Lichtquellen nebeneinander auf eine weiße Wand leuchten lässt, präziser.

Möchte man etwas genaueres zur Helligkeit einer LED sagen, geht das nur mit einem Spektrometer. Die sind ja auch immer günstiger geworden, aber in Richtung 1.000€ geht es da schon auch bei den einfacheren Modellen. Viel Geld, aber wenn, wie hier, schon sehr genaue Werte verglichen werden (30% zu 16%, 158 zu 170lm/m) dann ist das mit einem normalen Lux-Meter einfach nicht machbar.
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Fr, 10.12.21, 01:15

Dass ein Gerät für 100€ weit weg von professionellem Equipment ist, ist mir bewusst. Aber das sind ja nur ganz einfache Vergleiche, die ich hier "anstrebe" und kein wissenschaftlicher Versuchsaufbau :D Und die Dinger beginnen ja bei 20€ und scheinen einigermaßen Ergebnisse zu liefern, das wollte ich damit ausdrücken.

Wenn man sogar für solche Anwendungen, CRI 90 vs 80 bei selber Lichtquelle (LED) bereits Ausrüstung im Wert von 1000€ benötigt, wären ja zB. Kameras niemals in der Lage, erst recht bei verschiedenen Lichtquellen, die Belichtung auch nur einigermaßen korrekt zu treffen!? Denn die müssen die Helligkeit ebenfalls messen und verwerten?
Ich will euch nicht widersprechen, verstehe es nur einfach nicht.

Zumindest auf diese Weise, zB mittels automatischer Belichtung, dann die Differenz in der Belichtungsdauer müsste man den Helligkeitsunterschied näherungsweise berechnen können, oder?
JackyDean
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Fr, 10.12.21, 09:01

Das Problem sind die oft sehr steilen Flanken im Spektrum einer LED in Kombination mit der spektralen Empfindlichkeit der einfachen Lichtsensoren. Das Spektrum einer weißen LED kennst du ja. Sehr enger und steiler Peak bei Blau (das ist die blaue Basis-LED), dann steiler Abfall und ein je nach verwendetem Phosphor unterschiedlicher Anstieg über den Türkis, grün, gelben Bereich mit erneutem deutlichem Abfall ab Rot.

Diese Flanken der LED-Spektrums treffen nun auf die Flanken des Lichtsensors, die auch eine gewisse Steilheit haben, und werden für das Ergebnis multipliziert. Jetzt kann selbst eine kleine Verschiebung bei der blauen Basis-LED oder beim Phosphor (CRI80 zu CRI90!) eine sehr große Veränderung bei dieser Multiplikation haben. Je nachdem, wie die Flanken aufeinander treffen.

Eine Kamera - weil das Beispiel kam - macht die Blendenanpassung bei der Belichtung in 1/3 Blendenstufen. Also sehr grob. 1 Blendenstufe bedeutet eine Verdopplung der Belichtung. 1/3 ist also sozusagen jedes mal ein Schritt um 33% (ungenau gerechnet jetzt) - genauer ist das nicht. Du vergleichst in deinem Eingangspost aber z.B. 16% mit 30% Abweichung. Das ist schon sehr präzise und benötigt daher in jedem Fall ein Spektrometer!

Selbst für 1000€ sind wir da noch weit weg von einem professionellen Bereich. Das mit 1.000€ (Asensetek) ist z.B. das, was ich bei Filmproduktionen nutze. Da reicht die Genauigkeit und ich kann auch LED-Licht präzise genug für die Kamera messen. Ein Lux-Meter kann das nicht! Ein professionelles Spektrometer, was z.B. für präzise Vergleiche genutzt wird, kostet noch mal ein vielfaches davon. Wir hatten im Labor (Scheinwerfer-Entwicklung) z.B. 2 Spektrometer für um die 50.000€ und nicht mal die waren untereinander exakt gleich. So tricky ist das mit dem Licht.
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Fr, 10.12.21, 21:49

Besten dank für die sehr detaillierte Ausführung :D Danke auch an Borax!

Nur interessehalber - welchen Helligkeitsunterschied würde man deiner Meinung nach bei selber Belichtung zweier unterschiedlich heller Lichtquellen (auf dem Monitor) sehen?

Wenn man extrem unterbelichtet, dürften doch auch recht geringe Unterschiede sichtlich werden? Kennt dann zwar die Abweichung nicht, aber über den Punkt bin ich hinaus. :D

LG
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