Strahlleistung unabhängig von V-Lambda-Kurve

[burli]

Hallo,
ich befasse mich gerade mit dem Thema Licht. Dabei habe ich das Problem, dass meist alle Angaben zur Helligkeit in Lumen angegeben werden. Darin ist jedoch das menschliche Auge berücksichtigt.

Mich interessiert aber die tatsächliche Strahlleistung. Diese ist bei den meisten LEDs aber nur relativ in Form einer Kurve angegeben, ohne Angabe der Strahlleistung in Watt. Gutes Beispiel ist die Osram Golden Dragon in tot und tiefrot. Bei rot ist nur der typische Lichtfluss in Lumen angegeben, bei tiefrot nur die Strahlleistung in mW

Ich brauche jetzt allerdings eine Vergleichsmöglichkeit der absoluten Strahlleistung bei bestimmten Frequenzen zwischen farbigen und weißen LEDs. Ich möchte quasi die spektralen Emmissionskurven einer weißen und roten LED übereinander legen können und dann sehen, wie viel Strahlleistung die rote LED in ihrem Spektrum im Vergleich zur weißen LED hat.

Hab ich da irgend eine Chance, dass zu ermitteln?

[Loong]

Hab ich da irgend eine Chance, dass zu ermitteln?

Klar. Man wendet das zur Bestimmung der photometrischen Größen angewandte Bewertungsverfahren einfach rückwärts an und erhält dann aus Lichtstrom und spektraler Strahlungsverteilungskurve ("Spektrum") wieder die Strahlungsleistung.

Für ein paar LEDs habe ich das gemacht und die Ergebnisse hier veröffentlicht. Ich habe inzwischen ein paar Daten mehr als dort gezeigt, um welche LEDs speziell geht es Dir denn?

[burli]

Für ein paar LEDs habe ich das gemacht und die Ergebnisse hier veröffentlicht. Ich habe inzwischen ein paar Daten mehr als dort gezeigt, um welche LEDs speziell geht es Dir denn?

Interessant. Werde ich mir anschauen. Ich muss aber gestehen, dass ich noch blutiger Anfänger bin und mit PAR PPFD [µmol·m-2·s-1/klx] und ähnlichem wenig bis gar nichts anfangen kann. Ich bin gerade auf dem Weg, mir das berühmte "gefährliche Halbwissen" anzueignen, um nachher ohne Sinn falsch mitreden zu können

Es geht konkret um die beiden Cree XB-D und die Golden Dragon in tiefrot.

Wenn ich mir deine Seite so durchlese ist PAR eigentlich genau das, was mich interessiert. Bei mir geht es aber nicht um Aquaristik sondern normale Landpflanzen. Das mir Lumen und Lux nicht wirklich weiterhelfen habe ich schon mitbekommen.

Pflanzen brauchen ja vor allem blaues Licht im Bereich von 430nm bis 450nm und rotes Licht von 640nm bis 680nm. Herkömmliche (billige) LED Pflanzenlampen verwenden oft blaue LEDs mit 465nm und rote LEDs mit 620nm, also immer etwas außerhalb des optimalen Bereichs. Meine Überlegung war, kaltweiße und warmweiße LEDs zu kombinieren und mit tiefroten LEDs zu ergänzen

Was mich bei der Tabelle noch stutzig macht ist, dass LEDs vermeindlich so schlecht gegenüber LSR abschneiden. Ich komme bei einer herkömmlichen LSR mit 18W und 1350 Lumen auf nicht viel mehr als 50 Lux bei 1m Abstand und mit Reflektor. Eine LED mit 120° Abstrahlwinkel braucht (rein rechnerisch) nur 470 Lumen, um in 1m Entfernung noch auf etwa 50 Lux zu kommen

Ich weiß, dass Lumen und Lux wenig mit Pflanzen zu tun haben, aber eine LSR, und erst recht ESL, sind eigentlich schlechte Lichtverwerter, weil sie in alle Richtungen streuen. Wurde das hier berücksichtigt? Oder bin ich auf dem Holzweg?

[Loong]

Es geht konkret um die beiden Cree XB-D und die Golden Dragon in tiefrot.

Die XB-D gibt es in 4 Lichtfarben mit je 3 Binnings, also 12 Varianten. Um welche genau geht es und mit welchem Strom soll sie betrieben werden?

Was mich bei der Tabelle noch stutzig macht ist, dass LEDs vermeindlich so schlecht gegenüber LSR abschneiden.

Die LEDs in der Tabelle sind teils nicht mehr der allerneueste Schrei (z. B. die ältliche Seoul P4). Aber LEDs vom Schlage einer Luxeon Rebel LXML, einer Cree XM-L oder XP-G lassen Leuchtstofflampen schon recht alt aussehen. Dazu kommt der Vorteil, daß LEDs von sich aus das Licht bereits gerichtet (meist 120 ° Abstrahlwinkel) abstrahlen, wofür Leuchtstofflampen verlustbehaftete Reflektoren brauchen.

Wurde das hier berücksichtigt?

Nein, die Tabelle betrachtet immer den gesamten vom Leuchtmittel abgegebenen Lichtstrom bzw. die Gesamtstrahlungsleistung ohne zu berücksichtigen, wie hoch die Verluste bei Lichtlenkung auf die gewünschte Fläche sind.

[burli]

Es geht konkret um die beiden Cree XB-D und die Golden Dragon in tiefrot.

Die XB-D gibt es in 4 Lichtfarben mit je 3 Binnings, also 12 Varianten. Um welche genau geht es und mit welchem Strom soll sie betrieben werden?

Bei leds.de werden nur zwei angeboten. Die heißen R4 und E8. Geplant hab ich maximal 700mA

Die LEDs in der Tabelle sind teils nicht mehr der allerneueste Schrei (z. B. die ältliche Seoul P4). Aber LEDs vom Schlage einer Luxeon Rebel LXML, einer Cree XM-L oder XP-G lassen Leuchtstofflampen schon recht alt aussehen. Dazu kommt der Vorteil, daß LEDs von sich aus das Licht bereits gerichtet (meist 120 ° Abstrahlwinkel) abstrahlen, wofür Leuchtstofflampen verlustbehaftete Reflektoren brauchen.

Wurde das hier berücksichtigt?

Nein, die Tabelle betrachtet immer den gesamten vom Leuchtmittel abgegebenen Lichtstrom bzw. die Gesamtstrahlungsleistung ohne zu berücksichtigen, wie hoch die Verluste bei Lichtlenkung auf die gewünschte Fläche sind.

Hab ich mir fast gedacht. Demnach dürften LSR in der Realität deutlich schlechtere Werte haben. Ich habe gestern eine LSR einfach mal als Punktquelle mit einem 120° Lichtkegel angenommen und dann die ermittelten Werte durch drei geteilt. Kommt zwar immer noch nicht ganz hin, aber ist eine grobe Näherung.

[Achim H]

Dazu kommt der Vorteil, daß LEDs von sich aus das Licht bereits gerichtet (meist 120 ° Abstrahlwinkel) abstrahlen, wofür Leuchtstofflampen verlustbehaftete Reflektoren brauchen.

Dafür wird das Licht meist durch eine Linse (auch bei der XB-D) oder intern eingebauten Reflektoren gesammelt. Egal aus welchem Material die Linse besteht (Kronglas, Flintglas, Aerogel, Silikon, usw.) oder aus was die Reflektoren (Gold, Silber, Reinstaluminium (z.B. Miro, Miro Silver (Hersteller: Alanod, Ennepetal), Reflektionsgrad bis 98%)) hergestellt oder mit was diese beschichtet wurden, das Licht des Led-Chip wird ebenfalls verlustbehaftet fokussiert und ist somit geringer, als der Led-Chip selbst abstrahlt.

Demnach müsste man die Linse bei der XB-D entfernen, um das tatsächliche Emissionsspektrum messen zu können.

Auch wenn nicht danach gefragt wurde, bei Kruschwitz.com gibt es eine Grafik, die die Reflektionsgrade von Metallen (AL, AU und AG) darstellt (200-10.000nm).

[burli]

Ich nahm an, dass die angegebenen Werte bei der LED das ist, was aus der LED tatsächlich raus kommt, also Reflektor und Linse eingerechnet. Der reine Chip hätte doch keinen Abstrahlwinkel von 120°

[Loong]

Hallo Achim.

in den Datenblättern der LED-Hersteller ist immer, und zwar ausnahmslos immer der von der kompletten LED-Lampe abgegebene Lichtstrom angegeben und nicht der des nackten Chips.

Der Lichtstrom des nackten Chips ist reichlich uninteressant.

[Loong]

Bei leds.de werden nur zwei angeboten. Die heißen R4 und E8. Geplant hab ich maximal 700mA

Ich war fleißig und habe Deine gewünschten Daten. Da ich das Verfahren meinen Möglichkeiten entsprechend automatisiert habe, geht das recht fix.

Die XB-D E8 (warmweiß) liefert bei 700 mA Bestromung eine Strahlungsleistung von 0,50 Watt, die R4 (kaltweiß) 0,71 Watt. Die PAR-Werte reiche ich heute Abend noch nach.

[burli]

Bei leds.de werden nur zwei angeboten. Die heißen R4 und E8. Geplant hab ich maximal 700mA

Ich war fleißig und habe Deine gewünschten Daten. Da ich das Verfahren meinen Möglichkeiten entsprechend automatisiert habe, geht das recht fix.

Wow, danke.

Die XB-D E8 (warmweiß) liefert eine Strahlungsleistung von 0,50 Watt, die R4 (kaltweiß) 0,71 Watt. Die PAR-Werte liefere ich heute Abend noch nach.

Ok, schlechter als z.B. eine Cree XM-L T6, kostet dafür nur die Hälfte und die XM-L ist auch nur dann besser, wenn man sie auch nur mit 700mA betreibt. Mal die PAR-Werte abwarten

[burli]

Gibt es eigentlich eine Erklärung für die hohen syn/Watt Werte von den Cree XP-G, vor allem Cool White?

[Loong]

So, solange musstest Du gar nicht warten, ich habe die syn- und die PAR PPF-Werte:

Code: Alles auswählen

·      |syn/W |syn/W|PAR PPF
·      |Tazawa| DIN |pro Watt
-------+------+-----+--------
XB-D E8|  175 | 146 |  1,09
-------+------+-----+--------
XB-D R4|  216 | 215 |  1,43

Gibt es eigentlich eine Erklärung für die hohen syn/Watt Werte von den Cree XP-G, vor allem Cool White?

Auffällig ist, daß bei allen kaltweißen LEDs die Werte nach der DIN- und der Tazawa-Bewertungskurve fast oder sogar genau identisch sind. Darüber, und warum die Werte bei der XP-G, die eigentlich kein Wirkungsgradwunder ist, so hoch sind, kann man nur spekulieren. Ein meinem Verfahren systemimmanenter Fehler ist es jedenfalls (ziemlich sicher ) nicht.

[burli]

Das war fix, nicht schlecht Herr Specht. Vielen Dank

Bleibt die Frage, was man aus den Zahlen macht. Lieber eine XM-L T6 für viel Geld, bei 700mA betreiben und dafür einen besseren Wirkungsgrad erhalten oder bei der XB-D bleiben, auch bei 700mA betreiben und nur knapp die Hälfte zahlen?

Ich experimentiere jedenfalls mal mit den XB-D weiter, die ich schon hab und warte auf die tiefroten Golden Dragon. Mal sehen, was sich damit machen lässt.

[burli]

Für ein paar LEDs habe ich das gemacht und die Ergebnisse hier veröffentlicht. Ich habe inzwischen ein paar Daten mehr als dort gezeigt, um welche LEDs speziell geht es Dir denn?

Hi, eine kurze Frage. In der Tabelle hast du eine Cree XP-G warmweiß. Welche genau ist das? Hier im Shop gibt es die Q2 und die Q5.

EDIT: Ich sehe gerade, dass es bei einem anderen Strom gemessen wurde. Ich muss dich jetzt mal ganz platt fragen: hast du ein Programm, mit dem du die Berechnungen machst? Wenn ja, würdest du das weitergeben? Ansonsten müsste ich dich nämlich nochmal bitte, mir die Strahlleistung der Cree XP-G Q5 bei 700mA zu berechnen. Ich verstehe nämlich beim besten Willen nicht, wie die Berechnung funktioniert. Sorry, dass ich dich so strapaziere, aber du bist derzeit die einzige Bezugsquelle für die Informationen

[Loong]

Hallo,

ich habe die warmweiße XP-G Q5 evaluiert. Die Berechnung erfolgt halbautomatisch über ein Excel-Spreadsheet, wie hier beschrieben.

Bitte habe Verständnis dafür, daß ich es nicht herausgebe. Dort sind noch deutlich mehr Daten und Verknüpfungen enthalten als hier gezeigt. Ich behalte mir die Daten für meine Vorträge und eventuellen, späteren Veröffentlichungen vor.

[burli]

Hatte ich schon vermutet. Schade. Dann muss ich dich eben gelegentlich belästigen

Nein, ich denke, so langsam hab ich alle nötigen Informationen und ich werde jetzt eine längere Testreihe mit 2x rot/1x blau vs 2x ww/1x kw vs 3x ww starten. Dauert leider, da Kresse wohl ein weniger geeigneter Testkandidat ist und alles andere mehrere Wochen benötigt.