Eine wie alle
Geregelte RGBW-LEDs im Wireless-Netzwerk
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Farb-Drifts feststellen
Mit üblichen RGB-Farbsensoren lassen sich Farb-Drifts bedingt genau feststellen, jedoch messen sie aufgrund ihrer Filterlage nicht die echten Farbwerte und sind aufgrund der verwendeten Filtertechnologie weder langzeitstabil noch bei Temperaturen über 85 °C einsetzbar. Die True-Color-Sensortechnik von MAZeT, die das Normfarbsystem CIE 1931 verwendet, setzt an der für den Menschen optisch sichtbaren Wirkung aller möglichen Faktoren im realen Betrieb und in Echtzeit an und misst in der Genauigkeit des menschlichen Auges (Delta u’v‘ < 0,003 und Y > 2 %). Die stabil über die Lebenszeit arbeitenden Sensoren sind für den Temperaturbereich bis 100 °C ausgelegt (Bild 2).
Da die Jencolor-Sensoren wie in Bild 3 dargestellt entsprechend dem Normfarbsystem CIE 1931 arbeiten, regeln sie die LEDs gemäß der menschlichen Farbempfindung. Die Regelung setzt dabei an der optischen Wirkung an, das heißt unabhängig von den internen Systembedingungen werden auch externe Störeinflüsse wie gegebenenfalls Störlicht in die Korrektur miteinbezogen. Obwohl bei dieser Art von aktiver Farbregelung der Sensor als zusätzliches Bauelement im System hinzukommt, müssen die Gesamtkosten damit nicht zwangsläufig höher liegen.
Denn die Ansprüche an die LED-Treiber werden geringer und die LEDs müssen nicht gebinnt oder feinsortiert sein. Die Notwendigkeit einer losweisen Lagerung von bestimmten LED-Klassen entfällt ebenfalls. Auch sind die Jencolor-Farbsensoren halbleiterbasierte Bauelemente im unteren Preissegment, mit denen sich bisherige Verfahren durch eine Lösung mit größerem Funktionsumfang ersetzen lassen.
Für jedes Projekt und jede Applikation muss einzeln bewertet werden, ob der Aufwand der Regelung in vernünftiger Relation zum erzielbaren Nutzen durch die höhere Lichtqualität steht. Beispiele, in denen dieser Aufwand zu rechtfertigen ist, sind dekorative Lichtinstallationen oder medizintechnische Leuchten, bei denen mehrere LEDs dicht an dicht in einem Produkt verbaut oder mehrere Produkte direkt nebeneinander angeordnet sind und ein Fein-Binning für das Lichtsystem nicht mehr ausreichend ist. Solche Anwendungen werden immer häufiger und eröffnen dem LED-Markt ein erhebliches Wachstumspotenzial.
Übersicht über verschiedene Methoden der Farbregelung von LEDs:
| Methode | Vorteile | Nachteile |
| Temperatur-/Stromaufnahme- erechnung basierend auf a-priori-Wissen zu einem bestimmten Zeitpunkt, Verallgemeinerung eines typischen Verhaltens | Einfacher Sensor mit einer Stellgröße Einfacher Aufbau und geringer Aufwand Kostengünstig |
Keine Detektion von spektralen Verschiebungen und Helligkeitsschwankungen Hysterese der Temperaturankopplung |
| Helligkeits - Berechnung basierend auf a-priori-Wissen zu einem bestimmten Zeitpunkt, Verallgemeinerung eines typischen Verhaltens | Einfacher optischer Sensor Detektion wenn sich Helligkeit ändert Einfach Aufbau und Aufwand Kostengünstig |
Keine Detektion von spektralen Verschiebungen und Helligkeitsschwankungen |
| RGB-Absorptionsfilter: Messung von Farbwertanteilen im realen Betrieb, nach Kalibrierung gegebenenfalls statisch für eine Arbeitstemperatur einfache Farbzuordnung möglich | Detektion von Farb(wert)anteilen Messung von RGB-Effekten und Helligkeit Low-cost Technologie |
Keine echte Farbmessung, nur Referenzieren auf Wertanteile oder über LOT Schlechte Interpretation des Farborts bei Temperaturdrift Eingeschränkter Temperaturbereich und keine Langzeitstabilität |
| XYZ-True-Color-Methode gemäß CIE1931 auf Interferenzfilterbasis, jederzeit Messung des realen Farbortes und Helligkeit zu jeder Situation möglich | Messen der Wirkung der auftretenden Fehler als True-Color-Messung nach CIE1931 Echtfarb-Genauigkeit Langzeitstabilität und hohe Arbeitstemperaturen möglich |
Werkskalibrierung des Sensors Geschlossene Regelschleife im System |
| Frank Krumbein |
| ist Diplomingenieur für Informationstechnik/Schaltkreisentwicklung und Master of Business Marketing. Bereits seit der Gründung der MAZeT GmbH im Jahr 1992 ist er für das Unternehmen tätig. Heute ist er als Produktmanager speziell für die Weiterentwicklung und Markteinführung der Jencolor-Sensoren weltweit verantwortlich. |
| Kevin Jensen |
| ist verantwortlich für internationales Sales und Marketing bei MAZeT in Jena. |
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