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Lichttechnik

RGB-LED-Ansteuerung für Innenraumbeleuchtungen

11. Juli 2013, 17:31 Uhr | Wim Van de Maele

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Der Kalibrierungsvorgang

Eine Referenz für rot, grün und blau wird definiert. Diese Referenzgrundfarben bleiben für die gesamte LED-Modulfertigung gleich. Im CIE-Farbraum (Commission Internationale de L‘Éclairage; International Commission on Illumination) bilden diese Referenzfarbpunkte das größte Dreieck, das sich in den Farbdreiecken aller möglichen Farb-Sets belegen lässt. Die roten, grünen und blauen LED-Farbkoordinaten werden mit einem Farbmessgerät erfasst. Es werden Korrekturfaktoren berechnet durch Vergleich der eingehenden Daten mit den Referenzwerten für Rot, Grün und Blau. Die Information wird im Modulspeicher abgelegt. Während des Betriebs werden die eingehenden RGB-Daten mit Bezug auf die Referenzfarben in RGB-Ausgangsdaten umgewandelt. Dabei finden die spezifischen Farben des Moduls Berücksichtigung. Durch die Linearität des menschlichen Auges und additive Farbmischung kann der gesamte Kalibrierungsprozess mit elementaren Matrixberechnungen erfolgen, wie Bild 2 verdeutlicht.

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Darüber hinaus muss das Verhalten der LEDs über der Temperatur beachtet werden. Leuchtdioden unterschiedlicher Farbe haben verschiedene Materialzusammensetzungen, um unterschiedliche Bandlücken zur Auswahl der richtigen Emissions-Wellenlänge zu erzeugen. Die verschiedenen Materialzusammensetzungen sorgen für ein unterschiedliches Temperaturverhalten. Vor allem bei der Farbe Rot zeigt sich ein deutlicher Rückgang der Lichtleistung, wenn die LED-Sperrschicht-Temperatur steigt. Bei der Farbmischung, zum Beispiel von rot und grün, um gelb zu erhalten, kann diese Abweichung sichtbar werden. Das macht eine Temperaturkompensation erforderlich. Das ausgesendete Licht ließe sich messen und die Lichtänderung durch einen geschlossenen Regelkreis kompensieren. Um eine Näherung der LED-Sperrschichttemperatur zu erhalten, lassen sich verschiedene Verfahren anwenden. Die Temperatur auf der Platine kann über ein temperaturabhängiges Element wie einen NTC/PTC-Widerstand oder eine Flächendiode gemessen werden. Verbessern lässt sich das, wenn die Verlustleistung, die aus dem angezeigten Licht ermittelt wird, einbezogen wird sowie die Wärmekopplung zwischen den verschiedenen LEDs. Bei der Leuchtdiode können die temperaturabhängigen Eigenschaften näher untersucht werden. Ein solches Merkmal ist die Durchlassspannung einer LED. Die Durchlassspannung einer Diode hängt von der Temperatur ab und dieser Parameter dient zu Bestimmung der LED-Temperatur.