365nm LEDs Effizienz im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln

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Moderator: T.Hoffmann

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LED-Neuling
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Di, 24.01.17, 21:18

Guten Abend:-)

Vorweg, ich habe versucht mich schlau zu machen, aber so ganz hat es noch nicht geklappt... Vielleicht kann mir hier jemand helfen?

Hintergrund: Zur Bestandsermittlung nachtaktiver Insekten werden Zählungen mit sog. "Lebendlichtfallen" (Tieren passiert nix, sie werden nur gezählt!) durchgeführt. Viele nachtaktive Insekten reagieren stark auf eine Lichtwellenlänge im Bereich um 365nm. Mittlerweile gibt es solche LEDs und sie werden auch scheinbar immer günstiger.
Bisher werden gerne 6 Watt Leuchtstoffröhren (Black light oder Black light blue) in diesen Anlagen, die klein, leicht und kostengünstig sein sollten und mit Akkus betrieben werden, eingesetzt. Alternativ gab es auch Versuche mit CCFL mit Peak 368nm.

Meine Frage: Kann mir jemand sagen, wie effizient die heutigen High Power LEDs in diesem Wellenlängenbereich sind - im Vergleich zu älteren Leuchtmitteln?

Vielleicht formuliere ich es noch "ahnungsloser, dafür aber auf den Punkt":
Wenn man mit möglichst wenig Akkuverbrauch möglichst viel UVA Strahlung (~365nm) erzeugen möchte, sollte man dann eine LED (oder mehrere) nutzen oder ist es besser, bei der alten Technik zu bleiben. Als maximalen "Stromverbrauch" sollte man 3-12 Watt (typisch etwa 6-9 Watt) als Richtwert nicht übersteigen.

Vielen Dank im voraus und beste Grüße
Joachim.
BMK
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Mi, 25.01.17, 19:04

Wenn man Wert auf eine LED mit Peak 365nm legt, geht das nicht mit Billigangeboten.
Da muss man schon um die 40 EUR anlegen und erhält entsprechende Qualität:

http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... 365nm.html

Zur Effizienzfrage:
Die verlinkte LED wird mit (empfohlenen) 500mA betrieben, bei Vf=3,75V ergibt das eine Leistungsaufnahme 3,75W
Die emittierte Strahlung ist mit 1,03W angegeben, das sind knapp 30% Wirkungsgrad und liegt damit schon sehr gut.

Ich schätze mal, dass die herkömmliche Technik mit Leuchtstoff o.ä. nicht viel anders im Wirkungsgrad liegt.
Die Hauptunterschiede bei UV-LED sind a) der punktförmige Lichtaustritt und b) die etwa 20fache Lebensdauer.

etwas OT:
Ich hatte mir mal über Amazon eine Taschenlampe bestellt, die mit 365nm beworben wurde; Preisbereich 10...20 EUR
Die emittierte Strahlung war schätzungsweise 80% im sichtbaren Bereich (sehr helles Violett) und höchstens 20% mit 365nm.
Für meine Zwecke unbrauchbar. Geldscheinprüfungen, Führerschein etc. sind damit nicht möglich.

Dann eine Taschenlampe aus Fernost, die mit der Nichia UV-LED 365nm beworben wurde für 75 EUR.
Und siehe da: die Emission im sichtbaren Bereich ist nur noch minimal, dafür sehr stark im Bereich 365nm.
Und jetzt sieht man deutlich, dass die Geldscheine mit 3farbigen Splittern übersäht sind, wie es sein soll.
Und der Personalausweis hat einen UV-Adler mit UV-Schriftzügen 'Bundesrepubik Deutschland'
Und auf dem Führerschein sieht man 11 verschiedene Verkehrsschilder und eine Menge Splitter.
Und dazu braucht man halt gute 365nm.
LED-Neuling
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Sa, 04.02.17, 22:21

Hallo BMK,
erst mal vielen Dank für Deine Antwort!

Nun, Kosten spielen zwar immer eine Rolle, aber dass man Qualität nicht für Lau bekommt, ist klar und auch gut so. Es ist weniger eine Frage der Kosten (solang vertretbar) sondern eine Frage der "Funktionalität/Effizienz" und diese ist für meine Zielanwendung noch völlig unsicher...

Was die von Dir genannten Vorteile angeht, so ist das für mich teilweise für meine Anwendung noch nicht eindeutig zu bewerten. Beispiel: Ob das sehr punktförmige Licht der LED vorteilhaft oder nachteilig ist, muss erst noch (für meine Anwendung) erprobt werden... Die Lebensdauer ist eher sekundär, da diese Anlagen ja nicht im Dauerbetrieb sind. Meine Leuchtstoffröhren haben auch ~3000 Betriebsstunden auf dem Buckel und noch tun sie..

Darf ich als Ahnungsloser noch um einen Hinweis bitten?
Angenommen ich würde nun bei leds.de (über diese Seite kam ich auf das Forum) folgende Dinge bestellen:
1) Nichia SMD LED UV NCSU275, mit Platine (10x10mm) - 365 nm
2) Nichia SMD LED UV NCSU275, mit Platine (10x10mm) - 385 nm
3) Seoul Z-LED P4, grün, 182lm mit Platine (Star) - oder eine andere, helle grüne LED, welche ist mir egal, nur grün ist wichtig (Wellenlänge um die 520 nm).

Was würde ich noch benötigen (Kühlkörper/Konstant-Stromquelle/Sonstiges?) um diese drei LEDs mit einem ebenfalls geeigneten Akku (noch zu spezifizieren, aber wohl ~12 Volt) gleichzeitig zu betreiben? Es ist mir klar, dass ich das eigentlich alles selber herausfinden sollte, aber da ich kein LED Profi werden will, sondern eher mal ein Konzept grob erproben möchte, wäre ich um eine Art "Einkaufsliste" sehr dankbar :-) Das Zusammenbasteln würde jemand übernehmen, der davon mehr Ahnung hat als ich, aber der macht nix, wenn ich nicht das "Material" beschaffe...

Besten Dank im Voraus und viele Grüße
Joachim
Borax
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So, 05.02.17, 14:25

Hallo Joachim,
noch ein welcome on Board nachträglich!
Was würde ich noch benötigen (Kühlkörper/Konstant-Stromquelle/Sonstiges?)
Auf alle Fälle Kühlkörper. Wahrscheinlich für jede LED einen. Ggf. noch Linsen (falls Du ein eher gebündeltes Licht brauchst).
Wenn Die LEDs unabhängig voneinander betrieben (geschaltet) werden sollen/müssen, dann brauchst Du für jede einzelne LED auch eine KSQ. Ansonsten würde prinzipiell sogar eine KSQ für die 3 LEDs reichen (sie können dann aber nicht unabhängig voneinander geschaltet werden). Zur Befestigung der LEDs auf dem Kühlkörper wäre noch ein Wärmeleitkleber nötig (z.B.: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High ... x2-5g.html ) oder Wärmeleitpaste und dann die LEDs anschrauben. Ich würde die LEDs mit maximal 700mA betreiben. 1A ist nur mit idealer Kühlung machbar. Als grüne LED würde ich die CREE empfehlen: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... -Star.html (hat bei gleichem Strom mehr Licht).

Eine geeignete KSQ wäre diese hier: http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Stromqu ... 700mA.html (geht mit einem 12V Akku)
Geeigneter Kühlkörper: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High ... -70mm.html (pro LED)
LED-Neuling
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Mo, 06.02.17, 19:10

Hallo Borax,
Vielen Dank fürs "welcome" und die vielen wichtigen Hinweise. Langsam wächst mein LED-Bild zusammen, auch wenn noch weite Lücken klaffen.

Du schreibst, ich könnte die beiden UVA (je 500 mA max Strom) mit der grünen (max 1A Strom) über eine einzige 700mA KSQ betreiben, wenn ich sie nicht einzeln schalten können muss. Jetzt habe ich hier im Forum nach Reihen- und Parallelschaltungen gesucht und wenn ich alles halbwegs richtig verstanden haben sollte, dürfte ich die 3 LED nicht in Reihe schalten, weil der Strom dann zu groß wäre? Müsste ich die beiden 0.5A UVA dann parallel schalten und das dann in Reihe mit der 1A grünen, damit die UVA in Summe dann auch "nur" 700mA abbekommen? Teilweise liest man, dass Parallelschaltungen bei nur 2 LEDs nicht gut sind? Ich hoffe, die Fragen sind nicht zu dämlich...

Vielleicht noch ne Frage: Wenn ich bei leds.de stöbere sehe ich, dass auch leistungsstarke LEDs in vielen Farben schon recht günstig sind. Je kürzer die Wellenlänge ist, desto teurer scheinen sie jedoch zu werden (bei gleicher "Leistung"). Liegt das an der Dotierung/Herstellung oder einfach nur am Markt?

Viele Grüße und besten Dank
Joachim

P.S.: Die Einkaufsliste werde ich auf jeden Fall berücksichtigen :-)
dieterr
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Mo, 06.02.17, 21:33

LED-Neuling hat geschrieben: Du schreibst, ich könnte die beiden UVA (je 500 mA max Strom) mit der grünen (max 1A Strom) über eine einzige 700mA KSQ betreiben, wenn ich sie nicht einzeln schalten können muss.
Ich fürchte, das hast du falsch verstanden. In Reihenschaltung bestimmt die LED mit dem minimalen Maximalstrom den zulässigen Gesamtstrom, also 500mA wenn eine davon 500mA wie die NCSU276A hat. Die anderen werden halt unterhalb der Spezifikation betrieben.
Parallel schalten kannst nur wirklich gleiche LEDs, und am besten aus gleicher Fertigungscharge, kommt in deinem Fall also nicht in Frage.

Und ja, je kurzwelliger die LEDS, desto teurer. Das hat primär technologische Gründe, UV-LEDs mit hohem Wirkungsgrad gibt es noch nicht so lange wie IR oder rote.

Leider sind im Shop ja keine Datenblätter hinterlegt, so dass man erkennen kann, ob neben der angegebenen Wellenlänge auch andere mit abgestrahlt werden.

Aber generell: LEDs sind ja im Gegensatz zu Röhren sehr kleinflächige Strahler. Dies ist für Anwendungen bei denen du eine hohe Strahlungsleistung auf kleiner Fläche wie zur Aushärtung von Klebstoffen ideal. Von weitem sieht man ja nur einen klienen Leuchtpunkt, ist das auch ideal zum Anlocken von Insekten?
LED-Neuling
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Mo, 06.02.17, 22:19

Hallo Dieterr,
ich bin für jede Berichtigung sehr dankbar. Wüsste ich alles, würde ich nicht so planlos fragen :-)
Ok, ich kann die 2 LED mit max 500mA und die 1A also mit der 700mA KSQ in Reihe schalten, dann bekommen sie wohl nach Deinem Post nur 500mA ab und sollten überleben? Gut zu wissen!

Was die Insektenaugen angeht, ist so gut wie alles unbekannt. Es ist noch immer nicht klar, weshalb Insekten nachts an Lampen mit geeigneter Wellenlänge fliegen. Es gibt viele Theorien, aber keinen " Beweis". Ob eine punktförmige Lichtquelle hilfreich oder kontraproduktiv ist, ist unbekannt - zumindest für mich.

In einer Sache mag ich aber widersprechen: In den Datenblättern steht sehr genau welches Spektrum emittiert wird. Es ist recht schmalbandig, was für mich auch der Reiz der LED ist (man kann Wellenlängen genau hinsichtlich Anflug bewerten, dass kann man bei anderen Leutmitteln eben nicht^^)

Gruß und besten Dank für Deine Antwort!
Joachim
Borax
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Mo, 06.02.17, 22:30

Im Datenblatt der (oben verlinkten) NVSU233A: https://www.nichia.co.jp/specification/ ... 233A-E.pdf sind 1000mA als typischer Strom angegeben (1400mA max.). Deshalb kann man die auch problemlos mit 700 mA betreiben und liegt noch unterhalb des typisches Stromes. In dem Fall könnten also die grüne LED und die beiden UV LEDs in Reihenschaltung an einer 700mA KSQ betrieben werden. Mit 500mA gäbe es auch die günstigere NCSU276A (20€ ohne Platine - mit Platine 25€ aber derzeit nicht lieferbar): http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... 365nm.html . Die mit 385nm gibt es auch mit Platine: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... 385nm.html (bei der NVSU233A gilt das gleiche - nur die 385nm LED ist mit Platine vorrätig, die 365nm nur als Emitter)
Für die NCSU276A brauchst Du dann eine 500mA KSQ: http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Stromqu ... 500mA.html
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Mo, 06.02.17, 22:38

Ok, da liegt ein Missverständnis vor, siehe:
Darf ich als Ahnungsloser noch um einen Hinweis bitten?
Angenommen ich würde nun bei leds.de (über diese Seite kam ich auf das Forum) folgende Dinge bestellen:
1) Nichia SMD LED UV NCSU275, mit Platine (10x10mm) - 365 nm
2) Nichia SMD LED UV NCSU275, mit Platine (10x10mm) - 385 nm
3) Seoul Z-LED P4, grün, 182lm mit Platine (Star) - oder eine andere, helle grüne LED, welche ist mir egal, nur grün ist wichtig (Wellenlänge um die 520 nm).
Darum gings in meinem Post. Im Datenblatt steht bei den Nichia SMD LED UV NCSU275 500mA Strom, meine ich zu lesen? Jedenfalls habe ich von Euch allen sehr viel Hilfe bekommen und bedanke mich dafür!
Gruß
Steffen
Borax
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Mo, 06.02.17, 22:44

Ok. Da habe ich nicht genau genug gelesen. Für die NCSU275 ist die 500mA Variante der KSQ die richtige.
Auch da gilt: Entweder alle LEDs in Reihe (dann sind sie aber nicht einzeln schaltbar) oder pro LED eine KSQ (dann sind sie auch einzeln schaltbar bzw. auch per PWM einzeln dimmbar).
Die NCSU276A ist aber der NCSU275 'haushoch' überlegen. Beide LEDs werden mit 500mA betrieben. Aber die NCSU275 in der 365nm Variante erreicht gerade mal 148mW Output. Die NCSU276A erreicht 780mW (!)
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So, 12.02.17, 20:20

Hallo Borax,
nochmals Danke! Der Hinweis mit der recht unterschiedlichen Leistung war sehr gut.
Kannst Du (oder andere) kurz über die vorgesehene Bestell-Liste schauen?

Betrieb mit ~12 Volt 7.2 Ah Blei-Gel-Akku, LED in Reihe, keine Dimmung/Einzelschaltung, nur an/aus.
Bestellung-LEDs.jpg
Beste Grüße
Joachim
Borax
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Mo, 13.02.17, 09:56

Kurz und bündig: Passt. Viel Erfolg!
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