UV-LEDs im Dauer(stress) - Lichtstärkemessung

    UV-LEDs im Dauer(stress) - Lichtstärkemessung

    Hallo
    Ich hatte vor geraumer Zeit UV-LEDs bei einem bekannten Deutschen LED-Versand gekauft (nicht bei LED-Tech). Diese waren für einen UV-Belichter für Platinen gedacht. Da man dort viele dieser LEDs braucht, sollte das Stück natürlich auch nicht gleich einen Euro oder mehr kosten 8| , sondern relativ erschwinglich sein. Die Qualität, welche ich geliefert bekam, war jedoch auch ziemlich billig. Man sah schon von blossem Auge markante Differenzen in der Helligkeit. Ausserdem hatten die LEDs plötzlich andere Leistungsdaten, zumindest auf der Homepage des Lieferanten. So wusste ich nicht, was ich denn nun gekauft habe. Die Helligkeit und Wellenlänge und der Nennstrom waren beim Kauf anders angegeben.
    Der Lieferant war immerhin fair und hat mir den Kaufpreis zurückerstattet :thumbup: .
    Kürzlich ersetzte ich diese LEDs durch welche vom Chinesen meines Vertrauens. Der provisorische Aufbau mit Lochraster wurde ausserdem durch eine geätzte Platine ersetzt.
    Hier sieht man die provisorische Lochrasterplatine und die später geätzte Platine mit den 5mm-LEDs im Vergleich.





    Die neuen UV-LEDs waren zuerst mal einiges heller, als die ersteren. Ausserdem waren visuell alle ziemlich gleich hell. Ausreisser waren keine dabei.

    Einzelne Exemplare versuchte ich nun in einer Messreihe auszumessen. Mich interessierten vor allem die relative Lichtstärke und deren Degradation im Dauerbetrieb. Da ich nicht über professionelle Messeinrichtungen verfüge, musste halt etwas improvisiert werden. Als Mess-Schaltung baute ich mir eine kleine Schaltung mit einer Fotodiode und einem Transimpedanzverstärker auf. Die Test-LED ist auf die Fotodiode gerichtet und befindet sich mit dieser in einem Plastikrohr, Die Fotodiode an dem einen und die LED an dem anderen Ende des Rohrs. Die Kennlinie der Fotodiode ist einigermassen linear und entspricht der Lichtstärke. Prinzipiell kann man diese Messungen auch mit einem Lux-Meter machen, welche bsw. gewisse Multimeter eingebaut haben. Für eine grobe Aussage reicht dies längstens. Die rote LED hat übrigens keine besondere Funktion, sondern wird sozusagen mitgetestet und bringt etwas Licht ins Dunkel meines Arbeitszimmers. :D



    Als ich die Messreihe einige Tage laufen liess, kriegte ich ehrlich gesagt einen Schock :wacko: . Man konnte ja schon fast zusehen, wie die Leuchtstärke abnahm und ich zweifelte schon an meiner Mess-Schaltung ?( ! Auf der Grafik ist zu berücksichtigen, dass die Kurven den Abfall der relativen Leuchtstärke zeigen. Die 5mm-Chinesen-LED hat etwas über die dreifache Leuchtstärke als die 3mm-LED vom Deutschen LED-Versand, welche ja vermutlich auch aus China kommt. Die 5mm leuchtet also momentan immer noch einiges heller, als die 3mm.




    edit: 18.4.2010 neues Diagramm eingefügt




    Ich lasse die Testreihe so mal weiterlaufen und frage mich, ob die in einigen Wochen überhaupt noch leuchten? ?( ?(

    Werde mir später noch eine andere Messreihe aufbauen und dann wieder mal davon berichten. Bin gespannt, ob die bestellte Kingbright UV-LED etwas besser abschneidet.

    Gruss Phillux

    edit: 22.7.10
    Abschluss der Testreihe

    So, hier nun noch das letzte Diagramm 8o . Die Messreihe hatte ich allerdings schon Ende Mai abgeschlossen, hatte aber bislang keine Zeit um sie hier zu posten :whistling: . Der Stand nach über 1400 Stunden Dauerbetrieb bei 20mA zeigt folgendes Bild:




    Die China-LED kann man vergessen :cursing: Sie hat tatsächlich noch laue 3% der ursprünglichen Leuchtkraft :!: Diejenige von Kingbright immerhin noch knapp 24% der ursprünglichen Leuchtkraft. Also schon vieeeeel besser :D . Am besten schneidet die Strawhat von LedTech ab. Diese bringt noch knapp 50% an Leuchtkraft raus.
    Ich würde es begrüssen, wenn auch jemand anders hier im Forum mal solche Testreihen durchführt. Der Aufwand ist ja eigentlich nicht so gross. Wäre interessant zu wissen, ob da ähnliche Resultate rauskommen 8o . Leider habe ich von LED-Herstellern und Händlern noch nie solche Tests gesehen. Naja, die wissen schon warum :D . Aber die LED ist auch ein Verschleissprodukt (wie jeder von uns), welche ihre Leistung nicht ewig halten kann. Wie beruhigend zu wissen!

    Gruss Phillux

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    Das habe ich auch schon gemerkt,daß diese uv leds aus mir unerfindlichen Gründen tendenziell irgendwie empfindlicher sind,als andere led-farben X(
    Geringste Überstromung,und seien es,wegen nicht stabilisiertem netzteil mal 25mA statt 20 ma,und die Dingr sind tlw. nach 20 Minuten Betrieb für die Tonne :thumbdown: Wenn man bedenkt,daß weiße LEDS selbst auf 30mA noch einige Wochen halten. Bei korrekter Bestromung halten die lange,wenn man sie nicht zu heiß Lötet. ESD-Empfindlicher als andere Farben sind die nach meiner Erfahrung auch.
    Na,ja, laut Datenblätter der hersteller sind die eigentlich nicht anders. Bestromung ist bei den meisten UV Leds sowohl Ityp als auch Imax = 20mA,während weiße leds meist zwar auch Ittyp=20mA, aber einen Imax von 30mA haben.
    Ansonsten sehe ich da keinen großen Unterschied. Lebensdauer wird je nach Hersteller mit 20000 Stunden (85% der Ursprungshelligkeit) bis 100000 Stunden (0% der Ursprungshelligkeit) angegeben.
    Aber offenbar sind die irgendwie empfindlicher 8|
    Oder ich habe immer die empfindlichen erwischt...
    Hmm,bei 400nm sollte aber noch nicht allzuviel Kaputt gehen 8| Bei < 350nm würde ich das mit dem Erblinden der Fotodiode noch verstehen,aber 400nm sollten noch keine Schäden am Material anrichten,zumal aus der Led auch nicht mehrere dutzend Watt Strahlung rauskommen :whistling:
    Sonst müßten in jedem Hobbykeller,wo Schwarzlichtröhren verbaut sind,die Leute nach der party einen Sonnenbrand haben,und die Plastikwegwerfbecher,wo die Getränke drin sind, und pet flaschen,zerbröseln,wenn sie vor benutztung mal 'n paar Wochen im Regal standen :wacko:

    Bei 365nm bis 400nm passiert AFAIK normal noch nicht viel
    @Leuchtidiot : Das war nur mein erster Gedanke. Ich hatte mir mal ein Belichtungsgerät gebaut und habe da billiges Acrylglas verwendet. Das wurd immer trüber und viele andere Kunststoffteile wurden brüchig.
    Ich denke auch, dass es eher die LEDs sind, die ihren Geist aufgeben,... Aber man weiss ja nie :)
    Zu hell? -> Gibbet nicht!
    Welche Wellenlänge und wie viel watt an led-leistung hattest du in dem Belichtungsgerät genutzt? :wacko:
    Das verwendete Acrylglas war demnach aber wohl wirklich ziemlich mieserabel. Das würde dann bei Einsatz im Freien ja (Sonnenlicht enthält auch massig UV Strahlung) genauso schnell hops gehen ;(

    Was neben UV-Strahlung auch noch eine Rolle spielt,ist Hitze.
    Wenn sich das Plexi auf sagen wir mal 50°C aufheizt,wird es ebenso schneller altern,wie,wenn es 25°C kühl bleibt.

    Die Hitze steigert die UV-Anfälligkeit quasi nochmal,soweit ich weiß.
    Bei Leuchtstofflampenleuchten sollen nach 20 Jahren angeblich alle Kunststoffteile so Bröselig wie trockene Kekse sein.
    Da dort nur sehr geringe Anteile an UV entstehen,spielt dort die Hitze,die sich in der Leuchte staut,wohl eine große Rolle.

    Also denke es kommt sowohl auf die Wellenlänge,als auch auf die Strahlungsstärke,als auch auf die Betriebstemperatur an.

    Wenn ich einen Königsblauen 455nm strahler mti 1000 Watt Strahlugnsleistung habe,sollte ich damit auch billiges Plexi recht schnell kaputt kriegen
    Umgekehrt dürfte selbst eine 300nm UV-Led (harte strahlung) wenig anrichten,wenn "nur" 1 milliwatt Strahlung rauskommt (außer vielleicht punktuell,wenn man gut bündelt)

    Und dann noch wie gesagt,die Frage,wie warm wird das Plexi über den leds.

    Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „Leuchtidiot“ ()

    Ok, Glühobst und 500 Watt, dann wundert mich das nicht.
    Das UV-Glühobst dürfte ähnlich den Schwarzlichtröhren um die 368nm liegen,also schon ein wenig "aggressiver" als 400nm UV-leds.
    Bei 500 watt wirds auch verdammt heiß,kein Wunder,daß der Kunststoff da schnell hops geht,und die Strahlungsleistung ist da mit Sicerheit auch um Größenordnungen höher,als mit UV-Leds.
    Ein Lüfter zum Kühlen des Gehäuses hätte da die Lebensdauer schon deutlich erhöht (Aber den Zerfall auch nicht auf Dauer verhindert)
    Wie genau das Glühobst UV-Licht macht, weiss ich auch nicht. Das waren damals 5 100Watt-Lampen mit einer weissen Schicht drin. Sie nannten sich UV-Lampen. Platinen belichten ging damit verdammt fix (unter 1 Minute). Wenn ich das nochmal machen würde, würde ich auch keine LEDs nehmen, sondern Leuchtstoffröhren. Damit kann man viel gleichmäßiger ausleuchten.
    Zu hell? -> Gibbet nicht!

    Leuchtidiot schrieb:

    Wie arbeitet das uv-glühobst eigentlich? ich nehme mal an,der (geringe) Blauanteil der Glühbirne wird per Leuchtschicht in UV gewandelt,und alle anderen Wellenlängen durch diese Dunkelviolette Farbe ausgefiltert?!
    Von blau zu UV wandeln geht nicht, da das blaue Licht dadurch Energie gewinnen müsste. Es wird wohl einfach nur der nicht UV Teil herausgefiltert. Von Vorteil wäre noch eine heißere Glühtemperatur des Drahtes.
    Hallo

    Hier noch einige Ergänzungen zum Thema:

    Iopodx schrieb:

    Den richtigen Strom bekommen sie aber und zu heiß werden sie auch nicht, oder?


    Die LEDs werden natürlich mit auf 20mA geregeltem Strom betrieben. Grundsätzlich kann man bei einem Test den Strom auch etwas erhöhen, um schneller eine aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten.

    shaddow schrieb:

    Nur mal zur Überlegung : Kann es vielleicht sein, dass deine "Lichtempfänger" das UV-Licht nicht vertragen und erblinden = unempfindlicher werden?

    Nein, das kann nicht sein. Die liefert bei grösserer Helligkeit einfach mehr Fotostrom, der vom Transimpedanzverstärker in eine proportional Spannung umgesetzt wird.
    400 nm sind allerdings im untersten Bereich der Empfindlichkeit meiner Fotodiode. Die Wellenlänge der LEDs dürften sich darüber befinden, laut Angaben des Lieferanten. Vergleiche mit einem Luxmeter (ein banales Luxmeter ist nicht viel anders aufgebaut) zeigten ähnliche Messergebnisse. Man sieht die Abschwächung natürlich auch von blossem Auge, wenn man mit den Prüflingen an eine Wand leuchtet ist da ein grosser Unterschied zu einer Neuen.
    Werde die Messreihe nochmals mit einer besseren Prüfschaltung wiederholen, sobald ich die Teile habe. Ich nehme auch mal an, dass mit einer StrawHat-LED von Led-Tech bessere Ergebnisse rausschauen 8o

    Gruss Phillux
    Ja,das frage ich mich auch,wieso die da ansteigen.
    Aber die Ergebnisse sind schon frustrierend :thumbdown:
    Die frage ist echt,warum die teile so schnell kreppieren X(
    kann mal wer den cree 1 watt uv emitter vermessen,ob der hoffetlich kdeine solche probs macht,weil auch die kingbrigts gehen in de rzeit auf 70% runter und 70% gilt als lebensende.
    auch wenn die kingbright damit vielbesser abaschneden als der chinaschrott, aber auch die fallen damit durch