sle.se/led – Mätningar på LED-lampor
Information Översikt 230V E27 230V E14 Övriga Bilar Annat

Syftet med dessa sidor är att påvisa de egenskaper som olika LED-lampor har. Jag vill delge information om lampornas prestanda, så ni kan undvika att köpa undermåliga lampor.

Tyvärr är det så att många LED-lampor flimrar eller till och med blinkar! Detta kan leda till yrsel och huvudvärk. Det är ingen ny upptäckt att flimrande ljus kan orsaka problem. Det uppmärksammades som ett problem med lysrör för länge sedan och löstes med så kallade HF-don. Tyvärr har problemet återuppstått i och med LED-lamporna, i vissa fall mycket värre. Det finns många LED-lampor som inte bara har varierande ljusstyrka (så kallat flimmer), utan även faktiskt blinkar. De tänds och släckts hundra gånger per sekund, vilket ger stroboskopiskt ljus. Sådant ljus är ansträngande och kan förutom ge direkta fenomen (problem) även ge huvudvärk och trötthet.

Ljusnivå/tid-grafen skall vara rak vilket innebär att ljuskällan ger ett konstant ljus, d.v.s. utan flimmer. En video med samma lampor, som spelas upp sakta (en tiondels fart):

Här syns ytterligare exempel på en undermålig och en bra lampa. Dessa två lampor lyser ungefär lika starkt och mätsensorn är på samma avstånd till ljuskällorna. För att ljuset från den blinkande lampan skall uppfattas som lika starkt som den lampan med konstant ljus, så måste den pulsas med starkare ljus. Det blir alltså en kraftig ljuspuls som träffar ögat och lampan är släckt större delen av tiden. Det är som en blixt som blixtrar hundra gånger per sekund, vilket påverkar ögat och kan ge överansträngning.

Mätningar

Nedan följer beskrivning av de olika mätningarna som jag utför och redovisar. Den utrustning som används kan ses här: Mätutrustning

1&2 Ljusnivå/tid

Denna mätning är den som jag anser är viktigast av de jag redovisar. Ljusnivå/tid mätningen visar om lampan lyser konstant, flimrar eller blinkar. Detta är en parameter som tillverkarna vanligtvis inte brukar redovisa. Vid mätningarna använder jag en ljussensor med batteri och ett oscilloskop för att samla in ljusstyrkans nivå över tid. Diagrammet som visas har tid på x-axeln och ljusstyrka på y-axeln. Det finns ingen absolut nivå. Utan nivån anpassas så att maxnivå för varje lampa kommer ungefär fyra streck upp. Lägsta nivån i grafen motsvarar svart, d.v.s. som en släckt lampa. Mätningen görs först med tidbasen två millisekunder, vilket ger 18 millisekunder total tid för den översta kurvan. Om det är lämpligt så görs även mätningen med kortare tidbas, tjugo mikrosekunder per ruta. Det ger en total tid på 180us. Om den övre kurvan visar att ljuset varierar långsamt upp och ner med stor amplitud betyder det att ljuset flimrar, vilket många människor ser och påverkas av. Om denna kurva visar fält som är gråa så betyder det att nivån ändras snabbt, vilket tyder på att upplösningen inte är tillräcklig i grafen. Då görs även den andra (snabbare) mätningen, där snabba variationer kan granskas. Mycket snabba variationer är inget vi ser, men kan eventuellt påverka oss. I bästa fall ska dessa kurvor vara "raka" streck, då är ljuset konstant. Hur mycket variationer som kan tillåtas kan diskuteras, då det inte finns något absolut svar på när eller hur mycket vi människor påverkas. En glödlampa som vi är så vana vid har heller inte konstant ljus, då den varierar i ljusstyrka ca en fjärdedel av full effekt (beroende på lampans effekt). Variationen sker som en 100Hz sinusvåg, se längst ner på E27 och E14 sidorna för mätresultat av glödlampor. Värmen i glödtråden håller ljusskenet igång när växelspänningen byter polaritet.
Jag har bestämt mig för att använda 25% nivå minskning som gräns och då varnings markerar en lampa. Personligen tycker jag att ljusnivå-variationen skall vara mindre, kanske max 10%. Jag anser att det inte finns någon anledning att LED-lampor ska behöva ge upphov till flimmer. Det går med dagens elektronik konstruera så att de lyser konstant och då slipper vi utsätta oss för något som kan ge hälsoproblem. Man kan tillägga att solen lyser konstant och att det är den ljuskälla som vi människor är mest vana vid och ligger till grund för människans evolution, innan TV, datorer, mobiler, surfplattor med mera fanns i vår vardag.

3 Spektrum

Ljusspektrum kan vara svåra att tolka! I detta diagram visas ljusnivån för olika våglängder. Olika våglängder (frekvenser) ser vi som olika färger, de längsta synliga våglängderna går mot mörkrött och de kortaste mot violett färg. Det bör påpekas att de färger som det ritas i är en approximation av ungefär hur vi ser olika våglängder. Vi ser inte alla våglängder som visas i diagrammet lika bra. De kortaste (<420nm) och de längsta (>700nm) ser vi dåligt. Ögats känslighet är som högst vid ca 555nm (vid natt anpassning så sjunker det till 507nm). Det är svårt att från detta diagram få uppfattning om hur vi upplever ljuset, om det har en grön, gul eller röd färgton. Det är enklare att titta på lampan i verkligheten och jämföra med t.ex. en glödlampa. Titta inte bara direkt på lampan, utan titta på saker som lampan lyser på (t.ex. en vit yta). En sak som man kan se i detta diagram och som inte är bra, är om ljuset har någon topp i kurvan. Alla ledlampor har en topp i det blåa området, vilket beror på uppbyggnaden av en vit lysdiod. Genom att förändra egenskaperna hos en blå lysdiod med beläggning fås ett vitt ljus. Denna blåa topp skall inte vara för hög. Det finns vissa tillverkare som förutom vita lysdioder även har kompletterat med röda vilket framgår i diagrammet som en mycket hög topp i det röda området. Sådana lampor brukar ha ett ljus som kan upplevas avvikande.

Det finns några standarder för att räkna fram ljuskvalitet-tal från kurvan. Det mest använda är CRI (Color Rending Index) eller "Ra" som det också kallas. Ra motsvarar medelvärdet av åtta olika färger (R1 till R8). Där ingår ingen djup röd färg, så därför kan man ibland se en angivelse av R9 också. Då LED-lampor till stor del saknar den röda färgen blir CRI inte det bästa sättet att ange färg kvalité hos en LED-lampa, men används inom EUs lagstiftning. Exempelvis måste ljuskällor ha ett Ra-värde på minst 80 för att få säljas i EU, många lampor har just 80! Som referens används glödlampa vilket ges ett Ra-värde 100. Notera dock att ett högt Ra värde inte är någon garanti för bra färg återgivning. På marknaden finns lampor med Ra-värde över 95, men som har avvikande färgspektrum. Där kan man misstänka att tillverkaren balanserat färgerna för att få ett så högt värde som möjligt, men åsidosatt ett naturligt jämt spektrum. CQS (Color Quality Scale) är en annan liknande beräkningsmetod för spektrum, som baseras på 15 färger. TLCI (Qa) är ytterligare en variant, TLCI (Television Lighting Consistency Index 2012) är framtagen av EBU. Jag anser att alla tre talen bör vara minst 90 för en bra ljuskälla.

4 Ström

Här visas en oscilloskopbild för strömmen som lampan drar. Ström på y-axeln och tid på x-axeln. Mätsystemet visar bara 90% av en 50Hz period, p.g.a dess begränsningar. I denna bild så kan man eventuellt se om lampan ger högfrekvens störningar i radioområdet som eventuellt kan störa annan elektronik.

5 Effektförbrukning

Effektförbrukningen mäts med en enkel mätare som förutom aktiv effekt även visar reaktiv effekt och effektfaktorn. Tyvärr är precisionen inte så noggrann i denna mätning, då spänningen varierar vid mät tillfällena. En trolig felkälla är också en begränsad bandbredd hos mätutrustningen. Vid vissa mätningar så visas för låga värden för att de ska kunna betraktas som korrekta. Gäller främst lampor med högfrekvens innehåll i strömmen.

Lamporna

De lampor som är uppmätta kommer främst från återförsäljare i Sverige och identifiering har skett med produktnamn och eventuellt produktnummer från tillverkare eller återförsäljare. Tyvärr finns vissa problem med detta då tillverkarna ändrar lamporna löpande utan att produktnummer eller annat ändras. Exempelvis kan en lampa som till det yttre verkar vara samma modell som en som köptes ett år tidigare, ha andra egenskaper (mäta annorlunda). Även om förpackning, tekniska data och streckkod är samma.

Jag tar inget ansvar för mätningarna eller information som jag skrivit. Med mätningarna visar jag på tekniska egenskaper av lamporna som jag kan mäta med den utrustning jag använt. Dessa egenskaper gäller vid mät tillfället och den aktuella lampan, med den använda utrustningen och andra parametrar som kan påverka resultatet (inklusive mätfel och toleranser).

Jag har öppnat några lampor och inspekterat innehållet: Elektroniken inuti

Länkar

Min gamla sida: Dessa dåliga LED lampor

Hur påverkas vi av flimmer och osynliga ljusmodulationer? (LJUSKULTUR 5/13)

Belysning och hälsa - en kunskapsöversikt med fokus på ljusets modulation, spektralfördelning och dess kronobiologiska betydelse (Arbetslivsinstitutet 2002)

Donation

Donationer mottages tacksamt för att framöver kunna presentera ännu fler mätningar och som stöd för de mätningar som genomförts och presenterats. Donationer kan göras till mitt konto i Handelsbanken 6600 - 955 493 838 eller via Paypal. TACK för visat intresse!


Copyright 2015-2016 Michael, Sweden