mcd einer LCD mit Luxmeter messen?

[Norman Weiss]

Hallo allerseits!

Ich habe hier eine LED-Taschenlampe liegen [1] und würde gerne die mcd
der LED bestimmen, zur Verfügung steht mir ein Luxmeter.
Ich habe schon einiges zum Theme gelesen, bin aber immer noch leicht
verwirrt, als Formel habe ich letztendlich gefunden:

C = L * D^2

mit C in candela, L in Lux, D Distanz zwischen Lampe und Luxmeter in m

Meine Meßwerte:
80 Lux in 1 Meter Abstand (= 80 cd = 80.000 mcd)
1600 Lux in 0,25 Meter Abstand (= 100 cd = 100.000 mcd)

Eine (weiße) LED mit 80.000-100.000 mcd ? Scheint mir etwas viel zu
sein, auch ultraweiße LEDs haben ja nur eine Angabe von ca. 10.000 mcd.
Wo liegt der Fehler?

Danke für jede Hilfe,
Norman Weiss

[1] "Gerüchteweise" ist das Thema hier ja schon öfters besprochen
worden. Auch auf die Gefahr hin, neue Diskussionen zu starten. Ich war
von der LED-Taschenlampe begeistert. Bei 40 mA (3,6 V) in etwa gleiche
Lichtausbeute wie bei einer Halogen-Taschenlampe bei 750 mA (2,4 V) -
ein echter Fortschritt. Der Lichteindruck war nur subjektiv, ich werde
aber nochmal mit dem Luxmeter nachmessen - wenn die Akkus der
Halogenlampe wieder voll sind... ;-)


--
Norman Weiss * fdo003@bigfoot.de
(selten gelesene Email-Adresse!)

 

[Uwe Hercksen]

Norman Weiss schrieb:

Hallo allerseits!

Ich habe hier eine LED-Taschenlampe liegen [1] und würde gerne die mcd
der LED bestimmen, zur Verfügung steht mir ein Luxmeter.
Ich habe schon einiges zum Theme gelesen, bin aber immer noch leicht
verwirrt, als Formel habe ich letztendlich gefunden:

C = L * D^2

mit C in candela, L in Lux, D Distanz zwischen Lampe und Luxmeter in m

Meine Meßwerte:
80 Lux in 1 Meter Abstand (= 80 cd = 80.000 mcd)
1600 Lux in 0,25 Meter Abstand (= 100 cd = 100.000 mcd)

Eine (weiße) LED mit 80.000-100.000 mcd ? Scheint mir etwas viel zu
sein, auch ultraweiße LEDs haben ja nur eine Angabe von ca. 10.000 mcd.
Wo liegt der Fehler?

Hallo,

hast Du im Dunkeln "gemessen"? Was zeigt das Luxmeter an wenn die Lampe
aus ist?
Durch Bündelung lassen sich ganz tolle Candela Werte erzeugen, wenn man
nur an der hellsten Stelle misst. Wie gross ist denn der
Lichtkreisdurchmesser in 1 m Abstand? Ist das Luxmeter über den gesamten
Bereich mit Filter entsprechend der Augenkurve korrigiert?

Bye

 

[Norman Weiss]

Uwe Hercksen wrote:

Norman Weiss schrieb:
Hallo allerseits!

Ich habe hier eine LED-Taschenlampe liegen [1] und würde gerne die mcd
der LED bestimmen, zur Verfügung steht mir ein Luxmeter.
(...)

hast Du im Dunkeln "gemessen"?

Ja.

Was zeigt das Luxmeter an wenn die Lampe
aus ist?

Hmmm. Das kann ich nicht lesen, es ist ja dunkel ;-)
Wie zu erwarten ist: 0 Lux.

Durch Bündelung lassen sich ganz tolle Candela Werte erzeugen, wenn man
nur an der hellsten Stelle misst.

Ich hätte vermutet, daß die mcd-Werte, die in Katalogen etc. für LEDs
angegeben sind, der höchste candela-Wert der LED sind -
anzunehmenderweise in Hauptabstrahlrichtung - also hoffentlich 0°. Da
ich mit dem Luxmeter die Abstrahlung in 0°-Richtung messe und die
Katalogangaben sich wohl auch auf 0° beziehen, sollten die Werte
vergleichbar sein. Um "Hinlügen" der mcd-Werte geht's mir nicht, sonder
um den Vergleich zweier LEDs, von denen mir eine nicht vorliegt und ich
den Typ der anderen nicht kenne...

Wie gross ist denn der
Lichtkreisdurchmesser in 1 m Abstand?

ca. 20 cm, was etwa 22° Abstrahlwinkel entspricht. Das heißt aber nicht,
daß die LED auch 20° Abstrahlwinkel hat, da die Taschenlampe eine
Vorsatzlinse hat. Aber darum geht's ja auch gar nicht, sondern nur um
die Helligkeit in Abstrahlrichtung 0°.

Ist das Luxmeter über den gesamten
Bereich mit Filter entsprechend der Augenkurve korrigiert?

Die spektrale Empfindlichkeit ist nach C.I.E-Kurve verteilt, d.h. Peak
bei 550 nm.

Norman

--
Norman Weiss * fdo003@bigfoot.de
(selten gelesene Email-Adresse!)

 

[Norman Weiss]

Harald Wilhelms wrote:

Norman Weiss <fdo003@bigfoot.de> wrote in message news:<3F2053A6.7237FC61@bigfoot.de>...
Hallo allerseits!

Ich habe hier eine LED-Taschenlampe liegen [1] und würde gerne die mcd
der LED bestimmen, zur Verfügung steht mir ein Luxmeter.
(...)

Ich bin mir da auch nicht ganz sicher, vielleicht meldet sich ja mal
einer unserer Physiker. So weit ich weiss, muss noch der Raumwinkel der#
Abstrahlung mit in die Formel.

Ja, muß er auch, cos(winkel), wimre. Da ich aber in 0°-Richtung messe,
kann ich das aber getrost vergessen, oder?

Das Problem bei diesen Lampen ist, das der
Strom von 40mA, der eigentlich schon zu gross für die LED ist, nur
kurze Zeit von der Batterie geliefert werden kann. Er sinkt innerhalb von
Minuten auf deutlich niedrigere Werte ab, sodas dann die Helligkeit
stark abnimmt.

Die Lampe hier zieht konstant 40 mA, die Helligkeit ändert sich auch bei
längerer Betriebsdauer nicht. Außerdem ist ja nicht gesagt, daß die LED
mit 40 mA überlastet ist, nicht jede LED muß ja mit 20 mA vollbelastet
sein. Die hellste LED, die ich bei Elektronikversendern gefunden habe
(Reichelt, 5 mm, 9000 mcd) ist auf 30 mA spezifiziert.

(...) Bei 40 mA (3,6 V) in etwa gleiche
Lichtausbeute wie bei einer Halogen-Taschenlampe bei 750 mA (2,4 V) -
ein echter Fortschritt. Der Lichteindruck war nur subjektiv, ich werde
aber nochmal mit dem Luxmeter nachmessen - wenn die Akkus der
Halogenlampe wieder voll sind... ;-)

(...) Noch genauer geht es mit dem Fettfleckfotometer.
Wenn ich mich richtig erinnere, ist der Aufbau so, das man einen Rahmen
mit Butterbrotpapier bespannt und in der Mitte einen Fettfleck anbringt.
Wenn man diesen Rahmen von beiden Seiten mit beiden Lampen beleuchtet,
ist die Helligkeit genau gleich gross, wenn der Fettfleck nicht mehr zu
sehen ist.

Okay, aber ein Fettfleckfotometer müßte ich mir erst bauen, das Luxmeter
habe ich ja. ;-)
Das sollte zur Helligkeitsbestimmung doch ausreichen, die Farbtemperatur
sollte da doch keinen zu großen Einfluß haben.

Norman

--
Norman Weiss * fdo003@bigfoot.de
(selten gelesene Email-Adresse!)

 

[MaWin]

Georg Seegerer <georgseegerer@web.de> schrieb im Beitrag <3F212CEB.357F97A4@web.de>...

Soweit ich mich erinnere bezieht sich cd auf die absolute Lichtmenge die
die LED abstrahlt.

Noe.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx.net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Norman Weiss]

Georg Seegerer wrote:

Ich habe hier eine LED-Taschenlampe liegen [1] und würde gerne die mcd
der LED bestimmen, zur Verfügung steht mir ein Luxmeter.
(...)

Ich bin mir da auch nicht ganz sicher, vielleicht meldet sich ja mal
einer unserer Physiker. So weit ich weiss, muss noch der Raumwinkel der#
Abstrahlung mit in die Formel.

Ja, muß er auch, cos(winkel), wimre. Da ich aber in 0°-Richtung messe,
kann ich das aber getrost vergessen, oder?

Soweit ich mich erinnere bezieht sich cd auf die absolute Lichtmenge die
die LED abstrahlt. Wenn diese durch einen niedrigen Öffnungswinkel und
eine Linse auf nur einen kleinen Lichtfleck gebündelt wird wirst du
viele Lux messen. Du musst also die Grösse des Lichtflecks (und damit
den Abstrahlwinkel der Taschenlampe) berücksichtigen was nicht ganz
einfach ist da der Lichfleck ja nicht gleichmäsig hell ist. Da muß man
also Pi*Daumen einen Durchmesser nehmen und damit rechnen.

Ich vermute, das stimmt nicht.
Wenn ich das richtig verstehe, dann wird die Lichtemission einer
Lichtquelle _in einer Raumrichtung_ in candela gemessen. (Bei einer LED:
Die Katalogangabe ist vermutlich die Intensität in 0°-Richtung,
schwächer werdend bis z.B. 20°, dann 0 (m)cd.)
Die Lichtmenge, die die Lampe/LED insgesamt emittiert, wird in Lumen
gemessen (Summation des Lichtflusses der Lampe über alle Richtungen)
Die Lichtintensität, die auf ein Objekt fällt, wird in Lumen pro
Quadratmeter (= Lux) gemessen.

Eine Lampe kann vollständig (also 360°) z.B. 10 cd emittieren, oder nur
in einem schmalen Winkel (z.B. 20° einer LED). Der Lichteindruck ist der
gleiche, nur das die zweite Lichtquelle nur in einem 20°-Korridor
betrachtet werden kann (will sagen: sichtbar ist...). Der Lichtfluß der
beiden Lampen wird in Lumen gemessen und ist nicht gleich, beide
emittieren aber 10 cd!

Zurück zu den LEDs:
Sagen wir mal, wir haben eine LED, die 10.000 mcd = 10 cd emittiert - in
0°-Richtung. Das heißt, die LED emittiert einen Lichtfluß von 10 Lumen
in einen Kegel eines Steradians in 0°-Richtung. Ein Steridian entspricht
einem Quadratmeter der Oberfläche einer Kugel mit 1 Meter Radius.
Befindet sich also ein Objekt in 1 Meter Abstand von der Lichtquelle
(natürlich immer noch in 0°-Richtung), dann empfängt es 10 Lumen pro
Quadratmeter = 10 Lux.

Mein Meßwert für die LED in meiner Taschenlampe (in 1 Meter Entfernung,
0°) ist 80 Lux, also eine LED mit 80 cd = 80.000 mcd Lichtemission...
was ich für unwahrscheinlich halte. Bleibt immer noch die Frage: Wo ist
der Fehler?

Zum Vergleich: http://www.natmus.dk/cons/tp/lightcd/lumen.htm

Die Formeln such ich jetzt nicht raus, dazu bin ich viel zu faul. Google
od. eine Physik-Formelsammlung sollten weiterhelfen.

Nö, Google oder Physik-Sammlung helfen leider nicht weiter, das war
meine Ursprungsfrage.

Grüße
Norman

--
Norman Weiss * fdo003@bigfoot.de
(selten gelesene Email-Adresse!)

 

[Michael Eggert]

On Fri, 25 Jul 2003 22:44:02 +0200, Norman Weiss <fdo003@bigfoot.de>
wrote:

Hi!

|Lichtstärke I
|SI-Einheit: Candela; abgekürzt: cd
|Die Lichtstärke einer Lichtquelle gibt an, wieviel Licht sie in eine
|ausgewählte Richtung und ein sehr kleines Raumwinkel-Element
|emittiert.

Also: Wie hell ist der hellste Fleck?

Im Prinzip ACK. Es muß aber nicht der hellste Fleck sein (auch wenn das
für die Katalogangabe einer LED stimmt).

Klar, ich wollt nur alltägliche Beispiele nehmen, wo einem die
Begriffe übern Weg laufen (Katalogangabe LED).

|Beleuchtungsstärke E
|SI-Einheit: Lux; abgekürzt: lx
|Die Beleuchtungsstärke gibt an, wieviel Lichtstrom einer Lichtquelle
|auf einem Flächenelement auftrifft.

Unabhängig davon, wo das Licht herkommt. Das interessiert Fotografen.

ACK. Aber es interessiert auch Leute mit Luxmeter

Also doch Fotografen

denn die Emission
einer Lampe kann man ja nicht direkt messen, sondern nur den Lichtstrom
auf einer Fläche (ein Quadratmeter) auftrifft.

....um dann zum Beispiel auf dem Lichtstrom zu schließen (wenn man
weiß, daß zB alles Licht auf diesen einen qm fällt, oder daß sich das
Licht in alle Richtungen gleich verteilt).

Letztendlich beschreibt die Beleuchtungsstärke aber die Helligkeit zB
eines Raumes, und nicht die Eigenschaften einer Lichtquelle. Beispiel:
Für augenschonendes Lesen ist die Helligkeit des Arbeitsplatzes
ausschlaggebend. Das hängt aber nicht nur vom Lichtstrom (abhängig von
Leistung und Wirkungsgrad) oder der Lichtstärke (abhängig von
Lichtstrom und Fokussierung) der Lampe ab, sondern zB auch davon, in
welcher Farbe die Wände gestrichen sind.

Gruß,
Michael.

 

[Michael Eggert]

On Fri, 25 Jul 2003 22:37:13 +0200, Norman Weiss <fdo003@bigfoot.de>
wrote:

Hi!

Mein Meßwert für die LED in meiner Taschenlampe (in 1 Meter Entfernung,
0°) ist 80 Lux, also eine LED mit 80 cd = 80.000 mcd Lichtemission...
was ich für unwahrscheinlich halte. Bleibt immer noch die Frage: Wo ist
der Fehler?

Vielleicht hast Du - im Rahmen der Fertigungstoleranzen - eine LED
erwischt, bei der die eigentliche Lichtquelle außnahmsweise mal im
Fokus der Linse des LED-Gehäuses sitzt, und so besonders gut in eine
Richtung strahlt. Vielleicht stimmen die 80cd also. Vergleich doch mal
mit anderen LEDs. Bedenke aber, das Auge reagiert logarithmisch auf
Leistung.

Übrigens: Daß Du unterschiedliche Werte bei unterschiedlichen
Entfernungen bekommst, ist nicht verwunderlich. Dein Luxmeter hat ja
keine unendlich kleine Öffnung, Du mittelst also immer über eine
endlich kleine Fläche.

Gruß,
Michael.

 

[Andreas Donner]

"Norman Weiss" <fdo003@bigfoot.de> schrieb im Newsbeitrag
news:3F219692.D2E142FB@bigfoot.de...

ACK. Aber es interessiert auch Leute mit Luxmeter - denn die Emission
einer Lampe kann man ja nicht direkt messen, sondern nur den Lichtstrom
auf einer Fläche (ein Quadratmeter) auftrifft.

Der Lichtstrom lässt sich vergleichend messen mit einer Ulbricht-Kugel. Die
hat nix mit DDR-Grenzschützenmunition zu tun, sondern ist eine Hohlkugel,
deren Innenseite matt-weiss und idealerweise mit einem Reflexionsfaktor von
100% angepinselt ist. Hinter einem ebenfalls weissen Abschatter befindet ein
Luxmeter, das die Beleuchtungsstärke eines bestimmten Flächenstücks
(entweder des Abschatters oder des beschatteten Teils der Kugelwand) misst.
Irgendwo ist noch eine Hilfslampe eingebaut, deren Lichstrom bekannt ist.
Das Prinzip ist simpel: Durch die theoretisch unendlich vielen gestreuten
Reflexionen wird die Innenwand der Kugel annähernd gleichförmig beleuchtet,
d. h. unabhängig von der Lichtverteilungskurve der auszumessenden Lampe.
Durch die Vergleichsmessung zwischen Hilfslampe und auszumessender Lampe
wird per Dreisatz deren Lichstrom bestimmt. Vielleicht ist alles Unsinn.


Mit besten Grüssen

Andreas Donner

 

[MaWin]

Norman Weiss <fdo003@bigfoot.de> schrieb im Beitrag <3F2053A6.7237FC61@bigfoot.de>...

Ich war
von der LED-Taschenlampe begeistert. Bei 40 mA (3,6 V) in etwa gleiche
Lichtausbeute wie bei einer Halogen-Taschenlampe bei 750 mA (2,4 V) -

Da taeuscht du dich gewaltig. Ich habe hier die sauteuren Hochleistungs-
LEDs Luxeon Star (3.6V/350mA/1 Watt/18 Lumen) und deren Lichtoutput ist
tatsaechlich vergleichbar mit dem einer 350mA/3.6V Taschenlampenkrypton,
und ergibt bei gleicher Bündelung etwa denselben Lichtkegel (das ist
auch nach den technischen Daten zu erwarten), aber deine LED muss um
Faktor 25 und mehr schlechter sein.

Interessanter sind da monochrome LEDs, z.B. 30cd gruen bei 40mA,
aber eine aeltere (Conrad 2001) 9.5cd gelbe superghelle LED ist
bloss vom rumliegen (nein, nicht durchgebruzzelt) ausgefallen und
produziert Licht nur noch seitwaerts, nicht mehr vorwaerts.
Eine Gluehbirne wuerde heute noch funktionieren...

Der Lichteindruck war nur subjektiv, ich werde
aber nochmal mit dem Luxmeter nachmessen

Mach das (wir warten), aber miss richtig.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Matthias Baur]

Ich war
von der LED-Taschenlampe begeistert. Bei 40 mA (3,6 V) in etwa gleiche
Lichtausbeute wie bei einer Halogen-Taschenlampe bei 750 mA (2,4 V) -

Da taeuscht du dich gewaltig. Ich habe hier die sauteuren Hochleistungs-
LEDs Luxeon Star (3.6V/350mA/1 Watt/18 Lumen) und deren Lichtoutput ist
tatsaechlich vergleichbar mit dem einer 350mA/3.6V Taschenlampenkrypton,
und ergibt bei gleicher Bündelung etwa denselben Lichtkegel (das ist
auch nach den technischen Daten zu erwarten), aber deine LED muss um
Faktor 25 und mehr schlechter sein.

Ich bin z.Z. gerade am Bau einer Schaltregler-LED-Lampe und mir kommt
das mit der gleichen Lichtausbeute einer einzigen LED mit 40 mA =
Lichtausbeute einer Halogenglühbirne mit 750 mA auch etwas komisch
vor.

Klar, wenn man in eine superhelle LED blickt, dann blendet das
ungleich mehr als wenn man z.B. in eine Maglite schaut - aber wenn man
dann deren Lichtkegel vergleicht sieht man schon, dass eine einzige
LED der Maglite deutlich unterlegen ist; eine LED nimmt schließlich ja
auch wesentlich weniger Leistung als die Halogenbirne auf.

Falls Du wirklich über solche "Zauber-LEDs" verfügen solltest, dann
würde ich Dich doch um Info-Material darüber bitten.

 

[MaWin]

Matthias Baur <MatthiasBaur@gmx.net> schrieb im Beitrag <8492fca4.0307280210.76c37a60@posting.google.com>...

Falls Du wirklich über solche "Zauber-LEDs" verfügen solltest, dann
würde ich Dich doch um Info-Material darüber bitten.

Siehe de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/

Datenblaetter bei http://www.luxeon.com/ (LumiLEDsLighting)

erhältlich bei http://www.reichelt.de/ , http://www.sander-electronic.de/
(hat schon mal 3 Monate Lieferzeit), http://www.dianaelectronic.de/ und
http://digital.eska-technik.com/ = http://www.led-discount.com/.

So 10-20 EUR, fuer Taschenlampe nur die mit Linse kaufen, deren Lichtkegel
ist vergleichbar mit Reflektortaschenlampen.

Zu sonstigen Zwecken sind die (weissen) LEDs kaum zu gebrauchen,
da der Lichtkegel aussen deutlich gelblicher ist als innen und die beiden
Bonddraehte im Lichtkegel als Streifen sichtbar sind.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.