Gonzo hat mich durch Zusenden von zwei Nichias erfolgreich genötigt (vielen Dank dafür!), die mal auf Kupfer unter die Lupe zu nehmen.
Diesmal habe ich mir so allerhand im Detail angesehen. Und das jeweils mit und ohne Dom. Neben Meßwerten gibt es auch was zur Farbänderung und eine verblüffende Illustration bzgl. der Änderung der Leuchtdichte.
Typ: Nichia 219B R85 D220 SW45 4500K (von KD)
also aktuell höchster Flux-Bin (D220) und hoher CRI (min.85, typ.92), dabei aber möglichst kühler Farb-Bin (SW45).
Ich habe sie auf einen Noctigon-Cu-Star gelötet und den auf einen Alukühlkörper geschraubt.
Dom-Reste: Der Dom ging mit Aceton/Nitro-Gemisch nicht ganz vollständig runter, es bleibt eine flache (aber seltsamerweise recht unebene) Silikonabdeckung drauf, die praktisch nicht quillt.
Hier ein normales Bild und eines mit Streiflicht (Unebenheiten dann stark überhöht)
Helligkeit: Im Gegensatz zu djozz (max. knapp 600lm) komme ich mit Dom auf "nur" max. 540lm. Bei 700mA haben wir beide grob 185lm und das paßt noch ganz gut. Denn Nichia gibt die Lumen bei 25°C Sperrschicht an, die mit einem solchen Aufbau nicht zu erreichen sind. Und bei der XP-G2 sind es bei 85°C statt 25°C schon 13% Lumen weniger. Bei der Nichia entspräche das statt 220-240lm@700mA eher 190-210lm. Meine Schrauben am Star sind rel. groß und ich verliere deshalb durch den Abstand zum Kugelphotometer ein paar Lumen. Bei hohen Strömen habe ich aber merklich kleinere Meßwerte. Vielleicht versuche ich noch einen zweiten Reflow und weniger Wärmeleitpaste.
Die scheinbare Fläche der LED mit Dom habe ich durch autom. Pixelzählen nach Kontrasterhöhung in Irfanview bestimmt. Mit Dom ändert sich die Helligkeit am Rand und damit auch das Ergebnis.
Messungen (PCE-LED1, ExtechLT300, UNI-T61C)
Die Lumen verringern sich ohne Dom um etwa 15%.
Die Leuchtdichte erhöht sich hier um etwa 70-85%.
(Vielleicht sind es ganz ohne Silikonreste noch etwas mehr.)
Den Dragster XP-G2 kann sie somit nicht schrecken, aber sie ist wenigstens deutlich hübscher (bzgl. der Farbwiedergabe, s.u.)
Hier ein Graph der Meßwerte mit Dom:
Den Grund der Leuchtdichteänderung habe ich mir bei dieser Gelegenheit einmal genauer angesehen:
Ein typischer, aber unkorrekter Erklärungsversuch ist dieser:
Durch Entfernen des Doms verkleinert sich die scheinbare Fläche. Da annähernd die gleiche Lichtmenge austritt, müßte "Licht pro Fläche" sich also erhöhen? Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall.
Denn dann müßte sich die Leuchtdichte ja auch erhöhen, wenn man den Dom etwas kappt, sodaß er oben eine plane Fläche bekommt. Ebenso, wenn man den Dom mit einer kleinen Glasplatte platt drückt. Wie nach Entfernen des Doms, wird auch in diesen beiden Fällen die LED nicht mehr vergrößert. Allerdings erhöht sich die Leuchtdichte hier nicht! Dies geschieht erst, wenn das Silikon ganz oder so gut wie entfernt ist.
Die folgenden Bilder illustrieren das gut:
Dazu habe ich 4 Varianten bei gleichem Strom durch einen Sonnenfilter und mit gleicher Belichtung+Brennweite aufgenommen
- normaler Dom
- Dom mit Glasplättchen platt gedrückt (LED kleiner, Leuchtdichte aber unverändert!)
- oberer Teil des Doms mit Skalpell entfernt (LED kleiner, Leuchtdichte aber unverändert)
- Dom abgelöst (LED kleiner, Leuchtdichte erhöht!)
Die richtige Erklärung hängt wohl mit unterschiedlichen Winkeln der Totalreflexion beim Austritt aus dem Phosphor zusammen (siehe DrJones im BLF).
Das ganze als Animation:
(Die Entfernung der LED variiert leicht, sowas hat aber keinen Einfluß auf die Leuchtdichte.)
Lichtfarbe mit/ohne Dom
Ich habe die Lichtfarbe mit HCFR und einem Spyder4 vermessen:
Variante | Farbtemperatur (°K) | CIE x | CIE y
mit Dom 700mA | 4470 | 0.360 | 0.353
ohne Dom 700mA | 3678 | 0.391 | 0.373
Farbstich?
Diese LED entwickelte durch das Entfernen des Doms interessanterweise keinen merklichen Farbstich! Das würde sich so mancher bei Cree LEDs wünschen Die Reste des Doms könnten noch eine Rolle spielen, aber vermutlich keine große, da die Leuchtdichte sich ja schon merklich erhöht hat.
Ich habe also Farbtafeln von Datacolor mit und ohne Dom photographiert.
Belichtungsdaten und Abstand des Photoapparats waren zwar gleich, aber Winkel+Abstand der LED nicht, deshalb ist die Ausleuchtung leider unterschiedlich. Ich habe keine Ahnung wie aussagekräftig die Bilder nun sind.
Abgesehen vom wärmeren Farbeindruck erscheinen mir die Farben auch satter. Mir ist nicht klar, ob das wirklich an der LED oder an meinen ungenauen Aufnahmen liegt.
Streng genommen sollte man wohl mit einer komplett farb-kalibrierten Kette arbeiten (Photo, Bild, Monitor). Naja, mich hat's einfach interessiert, wie der Unterschied hier rauskommt.
So ein Farbtafel-Vergleich wäre einerseits viel interessanter bei einer LED, deren Farbwiedergabe stark leidet. (Das schaff ich dann hoffentlich ein andermal.) Andererseits ist es recht interessant, welchen Einfluß schon Farbtemperatur und leichte Belichtungsvariation haben.
Da bei Gif-Animationen leider die Farben leiden, hier auch noch die einzelnen Bilder.
Diesmal habe ich mir so allerhand im Detail angesehen. Und das jeweils mit und ohne Dom. Neben Meßwerten gibt es auch was zur Farbänderung und eine verblüffende Illustration bzgl. der Änderung der Leuchtdichte.
Typ: Nichia 219B R85 D220 SW45 4500K (von KD)
also aktuell höchster Flux-Bin (D220) und hoher CRI (min.85, typ.92), dabei aber möglichst kühler Farb-Bin (SW45).
Ich habe sie auf einen Noctigon-Cu-Star gelötet und den auf einen Alukühlkörper geschraubt.
Dom-Reste: Der Dom ging mit Aceton/Nitro-Gemisch nicht ganz vollständig runter, es bleibt eine flache (aber seltsamerweise recht unebene) Silikonabdeckung drauf, die praktisch nicht quillt.
Hier ein normales Bild und eines mit Streiflicht (Unebenheiten dann stark überhöht)
Helligkeit: Im Gegensatz zu djozz (max. knapp 600lm) komme ich mit Dom auf "nur" max. 540lm. Bei 700mA haben wir beide grob 185lm und das paßt noch ganz gut. Denn Nichia gibt die Lumen bei 25°C Sperrschicht an, die mit einem solchen Aufbau nicht zu erreichen sind. Und bei der XP-G2 sind es bei 85°C statt 25°C schon 13% Lumen weniger. Bei der Nichia entspräche das statt 220-240lm@700mA eher 190-210lm. Meine Schrauben am Star sind rel. groß und ich verliere deshalb durch den Abstand zum Kugelphotometer ein paar Lumen. Bei hohen Strömen habe ich aber merklich kleinere Meßwerte. Vielleicht versuche ich noch einen zweiten Reflow und weniger Wärmeleitpaste.
Die scheinbare Fläche der LED mit Dom habe ich durch autom. Pixelzählen nach Kontrasterhöhung in Irfanview bestimmt. Mit Dom ändert sich die Helligkeit am Rand und damit auch das Ergebnis.
Messungen (PCE-LED1, ExtechLT300, UNI-T61C)
Variante | Strom [mA] | Lichtstrom [lm] | Lichtstärke @1m (cd) | Leuchtdichte [cd/mm2] |
mit Dom: 4.1-4.5mm² | ||||
350 | 101.6 | |||
700 | 187.6 | 60.8 | 14.8-13.5 | |
1500 | 343.9 | 113.1 | 27.6-25.1 | |
2000 | 420 | |||
3000 | 520 | |||
3200 | 530 | |||
3400 | 536 | |||
3500 | 539 | |||
3600 | 540 | - | 43.3-39.4 (rechn.) | |
3700 | 540 | |||
4000 | 530 | |||
ohne Dom: 2.2mm² | ||||
700 | 163.0 | 55.9 | 25.4 | |
1500 | 297.7 | 102.7 | 46.7 | |
3400 | 462 | |||
3700 | 466 | - | 71.1 (rechn.) | |
4000 | 462 |
Die Lumen verringern sich ohne Dom um etwa 15%.
Die Leuchtdichte erhöht sich hier um etwa 70-85%.
(Vielleicht sind es ganz ohne Silikonreste noch etwas mehr.)
Den Dragster XP-G2 kann sie somit nicht schrecken, aber sie ist wenigstens deutlich hübscher (bzgl. der Farbwiedergabe, s.u.)
Hier ein Graph der Meßwerte mit Dom:
Den Grund der Leuchtdichteänderung habe ich mir bei dieser Gelegenheit einmal genauer angesehen:
Ein typischer, aber unkorrekter Erklärungsversuch ist dieser:
Durch Entfernen des Doms verkleinert sich die scheinbare Fläche. Da annähernd die gleiche Lichtmenge austritt, müßte "Licht pro Fläche" sich also erhöhen? Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall.
Denn dann müßte sich die Leuchtdichte ja auch erhöhen, wenn man den Dom etwas kappt, sodaß er oben eine plane Fläche bekommt. Ebenso, wenn man den Dom mit einer kleinen Glasplatte platt drückt. Wie nach Entfernen des Doms, wird auch in diesen beiden Fällen die LED nicht mehr vergrößert. Allerdings erhöht sich die Leuchtdichte hier nicht! Dies geschieht erst, wenn das Silikon ganz oder so gut wie entfernt ist.
Die folgenden Bilder illustrieren das gut:
Dazu habe ich 4 Varianten bei gleichem Strom durch einen Sonnenfilter und mit gleicher Belichtung+Brennweite aufgenommen
- normaler Dom
- Dom mit Glasplättchen platt gedrückt (LED kleiner, Leuchtdichte aber unverändert!)
- oberer Teil des Doms mit Skalpell entfernt (LED kleiner, Leuchtdichte aber unverändert)
- Dom abgelöst (LED kleiner, Leuchtdichte erhöht!)
Die richtige Erklärung hängt wohl mit unterschiedlichen Winkeln der Totalreflexion beim Austritt aus dem Phosphor zusammen (siehe DrJones im BLF).
Das ganze als Animation:
(Die Entfernung der LED variiert leicht, sowas hat aber keinen Einfluß auf die Leuchtdichte.)
Lichtfarbe mit/ohne Dom
Ich habe die Lichtfarbe mit HCFR und einem Spyder4 vermessen:
mit Dom 700mA | 4470 | 0.360 | 0.353
ohne Dom 700mA | 3678 | 0.391 | 0.373
Farbstich?
Diese LED entwickelte durch das Entfernen des Doms interessanterweise keinen merklichen Farbstich! Das würde sich so mancher bei Cree LEDs wünschen Die Reste des Doms könnten noch eine Rolle spielen, aber vermutlich keine große, da die Leuchtdichte sich ja schon merklich erhöht hat.
Ich habe also Farbtafeln von Datacolor mit und ohne Dom photographiert.
Belichtungsdaten und Abstand des Photoapparats waren zwar gleich, aber Winkel+Abstand der LED nicht, deshalb ist die Ausleuchtung leider unterschiedlich. Ich habe keine Ahnung wie aussagekräftig die Bilder nun sind.
Abgesehen vom wärmeren Farbeindruck erscheinen mir die Farben auch satter. Mir ist nicht klar, ob das wirklich an der LED oder an meinen ungenauen Aufnahmen liegt.
Streng genommen sollte man wohl mit einer komplett farb-kalibrierten Kette arbeiten (Photo, Bild, Monitor). Naja, mich hat's einfach interessiert, wie der Unterschied hier rauskommt.
So ein Farbtafel-Vergleich wäre einerseits viel interessanter bei einer LED, deren Farbwiedergabe stark leidet. (Das schaff ich dann hoffentlich ein andermal.) Andererseits ist es recht interessant, welchen Einfluß schon Farbtemperatur und leichte Belichtungsvariation haben.
Da bei Gif-Animationen leider die Farben leiden, hier auch noch die einzelnen Bilder.
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