Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leds direkt miteinander vergleichen, Helligkeit lm/W


von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Ich suche einen Weg Leds direkt miteinander zu vergleichen. Habe dazu 
die SMD Leds jeweils an AMC7135 Strom Regulatoren angeschlossen. Das 
stellt sicher dass immer 350mA bei der Led ankommen. Dann schalte ich 
mit einem Schalter zwischen den beiden Leds um und kann so sehen welche 
heller ist. Aber die Leds können sich ja geringfügig Unterscheiden was 
die Vf also die Betriebsspannung betrifft. Wie stark fällt das ins 
Gewicht? Und was wären andere Test Möglichkeiten?

von Jens G. (jensig)


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Der G. schrieb:
> stellt sicher dass immer 350mA bei der Led ankommen. Dann schalte ich
> mit einem Schalter zwischen den beiden Leds um und kann so sehen welche
> heller ist. Aber die Leds können sich ja geringfügig Unterscheiden was

Du kannst die beiden LEDs auch in Reihe schalten, solange der 
Spannungsbereich des AMC7135 dafür ausreicht, und mußt nicht ständig 
umschalten, was für's Auge ohnehin wegen dessen Helligkeitsanpassungen 
ein Problem sein kann.

> heller ist. Aber die Leds können sich ja geringfügig Unterscheiden was
> die Vf also die Betriebsspannung betrifft. Wie stark fällt das ins

Die fällt eher wenig/gar nicht ins Gewicht (und für den AMC7135 sowieso 
nicht, da das ja eine Konstantstromquelle sein soll).

: Bearbeitet durch User
von Georg M. (g_m)


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Der G. schrieb:
> Wie stark fällt das ins Gewicht?

P = U × I

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Laut Datenblatt kann die Vf von 2,6-3,2 bei 350mA unterschiedlich sein. 
Vielleicht doch nicht so toll, das sind dann schon mal 10%. Doch wenn 
ich mich in einen dunklen Raum stelle und ohne Verzögerung umschalte 
sehe ich sofort was heller ist.

von MaWin (Gast)


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Der G. schrieb:
> Wie stark fällt das ins Gewicht?

Nicht so sehr.

Viel relevanter ist die Bündelung, eine stärker bündelnde LED erscheint 
natürlich heller ohne dass auch nur 1 Photon mehr rauskommt aber man 
sieht sie halt nur von vorne.

Man muss die gesamte Lichtmenge messen, und dazu braucht man wohl eine 
Ulbricht-Kugel.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Die SMD High Power Leds strahlen alle so 120 Grad ab, also sehr gut 
vergleichbar.

Würde man es korrekt machen wollen müsste man P immer gleich halten. 
Aber ich hab mal nachgemessen, normalerweise liegt die Vf dann immer bei 
2,8V. Muss man halt einfach jedes mal nachmessen und gegebenenfalls 
rechnerisch korrigieren.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Der G. schrieb:
> Würde man es korrekt machen wollen müsste man P immer gleich halten.
> Aber ich hab mal nachgemessen, normalerweise liegt die Vf dann immer bei
> 2,8V. Muss man halt einfach jedes mal nachmessen und gegebenenfalls
> rechnerisch korrigieren.

Normalerweise wird der Lichtstrom in Beziehung zum el. Strom gebracht, 
nicht zur aufgenommenen Leistung an sich. Die Schwankungen in der Vf von 
Exemplar zu Exemplar äusern sich eher in Unterschieden der 
Verlustleistung, nicht so sehr der Lichtleistung. Es sei denn, Du willst 
wirklich sozusagen den Wirkungsgrad betrachten, was für die Praxis aber 
eher irrelevant ist, wenn es um gleich helle LEDs bei definiertem Strom 
geht (also an Konstantstromquelle, wie es für LED ja üblich ist)

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

womit möchtest du die Helligkeit beurteilen? Wenn du die in Reihe 
schaltest hast du keine Chance die Helligkeiten anzugleichen. Ich habe 
das vor einer Weile mit verschiedenen Farben gemacht. Man bekommt ja 
nicht jede Led einer Serie unterschiedlicher Farbe mit gleicher mcd. Ich 
habe die benötigten Vorwiderstände durch probieren herausgefunden damit 
alle Leds für mein Empfinden die gleiche Helligkeit haben. Man glaubt 
nicht wie stark die Farbe dabei eine Rolle spielt. Ich hatte mir von 
Kingbright der APT3216 Serie paar Farben bestellt, alle mit separat 
steckbaren Vorwiderstand parallel geschalten und solange probiert bis 
mir alle Farben ungefähr mit gleicher Helligkeit gefallen haben. Das 
sollte man mehrere Tage lang austesten, weil das Empfinden schwankt, von 
der Raumhelligkeit abhängt und ob man die Leds längere Zeit oder nur 
kurz vor Augen hat.

Wenn du nur die Datenblätterangaben vergleichen möchtest, dann gibts bei 
den Guten eine mcd Angabe nach CIE127-2007 Standard. Damit brauchste nur 
rechnen.

: Bearbeitet durch User
von TomA (Gast)


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Hallo Der G.

Vielleicht ist ein Fettfleck-Photometer was Du suchst.

https://de.wikipedia.org/wiki/Fettfleck-Photometer

Gruss Tom.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Nun ich will die Qualität von High Power Leds vergleichen, in meinem 
Versuch sind XPE leds gegenüber XP-G3 Leds viel dunkler, so wie das die 
Datenblätter auch nahelegen.

Da die Lichtleistung der Led mit Lumen pro Watt lm/W angegeben wird, 
spielt die Leistung schon eine Rolle.

Aber mein Versuch sollte, gerade wenn man Vf nachmisst, sehr gut 
geeignet sein.

 Man muss ja berücksichtigen dass Helligkeit je nach Wellenlänge anders 
empfunden wird. Deshalb gibt es auch die sogenannte efficacy, die setzt 
die im Verhältnis zur Wahrnehmung ausgegebene Strahlung in Zusammenhang 
mit der eingegebenen Leistung.

https://en.wikipedia.org/wiki/Luminous_efficacy

Grün sehen wir am besten, deshalb wird bei Leds auch dort der 
Schwerpunkt gelegt, ein Spike in Grün damit die Led schön hell wirkt, 
dafür sind türkis und rot etwas schwächer, was aber im Alltag nicht 
sonderlich auffällt.

Ich gehe in einen dunklen raum und schalte 2 Leds um, ich kann sofort 
erkennen welche von den beiden den Raum mehr ausleuchtet. Bin sehr 
zufrieden mit dem Ergebnis, so kann man Leds prüfen bevor man sie 
einsetzt.

Der Fettfleckversuch ist auch sehr interessant.

von Rudi Ratlos (Gast)


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Der G. schrieb:
> Man muss ja berücksichtigen dass Helligkeit je nach Wellenlänge anders
> empfunden wird.

Wenn du es eh selber schon hinschreibst...
was willst dann noch vergleichen ?

Es leuchtet ja nicht -die LED an sich- dir ins Gesicht,
sondern ein Farbfilter ! Außer du kratzt den runter !
Wenn da steht 6000K ist die Frage ob das wirklich 6000K sind  und nicht 
5500K oder wieviell auch immer.

Also müßtest (korrekt) die Farbtemperatur und die Helligkeit messen - 
und beides mittels Tabellen miteinander vergleichen und in Beziehung zum 
geflossenen Strom setzen.

Wenig Aufwand  für eine 50Cent-Kaufentscheidung.

von Rudi Ratlos (Gast)


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Ich kann dir nur von LED-Birnen berichten:
50% der Helligkeit (gemessen) frißt die Streukugel weg ..
auch  das Licht ist danach ein -völlig anderes-.

Und was (von daher) die LED-'Coatings' anbelangt:
Bissdl dicker bissl dünner bissl gelber bissl oranger bissel roter 
bissel blauer. Ein Farbenspiel ohne Ende. Am Besten wären daher wohl 
RGB-LEDs mit frei mischbaren Farben.

von J. S. (pbr85)


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Das Einzige was du als Hobbyelektroniker halbwegs genau hinkriegst, ohne 
Unsummen auszugeben, ist es die Strahlungsleistung direkt zu messen. 
Ohne den Umweg über die Empfindlichkeit der Augen bei der Größe Lumen 
oder wellenlängenabhängigen Empfindlichkeiten von Sensoren. Das kannst 
du eigentlich vergessen.

Ganz direkt ist es jetzt auch nicht, man hat ein Peltierelement, für 
möglichst hohe Spannungen, welches auf der einen Seite auf einem 
Kühlkörper oder einem dicken Aluklotz sitzt, auf der anderen Seite sind 
einige SMD-Widerstände gleichmäßig aufgeklebt und alles dann mattschwarz 
beschichtet.

Hier wird die Strahlung der LED absorbiert und in Wärme umgewandelt, 
dadurch entsteht eine Leerlaufspannung, die proportional zum Wärmestrom 
durch das Element ist. Diesen Faktor kriegt man mit Hilfe der 
Widerstände raus, indem man definierte Heizleistungen durch das 
Peltierelement schickt und die Spannungen in Abhängigkeit des 
Wärmestromes ist.

Bsp:

1) U1 = 50mV  P1 = 500mW
2) U2 = 100mV P2 = 1000mW

F =dP/dU = 10mW/mV Das ist die Steigung der Geraden, wenn du die 
Messwerte in ein Diagramm einträgst.

Messung geht dann so: Pstr = (F*Umess)/0,96. Beispielsweise misst du 
367mV, was dann 3863mW wären, gerundet auf 3860mW da man sowieso nicht 
so genau ist. Die 0,96 sind da, weil nicht 100% des Lichtes absorbiert 
werden.

Das ist richtig schwer, ein Schwarz zu erzeugen, welches zu 100% 
absorbiert. Ich würde alles erstmal ordentlich mit einem schwarzen 
Edding eindecken, dann darauf Ruß aus einem Feuerzeug. Kerze geht nicht, 
da kondensiert ein Teil des Wachses drauf. F wird dabei auch erst 
aufgezeichnet, wenn die Oberfläche Schwarz ist, da hier Wärme 
abgestrahlt wird.

Es ist dabei erstaunlich empfindlich, schon die Wärmestrahlung eines 
Fingers in 2-3cm Entfernung wird schnell erkannt.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Auf die Schnelle würde ich erst mal eine Handy-App wie Light Meter zum 
Test benutzen um eine grobe Übersicht zu bekommen. Allerdings ist wie 
oben beschrieben der Winkel und die Spektralempfindlichkeit von 
Einfluss.

von Rudi Ratlos (Gast)


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J. S. schrieb:
> Das ist richtig schwer, ein Schwarz zu erzeugen, welches zu 100%
> absorbiert.
Dann kannst eh ein moderneres Infrarot-Thermometer auch nehmen, da 
kannst den Absorptionsgrad einstellen, wenn du die Wärmestrahlung 
auffangen willst , kriegst zwar keine milliVolt, aber eine genaue 
Temperatur.

100% Schwarz kriegst -jedenfalls immer- mit Gas-Russ.
Bei 10nm Strukturgröße wird auch genug Strahlung absorbiert.
Aber ohne Bindemittel... bei der Verarbeitung mußt übrigens schweres 
Atemschutzgerät tragen .

Auch eine interessante Idee, die Wärme-Strahlungsintensität einer 
Licht-quelle zu messen.

Man könnte stattdessen aber auch gleich ein nacktes Solarpanel nehmen...
Was gleich zu probieren wäre   (Gartenlaterne - 3V)  .
Den Laderegler ausbauen . Braucht man kein Luxmeter mehr kaufen .

von J. S. (pbr85)


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Rudi Ratlos schrieb:
> J. S. schrieb:
>> Das ist richtig schwer, ein Schwarz zu erzeugen, welches zu 100%
>> absorbiert.
> Dann kannst eh ein moderneres Infrarot-Thermometer auch nehmen, da
> kannst den Absorptionsgrad einstellen, wenn du die Wärmestrahlung
> auffangen willst , kriegst zwar keine milliVolt, aber eine genaue
> Temperatur.
>
> 100% Schwarz kriegst -jedenfalls immer- mit Gas-Russ.
> Bei 10nm Strukturgröße wird auch genug Strahlung absorbiert.
> Aber ohne Bindemittel... bei der Verarbeitung mußt übrigens schweres
> Atemschutzgerät tragen .
>
> Auch eine interessante Idee, die Wärme-Strahlungsintensität einer
> Licht-quelle zu messen.
>
> Man könnte stattdessen aber auch gleich ein nacktes Solarpanel nehmen...
> Was gleich zu probieren wäre   (Gartenlaterne - 3V)  .
> Den Laderegler ausbauen . Braucht man kein Luxmeter mehr kaufen .

Na ja, die von mir vorgeschlagene zweite Schicht besteht ja aus Ruß von 
Butan. Sieht auch unter normalen Bedingungen so schwarz aus, wie es nur 
geht. Aber wenn da eine LED davor sitzt, die ordentlich Intensität 
macht, dann sieht man diese Fläche immer noch einiges an Licht 
reflektieren. Daher wird in der Literatur auch der Albedo von Ruß mit 
0,04 bzw. der Absorptionskoeffizient mit 0,96 angegeben.

Bei Solarzellen hast du das Problem mit der spektralen Empfindlichkeit, 
die stark variert von 800nm Richtung 400nm.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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J. S. schrieb:
> Das Einzige was du als Hobbyelektroniker halbwegs genau hinkriegst, ohne
> Unsummen auszugeben, ist es die Strahlungsleistung direkt zu messen.
> Ohne den Umweg über die Empfindlichkeit der Augen bei der Größe Lumen
> oder wellenlängenabhängigen Empfindlichkeiten von Sensoren. Das kannst
> du eigentlich vergessen.

Das ist, wie wenn du den nachts verlorenen Schlüssel unter der Laterne 
suchst, weil es dort heller ist.

Wenn man den Lichtstrom wissen möchte, nützt es überhaupt nichts, die 
Strahlungsleistung zu messen.

von Michael B. (laberkopp)


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Der G. schrieb:
> Da die Lichtleistung der Led mit Lumen pro Watt lm/W angegeben wird,
>
> Man muss ja berücksichtigen dass Helligkeit je nach Wellenlänge anders
> empfunden wird.

Das ist im Lumen-Messwert schon enthalten.

von J. S. (pbr85)


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Wolfgang schrieb:
> J. S. schrieb:
>> Das Einzige was du als Hobbyelektroniker halbwegs genau hinkriegst, ohne
>> Unsummen auszugeben, ist es die Strahlungsleistung direkt zu messen.
>> Ohne den Umweg über die Empfindlichkeit der Augen bei der Größe Lumen
>> oder wellenlängenabhängigen Empfindlichkeiten von Sensoren. Das kannst
>> du eigentlich vergessen.
>
> Das ist, wie wenn du den nachts verlorenen Schlüssel unter der Laterne
> suchst, weil es dort heller ist.
>
> Wenn man den Lichtstrom wissen möchte, nützt es überhaupt nichts, die
> Strahlungsleistung zu messen.

Nein, das ist wie wenn man keine Ahnung hat aber trotzdem den 
Klugscheißer spielen will.

Schau erstmal nach, wie der Lichtstrom definiert ist. Was siehst du da? 
Doch nicht etwa Lichtleistung * V_Lambda Funktion?

von Rudi Ratlos (Gast)


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J. S. schrieb:
> Ruß von Butan.
Hab im ersten Moment Bhutan gelesen. Und gerätselt..

Es kann auch 0,96 nicht stimmen. Weil der Ruß erst in ein Bindemittel 
rein muß, also "verdünnt" vorliegt, womit auch das Bindemittel noch 
'weggerechnet' werden muß. Und damit ist 'es' bestenfalls 
Dunkel-Anthrazit. Und oft auch stark spiegelnd (Schwarz-Spiegel) .

Ich find deine Idee aber trotzdem gut. Ist eine mögliche 
Solarstromlösung. Leider sind Peltier-Elemente ziemlich kostspielig.

> Bei Solarzellen hast du das Problem mit der spektralen Empfindlichkeit,
> die stark variert von 800nm Richtung 400nm.
Eben.
Schwarze Körper wie Ruß absorbieren alles, sind aber (leider) auch die 
besten Infrarot-Strahler, was die sonst gute Energiebilanz wieder 
relativiert.

von Manfred (Gast)


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Veit D. schrieb:
> Man bekommt ja
> nicht jede Led einer Serie unterschiedlicher Farbe mit gleicher mcd. Ich
> habe die benötigten Vorwiderstände durch probieren herausgefunden damit
> alle Leds für mein Empfinden die gleiche Helligkeit haben.

Grins - Anhang µC mit 5 Volt und 5mm als Kontrollampen. Eigentlich alle 
noch unnötig hell.

von michael_ (Gast)


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Manch machen hier wieder Marsraketentechnik daraus.
Und wissen ganz genau, wie es nicht geht.

Am einfachsten nimmt man einen Fotowiderstand und positioniert die 
Deliquenten in 2cm (?) davor.
Zum Luxus kann man noch mit Streuscheiben und Graufilter hantieren.
Alte Belichtungsmesser oder Lichtmesser vom freundlichen Chinesen für 
15EUR gehen auch.

Lichtfarbe kann man gut mit einer Handy-App bestimmen.
Lichtmessung, hätte ich Angst um die Handykamera.

Man muß sich nur was einfallen lassen.

von Manfred K. (4for)


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michael_ schrieb:
> Lichtfarbe kann man gut mit einer Handy-App bestimmen.

welche?

von michael_ (Gast)


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Bitte!
Soll ich dir noch die Füße waschen?
Es gibt bestimmt hundert.

von Problemo (Gast)


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Vor dem Kauf wird man solch einen Test nicht machen können.
Nach dem Kauf kann man vielleicht extrem schlechte Exemplare
über Gewährleistung umtauschen, ansonsten nur seinen Bestand nach Farbe 
und Helligkeit sortieren.

Wenn man 20 Stück hat und braucht möglichst ähnliche Exemplare in 
Vierergruppen, könnte das Sinn ergeben.

Wenn man einige Stück hat und braucht möglichst ähnliche Exemplare, 
könnte man das unpassendste Exemplar aussortieren.

Aber was macht man sonst mit den Vergleichsergebnissen?

von Manfred K. (4for)


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michael_ schrieb:
> Soll ich dir noch die Füße waschen?

gern - dann wasch ich dir den Kopf

von Veit D. (devil-elec)


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Manfred schrieb:
> Veit D. schrieb:
>> Man bekommt ja
>> nicht jede Led einer Serie unterschiedlicher Farbe mit gleicher mcd. Ich
>> habe die benötigten Vorwiderstände durch probieren herausgefunden damit
>> alle Leds für mein Empfinden die gleiche Helligkeit haben.
>
> Grins - Anhang µC mit 5 Volt und 5mm als Kontrollampen. ...

:-)  Praktiker verstehen sich  :-)

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