Werden auch gute LEDs mit der Zeit dunkler?

[Alex (Gast)]

Hallo!
Ich habe bei mir im Auto einige HOCHWERTIGE weisse LEDs von Cree 
eingebaut.
Verdrahtet sind die so:
Betriebsspannung -> 100nF -> 78S05 -> 100nF -> 2,2 Ohm -> LED.
Ich weiss, die Lösung ist nicht sauber, aber es tut.
Die LEDs leuchten nicht sehr lange. Nur solange die Türen auf sind.
Ist quasi die Innenraumbeleuchtung.
Den Widerstand habe ich damals ausgerechnet, dass der Strom von 700mA 
fliesst. Die LEDs können 1A ab.
Der Kühlkörper ist nicht besonders gross, ca. 2x2cm. Ich finde das 
reicht aber, weil die LED i.d.R nie länger als 1 Minute leuchten. Die 
werden natürlich auch etwas warm, ist aber normal.

Nun habe ich das Gefühl, dass das Ganze nach einem Jahr etwas dunkler 
geworden ist.
Kann das sein, oder ist das nur die Einbildung, weil man sich ja an das 
gute, helle Lich gewöhnt?
Wie kann mas es feststellen, ob die LEDs tatsächlich dunkler werden, 
ohne teure Messgeräte zu haben?
Gruss Alex

[Guru (Gast)]

Auch gute LEDs werden dunkler. Der Grund für das dunkler Werden ist ein 
physikalischer. Und die Physik gilt für gute und schlechte LEDs. ;.)
Genaue Angaben solltest Du im Datenblatt finden. Temperatur über den 
absoluten Nullpunkt, ob kurz oder lang, beschleunigt den Effekt.

[Peter II (Gast)]

also nach der kurzen Zeit sollten sie noch nicht Dunkler werden. Aber 
ich hätte bedenken wegen dem Kühlkörper der kommt mir doch ein wenig 
klein vor. Was ist wenn im Sommer das auto schon 35Grad hat und dann das 
licht mal 2min lang an ist? Ich denke dann überschreitest du die maximal 
Temperatur und das kann sich recht stark auf die Helligkeit auswirken.

[Rufus Τ. F. (rufus)]

Alex schrieb:
> Wie kann mas es feststellen, ob die LEDs tatsächlich dunkler werden,
> ohne teure Messgeräte zu haben?

In dem man eine zur gleichen Zeit gekaufte und unbenutzte daneben hält 
und bei gleichen Betriebsbedingungen vergleicht.


> Ich finde das reicht aber

Das ist natürlich eine ganz besonders perfekte Technik zur 
Dimensionierung.

[Michel (Gast)]

Alex schrieb:
> Betriebsspannung -> 100nF -> 78S05 -> 100nF -> 2,2 Ohm -> LED.

Vielleicht ist irgendwo ein Kontakt um ein paar 1/10 Ohm "gealtert".

[Wilhelm F. (Gast)]

Alex schrieb:

> Nun habe ich das Gefühl, dass das Ganze nach einem Jahr etwas dunkler
> geworden ist.

> Kann das sein, oder ist das nur die Einbildung, weil man sich ja an das
> gute, helle Lich gewöhnt?

Beim neuen Sportwagen hat man auch das Gefühl, daß er nach einer Weile 
lahm wird, und keine Scheibe Wurst mehr vom Brot zieht. Das ist der 
Gewöhnungseffekt.

Aber LEDs dunkeln schon. Schon vor Jahrzehnten bekam ich Informationen, 
daß LEDs die halbe Lichtleistung in 12 Jahren einbüßen. Nun, was ist das 
konkret? Das Auge verarbeitet Helligkeit im log(x). Dabei ist x die 
Lichtstärke. Eine Lichtstärkeneinbuße von 50% wird vom Auge für weniger 
als 10% empfunden.

Rein vom Herumliegen werden die LEDs übrigens nicht schlecht, nur vom 
Betrieb. Laß das Auto mal 1 Monat im Jahr an reiner Zeit im Betrieb 
sein. Dann habe ich hier noch 35 Jahre alte neue LEDs, die leuchten auch 
wie am ersten Tag.

Kürzlich beschäftigte ich mich noch mit Optokopplern, z.B. CNY17 oder 
SFH601. Dort steht auch ein Intensitätsverlust von 50% in 12 Jahren 
(Dauerbetrieb!!!) im Datenblatt.

Dann hatte ich mal mit einem Betrieb zu tun, die Verkehrsschildertafeln 
mit LEDs herstellen. Und, die möchten die nicht jedes Jahr auswechseln!

LEDs werden dunkler, und verschieben das Lichtspektrum etwas, wenn sie 
warm werden. Vieles steht sicherlich im Datenblatt.

[Alex (Gast)]

Ich habe jetzt noch mal 2 LEDs bestellt.
Eine habe ich auf einen 3x2cm Kühlkörper mittels Wärmeleitkleber 
draufgeklebt. Den 78S05 auch direkt daneben geklebt und genau so wie im 
Auto verdrahtet.
Da die LED und der Spannungsregler auf einem Kühlkörper liegen wird das 
Ganze unheimlich heiss. Geschätzt 80-90°C bei der Umgebungstemp. von 
20°C.
Jetzt wird das Ganze an 12V angeklemmt und richtig Tagelang gebraten.
Entweder geht die LED oder der 78S05 kaputt, oder ich kann die 
Helligkeit nach einem Monat mit der neuen LED vergleichen.

Im Anhang ist der Aufbau der Leuchte im Auto.
BITTE, KEINE Kommentare von wegen unsauber verdrahtet und so.
Es sieht auf dem Foto etwas albern aus. Die Kurzschlüsse sind aber 
ausgeschlossen.

Gruss Alex

[Peter II (Gast)]

Kannst du nicht 2 oder 3 LEDs in Reihe Schalten dann hast du wesentlich 
weniger Verlustleistung. Dazu noch eine Konstantstromquelle und schon 
ist es fast perfekt.

[Alex (Gast)]

Geht schlecht, da ich die Bedienung der Leuchte nicht verändern möchte.
Die LEDs kann man im Originalzustand einzeln schalten.
Gruss Alex

[Alex (Gast)]

Wenn man eine Konstantstromquelle (ca. 1A) verwendet, wird da irgendwas 
so heiss, dass die Stromquelle an den Kühlkörper muss?
Danke
Gruss Alex

[Peter II (Gast)]

Alex schrieb:
> Wenn man eine Konstantstromquelle (ca. 1A) verwendet, wird da irgendwas
> so heiss, dass die Stromquelle an den Kühlkörper muss?

es kommt auf die Konstantstromquelle an, wenn sie als Linear-Regler 
arbeitet dann wird sie sehr warm, wenn sie als Schaltregeler arbeitet 
dann sollte sie sich kaum erwärmen.

[Alex (Gast)]

Ich meine die Konstantstromquelle mit dem Buck.
Gruss Alex

[Manni (Gast)]

Fackel dir ruhig die Karre ab!


nee nee, der Kindergarten spielt mit LEDs!

[Testfall (Gast)]

Okay, ich klinge wie mein eigener vater, aber was sagt der TÜV zu dem 
Umbau am Auto?

[Wilhelm F. (Gast)]

Alex schrieb:

> Wenn man eine Konstantstromquelle (ca. 1A) verwendet, wird da irgendwas
> so heiss, dass die Stromquelle an den Kühlkörper muss?

Leistungsbauteile müssen gelegentlich schon mal an Kühlkörper, wenn sie 
linear geregelt sind, das ist so. Da fällt Leistung ab. Sonst denk dir 
was anderes aus, z.B. PWM.

Man kann aber auch spottbillige PWM aufbauen, ohne besondere 
Spezialbausteine. Z.B. mit einem einzigen IC 4098 aus der CMOS-4000-er 
Serie (2 retriggerbare Monoflops), eine Hand voll frequenzbestimmende 
Bauteile R und C, und ein Poti. und einem Universal-Leistungstransistor 
bzw. Leistungsdarlington. Man braucht kein spezielles teures PWM-IC, wie 
es sie aber auch schon gab. Kostet 2€ Material die ganze Geschichte.

Ich fand sowas in einem 30 Jahre alten Autobastelbuch, wo sie den 
Innenraumlüfter einfach stufenlos regelbar machten.

Über Spitzen und Spikes im KFz-Netz regte sich damals niemand groß auf. 
Das wird hier von manchen im Forum viel zu hoch aufgebauscht. 2-3 kleine 
Filterbausteine am Stromversorgungseingang machen das. Mir selbst wurde 
auch noch nie was defekt.

[Andreas K. (derandi)]

Wärme führt zu noch schnellerer Degeneration der LED.
Bei Substrattemperaturen von 150° und voller Ausbeute des möglichen 
Stroms erreichen diese High-Power-LEDs auch nur noch eine Lebensdauer, 
die sich etwa bei 5000 Stunden einordnen lässt...

[Max (Gast)]

Die PWM-erzeugung mittels 4098 funktioniert wunderbar, lediglich Mosfets 
mit hoher Frequenz sind net so prall, weil der nicht so arg sauber 
durchsteuert.

Spitzen und Spikes .... Kondensator daneben und gut ist. Ich kann mir 
nicht vorstellen, dass irgendetwas, dem es was ausmacht einfach so an 
der Batterie hängt, das würde beim anlassen ja alles verecken.

[Wilhelm F. (Gast)]

Max schrieb:

> lediglich Mosfets
> mit hoher Frequenz sind net so prall, weil der nicht so arg sauber
> durchsteuert.

Mit den Wunderteilen Mosfet habe ich es nicht unbedingt immer so. Haben 
die übele Gatekapazität. Aber es gibt reichlich schnelle Schaltungen mit 
Bipolartransistoren, wenn man davon was versteht. Auch wenn man da einen 
mehr benötigt.

[Alex (Gast)]

>Fackel dir ruhig die Karre ab!
selber!

>aber was sagt der TÜV zu dem Umbau am Auto
und was sagt er, wenn ich die Fußmatten selber sticke?

[Thomas R. (tinman)]

Alex schrieb:
>
>>aber was sagt der TÜV zu dem Umbau am Auto
> und was sagt er, wenn ich die Fußmatten selber sticke?

LED Fussmatten ?

[Heiner (Gast)]

>aber was sagt der TÜV zu dem Umbau am Auto

Kommt auf den Prüfer an. Wenn er die LEDs übersieht, passiert nix. 
Ansonsten verlust der Betriebserlaubnis. Nicht umsonst steht auf den 
diversen LED-Zubehörteilen für Kfz immer der Vermerk: "Nicht zum Betrieb 
im Bereich der StVo zugelassen."

[Klaus D. (kolisson)]

Ich habe auch schon einmal an die Datenblätter geglaubt.
Irgendwas in der Art  wie " 50% Leuchtkraftverlust in tausenden Stunden"
Unser kleiner LED Kronenleuchter , immer mit I const betrieben
gab uns irgenwann den Eindruck, dass unsere Augen schlechter werden,
weil man nichts mehr sehen konnte.
Ein Vergleich mit LED aus der gleichen Lieferung ergab aber dass die
Leuchtkraft bei Nennstrom 20mA schon nach 1 Jahr sehr unterhalb von
50% gelandet war.
Nun habe ich aufgerüstet und verwende die 3 fache Anzahl von LED
bei 7 mA per Stück.

Der Fragesteller hat sich wohl nicht getäuscht.

Klaus

[Harald Wilhelms (Gast)]

Alex schrieb:
>>Fackel dir ruhig die Karre ab!
> selber!
>
>>aber was sagt der TÜV zu dem Umbau am Auto
> und was sagt er, wenn ich die Fußmatten selber sticke?

Wenn Die die sich dann am Gashebel verhaken können, wirst
Du Dein Auto wohl nicht mehr selbst vom TÜV-Hof herunter
fahren dürfen.
Gruss
Harald

[Harald Wilhelms (Gast)]

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Alex schrieb:
>
>> Wenn man eine Konstantstromquelle (ca. 1A) verwendet, wird da irgendwas
>> so heiss, dass die Stromquelle an den Kühlkörper muss?
>
> Leistungsbauteile müssen gelegentlich schon mal an Kühlkörper, wenn sie
> linear geregelt sind, das ist so. Da fällt Leistung ab. Sonst denk dir
> was anderes aus, z.B. PWM.
>
> Man kann aber auch spottbillige PWM aufbauen, ohne besondere
> Spezialbausteine. Z.B. mit einem einzigen IC 4098 aus der CMOS-4000-er
> Serie (2 retriggerbare Monoflops), eine Hand voll frequenzbestimmende
> Bauteile R und C, und ein Poti. und einem Universal-Leistungstransistor
> bzw. Leistungsdarlington. Man braucht kein spezielles teures PWM-IC, wie
> es sie aber auch schon gab. Kostet 2€ Material die ganze Geschichte.

Und? Kühlen musst Du trotzdem. PWM ist kein Schaltnetzteil.
>
> Ich fand sowas in einem 30 Jahre alten Autobastelbuch, wo sie den
> Innenraumlüfter einfach stufenlos regelbar machten.

Ohne Kühlung?

> Über Spitzen und Spikes im KFz-Netz regte sich damals niemand groß auf.
> Das wird hier von manchen im Forum viel zu hoch aufgebauscht.

Heutige Elektronik ist da auch empfindlicher als bipolare 
Leistungstransistoren

> 2-3 kleine Filterbausteine am Stromversorgungseingang machen das. Mir selbst 
wurde
> auch noch nie was defekt.

Das man gegen Störspitzen was tun kann, ist klar. Sie einfach
zu ignorieren, hilft sicher nicht.
Gruss
Harald

[Michel (Gast)]

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Aber es gibt reichlich schnelle Schaltungen mit
> Bipolartransistoren, wenn man davon was versteht.

Geschwindigkeit ist nicht alles. An der Restspannung über dem 
durchgeschalteten Transistor kann auch das Verstehen nichts ändern.

[tobi (Gast)]

Heiner schrieb:
>>aber was sagt der TÜV zu dem Umbau am Auto
>
> Kommt auf den Prüfer an. Wenn er die LEDs übersieht, passiert nix.
> Ansonsten verlust der Betriebserlaubnis. Nicht umsonst steht auf den
> diversen LED-Zubehörteilen für Kfz immer der Vermerk: "Nicht zum Betrieb
> im Bereich der StVo zugelassen."

Im Innenraum ist es recht relaxed:

http://www.kaowner.de/forum/showthread.php/10693-Richtlinien-zu-Leuchtmittel-in-der-STVo

Zu Deiner LED-Grilleinrichtung:
Wenn der KK schon 80-90 °C kriegt, dann überhitzt Du mit Sicherheit die 
LED.
Da geht dann die Lebensdauer rapide runter.

Ein Schaltregler mit 34063a würde das Problem beseitigen, denn dann hast 
Du zuminerst schon mal die Heizung Marek 7805  erschlagen.

[Falk B. (falk)]

@Klaus De lisson (kolisson)

>Unser kleiner LED Kronenleuchter , immer mit I const betrieben
>gab uns irgenwann den Eindruck, dass unsere Augen schlechter werden,
>weil man nichts mehr sehen konnte.
>Ein Vergleich mit LED aus der gleichen Lieferung ergab aber dass die
>Leuchtkraft bei Nennstrom 20mA schon nach 1 Jahr sehr unterhalb von
>50% gelandet war.

Ein Kronenleuchter mit 20mA LEDs? Wieviel Milliarden LEDs sind da 
verbaut?

>Nun habe ich aufgerüstet und verwende die 3 fache Anzahl von LED
>bei 7 mA per Stück.

Kommt wahrscheinlich auch auf die Marke an. Wer von China Billigramsch 
große Qualität und Lebensdauer erwartet, hat die letzten 20 Jahre 
gepennt.

>Der Fragesteller hat sich wohl nicht getäuscht.

Vielleicht. Dennoch sollte man bei sowas SEHR vorsichtig sein. Das 
menschliche Auge hat auf grund seiner logarithmischen Kennlinie große 
Probleme, kleine Helligkeitsunerschiede zu erkennen. Kann jeder leicht 
prüfen, siehe LED-Fading. Da sieht man zwischen 20% und 100% PWM 
kaum einen Unterschied! Und das ist Faktor 5!

Helligkeit/Lichtstärke kann man zuverlässig nur messen, nicht 
abschätzen.

MFG
Falk

[Wilhelm F. (Gast)]

Klaus De lisson schrieb:

> Ein Vergleich mit LED aus der gleichen Lieferung ergab aber dass die
> Leuchtkraft bei Nennstrom 20mA schon nach 1 Jahr sehr unterhalb von
> 50% gelandet war.

Interessant!

Gerade fand ich einen Artikel über zuverlässige Systeme in einem Buch 
über µC (Otmar Feger: Die 8051-Familie). Dort ist ein wenig was zum 
Arrhenius-Gesetz und Beschleunigungsfaktoren der Alterung beschrieben.

Es sind dort auch beispielhaft Werte abgedruckt:

         0.5eV    0,8eV
-------------------------
25°C      1,0      1,0
100°C     6,0    522,0
125°C   133,0   2491,0

Die eV-Werte sind die Aktivierungsenergie. Man sieht hier schon 
deutlich, was passiert. Die Werte steigen mit der Temperatur 
exponentiell. Bei den LEDs liegen die Aktivierungsenergien wohl etwas 
höher, bei den Werten in der Tabelle habdelt es sich wohl um Silizium.

Dann habe ich hier aus Altgeräten tatsächlich auch degradierte 
Halbleiter liegen, die von den Werten her völlig unbrauchbar wurden, 
z.B. Festspannungsregler 7805. Irgend welche Deppen konstruieren Geräte 
so, daß diese Bauteile jahrelang bei 150°C braten.



Harald Wilhelms schrieb:

>> Ich fand sowas in einem 30 Jahre alten Autobastelbuch, wo sie den
>> Innenraumlüfter einfach stufenlos regelbar machten.

> Ohne Kühlung?

Nein, ich versuche immer, seriös zu konstruieren. Was hatte denn früher 
so ein KFz-Lüfter für eine Leistung? 20 Watt. Sind keine 2A, und wenn 
der Leistungstransistor eine Sättigungsspannung von 0,5V erreicht, sind 
wir hier gerade mal bei einem Watt und einem kleinen Kühlkörperchen.

Man hat vielleicht noch Schaltverluste an den PWM-Flanken, aber die 
Frequenz war nicht allzu hoch.

[Wilhelm F. (Gast)]

Falk Brunner schrieb:

> Da sieht man zwischen 20% und 100% PWM
> kaum einen Unterschied! Und das ist Faktor 5!

Wenn man nicht gerade zufällig eine Vergleichs-LED mit voller Helligkeit 
brennen hat, ist ein Vergleich mit einer PWM betriebenen LED natürlich 
schwer. Denn die Lichtfarbe bleibt ja bei der LED annähernd konstant, 
anders als bei der Glühlampe.

Dazu habe ich gerade eine Testschaltung hier liegen, programmiere gerade 
die Compare-Unit eines µC, wobei die LEDs sanft mit der PWM einschalten.

Bei meiner LED-Taschenlampe ist es unglaublich schwer, mit bloßem Auge 
bei Tageslicht abzuschätzen, ob die Batterien voll oder leer sind. 
Gleiches Spiel.

[Harald Wilhelms (Gast)]

Wilhelm Ferkes schrieb:

> Nein, ich versuche immer, seriös zu konstruieren. Was hatte denn früher
> so ein KFz-Lüfter für eine Leistung? 20 Watt. Sind keine 2A,

Für solche Lüfter sind eher 200W typisch.

> und wenn der Leistungstransistor eine Sättigungsspannung von 0,5V erreicht, sind
> wir hier gerade mal bei einem Watt und einem kleinen Kühlkörperchen.
>
> Man hat vielleicht noch Schaltverluste an den PWM-Flanken, aber die
> Frequenz war nicht allzu hoch.

Ausserdem kannst Du PWM bei einer Induktivität nicht mit PWM bei
LEDs vergleichen. Bei Induktivitäten hast Du einen langsamen
Stromanstieg und Du kannst praktisch voll durchschalten.
Bei LEDs brauchst Du trotz PWM Vorschaltwiderstände und an denen
fällt die gleiche Verlustleistung an, wie im Linearbetrieb.
Auch eine Konstantstromquelle bringt bezüglich der Verlust-
Leistung keinerlei Vorteile. Diese ergeben sich erst bei Schalt-
Netzteilen mit eingebauter, richtig dimensionierter Induktivität.
Eine Regelung ist da gar nicht von Nöten, bringt aber kaum
Mehraufwand.
Gruss
Harald

[Wilhelm F. (Gast)]

Harald Wilhelms schrieb:

> Für solche Lüfter sind eher 200W typisch.

Heute vielleicht.

[mhh (Gast)]

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Was hatte denn früher
> so ein KFz-Lüfter für eine Leistung? 20 Watt.

Harald Wilhelms schrieb:
> Für solche Lüfter sind eher 200W typisch.

Scheint eine Verwechslung von Lüfter für den Innenraum und dem 
Kühlerlüfter zu sein. Die für den Innenraum haben keine 200 Watt. Und 
wenn heutzutage doch, dann ist der Fortschritt ein großer Rückschritt...

[Harald Wilhelms (Gast)]

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>
>> Für solche Lüfter sind eher 200W typisch.
>
> Heute vielleicht.

Der am Kühler vielleicht sogar noch mehr, der im Innenraum
vielleicht auch etwas weniger.
Gruss
Harald

[Alex W. (a20q90)]

Hi Alex,

ich finde Deine Idee nicht schlecht! Wir bauen selber LEDs für 
Fahrzeuge, darunter sogar die Cree.

Dein Kühlkörper ist definitiv zu klein! Wenn Dein Auto in der Sonne 
steht, wird oben das Dach schon sehr heiß. Der KK kann keine Wärme mehr 
an die Umgebung abgeben. Ich empfehle Dir lieber ein paar kleinere LEDs, 
wie z.B. PLCC. Wir verbauen die auf Standlichtsockelplatinen mit bis zu 
12Stück. sauhell, wird nicht warm.

[Sepp (Gast)]

Mir fallen bei der Betrachtung der Schaltung nur 2 Dinge auf.

1.: Was ist mit den +/-100V Spitzen die über das Bordnetz huschen? Warum 
werden die nicht herausgefiltert?

2.: Hat schon einmal jemand davon gehört dass es in Objekten wie einem 
Auto gelegentich Vibrationen auftreten können?
Freifliegende Verdrahtung + Vibrationen = Abgebrochene IC-Beinchen

[Wilhelm F. (Gast)]

Harald Wilhelms schrieb:

> Der am Kühler vielleicht sogar noch mehr, der im Innenraum
> vielleicht auch etwas weniger.

Welchen Lüfter wollte man im Auto denn regeln? Natürlich war es der 
Innenraumlüfter. Die Autos hatten vor 30 Jahren manchmal nur eine 
einzige Stufe, nämlich einschalten. Bessere Autos hatten schon 2 Stufen. 
Erst später kamen dann auch mal stufenlose Lüfterregelungen. Und das war 
eben in meinem Baubuch, für Autos, die das nicht hatten.

Heute brauchen sie alleine durch den Pollenfilter schon mehr Leistung, 
weil dieser den Luftdurchsatz bremst.

Nee, so einen elektrischen Energieverbrauch wie heute hatte man noch nie 
zuvor im Auto.



Sepp schrieb:

> Freifliegende Verdrahtung + Vibrationen = Abgebrochene IC-Beinchen

Man muß es mit den Bedenken nicht ganz übertreiben. Ich schlachtete 
schon Motorsteuerungen, in denen es ICs mit Stecksockel gab, z.B. EPROM. 
Allerdings mit einem Drahtbügel gegen Herausfallen. Quarze waren auch 
drin. Und alle Bauelemente noch bedrahtet, kein SMD. Das funktionierte 
auch.

In einem ungefederten Auto mit Eisenrädern könnte ich deine Bedenken 
teilen. Aber es ist ja vieles an Schwingungen gedämpft.

[Klaus D. (kolisson)]

Falk Brunner schrieb:
> Ein Kronenleuchter mit 20mA LEDs? Wieviel Milliarden LEDs sind da
> verbaut?

Hallo Falk,
Es sind nicht so viele aber es ist schön und ausreichend.

Gruss Klaus

[Arno Nyhm (Gast)]

Klaus, das ist so ein Moment, in dem mir wieder ganz klar wird, dass 
Worte wie 'schön' sehr subjektiv besetzt sind...

[Jens G. (jensig)]

... vielleicht solltest Du die Lampe auch mal wieder putzen nach einigen 
Jahren - dann wird die bestimmt wieder ganz helle ...