Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie funktioniert die Farbtemperatureinstellung bei weißen LED-Panels?


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von Peter M. (r2d3)


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Ändert man den Strom, der durch eine weiße LED fließt, ändert sich die 
Farbtemperatur, aber eben auch die Helligkeit.

Mit welchem Trick? regeln die Hersteller von weißen LED-Panels die 
Farbtemperatur unabhängig von der Helligkeit?

von Daniel D. (danielduese)


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Mir sind nur LED-(Strips) bekannt, bei denen kühles und warmes weiß 
abwechselnd verbaut sind. Hast du einen Produktlink?

von Peter M. (r2d3)


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von Daniel D. (danielduese)


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von Bruno V. (bruno_v)


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Prinzipiell geht das auch mit pwm und Stromstellung. Also  Strom 
doppelt, ontime halb. Ist aber deutlich größer Aufwand.

von Stefan M. (derwisch)


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Bruno V. schrieb:
> Prinzipiell geht das auch mit pwm und Stromstellung. Also  Strom
> doppelt, ontime halb. Ist aber deutlich größer Aufwand.

Warum sollte sich dadurch die Farbtemperatur ändern?

von Mani W. (e-doc)


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Es gibt warmweisse und weisse Leds in einer Lampe, daraus lässt
sich einiges mischen...

Eine weisse Led lässt sich nicht auf Warmton trimmen indem man
den Strom reduziert...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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von Peter M. (r2d3)


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Stefan M. schrieb:
> Bruno V. schrieb:
>> Prinzipiell geht das auch mit pwm und Stromstellung. Also  Strom
>> doppelt, ontime halb. Ist aber deutlich größer Aufwand.
>
> Warum sollte sich dadurch die Farbtemperatur ändern?

Betreibe z.B. eine 1W-LED an einem strombegrenzten Labornetzteil, 
eventuell auch noch mit Vorwiderstand.

Bei einem vergleichsweise geringem Strom erzeugst Du ein warmweißes 
Licht.

Bei einem höheren Strom wird der Lichteindruck kälter, allerdings steigt 
auch der abgegebene Lichtstrom (Lumen). Per PWM dimmst Du nun die LED im 
Hochstrombetrieb. Der Farbeindruck bleibt gleich, aber der Lichtstrom 
fällt in Abhängigkeit von der reduzierten Einschaltdauer, da das Auge ja 
das Flimmerlicht sozusagen integriert.

Mani W. schrieb:
> Eine weisse Led lässt sich nicht auf Warmton trimmen indem man
> den Strom reduziert...

Probier's mal aus! :)

Danke an alle für Eure Unterstützung!

: Bearbeitet durch User
von Michael O. (michael_o)


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Meine kaltweißen an einer CR2023 ohne Vorwiderstand leuchten Wochenlang 
immer mit der selben Farbtemperatur aber deutlich abnehmender 
Intensität.
Meine Leuchte hat dimmable White als Warmweiße und Kaltweiße LEDs im 
Streifen. Nutze ich auch im Schiff zur Beleuchtung.


MfG
Michael

von Manfred P. (pruckelfred)


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Peter M. schrieb:
> Bei einem vergleichsweise geringem Strom erzeugst Du ein warmweißes
> Licht.
>
> Bei einem höheren Strom wird der Lichteindruck kälter,

Das wird nicht deshalb richtig, weil es immer wieder vom Internet 
abgeschrieben wird. Eine Farbabweichung ist vorhanden, aber dermaßen 
gering, dass der Mensch sie nicht wahrnehmen kann.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Man sollte mal die Funktionsweise einer "weissen" LED betrachten: LEDs 
sind immer (nahezu) monochrom, die Farbe ergibt sich aus dem Material 
bzw. seiner Dotierung. Weisse LEDs gibts nativ garnicht.

Es handelt sich immer um blaue oder UV-LEDs, das "Weiss" entsteht durch 
Fluoreszenz in einer Beschichtung, wie einst bei der Leuchtsofflampe. 
Die erzielte Farbtemperatur und die spektrale Güte (Kontinuität) sind 
von der Zusammensetzung der Fluoreszenz-Masse abhängig.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Frank E. schrieb:

> Weisse LEDs gibts nativ garnicht.

Genausowenig, wie es weisses Licht gibt. "Weisses Licht" ist immer
eine Mischung von Licht mit verschiedenen Farben.

von J. T. (chaoskind)


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Harald W. schrieb:
> Genausowenig, wie es weisses Licht gibt. "Weisses Licht" ist immer
> eine Mischung von Licht mit verschiedenen Farben.

Aber weißes Licht kommt in der Natur vor, "natürlich" gewachsene LED 
sind aber nahezu monochromatisch.

von Rainer W. (rawi)


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Frank E. schrieb:
> Es handelt sich immer um blaue oder UV-LEDs,

Welche weiße LED verwendet UV zur Anregung?

Harald W. schrieb:
> Frank E. schrieb:
>> Weisse LEDs gibts nativ garnicht.
>
> Genausowenig, wie es weisses Licht gibt. "Weisses Licht" ist immer
> eine Mischung von Licht mit verschiedenen Farben.

"Weiße" LEDs sind blaue LEDs

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Manfred P.,

Manfred P. schrieb:
> Das wird nicht deshalb richtig, weil es immer wieder vom Internet
> abgeschrieben wird. Eine Farbabweichung ist vorhanden, aber dermaßen
> gering, dass der Mensch sie nicht wahrnehmen kann.

mein Kommentar beruht auf eigener Beobachtung einer LED, bei der ich den 
Strom hochgefahren habe und die Farbe sich von gelblich zu weiß geändert 
hat.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter M. schrieb:
> mein Kommentar beruht auf eigener Beobachtung einer LED
Da hättest du besser mal eine Messung gemacht. Du glaubst nicht, was 
Menschen alles beobachten oder meinen, beobachtet zu haben.

> mein Kommentar beruht auf eigener Beobachtung einer LED
Natürlich "leuchtet" so eine COB-LED bei 10µA beim draufschauen erst mal 
nur ganz gelblich, weil sie mitten im gelben Leuchtstoff drin sitzt. 
Aber da ist sie auch noch so dermaßen wit weg vom Betriebspunkt, dass 
man sie nicht zur Beleuchtung von irgendwas nehmen kann und irgendeine 
Farbtemteratur völlig irrelevant ist. Wie gesagt: zur Bestimmung der 
Farbtemperatur darfst du nicht drauf schauen, **wie** die LED 
leuchtet, es interessiert nur, **was** die LED abstrahlt.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Bruno V. schrieb:
> Prinzipiell geht das auch mit pwm und Stromstellung.
Absoluter Blödsinn!

von Werner H. (werner45)


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Zusammenfassung:
Weiße Leds haben immer eine UV-Led als Anregung, der Farbton (bei 
Nennstrom) hängt NUR von der Zusammensetzung des Leuchtstoffs ab. Die 
Leuchtstoffe sind identisch mit denen der TL-Röhren, nur braucht man 
viel weniger, was Kosten spart. ALLE Dotierungen (seltene Erden) wurden 
in den 1980ern dafür systematisch durchprobiert (Osram, Sylvania), es 
gibt demzufolge keine neuen Mischungen, alles schon mal dagewesen. Statt 
Quecksilberdampf regt eine UV-Led an.
Wer ein ALTES Nachtlicht in Betrieb hat, stellt fest, daß das 
projizierte Bild im Laufe der Jahre verblaßt bis ganz verschwindet. Das 
ist der restlichen UV-Strahlung geschuldet, die den Leuchtstoff 
durchdringt und die Farben des Farbfilms allmählich zersetzt.

von Rainer W. (rawi)


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Werner H. schrieb:
> Weiße Leds haben immer eine UV-Led als Anregung

Unsinn - selbst UV-A beginnt erst unterhalb von 380nm. Meinst du 
irgendwelche speziellen LEDs?

Guck dir einmal Spektren von weißen LEDs an. Die Anregung liegt i.d.R. 
bei um die 460nm.

: Bearbeitet durch User
von Lars R. (lrs)


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Rainer W. schrieb:
> Werner H. schrieb:
>> Weiße Leds haben immer eine UV-Led als Anregung
>
> Unsinn - selbst UV-A beginnt erst unterhalb von 380nm. Meinst du
> irgendwelche speziellen LEDs?
>
> Guck dir einmal Spektren von weißen LEDs an. Die Anregung liegt i.d.R.
> bei um die 460nm.

...und deshalb fehlt den meisten LEDs der Cyan-Anteil? Von Blau zu Cyan 
gibt es nichts oder nur sehr teuer oder nur mit schlechterer 
Energieausbeute?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Rainer W. schrieb:
> Unsinn -
...?
Bei dieser Zweifarbentechnik wird eine ultraviolett oder blau strahlende 
UV-LED mit einem gelben oder multichromatisch fluoreszierenden Phosphor 
beschichtet.

https://www.licht.de/de/grundlagen/beleuchtungstechnik/led/so-funktionieren-leds/geschichte-der-led

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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von Rainer W. (rawi)


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Dieter D. schrieb:
> Bei dieser Zweifarbentechnik wird eine ultraviolett oder blau strahlende
> UV-LED

Das hört sich schon ganz anders an als
"weiße Leds haben immer eine UV-Led als Anregung".
Vielleicht nennst du einmal beispielhaft ein paar Typen von weißen LEDs 
mit UV-Anregung. Die müssten wegen der größeren Photonenenergie 
gegenüber LEDs mit Blauanregung eine deutlich höhere Vf besitzen.

von Lars R. (lrs)


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Dieter D. schrieb:
> Wahrnehmung der Farben:
> 
https://www.gigahertz-optik.com/de-de/service-und-support/informationsportal/grundlagen-lichtmesstechnik/licht-farbe/farbwahrnehmung/

Für Anzeigegeräte ist diese Betrachtung geeignet. Für Beleuchtungen ist 
sie  ungeeignet.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Rainer W. schrieb:
> LEDs mit Blauanregung

Die LED mit Blauanregung leuchten ab 2,5V. Sind daher in den 
Lichterketten, die mit 2 AA betrieben werden.

Wobei alles was nicht mehr kraeftig blau im Balken ist, als UV 
bezeichnet wird.
Hier <490..500nm.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Dieter D. schrieb:
> Wobei alles was nicht mehr kraeftig blau im Balken ist, als UV
> bezeichnet wird.
> Hier <490..500nm.

Klar - es kann natürlich jeder selbst Namen für Spektralbereiche nach 
seinem Gutdünken festlegen - ungemein flexibel aber als gemeinsame 
Diskussionsgrundlage denkbar ungeeignet. Aber es hört sich natürlich 
toll an: "UV-LED". Und dann wundert man sich, warum sich Photolack auf 
Platinen damit nicht vernünftig belichten lässt.

Früher (tm) war es üblich, Licht mit Wellenlänge unterhalb der 
Wahrnehmungsgrenze des Auges (< 380nm) als UV-Licht zu bezeichnen (100 
... 380nm unterteilt in UV-C bis -A).
https://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung#Spektrum_und_Bezeichnungen

Aber wenn das heute anders ist, berichtige doch bitte auch gleich den 
Wikipediaartikel (bitte mit Quellenangabe) und sämtliche Literatur, die 
an dieser Definition hängt ;-)

p.s.
Du weißt schon, dass Licht von 530nm bereits als leicht gelbliches Grün 
wahrgenommen wird?

: Bearbeitet durch User
von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Rainer W. schrieb:
> Wikipediaartikel
https://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung

Geht erst ab 380nm mit UVA los.
Die Dieter KI halluziniert schon wieder.

von Udo S. (urschmitt)


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Dieter D. schrieb:
> Wobei alles was nicht mehr kraeftig blau im Balken ist, als UV
> bezeichnet wird.

Dann würde es ultrablau heißen und nicht ultraviolett!

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Lothar M.,

Lothar M. schrieb:
> Da hättest du besser mal eine Messung gemacht. Du glaubst nicht, was
> Menschen alles beobachten oder meinen, beobachtet zu haben.

bisher habe ich meinen Augen immer geglaubt, getreu dem Motto:
"What you see is what you get!"

Wenn ich also meinen Augen nicht mehr trauen darf, wie soll ich das nun 
messen?

Bitte stelle mir die passenden Messeinrichtungen (natürlich leihweise!) 
zur Verfügung oder nenne mir ein bezahlbares Gerät mit ausreichender 
Qualität.

Danke! :)

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Udo S. schrieb:
> Dann würde es ultrablau heißen und nicht ultraviolett!

Es gibt nicht nur die eine Zuordnung auf dieser Welt. Sieht man auch an 
den Links.

Solange die nm im Vakuum der LED im Datenblatt stehen, ist alles gut.

Ob Orange zu den roten oder gelben Farbtoenen gezaehlt wird, ist 
weltweit auch nicht gleich.

von Harald W. (wilhelms)


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Peter M. schrieb:

> Bitte stelle mir die passenden Messeinrichtungen (natürlich leihweise!)
> zur Verfügung oder nenne mir ein bezahlbares Gerät mit ausreichender
> Qualität.

Das Problem ist, das es solche Messgeräte zwar gibt, deren Preis liegt
aber im hohen k€-Bereich.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Harald W. schrieb:
> Das Problem ist, das es solche Messgeräte zwar gibt, deren Preis liegt
> aber im hohen k€-Bereich.

Nicht alle:
https://funduino.de/nr-07-farbsensor-am-arduino

Man kann auch LED unterschiedlicher Farbe als Farbsensor verwenden.
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/Licht.html
https://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/Kalender17/Kalender17Contest1.html

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Dieter D. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Das Problem ist, das es solche Messgeräte zwar gibt, deren Preis liegt
>> aber im hohen k€-Bereich.
>
> Nicht alle:
> https://funduino.de/nr-07-farbsensor-am-arduino
>
> Man kann auch LED unterschiedlicher Farbe als Farbsensor verwenden.
> https://www.elektronik-labor.de/Notizen/Licht.html
> https://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/Kalender17/Kalender17Contest1.html

Damit kann man bestenfalls "messen" ob Licht da ist oder nicht und ggf. 
ein wenig nach den Grundfarben differenzieren. Richtige Messgeräte sind 
z.B. Spektralfotometer ...

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Lothar M.,

Lothar M. schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> mein Kommentar beruht auf eigener Beobachtung einer LED
> Da hättest du besser mal eine Messung gemacht. Du glaubst nicht, was
> Menschen alles beobachten oder meinen, beobachtet zu haben.

ich habe nichts um die Farbtemperatur zu messen.

>
>> mein Kommentar beruht auf eigener Beobachtung einer LED
> Natürlich "leuchtet" so eine COB-LED bei 10µA beim draufschauen erst mal
> nur ganz gelblich, weil sie mitten im gelben Leuchtstoff drin sitzt.
> Aber da ist sie auch noch so dermaßen wit weg vom Betriebspunkt, dass
> man sie nicht zur Beleuchtung von irgendwas nehmen kann und irgendeine
> Farbtemteratur völlig irrelevant ist. Wie gesagt: zur Bestimmung der
> Farbtemperatur darfst du nicht drauf schauen, **wie** die LED
> leuchtet, es interessiert nur, **was** die LED abstrahlt.

Verstanden!
Das direkte Angucken der LED war also falsch, ich hätte also auf die 
Wand gucken sollen. Der Strom bei gelblichen LED-Farbton war übrigens 
größere als 10 µA, die Anzahl der Zehnerpotenzen kann ich jetzt aber 
nicht rekapitulieren. :)

Trotzdem scheint meine Aussage nicht falsch zu sein:

"Since the emission spectrum of white LEDs usually depends on the 
current,
the light color may shift to blueish white."

Das sagt zumindest Prema.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Udo S. schrieb:

> Dann würde es ultrablau heißen und nicht ultraviolett!

Interessanterweise sehen "echte" UV-LEDs für mich blau aus und
nicht violett.

von Harald W. (wilhelms)


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Peter M. schrieb:

> ich habe nichts um die Farbtemperatur zu messen.

Da gab es früher mal, als es noch "echte" Filme gab, verhältnismäßig
preisgünstige Zeigerinstrumente mit einer Kelvin-Skala. Vieleicht
bekommt man ein solches Messgerät ja mal leihweise von einem Berufs-
fotografen.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Das Prinzip ener weissen LED sollte klar sein: Blaue oder UV-LED regt 
Leuchtstoff an, der den Rest des Spektrums beisteuert ...

Rein hypothetisch: Falls man einen eher gelblich fluoreszierenden 
Leuchtstoff nimmt und diesen mit einer immer heller werdenden blauen LED 
anregt, könnte es sein, dass der Leuchtstoff irgendwann eine Art 
"Sättigung" erfährt und nach und nach das blaue Licht der LED 
"durchschlägt".

So würde sich die Farbtemperatur durch den schneller wachsenden 
Blauanteil tatsächlich ändern. Aber ich bezweifle, dass diese Methode 
tatsächlich genutzt wird.

von Ge L. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Eine gewisse Nichtlinearität hast Du beim Leuchtstoff tatsächlich. Das 
Diagramm im Anhang zeigt die Verschiebung des Farbortes in Abhängigkeit 
des Stromes für eine Osram Synios KW DMLN31.SG.

Direkt in Kelvin umrechnen kann man die Verschiebung nicht, da sie nicht 
auf der black body curve erfolgt. Bei kleinen Strömen (unter 10% des 
Selektionsstromes) ist sie auch noch stark exemplarabhängig. Daher kann 
man diesen Effekt in der Praxis nicht sinnvoll nutzen.

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