Neuer »Lighting-Service« von EBV Radiometrische und lichttechnische Messungen über die gesamte »Lichtkette«

Ab sofort haben die EBV-Kunden Zugang zum neuen EBVLightLab: Das Lichtlabor bietet die Möglichkeit, sämtliche lichttechnischen Messungen über die gesamte »Lichtkette« hinweg gemäß den CIE-Vorgaben durchzuführen: vom Spektralradiometer über das Goniophotometer bis zum Infrarotbild. Abgedeckt wird das komplette Spektrum von den einzelnen LEDs bis hin zur kompletten Leuchte.

Viele Leuchtenhersteller möchten gerne den Sprung von konventionellen Glühfaden- und (C)FL-Lampen hin zur LED-Beleuchtung machen, verfügen aber derzeit weder über das notwendige Design-Know-how noch über die teure Messausrüstung. Bereits seit mehreren Jahren unterstützt EBV Elektronik diese Kunden im Rahmen seiner EBV-LightSpeed-Aktivitäten beim Design-In. Mit dem Lichtlabor »EBVLightLab« geht der Halbleiterdistributor nun noch einen Schritt weitre und ermöglicht auch radiometrische und lichttechnische Messungen: Dadurch erhalten selbst kleine Unternehmen Zugang zu hochpräziser und exklusiver Messtechnik. Ein weiterer wichtiger Bestandteil des EBVlightLab wird die EBVLightAcadamy.

Im Rahmen der LightAcademy wird EBV Elektronik Trainings- und Kunden-Seminare durchführen, sowohl als Präsenzveranstaltungen wie auch online. Inhalt dieser Schulungen sind Unterschiede, Vor- und Nachteile der einzelnen Lichtquellen sowie Tipps zur optimalen Implementierung von Leuchten, die an ihre jeweilige Anwendung angepasst sind. Auch bei der Schulung des eigenen FAE-Teams hat sich das LightLab bewährt. Mittelfristig beabsichtige man auch, eigene Referenz-Designs für LED-Beleuchtungen zu entwickeln, erklärt Bruce Lynch, Vertical Segment Director EBVLightSpeed. Das EBVLightLab, sei ein weiterer Meilenstein der individuellen  Kundenbetreuung und für einen Distributor etwas ganz besonderes: Immerhin ist EBV laut Lynch der erste Halbleiterdistributor mit einem derartigen Lichtlabor.

Bei der Auswahl des Equipments für das EBVLightLab hat EBV im sechsstelligen Eurobereich investiert: Die Liste der Messeinrichtungen reicht von zwei Ulbrichtkugeln für 2π- und 4π-Messungen über ein Spektralradiometer für Referenzmessungen und ein Goniophotometer bis zu einem Leuchtdichte-Messgerät und einem Luxmeter. Ergänzt wird diese Palette durch eine spezielle Mess-/Auswerte und Steuerungssoftware, Source- und Multimeter, eine Wärmebildkamera sowie ergänzende Werkzeuge.

Ulbricht-Kugeln mit 250 mm und 1000 mm Durchmesser

Das auf den ersten Blick auffälligste Element des EBVLightLab sind die beiden Ulbricht-Kugeln, in denen einerseits die zur Bestimmung der Lichtausbeute (gemessen in Lumen pro Watt) notwendige Messung des Lichtstroms sowie der Strahlungsleistung erfolgt, andererseits aber auch farbmetrische Messungen von der quantitativen Spektralverteilung bis zur Bestimmung der Farbtemperatur und des Farbwiedergabeindexes durchgeführt werden. Im EBVLightLab befinden sich gleich zwei Ulbricht-Kugeln: eine 2π-Kugel mit 250 mm Durchmesser und eine 4π-Kugel mit 1000 mm Durchmesser.

In der kleinen Ulbricht-Kugel erfolgt beispielsweise die Messung oder Selektion einzelner LEDs. Mit der 250-mm-Ulbricht-Kugel sind die Ingenieure in der Lage, den halbkugelförmigen Raum (Steradiant: 2π) oberhalb einer kleinen Leiterplatte und damit eine LED auszumessen. 

Für das Ausmessen einer ganzen Leuchte ist allerdings eine 4π-Kugel entsprechender Größe notwendig. Aus diesem Grund hat EBV neben der 250-mm-Kugel auch eine Ulbricht-Kugel mit 1000 mm Innendurchmesser (Steradiant: 4π) für »Rundummessungen« angeschafft. Diese große 4π-Ulbricht-Kugel eignet sich zusätzlich auch sehr gut für Vergleichsmessungen oder für das CIE-konforme Vermessen von High-Power-LEDs sowie ganzer Leuchten von bis zu 90 cm Kantenlänge.

Weiteres Equipment im EBVLightLab

Kernelement der gesamten Messtechnik im EBVLightLab ist ein Spektralradiometer von Instrument Systems, dem Marktführer im Bereich der LED-Messtechnik. Dieses auf Referenzmessungen in der Industrie bei 24stündigem Dauerbetrieb ausgelegte Präzisionsgerät misst im Millisekundenbereich die spektrale Leistungsverteilung einer Lichtquelle von 1100 nm (Infrarot) über das sichtbare Licht bis in den UV-Bereich bei 300 nm – und zwar mit einem Datenpunkt-Intervall von 0,8 nm über einen sehr hohen Intensitätsmessbereich von neun Dekaden hinweg, was einem Dynamik-Bereich von 1:1.000.000.000 entspricht.

Die gesamte Messwertausgabe erfolgt über den USB-Bus an einen PC, wo die Software SpecWinPRO die weitere Aufarbeitung übernimmt. Diese Software liefert nicht nur die Messdaten als Einzeldaten in einer Tabelle, sondern sie zeigt die Spektralverteilung sowie die Position im Farbdiagramm auch grafisch an. So berechnet die Software aus den Messwerten zusätzlich die Farbtemperatur sowie den Farbwiedergabe-Index CRI (Color Rendering Index) und den Lichtstrom in der Einheit Lumen.

Über ein Plug-In steuert die Software SpecWinPRO ein ebenfalls vorhandenes Source-Meter von Keithley, so dass sich der gesamte Messprozess per Software steuern lässt: von der elektrischen Ansteuerung der LED bis zu den Details der Datenausgabe beziehungsweise Datenaufbereitung. Das zu messende Licht gelangt jeweils über CIE-konforme Einkoppel-Optiken und einen Lichtwellenleiter in das Analysegerät.

Mit einem Goniophotometer von Instrument Systems ist EBV in der Lage, die winkelabhängige Abstrahlcharakteristik von Einzel-LEDs und kleineren LED-Modulen zu ermitteln – und zwar mit einer Winkelauflösung von 0,1 ° über den gesamten Halbraum in Abstrahlrichtung der LED hinweg. In Kombination mit dem bereits erwähnten Spektralradiometer kann EBV damit auch diverse spektrale Parameter wie Farbkoordinaten oder Farbtemperatur winkelabhängig vermessen. Da verschiedene Parameter weißer LEDs wie beispielsweise die Farbtemperatur erheblich mit dem Abstrahlwinkel variieren, kommt goniophotometrischen Messungen eine besondere Bedeutung zu.

Auch beim Goniophotometer übernimmt die Software SpecWinPRO wiederum die Aufbereitung und Präsentation der Messwerte, die dann in den Exportformaten IES und EULUMDAT für die weitere Verarbeitung zur Verfügung stehen. Bei diesen Datenformaten handelt es sich um die charakteristischen Strahldaten einer LED, die dann als Ausgangsdaten zur Simulation einer kompletten Leuchte dienen.

Mit einer Wärmebildkamera, einem Leuchtdichte-Messgerät und einem Luxmeter ergänzt EBV das Messgerätespektrum. Darüber hinaus stehen im EBVLightLab einige Universal-Multimeter zur Verfügung, die auch Effektivwerte der Leistung messen. Equipment zur PC-unterstützten Messung und Überwachung der Temperatur ist ebenfalls vorhanden. Diverse Tools von kleinen Werkzeugen über Mini-Bohrmaschinen bis hin zur Lötstation für das Löten von LEDs auf ein Starboard sorgen dafür, dass die Anwender sogar kleine Modifikationen oder Reparaturarbeiten direkt im EBVLightLab vornehmen können.