VSEK Innerschweiz Beleuchtungstechnik mit LED

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1 VSEK Innerschweiz Beleuchtungstechnik mit LED Lukas Schefer Gersagzentrum Emmenbrücke

2 Vorstellung Lukas Schefer Application Engineering & Customer Support OSRAM AG In der Au 6 Postfach Winterthur Tel.: +41 (0)

3 Agenda Seite 1. Begrüssung LED: Komponenten / Retrofit / Leuchten Technische Informationen Steuerungen Anwendungen 97 3

4 OSRAM bietet Ihnen LED-Lösungen aus einer Hand Einzel-LED LED Modul Light Engine Leuchte/ Lampe + OPTOTRONIC Vorschaltgeräte + weitere Maßnahmen: - Thermomanagement - Entblendung - Schutz vor äußeren Einflüssen - Verdrahtung - u. v. m. Steuerungen und Software 4

5 OSRAM - LED - Produktsortiment Easy-to-install - Konzept LED Systeme LED Leuchten LED Lampen Flexible LED Systeme attraktive LED Leuchten & plug & play Retrofit Lampen 5

6 Geschichte der LED Effizienz t : Henry Joseph Round entdeckt den physikalischen Effekt der Elektrolumineszenz. 1962: Die erste rote Lumineszenzdiode Typ GaAsP kommt auf den Markt. 1971: LED in weiteren Farben sind verfügbar: Grün, Orange, Gelb. Bei allen LED verbessern sich Leistung und Effektivität kontinuierlich. 1993: Die im blauen und grünen Spektrum emittierenden InGaN-Dioden mit einer sehr hohen Effizienz werden vorgestellt. Die Bedingung zur Erzeugung von weißem Licht ist erfüllt. 1995: Die erste LED mit weißem Licht aus Lumineszenzkonversion wird eingeführt 6

7 OSRAM Marktstellung Halbleiterlichtquellen Weltweit modernste LED Fabrik in Regensburg (D) mit einer Kapazität von 11 Milliarden LED pro Jahr Fast 20 Prozent Umsatz mit LED (SSL)* 19.5 % 80.5 % Gas Farm 100% = OSRAM Umsatz inkl. aller Halbleitertechnologien: LED, OLED, Infrarotbauelemente, Hochleistungslaserdioden und alle Wertschöpfungsstufen. 7

8 Prinzipieller Aufbau eines LED-Chips Window layer p-doped layer active layer (light generation) n-doped layer - Querschnitt durch einen LED-Chip + Substrat 0,1-- 0,3 mm Ein LED-Chip besteht aus mehreren Halbleiter-Schichten Licht wird in der aktiven Schicht erzeugt Das Licht wird direkt oder über Reflexion emittiert Ziel ist es möglichst viel des erzeugten Lichtes aus dem LED-Chip zu extrahieren der LED-Chip erzeugt Licht in einer bestimmten Farbe Die Farbe des Lichts hängt vom verwendeten Materialsystem und der Materialzusammensatzung ab Für Hochleistungs-LED werden zwei Materialsysteme verwendet AlInGaP wird für rot/orange/gelb verwendet InGaN wird für blau und grün eingesetzt 8

9 Querschnitt durch eine SMT Bauform Epoxy Chip Bond wire Lead frame Cavity Circuit board mm 9

10 LED Bauformen für Lichtlösungen RadialLED LED in SMT Gehäuse Chip-on-board Radial LED (3/5 mm) 0.1W TOPLED < 0.6 W High Flux LED W Kompakt Lichtquelle ~ 10 W W 10

11 Farbdreieck InGaN/ GaN Green White CW = White (GaN) CW = White (InGaN) (x=0.32/y=0.31) Warm White WW = Warm White (InGaN) (x=0.43/y=0.4) Yellow InGaAlP V = VerdeGreen 505nm Y = Yellow (InGaAlP) 587nm T = TrueGreen (InGaN) 525nm Orange P = PureGreen (InGaAlP) 560nm O = Orange (InGaAlP) 605nm G = Green (InGaAlP) 570nm Orange Red Blue B = Blue (InGaN) 470nm A = Org. Red (InGaAlP) Red 617nm B = Blue (GaN) 466nm S = Super-Red (InGaAlP) 630nm H = Hyper-Red (GaAlAs) 645nm 11

12 Blauer Chip + Gelber Konverterstoff = Weisses Licht Volume conversion Konverter gemischt mit Vergussmaterial Gelb Blau Gelb Blau Chiplevel Conversion (CLC) Konverter dünn auf Chip aufgebracht 12

13 Farbtemperatur der OSRAM LED Systeme OSRAM LED Systeme: LED Systeme 865 Kaltweiss: 6500K LED Systeme 854 Tageslichtweiss: 5400K LED Systeme 840 Neutralweiss: 4000K LED Systeme 830 / 827 Warmweiss: 3000K / 2700K 7000K 6000K 5000K 4000K 3000K 2000K Standard Lichtquellen: Standard weiss LED 6,500 K Mittagssonne Kalte Fluoreszenz Std. Hochdruck 4,000 K Halogen 3,000 K Std. Glühlampe 2,700 K 13

14 Farbwiedergabeindex (CRI) CRI Tageslicht 100 Effizienz Standard Phosphor Red & Green Phosphor Narrow Yellow Phosphor % 90 85% % CRI und Effizienz hängen stark von der gewählten Leuchtstofflösung ab Abschätzung max. 150 CRI 80 wird zu 180 CRI 60 14

15 OSRAM FineWHITE Referenz für Homogenität MacAdam Ellipsen und Schwell-Wert-Einheiten (SWE) 4 MacAdam SWE* 3 MacAdam SWE Die Größe der MacAdam Ellipse ist definiert durch sogenannte Schwell- Wert-Einheiten (SWE) Die SWE charakterisieren die Qualität des Farbunterschieds 8.8 MacAdam SWE Der Bereich in Kelvin (z.b. ± 300 K) bietet keine Aussage zur Homogenität! Größe der MacAdam Ellipse 1 SWE / MacAdam Schritt 2-3 SWE / MacAdam Schritte > 4 SWE / MacAdam Schritte Qualität der Farbhomogenität innerhalb der Ellipse Kein sichtbarer Farbunterschied Kaum Farbunterschied sichtbar Sichtbarer Farbunterschied * Der allgemein bekannte Norm (IEC 60081) über Homogenität von FL-Lampen erlaubt eine maximale Abweichung von 5 SWE 15

16 Allgemeines zu LED Neues Feinbinning für Module höchster Homogenität Altes Binning (8 MacAdam) Neues Feinbinning (3 MacAdam) 4700 K 5400 K 6500 K 6500 K 5400 K 4700 K 4000 K 3000 K 2700 K Max. ±700K Max. ±300K Max. ±250K Max. ±105K Max. ±58K Max. ±40K 16

17 Lichtquellen Effizienz 170 Lichtquellen Effizienz [Lumen/Watt] LED / Solid State Lighting Standard Lichtquellen Fluorescent 1961 Hochdruck- Entladungslampen CFL vs. LED Glühlampe 1950 Quecksilberdampf Halogen

18 LED Lichtquellen Effizienz LED Effizienz ist gleich Leuchten Effizienz!? FAKT ist : Es gibt noch keine Norm für Angaben der Effizienz von LED Leuchten und LED Systemen. Meist werden die Effizienz der verwendeten LED Komponenten angegeben, was jedoch nicht korrekt ist. Denn die LED Komponente wird in Millisekunden bei 25 C gemessen. Eine korrekte Angabe für ein LED System und eine LED Leuchte ist ein Lumenstrom und eine Leistungsaufnahme des dem gesamten Systems (inklusive Betriebsgerät) bei normaler eingeschwungener Betriebstemperatur. Anstrengungen für eine Standardisierung laufen. 18

19 Energiewandlung Glühlampe LED 5% 12% 25% 75% 83% Wärme Sichtbares Licht Infrarot Strahlung 19

20 Grundlagen der LED Technik Wärmeerzeugung Glühlampe (links) vs PARATHOM CLA 40 (rechts) Niedervolthalogenlampe (links) vs Parathom MR16 20 (rechts) 20

21 Warum ist das Temperaturmanagement so wichtig? Wärme mehr Wärme Weniger Licht (lm) Weniger Lebensdauer Helligkeit Temperatur Strom höherer Strom Mehr Licht (Lumen) Kleinere Lebendauer Lebens dauer Temperatur Bessere Kühlung Mehr Licht (Lumen) Höhere Lebensdauer Strom Temperatur unter Kontrolle = Lebensdauer unter Kontrolle 21

22 Lebensdauerdefinition OSRAM wendet LM zur Messung des Lichtstromrückgangs bei LED an. Testkriterien: h (~9 Monate) mit drei verschiedenen Temperaturen, z. B. 55 C, 85 C, 105 C Lichtstrom [lm] 100 % 70 % Welcher L-Wert gefordert ist, hängt von der Applikation ab, z. B. in Notstromanwendungen evtl. L 80 oder mehr, in der Allgemeinbeleuchtung meist L 70 oder L % T c [ C] L 70 L 50 t [Std] 22

23 Lebensdauer Lifetime in in hours Stunden Lebensdauerdefinition longlife technology 60'000 50'000 40'000 30'000 20'000 10' C 75 C Temperature am at T c Tc- Punkt Point Warum also Thermomanagement? Die Lebensdauer von LED Modulen hängt von der Temperatur ab Gerade bei mit Hochleistungs-LED ausgestatteten Modulen (> 1 W) ist Thermomanagement unerlässlich, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten 23

24 Einflussfaktoren auf die Lebensdauer einer LED 24

25 Betriebsgeräte Differenzierung der LED Produkte + _ Stromregler Spannungsgesteuerte LED Produkte Stromregler ist auf dem Produkt integriert (Platzbedarf) Produkte können ohne Probleme parallel geschaltet werden Höhere Wärmeentwicklung auf dem Modul Stromgesteuerte LED Produkte Kein Stromregler ist auf dem Produkt integriert (klein) Produkte können nur seriell geschaltet werden Nur Betriebsgerät mit Konstantstromregelung Komplizierte Verdrahtung Beschränkung Anzahl LED wegen SELV Spannung 25

26 Normen für LED-Betriebsgeräte Überblick der gültigen Normen Sicherheitsnorm IEC ; gültig seit August 2007 Arbeitsweisenorm IEC 62384; gültig seit April 2007 EMV Normen (elektromagnetische Verträglichkeit) Immunität IEC Oberwellen (Harmonische) IEC EMI (Hochfrequenzstörung) EN MHz- gültig seit Mai 2010 MM Zeichen: DIN sichere Montage in Möbel und auf hölzernen Oberflächen 26

27 Konsequenzen beim Gebrauch von nicht konformen LED-Konverter Wenn LED-Konverter nicht nach der gültigen Sicherheit- und EMV-Norm zugelassen sind : Die Versicherung wird im Fehlerfall, z.b. Feuer, Elektrischer Schlag, EMV Probleme usw., die Kosten/Konsequenzen nicht abdecken. LED-Konverter erfüllen nicht die gültigen Normen Verbotenen LED-Installation! Der Installateur ist haftbar! 27

28 ESD elektrostatische Entladungen Elektrostatische Ladungen entstehen, wenn 2 unterschiedliche Materialien aneinander reiben oder voneinander getrennt werden (triboelektrischer Effekt). Nur Entladungen von über 3000V sind als Elektroschock spürbar Z. B. beim Laufen über einen Teppichboden kann sich der Körper eines Menschen auf bis zu 20 kv aufladen. Schutz bieten ESD taugliche Arbeitsplätze, die man sich für wenig Geld zusammen stellen kann. Auch Schuhe, die die Aufladung über Fußböden verhindern sind erhältlich. OSRAM LED Module sind gemäß IEC auf Entladung elektrostatischer Elektrizität getestet (4 kv Kontaktentladung, 8 kv Entladung Luftstrecke). Im Internet finden Sie auch unsere ESD Applikationsschrift! 28

29 Kernkompetenzen für LED Lichtlösungen Marktgerechte LED Lichtlösungen erfordern ein breites Feld von Kompetenzen Halbleiter Technologie High Performance Packaging, Optik, Thermo-management, Sortierung, Farben Elektronik, Lichtsteuerung und Intelligenz Projektplanung und Systemintegration! 29

30 OLED Aufbau Organic Light Emitting Diode Schichten aus organischem Material zwischen zwei Glasplatten Design & Ästhetik - Dünn, flach und leicht - Diffus, spiegelnd oder transparent 30

31 Ausgezeichnete Eigenschaften Diffuse blendfreie Flächenlichtquelle Hochqualitatives weißes Licht -> Derzeit bis zu CRI 80 -> zukünftig CRI 95 Hohe Lichtausbeute möglich -> 23lm/W Produktwerte -> 62 lm/w Labormesswerte -> >100 lm/w zukünftig erreichbar Niedervolt Gleichstrom Sofortiges Ein- und Ausschalten möglich Quecksilberfrei, RoHS konform Keine Kühlung erforderlich Verschiedene Farbtemperaturen und Farben möglich 31

32 ORBEOS im Handel erhältlich ORBEOS wurde von OSRAM im November 2009 als weltweit erstes kommerzielles OLED lighting Produkt vorgestellt. Erste OLED Serienfabrikation weltweit. ORBEOS CDW-031 Effizienz 23 lm/w CRI 80 Größe 50 cm Bis zu 1000 cd/m 2 2 Technologieausblick Ausblick: Transparente Produkte Flexible Produkte 62 lm/w 100 lm/w in Zukunft CRI 95 Weitere Geometrien 32

33 OSRAM - LED - Produktsortiment Easy-to-install - Konzept LED Systeme LED Leuchten LED Lampen Flexible LED Systeme attraktive LED Leuchten & plug & play Retrofit Lampen 33

34 LINEARlight Flex Protect Flexibles lineares LED Modul teilbar, flexibel, lang und selbstklebend IP 67 für Aussenanwendungen Hochleistungssilikon für besondere UV-Beständigkeit und extra lange Lebensdauer von Std. Salznebel beständig Ästhetisches Erscheinungsbild Vormontierter Stecker für einfache elektrische Kontaktierung Schifffahrt, Wandintegration Maschinenbeleuchtung Wegbeleuchtung, Lichtwerbung Wellness, SPA 34

35 LINEARlight Flex Schlanke Konturen - Passt in kompakte Leuchten Flexible und teilbare Platine - Einfach anzupassen, viele Designmöglichkeiten Selbstklebend und elektrisch isolierte Rückseite - Einfache Montage Langes Modul und CONNECTsystem - Schnelle Montage Kanteneinkopplung bei transparenten oder diffusen Materialien Wegbeleuchtung, Kantenakkzentuierung Leuchtzeichen Gänge Dekorative Zusatzbeleuchtung oder Vouten 35

36 COINlight AR111 Alternative zur AR111 75W Halogenreflektorlampe Technische Produktbeschreibung: Aluminiumgehäuse 12 High Power LEDs Leistung: 28W 4 Versionen verfügbar: warm- / kalt weiss und 24 / 45 CRI min. 80 / Typ. 85 Konstantstrom 700mA Lebensdauer 4300 cd (24 ) / 2200 cd (45 ) Fine White Produktvorteile: Design passend für standard AR111 Leuchten Kein zusätzlicher Kühlkörper nötig Anwendungen: LED Modul für Downlights und Spotbeleuchtung Hospitality Museum Bürogebäude Galerien 36

37 OPTOTRONIC Mouse OTe 9/ /350 PC OTe 9/ /700 PC 6,0 10 Watt OTe 15/ /350 PC OTe 15/ /700 PC Watt OTe 20/ /350 PC OTe 20/ /700 PC Watt OTe 35/ /700 PC Watt 37

38 OPTOTRONIC Portfolio Überblick Betriebsgeräte Dimmer V/ 24V/48V Ausgang 12 V OTe 15/ /12 P OTe 30/ /12 P OTe 60/ /12 P OTe 120/ /12 P OT 15/ /12 P OT 30/ /12 P OT 60/ /12 P OT 120/ /12 P 1 10 V DALI OT DIM OT RGB DIM OT RGB Sequencer OTi DALI DIM OTi DALI DIM LI OTi DALI 2x700 CS OTi DALI 2x300 CS 10-24V PWM 10-24V PWM 100/115/285/300mA PWM 300mA /700mA PWM 24 V OT 6/ /24 CE OT 8/ /24 OT 20/ /24 OT 20/ /24 S OT 50/ /24 DMX OT DMX RGB DIM OT DMX 3x1 RGB DIM OT DMX 3x 2.5A DIM 10-24V PWM OT 75/ /24 OT 75/ /24 E OT 80/ /24 P OT 120/ /24 P OT 240/ /24 P OT DMX 3x2A DIM SO OT DMX 3x350 DIM LI OT DMX 6x350/700 DIM SO OT DMX 12x350/700 DIM SO 300mA PWM mA PWM 38

39 OPTOTRONIC Portfolio Überblick Betriebsgeräte 350mA OTe 9/ /350 SD OTe 13/ /350 SD OTe 25/ /2x350 SD OTe 90/ /4x350 E 500mA OTe 90/ /4x500 E 700mA OT 35/ /700 OT 35/ /700 SD OT 70/ /2x700 SD 39

40 OPTOTRONIC Portfolio Überblick 24 V mA Betriebsgeräte DALI / 3DIM OTI DALI 75/ /24 OT 65/ /24 3DIM OT DALI 45/ /700 LTCS OT 50/ /700 3DIMLT E OT 90/ /700 3DIMLT E OT 120/ /700 3DIMLT E OT 90/ /700 3DIM E Betriebsgeräte PhaseCut 24 V 350mA 700mA 700mA Betriebsgeräte 1-10V OT 80/ /24 DIM P OT 120/ /24 DIM P OT 240/ /24 DIM P OT 9/ /350 DIM OT 18/ /350 DIM Betriebsgeräte LEDset OT 35/ /700 LTCS OT 45/ /700 LTCS 350mA 700mA OTe 9/ /350 PC OTe 15/ /350 PC OTe 20/ /350 PC OTe 9/ /700 PC OTe 15/ /700 PC OTe 20/ /700 PC 24 V 350mA OT 50/ /700 LT E OT 90/ /700 LT E OT 150/ /700 LT E Betriebsgeräte EASY OT EASY 60/ /24 OT EASY 80/ /24 OT EASY 32/ /4x350 40

41 OSRAM - LED - Produktsortiment Easy-to-install - Konzept LED Systeme LED Leuchten LED Lampen Flexible LED Systeme attraktive LED Leuchten & plug & play Retrofit Lampen 41

42 Grundlagen der LED Technik Was ist eine LED (retrofit) Lampe? Es ist eine Lichtquelle mit LED Technologie, die als Ersatz für die Glühlampen oder Halogenlampen eingesetzt werden kann. Kolben (Diffusor) Treiber = integriertes elektronisches Vorschaltgerät Sockel Product benefit / Target group = Lichtmaschine (Light Engine) LEDs auf einem PCB (=Printed Circuit Board) Kühler Optik (Linse, Reflektor) 42

43 LED Lampensortiment PARATHOM - Allgemeinbeleuchtung Echter Ersatz für entsprechende herkömmliche Glühlampen Lebensdauer: bis h Bis Schaltzyklen PARATHOM - Effektbeleuchtung Zur Dekoration und Akzentbeleuchtung Lebensdauer: bis h 43

44 PARATHOM PARATHOM PRO Aktuelle Sortiments Übersicht Erhältlich Demnächst erhältlich Auslauf PAR16 75 Advanced PAR16 50 Advanced PAR16 35 Advanced MR16 60 Advanced MR16 50 Advanced MR16 35 Advanced MR16 20 Advanced PAR30 75 PAR AR AR AR A60/A40/ A25 A40 A60/75 P25 PAR16 50/35 PAR16 20 PAR16 35 PAR16 20 R50 40 LEDinestra B25 CD P25 CD T26 Deco Cl P fr Pin G4 G15 B15 A15 P15 MR16 35 MR16 20 MR VSEK Innerschweiz MK GJ 13/14 ls Titel/Veranstaltung TT/MM/JJJJ

45 Sommer 13* Aktuell PARATHOM CLASSIC A ~ 25 W Ersatz ~ 25 W Ersatz ~ 40 W Ersatz ~ 60 W Ersatz PAR CL A15 E27 2,5-3 W, 136 lm, 3000 K 2,5-3 W, 136 lm, 5500 K PAR CL A15 E27 2 W, 136 lm, 2700 K, PAR CL A25 E27 5 W, 250 lm, 2700 K, PAR CL A40 E27 8 W, 470 lm, 2700 K, PAR CL A60 E27 10 W, 810 lm, 2700 K, *Produkte in Vorbereitung 45 45

46 Sommer 13* Aktuell PARATHOM CLASSIC A Advanced ~ 40 W Ersatz ~ 60 W Ersatz ~ 75 W Ersatz PAR CL A40 Advanced E27 Frosted 7,5 W, 470 lm, 2700 K, PAR CL A60 Advanced E27 Frosted 12 W, 810 lm, 2700 K, PAR CL A75 Advanced E27 Frosted 14,5 W, 1055 lm, 2700 K, PAR CL A40 Advanced E27 Frosted 6 W, 470 lm, 2700 K, PAR CL A40 Advanced E27 Clear Sparkling 6 W, 470 lm, 2700 K, PAR CL A60 Advanced E27 Frosted 9 W, 810 lm, 2700 K, PAR CL A60 Advanced E27 Clear Sparkling 9 W, 810 lm, 2700 K, PAR CL A60 LEDOTRON 12 W, 810 lm PAR CL A75 Advanced E27 Frosted 13,5 W, 1055 lm, 2700 K, *Produkte in Vorbereitung 46 46

47 SubstiTUBE Basic SubstiTUBE Advanced SubstiTUBE Erhältlich Demnächst erhältlich Auslauf SubstiUBE Advanced SubstiUBE Advanced 3 rd Gen SubstiUBE Basic SubstiUBE Basic 3 rd Gen 47

48 Price [ ] Kostenüberblick Total cost - 12 hours a day GLS - Cl A40 LED - PARATHOM Cl A40 Payback in almost 1 year Month GLS CLASSIC A 40W Vs. LED PARATHOM CLASSIC A 40 8W 48

49 Thermomanagement LED & Treiber generieren Wärme. Um eine möglichst hohe Lebensdauer zu erreichen, muss diese Wärme so gut als möglich aus der Lampe abgeleitet werden. Die kleine Baugrösse sowie der gewünschte hohe Lichstrom müssen dabei berücksichtigt werden. PARATHOM A 40 Halogenlampe PARATHOM MR16 20 GU5.3 49

50 OSRAM - LED - Produktsortiment Easy-to-install - Konzept LED Systeme LED Leuchten LED Lampen Flexible LED Systeme attraktive LED Leuchten & plug & play Retrofit Lampen 53

51 Mira Deckenanbau und Pendel Version Professionelle Büroleuchte Optimale Entblendung mittels Mikroprismentechnik Eldacon Next Generation Dimmbar Technical Features Type of lamp/led Lifetime LED / Lamp Light color Beam angle Luminous flux Nominal Wattage Primary Voltage Secondary Voltage Mains frequency Dimmable Protection class Type of protection (IP Code) Body material Color of the luminaire Dimension (L x W x H) T16 or PrevaLED slim h 3000K / 4000K /3470/4005/6120lm 21/47/78W V 50/60Hz Yes I IP50 room sided Aluminium/ Plastic anodized Depending on version 54

52 ARKTIKA-P LED Technical Features April 2013 Pendel-Büro-Leuchte Direkt-Indirekt Anteil UGR 19 (EN ) Extrem Flach (8 mm) Type of lamp/led Lifetime LED / Lamp Light color Beam angle Luminous flux Nominal Wattage Primary Voltage Secondary Voltage Mains frequency Dimmable Protection class Type of protection (IP Code) Body material Color of the luminaire Dimension (L x W x H) OSRAM DURIS E h 3000K, 4000K lm 45W V Constant current 50/60Hz No II IP20 Alu White 1250x120x8 [mm] 55

53 Lunis SL-T LED 2700lm Technical Features OSRAM Optotronic EVG und Prevaled module 5 Jahre System Garantie Type of lamp/led Lifetime LED / Lamp Light color Beam angle Luminous flux Nominal Wattage Primary Voltage Secondary Voltage Mains frequency Dimmable Protection class Type of protection (IP Code) Body material Color of the luminaire Dimension (L x W x H) Prevaled Z hrs 830/840/930/ or lm 33 W 40 W V - 0, 50/60Hz No I IP20 Aluminium White, black, grey 296x102x mm 56

54 PUNCTOLED II 20W Homogene Ausleuchtung Dimmbar Compaktes Design Externes Betriebsgerät im Lieferumfang. 57 Technical Features Type of lamp/led Lifetime LED / Lamp Light color Beam angle Luminous flux Nominal Wattage Primary Voltage Secondary Voltage Mains frequency Dimmable Protection class Type of protection (IP Code) Body material Color of the luminaire Dimension (L x W x H) SMD LED h 3000K lm 20W V 12V 50/60Hz Yes II IP20 Aluminum Matt white Ø 135 / 76 [mm]

55 Agenda Seite 1. Begrüssung LED: Komponenten / Retrofit / Leuchten Technische Informationen Steuerungen Anwendungen 97 58

56 Technische Informationen 59

57 Rückwirkung von LED-Betriebsgeräten aufs Netz Es gelten die EMV-Normen IEC für Stromoberwellen und CISPR 15 für Störungen. Die europäischen Varianten der IEC-Normen sind EN und EN EN Abgestrahlte als auch leitungsgebundene Funkenstörung Störaussendung: elektrische Beleuchtungseinrichtungen IEC/EN EMV-Störfestigkeit IEC/ EN Oberschwingungsströme ( Harmonische ) Die Grenzwerte der Funkentstörung dürfen nicht überschritten werden. NEU: Einhaltung bis 300 MHz Seit Mai 2010 OSRAM: Ende 2009 (OPTOTRONIC werden 300 MHz erfüllen) Standard Schaltnetzteile erfüllen häufig nicht die Anforderungen der gültigen EMI Norm. EN für IT-Geräte hat nicht die gleichen Grenzwerte wie EN Bei Anwendung genormter Störungen dürfen Betriebsgeräte ihre Eigenschaft nur in dem durch die Norm vorgegebenen Rahmen verändern. Betriebsgeräte dürfen das Netz durch unregelmäßige Stromentnahmen, also durch Oberschwingungen, nicht verschmutzen. 60

58 Einbaurichtlinien für LED-Leuchten Wird durch die Leuchtennorm geregelt EN :2008. Installationsseitig gilt IEC Das bedeutet, dass die Leuchte und nicht das Leuchtmittel vorgibt wie die Leuchte zu montieren ist. Die Angaben des Leuchtenherstellers müssen eingehalten werden. Leistung, Montageart, Leuchtmittel. Leuchten, geeignet zur Montage auf normal entflammbaren Flächen. Betriebsfläche -130 C und im Fehlerfall max. 180 C Einbauleuchte, nicht geeignet zur Montage auf normal entflammbaren Oberflächen Anbauleuchte, nicht geeignet zur Montage auf normal entflammbaren Oberflächen Leuchte darf nicht mit wärmedämmendem Material belegt werden 61

59 Einbaurichtlinien für LED-Leuchten Leuchten mit diesem Zeichen eignen sich zum Anbau an oder Einbau in Möbeln. Es handelt sich um Möbelleuchten für Entladungslampen mit eingebauten Vorschaltgeräten, geeignet zur Montage auf Flächen, deren Entzündungstemperatur mind. 200 C beträgt.. Dieses Zeichen kennzeichnet Möbelleuchten für Entladungslampen mit eingebauten Vorschaltgeräten und Möbelleuchten für Glühlampen. Sie eignen sich zum Einbau in oder Anbau an Möbeln, deren Entflammungseigenschaften nicht bekannt sind. Kennzeichen für temperaturgeschützte Betriebsgeräte ( = maximal zulässigebemessungstemperatur des Gehäuses in C). Kleinster Abstand zur angestrahlten Fläche 62

60 Neue Kennzeichnung von Leuchten seit Seit nicht mehr gültig Anbauleuchten A Einbauleuchten E Früher A - A Jetzt E - E E E 63

61 Stromverbauch (Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung) Leistung (P) = Spannung (U) x Strom (I) P(W) = U(V) x I(A) Wirkleistung (P) + Blindleistung (Q) =Scheinleistung (S) S (VA) = P (W) + Q (var) Bei einem rein ohmschen Verbraucher (Glüh- und Halogenlampen) liegen Strom und Spannung in gleicher Phase.(cos φ = 1) Deshalb ist die Blindleistung gleich Null und somit ist die Wirkleistung gleich der Scheinleistung Bei einem induktiven (Trafo) oder kapazitiven (EVG) Verbraucher liegen Strom und Spannung nicht in gleicher Phase.(cos φ 1) Dadurch entsteht eine Blindleistung welche zusammen mit der Wirkleistung die Scheinleistung ergibt. 64

62 Stromverbauch (Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung) Wirkleistung (P) + Blindleistung (Q) =Scheinleistung (S) S (VA) = P (W) + Q (var) cos φ wird als Wirkleistungsfaktor oder kurz als Leistungsfaktor bezeichnet. Der Leistungsfaktor cos φ ist das Verhältnis zwischen Wirkleistung P und Scheinleistung S. Formel: Einfache Leistungsmesser messen häufig nur den Wert für die Scheinleistung. Mit einer reinen Strom- und Spannungsmessung erhält man ebenfalls nur die Scheinleistung. Bei Leistungsangaben für Produkte, werden immer die Wirkleistung angegeben. Stromzähler in den Haushalten messen grundsätzlich die Wirkleistung, die dann auch bezahlt werden muss. 65

63 Stromverbauch (Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung) 66

64 Powerfacktor λ PARATHOM PRO PAR W/930 E27 Λ >0.9 PARATHOM CLASSIC P25 ADVANCED 4,5W Λ >0.45 OT DALI 45/ /700 LTCS Λ >0.9 67

65 Powerfacktor λ Gesetzgebung Neu ab 1.September 2013 Leistung Powerfaktor λ 2Watt keine Richtlinien 2-5 Watt > Watt > Watt >

66 Farbwiedergabe der LED im Vergleich zu Halogen Grundlagen zur Farbwiedergabe bzw. dem Ra-Wert: Der Farbwiedergabeindex Ra leitet sich aus der Farbwiedergabegüte von Musterfarben im Vergleich zu einer Referenzlichtquelle ab (beschrieben in DIN6169). Ein Ra-Wert von 100 bedeutet, dass die Referenzfarben völlig unverfälscht wiedergegeben werden. (Sonnenlicht, Glüh- Halogenlampe) Der üblicherweise verwendete Farbwiedergabeindex basiert auf 8 Referenzfarben und wird Ra8 genannt. Je niedriger dieser Wert ist, desto ungenauer ist die Farbwiedergabe. (Lichtfarbe 954 entspricht einem Ra > 90) 69

67 Farbwiedergabe der LED im Vergleich zu Halogen Ra K Ra K Ra K Ra 70 - > K,3000K,4000K Ra K,3000K,4000K 70

68 Agenda Seite 1. Begrüssung LED: Komponenten / Retrofit / Leuchten Technische Informationen Steuerungen Anwendungen 97 71

69 LED und LMS - Unzertrennlich LED und LMS - Unzertrennlich LMS Lichtmanagement Systeme 72

70 Lichtmanagementsysteme sind.. das richtige Licht im richtigem Umfang am richtigen Ort zur richtigen Zeit. 73

71 Anwendungsgebiete BMW AG zu Hause im Büro in der Industrie 74

72 Anwendungsgebiete in der Architektur im Shop Ambiente auf der Strasse 75

73 Energie sparen 76

74 Atmosphärische Beleuchtung 77

75 System Lösungen Controller Sensoren Benutzer- Schnittst. Aktor Licht Sensoren / UIs Controller Aktor 78

76 Leuchtmittel Betriebsgerät Aktor, Gateway, Controller Bus Gebäude Prinzip von Licht Management Systemen Phasenschnittdimmer 1-10V DMX Hochvolt Halogenlampen Niedervolt Halogenlampen Hochdruck- Entladungslampen (Kompakt-) Leuchtstofflampe LED 79

77 Was ist DALI? DALI = Digital Addressable Lighting Interface DALI ist der neue weltweite Schnittstellenstandard für EVG Von allen führenden EVG Herstellern wie, OSRAM, Philips Lighting, Tridonic, Helvar u.v.a.m. geschaffen DALI wird auch von Herstellern von Lichtsteuerungen unterstützt Präsentation erstmals auf HMI 1999/ L&B 2000 Infos unter 80

78 DALI Systematik, Prinzip Netzleitung 3 Steuergerät EIB/KNX Bedienstell e Sensor Steuerleitung bit/s = 40 Befehle/s max. 300m Adressarten Broadcast (alle) Kurzadresse (einzeln) Gruppenadresse max. 64 Betriebsgeräte (z.b. EVG, Dimmer, Schalter) Aufteilung in 16 Lichtgruppen möglich 81

79 EVG Parameter und Status Informationen 2 DALI Gateway 16 Lichtszenenwerte 16 Gruppenzuordnungen Max./Min. Dimmwert [ %] Überblendzeit Lichtszenen Dimmgeschwindigkeit manuelles Dimmen Lichtwert nach Spannungswiederkehr (Power On Level) [100%] Lichtwert ohne DALI Signal (System Failure Level) [100%] Lampenfehler Dimmwert [100%] KNX / LON max. 300m DALI EVG EVG Parameter Status Infos 82

80 DALI Norm IEC Überblick Gegenwärtig arbeiten die Experten der IEC TC34 an Ausgabe 2 des Standards. Die Veröffentlichung erfolgt voraussichtlich 2013/2014. Zu den wesentlichen Themen in Ausgabe 2 gehören: Erweiterte Definition von Timing und Toleranzen Konsistente und identische Definition der unterschiedlichen Funktionen in allen Teilen des IEC

81 DALI Norm IEC Unterschiede zur IEC Erweiterter Einstellbereich für den Power On Level : IEC IEC , 255 Power On Level kann jetzt auch "AUS" (0) und "letzter Wert vor Power-Down" (255) sein. Die aktuellen OSRAM DALI EVG erfüllen dies bereits. 84

82 DALI Verdrahtung Neutralleiter DALI (DA) z.b. NYM 5x... Schutzerde Phase Keine Beachtung der Netzspannungsphase Keine Beachtung der Polarität von DALI DALI (DA) Leitungslänge bis 100 m 100 bis 150 m 150 bis 300 m Leitungsquerschnitt 0,5 mm 2 0,75 mm 2 1,5 mm 2 85

83 DALI Spannungspegel max. 20,5V typ. 16V min. 11,5V Highpegel gültiger Spannungsbereich Im Ruhezustand (keine Datenübertragung) liegen ca. 16 VDC am EVG an. max. 4,5V typ. 0V min. - 4,5V Lowpegel gültiger Spannungsbereich Dieser Spannungswert kann bei Problemen zwecks Fehleranalyse nach-gemessen werden. 86

84 Lichtstrom [%] DALI Dimmkurve Digitaler Lichtwert Dimmkurve logarithmisch, analog der Augenempfindlichkeit Dimmbereich 0, %, 254 Schritte QTi DALI EVG haben Systembedingt einen min. Dimmlevel von 1% = Wert 85 (T5/T8) bzw. 3% = Wert 126 (KLL) 87

85 DALI Installation ist einfacher als V V-EVG - EVG V Dimm- Signal (nicht SELV) Dimmen und Schalten Relais Ein/Aus Achtung: 1 10V 0 10V 1 10V EVG erzeugt notwendigen Steuerstrom (max. 0,6 ma pro EVG) 0 10V Steuergerät (z.b. SPS) liefert Steuerspannung Standby Verlustleistung OSRAM DALI EVG für FL und CFL (ab Fertigung April 2010) = 0.2W bei 1- und 2-flammige EVG < 0.5W bei 3- und 4-flammigen EVG 88

86 Aufwendige Integration von V Leuchten in die Gebäudesystemtechnik Lichtgruppen sind verdrahtungsabhängig! V EIB/KNX.. L1 L2 L V V V V V V V Lichtgruppen müssen vor Installation feststehen! V 89

87 Einfache, flexible Integration von DALI Leuchten in die Gebäudesystemtechnik Lichtgruppen sind verdrahtungsunabhängig! EIB/KNX.. L1 L2 L3 DALI Zuordnung Lichtgruppen nach Installation möglich! 90

88 Gegenüberstellung von 1 10V und DALI 1 10 V DALI Potenzialfreier Steuereingang Potenzialfreier Steuereingang Zweidrahtleitung (mit Polarität +/-) Zweidrahtleitung (polaritätsfrei) Dimmkurve lichtstromlinear Dimmkurve optisch linear (= logarithmisch), entsprechend der Augenempfindlichkeit Nicht adressierbar Adressierung möglich: Verdrahtung nach Gruppen nötig Einzeln (max. 64 Adressen) In Gruppen (max. 16) Alle zusammen keine Verdrahtung nach Gruppen Nicht möglich Szenenspeicher (max.16) Nicht möglich Individuelles Ansprechen des DALI EVG Nicht möglich Statusmeldungen von den DALI Betriebsgeräten Lampenfehler Betriebsdauer Dimmstellung Nicht möglich Individuelle Dimmoptionen Speichern des letzten Dimmwerts als Startwert Externer Netzspannungsschalter (z. B.: Relais) Integrierter Netzspannungsschalter (Ausschalten des EVG über DALI Schnittstelle, kein Relais erforderlich) Gemeinsame Netz- und Steuerleitung möglich Gemeinsame Netz- und Steuerleitung möglich 91

89 DMX512 : Übersicht DMX steht für Digital Multiplex Serielles Protokoll basierend auf RS DMX Universum oder DMX Linie kann bis zu 512 Kanäle aufweisen Jeder Kanal hat eine Auflösung von 8 bit, dies bedeutet, dass jeder Kanal 256 Werte aufweisen kann (0 255) Die meisten DMX-Leuchten haben einen Ein- und Ausgang für das Durchschlaufen des Signals Meistens Nutzung von RJ45 (Netzwerkkabel) oder 3 bzw. 5 PIN XLR-Kabel DMX sendet mit einer Geschwindigkeit von bit / Sekunde (DALI max bit / Sekunde) Auto-Adressierung wird von vielen DMX-Leuchten unterstützt Vorteile Sehr schnell ( bit / Sekunde, 30 frames / Sekunde) Sehr zuverlässig Kostengünstig in Bezug auf Kabel und Verkabelungsstruktur Ein weltweiter Standart für Beleuchtung Keine Lizenzgebühren Nachteile Keine Möglichkeit für Rückmeldungen (Remote Device Management (RDM) ist möglich aber nicht von allen Herstellern unterstützt) nur 512 Kanäle pro Universum nur 256 Schritte pro Kanal Je nach Hersteller verschiedene Verkablungsvarianten möglich 92

90 DMX: Prinzip = ein beliebiger Wert (Minimum: 0, Maximum 255) Der Pöstler liefert die Briefe kontinuierlich 30 mal pro Sekunde in alle Häuser an der selben Strasse, zur selben Zeit. 1. Strasse Verteilzentrum 93

91 3DIM Technologie 3DIM Geräte sind speziell für die Strassenbeleuchtung entwickelte Dimm- EVG für Hochdruckentladungslampen (PTo 3DIM) und LED (OT 3DIM) 3DIM - drei unterschiedliche Ansteuermöglichkeiten vereint in einem EVG DALI Kommunikation in Telemanagementsystemen StepDim 2-Stufenschaltung 100% -> 60% AstroDim 2-Stufendimmung ganz ohne externe Steuerung EVG Parametrierung mittels externem Bedientool (3DIM Tool & DALI magic) 94

92 DALI magic DALI magic L N DALI EVG 300 m DALI EVG LMS Software: DALI wizard 3DIM Tool OR DALI EVG Bis zu 64 EVG innerhalb eines DALI Kreises USB 3DIM EVG 6 V DC Netzteil Ein EVG zur selben Zeit L N 95

93 3DIM StepDim StepDim 2-Stufenschaltung Ersetzt die bekannte KVG- Halbnachtschaltung Nutzt existierende Steuerinfrastruktur Zusätzliche Steuerphase wird direkt am EVG angeschlossen Konfiguration der Steuerlogik kann über Programmiertool angepasst werden 96

94 3DIM AstroDim AstroDim Dimmen ganz ohne externe Steuerinfrastruktur Selbstständiges Einlernen des EVG anhand aktiven Schaltkalenders Microcontroller gesteuertes Absenken auf voreingestellte Defaultwerte oder individuelle Parameterwerte Individuelle EVG Parametrierung mittels Programmiertool 97

95 Licht Quellen EVG Steuergeräte Bedienelemente User interface elements EASY Color Control Systemübersicht EASY Bus OT EASY CC DALI EASY III OT EASY 60 II EASY DMX 24V PWM OT DMX OT DMX OT DMX OT DMX DMX 350mA PWM 98

96 DALI Professional Lichtmanagementsystem Systemhardware DALI PROFESSIONAL Glass Touch 6 JW LS/PD MULTI 3 CI LS/PD MULTI 3 B DALI PRO Sensorkoppler OTi DALI Glass Touch 12 LS/PD MULTI 3 FL Glass Touch 6 DALI PRO Touch Panel E:BUS DALI GATEWAY LS/PD MULTI 3 DALI PRO CONT-4 HTi DALI QTi DALI Schalter DALI PRO PB Koppler HIGH-BAY / VISION Bedienelement Controller Betriebsgeräte Lichtquelle 99

97 DALI PROFESSIONAL Software 100

98 Fragen / Diskussion 101

99 Agenda Seite 1. Begrüssung LED: Komponenten / Retrofit / Leuchten Technische Informationen Steuerungen Anwendungen

100 LED Produktnutzen Gesamtkosten der Beleuchtungsanlage TCO 103

101 Lichtplanung mit LED Alles neu, alles anders? Publics End - Customer Ersatz der alten Brennstelle? Governmental offices What is the Future in Lighting? Lighting planner Architects Klassische Lampe oder LED? Was ist die beste Lösung für meinen Kunden? Eine neue Leuchte? Contractors Mit oder ohne Lichtsteuerung? Komplexe Sache? 104

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