Misverstanden, halve waarheden en weetjes over leds

Gewijzigd op 28/06/2012 door Daan Slingers

Over leds worden fabelachtige verhalen verteld, maar de meeste van die fantastische eigenschappen betreffen de éénkleurige rode, groene en blauwe leds. Deze mono-chromatische Led’s hebben inderdaad een hoge lichtopbrengst en gaan zéér lang mee. Verder zijn er heel wat soorten leds die onderling andere eigenschappen hebben. Witte Led’s zijn minder spectaculair dan monochromatische leds, maar toch nog steeds zeer beloftevol.
www.deltalight.com
© Delta Light
www.deltalight.com
© Delta Light
www.deltalight.com
© Delta Light
www.deltalight.com
© Delta Light
www.deltalight.com
© Delta Light
www.deltalight;com
© Delta Light
www.deltalight.com
© Delta Light
Delta Light lamp topix
verlichting delta light topix
© Delta Light

Nick Holonyak heeft in 1962 de eerste werkende led ontwikkeld. Een lamp heeft een glazen omhulsel, al dan niet gevuld met gas, en een led is een lichtbron van vaste stof, of ‘Solid State’.

Die vaste stof is een halfgeleider, net zoals bij transistors en chips. Led-strips hebben ook iets van een printplaat uit een computer. led betekent ‘Light Emitting Diode’. Een diode is een elektronisch deeltje dat de stroom goed in één richting geleidt (de doorlaatrichting) , maar bijna niet omgekeerd (de sperrichting ). Een diode is een soort elektronisch ventiel.

De led zendt licht uit bij stroomdoorgang. Dat licht heeft een frequentie buiten het zichtbare gebied, meestal infrarood. Gebruikmakend van het juiste materiaal en de juiste constructiemethode, is het mogelijk om een diode licht te laten uitstralen in het zichtbare gebied. Het zichtbare licht begint bij rood vanaf 780 nm en eindigt bij blauw op 490 nm. Het moeilijkste is om licht in hogere frequenties te laten uitstralen; vandaar dat blauwe leds pas een laatste ontwikkeling zijn. Shuji Nakamura ontwikkelde voor 1993 een blauwe led die door Nichia Company werd geproduceerd.

Wij kennen de Led’s al zeer lang, van de on/off-knopjes van onze hifi-installaties, van je gsm, van stoplichten van de laatste generaties remlichten in wagens (al die puntjes ) en minder duidelijk van signalisatie (verkeerslichten en nu ook signalisatietekst zoals: “File op de Brusselse Ring” ). Als je een boot en een vliegtuig hebt dan weet je dat daar ook leds inzitten. Ze werken immers in lage wattages zodat de batterij niet te snel leeg is

Leds verbruiken weinig energie

Alhoewel leds in lage wattages bestaan van 1, 3 en binnenkort 5 Watt, is dat per lichtpuntje natuurlijk wel weinig, maar daarom zijn ze nog niet efficiënt in hun energieverbruik. We spraken eerder van de late opkomst van de blauwe led, en de witte led met wit licht is daar een afgeleide van. Wit licht uit een led wordt voortgebracht door een blauwe led met een fosforlaag, en die fosforlaag absorbeert een deel van het licht en zet die om in gelig licht. Het resultaat is een ogenschijnlijk wit mengsel. Maar een ander resultaat is dat een deel van de lichtopbrengst geabsorbeerd wordt. En dit maakt hem niet zo efficiënt. En dit precies bij die ‘witte’ led die we thuis als functioneel licht willen gebruiken. De Lumen/Watt, waarmee de hoeveelheid licht wordt uitgedrukt die een lamp rond-om-rond produceert per wattage, was voor de leds niet veel beter dan voor gloeilampen en halogeenlampen. En blijft dit voorlopig. Pas dit jaar zullen een viertal fabrikanten met één soort top-led de 70Lm/Watt bereiken, wat zo ongeveer het gemiddelde is van de fluorescente en zeer efficiënte spaarlamp.

Leds gaan lang mee

Juist. Als je in de eerste witte LEs hebt geïnvesteerd, die niet zo efficiënt waren, dan zit je er voor een tijdje mee. Aanvankelijk, ergens rond 1998, toen de witte led als potentiële lichtbron voor architectuur werd geïntroduceerd, sprak men van een levensduur van 100.000 uur. Een gloeilamp houdt het gemiddeld 1000 uur uit, en een halogeenlamp 3000 uur. 100.000 uur! Dat is 24 uur per etmaal iets meer dan 11 jaar lang. Of aan een redelijke 5 uur per dag bijna 55 jaar! Haha! Smalend werd er wel eens door de verlichtingsontwerper-met-de-pet opgemerkt dat ze dat nog niet hadden kunnen testen. Maar eigenlijk ging het hier weer om de al behaalde levensduur van gekleurde leds in hifi-installaties e.d. Het duurde enige tijd voor men besefte dat de levensduur beter op 50.000 uur gesteld kon worden, en dan nog voor halfwaardetijd. Halfwaardetijd? Dat is het aantal uren dat een lamp gebrand heeft tot op het moment dat ze nog de helft van haar oorspronkelijk lichtvermogen uitstraalt. Dus na die fameuze 50.000 uur schijnt ze nog maar voor de helft. Na 27,5 jaar aan 5 uur per dag. Dat is eigenlijk heel redelijk en een groot voordeel aan leds. Je mag echt wel verwachten dat je er de volgende 15 à 20 jaar niet meer voor op de ladder moet.

Tegen dan wil je waarschijnlijk het verlichtingsarmatuur vervangen voor iets nieuws. Dat zal trouwens wel moeten, want tot nu toe zijn er amper verlichtingstoestellen te vinden waar je het ledlampje apart kan vervangen. Je vervangt dus het armatuur.

Leds zijn onverwoestbaar

Niet juist. Of toch wel, maar … er zijn een aantal zaken waar je een led op korte tijd mee kan vermoorden. Te hoge omgevingstemperatuur bijvoorbeeld. De weinige warmte die leds produceren dient wel afgevoerd te worden want de maximale overlevingstemperatuur ligt ergens onder de 60°C. Ga je daarboven dan gaan ze kapot na een aantal weken. Daarom zit een kleine led niet noodzakelijk in een kleine behuizing of armatuur. Om de warmte op te vangen, wordt meestal metaal gebruikt in de vorm van een dikwandige behuizing, of koelvinnen en koelpinnen waarin de warmte afgegeven kan worden. Doe-het-zelvers die aanvankelijk zelf hun halogeentoestellen voorzagen van leds kwamen bedrogen uit. De warmte die niet weg kon in de dunwandige toestellen nekte de led. Laat je leds in de zomer dus ook niet branden in de volle zon.

Ook spanningspieken op het net zijn niet gezond. Leds kunnen daar even slecht tegen dan 12v-verlichting.

Een led geeft lelijk koud licht

De eerste witte leds gaven inderdaad een koud wit licht. Maar om nu te spreken van lelijk koud licht! Koud licht is helemaal niet lelijk. Het is het soort frisblauwe licht dat doet denken aan een zonnige onbewolkte dag onder een blauwe hemel. Warm licht associëren we meer met een zonsondergang. Maar mensen zijn over het algemeen eerder geneigd om warm licht te kiezen in hun woning. Daaronder zie je er beter uit, iets getinter. Niet zo ongenadig in het zonnetje gezet. En je bent vooral ’s avonds thuis, wanneer je geen koud daglicht meer verwacht. Het zou vreemd lijken. Maar ‘koud’ licht is niet onnatuurlijk, het heeft gewoon een blauwe tint, en warm licht heeft een geelrode tint.

In ieder geval hebben we nu de beschikking over koudwitte leds ( 5000°K, de aanduiding voor een koude ‘kleurtemperatuur’) en over warmwitte leds ( 3000°K ). Dit gebeurt door de samenstelling van de halfgeleider en de laag fosfor van de blauwe led iets te wijzigen.

Aangezien het hier om minuscule hoeveelheden per led-je gaat, willen er tijdens de productie wel eens verschillen in kleurtemperatuur optreden, en dat zou je merken indien de leds niet gesorteerd werden. Binning heet dat.


Een led is zeer sterk

Inderdaad. Het gaat hier om stevig materiaal. Solid State. Vaste stof. Het gaat hier niet om een glasballonetje dat je zo kapot schopt. Ook daarom zijn leds welkom in het vervoer. Al dat gedaver van treinen, al dat gestomp op de golven…. al dat vandalisme buiten.
En buiten in de tuin. Je hoeft dus niet te panikeren als je voetballend kind de goal tussen twee tuinpaaltjes met leds heeft gekozen. Toch niet voor de leds. Het tuinpaaltje moet wel sterk zijn.

Leds kosten niets meer

De kostprijs van de leds is inderdaad aanzienlijk gedaald. Bij wijze van spreken van 100 USD voor 1 led, naar 1 USD voor 100 leds. Maar dat wil nog niet zeggen dat een verlichtingstoestel met leds goedkoop is. We hadden het er al over dat aan verlichtingstoestellen met led hoge eisen worden gesteld: de warmteafgifte in het omhullende metaal bijvoorbeeld. Er zit dus dikwijls meer metaal in een LED-toestel. Je mag trouwens echt wel wat meer verwachten van een LED-toestel, als het even lang wil meegaan als het led'je zelf.
Er zit dikwijls ook iets bij wat op een elektronische transfo lijkt, maar meer is dan dat: de ‘led-voeding’. Ze bestaat uit een transformator, een gelijkrichter en een stabilisator. Dat heb je allemaal nodig om leds te doen werken. Dat verhoogt de kostprijs van een armatuur opnieuw. 

Led, dat is niets voor thuis

Toch wel. Het begint te komen. Nu de HB-leds (High Brightness) of de Power-leds zo performant beginnen te worden dat ze de spaarlampen beginnen te evenaren, zullen we de led meer en meer in en om het huis vinden. Een uitstekend idee is een ledcircuit in je huis aanleggen, voor nachtverkeer, voor waak- en bakenverlichting, eventueel voor bij het televisiekijken en om bijzondere sferen aan te leggen in de woonkamer, de slaapkamer en de badkamer.

Ook in buitenverlichting zijn ze welkom. Buiten in het donker heb je immers geen hoge wattages nodig. Het minste lichtje is duidelijk, je pupillen staan wijd open. Om een boompje of een struik uit te lichten heb je dikwijls niet meer nodig dan 3-4 watt aan ledverlichting. Ga daar aub, met respect voor de natuur, geen hoge wattages op richten. Er is al genoeg lichthinder. Eindelijk zijn er zeer lage wattages beschikbaar, die de klus kunnen klaren die vroeger gebeurde door te zware wattages. Wacht niet op de 5 watt led, begin er nu al mee!

Auteur: Toon Verbruggen – Delta Light - 2007