CRI verbessern durch 2700K + 3000K + 3500K zusammen?

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Moderator: T.Hoffmann

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Di, 20.09.11, 08:19

Hallo,

vermutlich ist es doch möglich, den CRI durch gleichzetiges Betreiben von LEDs mit verschiedenen Farbtemperaturen zu verbessern, oder?

Mir schwebt da vor, die sehr günstibe Cree BRXA2011 in 2700K, 3000K und 3500K, evtl. zusätzlich noch 5000K optinal zudimmbar, um die Farbtemperatur nach kaltweiß ändern zu können, gleichzeitig zu betreiben, am ehesten in einem Deckenfluter mit der weißen Decke als Diffusor.

Wenn die einzelnen LED-Arrays einen CRI von 80 haben, was würde man erreichen können, wenn man 2700K+3000K+3500K parallel betreibt?
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TomTTiger
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Di, 20.09.11, 08:45

Wenn die einzelnen LED-Arrays einen CRI von 80 haben, was würde man erreichen können, wenn man 2700K+3000K+3500K parallel betreibt?
Wenns dir um eine optimale Farbwiedergabe geht, dann würde ich erstmal empfehlen, dir die R9 -R14 Werte aller LED'S zu organisieren...
Danach kannst du dann die Farbzusammensetzung bestimmen, die dir eine Verbesserung des CRI bringen.
(Aber das weißt du bestimmt eh schon alles, gelle ? :mrgreen: )

Grüße
Tom 8)
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Achim H
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Di, 20.09.11, 11:41

Wenn die einzelnen LED-Arrays einen CRI von 80 haben, was würde man erreichen können, wenn man 2700K+3000K+3500K parallel betreibt?
Wenn alle den gleichen Output hätten, würdest Du damit ein Weiß mit 3066,66K erzeugen.
(2700K + 3000K + 3500K) / 3 = 3066,66K

Da sie aber nicht den gleichen Output haben, ist der Rechenweg ein wenig komplizierter.
Etwas einfacher würde es wieder, wenn statt der Farbtemperaturen die x und y-Koordinaten vorliegen würden.
Dann könntest Du das PDF Led-Color-Mixing von Cree benutzen. Dort drin steht ein Formel, wie man die neuen x- und y-Koordinaten berechnen kann.

Ich habe vor etwas längerer Zeit mal eine Excel-Datei fertig gemacht (guckst Du hier), um genau diese Rechnung anzuwenden (allerdings nur für 2 Farben). Für 3 Farben muss die Formel nur erweitert werden. Wie? - steht ebenfalls im PDF.
ustoni
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Di, 20.09.11, 11:57

Die Farbtemperatur hat nichts mit dem CRI-Wert zu tun. Der CRI-Wert ergibt sich aus der spektralen Verteilung des LED-Lichts. Welchen CRI-Wert man durch Mischen verschiedener LEDs mit unterschiedlichen Farbtemperaturen erhält, läßt sich nicht vorhersagen. Eine Aussage hierzu kann nur ein Labor durch entsprechende Messungen treffen.
Siehe auch diesen Artikel:

http://de.wikipedia.org/wiki/Farbwiedergabeindex
olafh
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Di, 20.09.11, 19:35

Außerdem haben alle LED immer diese ausgeprägte Delle im Spektrum zwischen blau bis cyan und da Hilft es
auch nicht viel weiter mehrere Spektren mit den gleichen Dellen zu addieren. Desweiteren hapert es auch fast
immer beim tiefrot. Hier habe ich mal die Spektren aus den Datenblättern der CREE CXA2011:
CXA2011_NW_SPECTRUM.png
CXA2011_KW_SPECTRUM.png
Wie man sieht habe ich zu jedem Spektrum die Referenzlichtquelle eingeblendet zu der relativ der CRI
berechnet wird. Für CCT >= 5000K wird als Referenz ein CIE D Spektrum berechnet und für < 5000K wird das
Spektrum eine Planck Strahlers verwendet um die Farbwiedergabeeigenschaften zu vergleichen.
CXA2011_KW.png
CXA2011_NW.png
CXA2011_WW.png
- Noch - habe ich in meinem Programm keine Funktion um die relativen Spektren in absolute umzurechnen, so dass ich
sie rechnerisch mischen kann aber es wird schon deutlich, das man durch Mischen von KW,NW und WW nicht viel
ausrichten kann.
Meiner Meinung nach sollte man eher blau + cyan + tiefrot in ein weisses Spektrum mischen. Wie man oben sieht R9-R15
wird der CRI am stärksten durch R9 / R12 -> rot / blau gesättigt in den Keller gezogen.

Für blau bietet sich z.Bsp von cutter die XPEBLU-L1-B50-K3-0-0-1 (470-480nm) an und für tiefrot die Golden Dragon Plus hier aus dem Shop. Die Golden Dragon Plus - Cyan z.Bsp von Digikey pass zusammen mit der blauen LED von Cutter gut in die Spektrale Delle. In Welchem Verhältnis die LEDs zu mischen sind kann man allerdings ohne Berechnung der absoluten Spektren kaum vorhersagen.

Ich hoffe das hilft Dir bei deinen Plänen ein bisschen...

lg Olaf
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Mi, 21.09.11, 19:33

Hatte mir schon sowas gedacht, allerdings dachte ich auch, dass zumindest die Delle bei Cyan verringert wird.
Also noch farbige LEDs dazu... wobei: ich hatte mal eine E14-Reflektorlampe (Phillips MyAmbience), da war eine kaltweiße + rote LED drin: gruseliges Schweinchenrosa, trotz Angabe 2700K --- waren IMHO eher 2000-2200K, wobei 2000K eigentlich gelblicher sein müsste, nicht so extrem rosa. Das Ding wäre die perfekte Fleischthekenbeleuchtung!
Aber wenn man den rot-Anteil selbst bestimmen kann, kann man ja gegensteuern!
olafh
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Mi, 21.09.11, 20:14

Wenn man nur tiefrot hinzumischt, dann verschiebt sich der Farbort weg vom Plancklokus und das Licht bekommt einen Farbstich, den man aber mit cyan wieder kompensieren kann. Gleiches gilt natürlich auch, wenn man nur den cyan
Bereich verstärkt.

lg Olaf
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Do, 22.09.11, 06:49

Ich hatte dazu ja auch schon immer mal was geschrieben und auf den CRI-Artikel in meinem Blog hingewiesen. Unsere Erfahrung (durch Messung bestätigt) zeigt, dass der Einbruch bei 480nm zu einer deutlichen Metamerie führt. Das bedeutet konkret, dass blau ins violette verschoben wird. Wir haben dies durch den zusätzlichen Einbau von cyan-LEDs korrigieren können.

Das Problem ist nur, dass es LEDs mit 480nm kaum zu bekommen sind (darunter von 460-475 gibt es viele). Es sollte aber eher der Bereich 480-490nm abgedeckt werden. Ich habe 480nm-LEDs als 5mm LEDs bekommen (und noch einen Sack davon da :( ), letztlich war es dann aber doch eine andere Kombination von blau und cyan (Nichia), die eingesetzt wurde.
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Achim H
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Do, 22.09.11, 08:08

turi hat geschrieben:Ich habe 480nm-LEDs als 5mm LEDs bekommen
Aus 5mm Leds kommt doch wahrscheinlich nicht genug heraus, oder?
Das Problem ist nur, dass es LEDs mit 480nm kaum zu bekommen sind (darunter von 460-475 gibt es viele).
Der Binning B6 der blauen XP-E hat eine dominante Wellenlänge von mindestens 480nm, maximal 485nm (bei 350mA). Und etwas mehr Power haben die auch.
Zuletzt geändert von Achim H am Do, 22.09.11, 08:18, insgesamt 1-mal geändert.
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Achim H hat geschrieben:Der Binning B6 der blauen XP-E hat eine dominante Wellenlänge von mindestens 480nm, maximal 485nm (bei 350mA). Und etwas mehr Power als 5mm Leds müssten die auch haben.
Cool!
Du schreibst das allerdings so, dass Laien denken könnten, Du wärst Dir nicht sicher: natürlich hat die XP-E ein VIELFACHES der Helligkeit von 5 mm-LEDs, Faktor 25 bis 50 sicherlich, wenn die 5mm-LEDs eher ineffizent sind auch bis zu Faktor 100.
turi
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Do, 22.09.11, 12:26

Ich habe mir die Binnings auch nochmal angesehen. Da steht aber min. 465nm, max. 485nm. Das ist schon ein ziemlich großer Bereich. Ich sage das deshalb, weil wir schon viele solcher LEDs vermessen haben und an die 480nm kamen kaum welche ran. Bei anderen Typen (ich glaub, es war Edison) gab es theoretisch engere Binnings von 470-480nm, aber die waren wieder nicht zu bekommen.

Die 5mm LEDs haben eben nur 15 oder 20° Abstrahlwinkel. Aber das war in unserem Projekt nicht ganz relevant, da die reine "Zumischung" dieser das Verhalten schon deutlich verbessert hatte.
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Achim H
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Do, 22.09.11, 16:18

Du hast recht.
Ich hatte mir nur die PERFORMANCE GROUPS auf Seite 8 im Datenblatt angeschaut. Auf Seite 24 sind aber die ORDER CODES und diese schließen auch die Binnings B3, B4 und B5 mit ein. Aus einer Vielzahl Leds sich die Richtigen heraus selektieren macht keinen Sinn.

Ich hatte angenommen, die könnte man gleich mit dem entsprechenden Binning (also nur B6) bestellen.
olafh
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Do, 22.09.11, 19:28

Ich hatte mich diesbezüglich schon intensiv umgeschaut und die XPEBLU (B5) von cutter ist das höchste B-Binnig das ich bisher gefunden habe. Und die Golden Dragon Plus cyan liegt nach meiner Analyse der Datenblätter am weitesten in der
Spektralen Delle. Das sind also die passendsten LEDs für diesen Zweck, die man meiner Meinung nach auch wirklich bestellen kann - jedenfalls für den High Power Bereich.

lg Olaf
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Fr, 23.09.11, 18:42

Ich habe noch bei www.maritex.com.pl die XPEBLU-L1-0000-00Z05-B5 M2 (39.8 lm) gefunden.
Dort habe ich auch schon problemlos bestellt. Dies wäre vielleicht noch eine Alternative für
Leute die vor einer Bestellung in Australien zurückzucken wo es die XPEBLU-L1-B50-M3-0-01 mit 45.7 lm gibt,
die wohl noch einen Tick besser ist. Hier hatte ich allerdings auch schon bestellt und es ging schneller als
einer Woche bis die LEDs bei mir waren und der Zoll hat zum Glück auch nicht reingeschaut :wink:
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