Technik

LED

Leuchtdioden oder LED (Light Emitting Diodes) basieren auf Halbleiterverbindungen, die den Strom direkt in Licht umwandeln. Der Durchbruch der - weissen - LED gelang jedoch erst 1992 mit der von Nichia Chemicals erfundenen weissen LED. Neben Nichia gibt es mittlerweile eine Vielzahl von Herstellern weisser LED in unterschiedlichen Bauformen. Neben den „Standard-Bauformen“ 3mm, 5mm und verschiedenen miniaturisierten SMD-LED sind die in der typischen Lumiled Bauform produzierten LED mittlerweile die wichtigste Type um höhere Lichtleistungen zu realisieren. Diese Bauform ist mehr oder weniger bei allen Herstellern ähnlich : 120° Abstrahlwinkel. 2 oder 4 Anschlüsse im Kunststoffgehäuse. Da alle heute verwendeten LED grundsätzlich blau leuchten und dieser Blauanteil mit verschiedenen Substraten ausgefiltert werden muss, liegen hier die grössten Unterschiede zwischen den Herstellern. Diese Substratschichten beeinflussen besonders den Wirkungsgrad bei höheren Strömen. Mit einer Lichtleistung bis zu 210 Lumen bei etwa 3,5 W Stromaufnahme sind die von uns eingesetzten neuen LED’s auch den von manchen Herstellern noch eingesetzten 5 W Luxeon’s (120 Lumen) deutlich überlegen. Diese LED ist die zur Zeit mit Abstand hellste LED weltweit. Neben der besonderen Hochstrom - Effizienz ist ein weiterer Vorteil dieser neuen Generation die wesentlich höhere thermische Belastbarkeit.

Die grundsätzlichen Vorteile der LED

sehr lange Lebensdauer der Lampe
Dimmen ist ohne Änderung der Lichttemperatur möglich
LED-Lampen sind robust und unempfindlich gegen Erschütterungen

Wirkungsgrad

Ein gut abgestimmtes LED Lichtsystem kann bei optimaler Kühlung bis zu 90 Lumen per Watt erzeugen. Eine gute Halogenlampe kann ebenfalls um die 30 Lumen Licht pro Watt erzeugen. Die von uns eingesetzte Metal-Halide Solarc Lampe erzeugt mit unserer Elektronik bis zu 60 Lumen Licht per Watt.

Hierbei wird deutlich, dass der Wirkungsgrad der heute produzierten LED tatsächlich nun höher ist als bei den beiden anderen zur Verfügung stehenden Lichtsystemen. In Verbindung mit den bereits erwähnten Vorteilen sind LED’s die mit Abstand beste Lichtquelle für kleine, kompakte Lampen.

Bei Halogenlampen wird ein Grossteil der Wärme mit dem Licht über der Reflektor nach vorne abgegeben. Bei LED Lampen wird die Wärme vollständig nach hinten in die Elektronik oder in evtl. Kühlkörper abgeleitet. Der immer limitierende Faktor ist der Wärmetransport von der LED zum Lampengehäuse oder Kühlkörper. Mit zunehmender Temperatur der LED sinkt deren Wirkungsgrad und dann auch die Lebensdauer. Demzufolge ist das Wärmemanagement von allergrösster Bedeutung. Eine gut abgestimmte thermisch stabile LED Lampe sollte am Gehäuse aussen schnell heiss werden, dies ist ein sicheres Zeichen für den schnellen Abtransport der entstehenden Wärme.

Unabhängig davon wird kaltes, bläuliches Licht vom menschlichen Auge als heller wahrgenommen, dies bevorzugt LED und Metal Halide Lichtsysteme. Bei gleicher Lichtleistung wird ein LED Licht immer als heller wahrgenommen.

Wilma LED-Elektronik

Die Aufgabenstellung bei der Konzeption war hier recht einfach: Wilma sollte in der ersten Ausbaustufe die LED Lampe werden, die heller als eine 16W Passubio und absolut klein und leicht sein sollte.

Nach dem im Frühjahr erfolgten Upgrade und mittlerweile 830 Lumen ist sie heute so hell wie unsere Edison 16 W Gasentladungslampe. In Kombination mit den typischen LED Vorteilen , der hervorragenden Dimmbarkeit, Langlebigkeit und dem geringen Gewicht ist Wilma die vielseitigste und hellste Lampe von uns.

4 SSC LED’s der besten Selektionsklasse werden mit einem Wandler mit optimalen Wirkungsgrad und einer max. Stromaufnahme von bis zu 15 W befeuert. Mehrere Temperaturregelkreise steuern die Maximalleistung stufenlos, nahezu unsichtbar, den tatsächlichen Temperaturen an der LED entsprechend immer optimal. Der Wärmetransport im Inneren des Gehäuses ist der hohen Leistung entsprechend sehr aufwendig ausgeführt, auch dies macht die Fertigung teuer. Das Lampengehäuse kann und muss ohne Kühlluft sehr heiss werden, die Elektronik regelt die Betriebsparameter immer optimal um die maximale Leistung ohne thermische Belastung für die Bauteile zu realisieren, und das unter allen Umständen, ob am Nordkap oder unter tropischen Bedingungen. Unsere jahrelange Erfahrung im Umgang mit thermisch kritischen Lichtquellen und deren Beherrschung bei der Edison und Otto machen diese extreme Auslegung erst möglich.

Linsensystem

Neben den LED und der entsprechenden Elektronik ist das Linsensystem der zweite eminent wichtige Faktor für die Gesamtleistungsfähigkeit des Systems. Praktisch alle Hersteller bauen hier auf Linsen (Collimatoren) von entsprechenden Zulieferern. Dies führt zu durchaus brauchbaren und kostengünstigen Lichtquellen. Da wir auch hier ultimative Ansprüche an den Wirkungsgrad und vor allem an eine vorzügliche, praxistaugliche Lichtverteilung haben, haben wir unser Linsensystem mit einem der renommiertesten Spezialisten in monatelangen Simulationen und dann Praxistests entwickelt und abgestimmt. Um die Komplexität des Wilma Linsensystemes hier nur anzudeuten, sei hier bemerkt dass die linke und rechte Linse für den Fernbereich, die untere für den mittleren Bereich und die obere Linse ausschliesslich für den unmittelbaren Nahbereich zuständig ist. Die maximale Toleranz zw. den Linsen und den LED’s liegt bei 0,05 mm in der Serienfertigung.

Nur das perfekte Zusammenspiel aller Einzelkomponenten ermöglicht die vorher nicht für möglich gehaltene, unschlagbare Leuchtkraft dieses Lichtsystems.