Zagha, een praktische benadering - IBE - BIV

TRILUX • Arnsberg

ZHAGAPraktijkbenadering voor fabrikanten

en gebruikers (klanten)

13 Oktober 2013 Horst Rudolph; Jan Van Riel; Eddy Snauwaert

Probleemstelling LED

De toekomst van het licht is digitaal.

De LED lichtmarkt is extreem dynamisch.

De Led lichtmarkt verandert sneller dan gedacht.

Trilux BENELUX 2013:

> 20% omzet is LED (PROJECTENMARKT)

> 30% offerte volume is LED (PROJECTENMARKT)

TRILUX BENELUX 2015: 50%?!

Vroeger: Straatarmatuur met „4Y lamp“ erin:18.000 branduren over 4 jaar, exact te matchen

met de levensduur van een HPS lamp. Ze zijn er als het ware „voor gemaakt“

Armatuurconcept: Voorschakelunit en Reflectorunit. Mechanisch omhulsel, alle drie

„uitwisselbaar“ en los van elkaar.

Tx.ITZ - HR - 20.06.2013 - Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 2

HPS armaturen installatie en onderhoud


LED armaturen installatie en onderhoud

ProbleemstellingArmatuur Viatana/Convia TRILUX

• Openen/aansluiten OK.

• Driver wisselen: OK

• LED module wisselen? Wisselen met wat?


CONVIA

? ?

TRILUX • Arnsberg

Praktijkbenadering: Fotometrische Interface vanZHAGA compatibele LED-Light Engines

Ing. Jan Van Riel, 13 Oktober 2013 Horst Rudolph

ITZ - Innovations- und Technologie-Zentrum TRILUX

De toekomst van het licht is digitaal.

De LED lichtmarkt is extreem dynamisch. Om nu en in de toekomst gelijke tred te houden,

heeft de TRILUX groep een Competence Center opgericht.

Focus: intelligente halfgeleider lichtbronnen (SSL) en nieuwe technologieën.

ITZ is een “Link” tussen de ondernemingen in de TRILUX Groep, zonder de onafhankelijkheid

van deze ondernemingen te beïnvloeden.


Nog steeds zijn weinig LED modules uitwisselbaar

Typische verschillen:

– De verbinding met het koellichaam (2, 3, of 4 schroeven).

– De vereiste grootte van het koellichaam.

– Grootte en positie van de lichtgevende vlakken.

– Mechanische verschillen.

Met als resultaat deze problemen:

– LED-wissel � Wissel van koellichaam en wellicht reflector(systeem).


Waarom zijn uitwisselbare LED modules nodig?

Voor de fabrikant:

– Kleinere R&D kosten door concurrentie onder de leveranciers.

– Kortere R&D cyclus door gestandaardiseerde lichtbronnen

– Kleiner risico wanneer LED-modules bij meer leveranciers

beschikbaar zijn.

Voor de eindklant:

– Kleiner risico, omdat hij niet afhankelijk is van de armatuur- of LED-

module fabrikant wanneer hij defecte LED‘s moet vervangen.

– Gestandaardiseerde LED-modules zijn langer op de markt

verkrijgbaar.


Hoofdstuk 4 - Zhaga Specifications: Photometric Interface

1. Algemene bepalingen over de fotometrische Interface

2. Werkingsvoorwaarden voor de bepaling van de fotometrische data

3. Samenbouw met de mechanische interface

4. Het lichtgevende oppervlak op de engine

5. Lichtstroom

6. Lichtsterkteverdeling

7. Luminantieverdeling

8. Overeenkomstige kleurtemperatuur

9. Kleurweergave karakteristieken

10. Optische systemen van armaturen

11. Conformiteitstesten

12. Witboek


Algemene bepalingen over de fotometrische Interface

Beschrijving van de eigenschappen van de LED engine gerelateerd aan de

specifieke toepassing. “Books”

Voorbeeld :Welke lichtverdeling is gewenst? Beschrijving van meerdere

mogelijke afmetingen voor dezelfde optiek.


Compatibiliteitstesten met behulp van computersimulaties en

zeer vroegtijdige metingen op prototypes om de

uitwisselbaarheid te garanderen.

Toepassing gerelateerde toleranties op fotometrische

grootheden Vb. +- 12,5% op de openingshoek van de LDK.


Algemene bepalingen over de fotometrische Interface

Werkingsvoorwaarden voor de bepaling van de fotometrische

data

Vele eigenschappen van LED-modules hangen af van de

werkingsvoorwaarden, daarom moeten de juiste parameters gespecifieerd

worden, zodat bij metingen in labo dezelfde resultaten bekomen worden.

– Montage van de LED-engine

– Spanning en frequentie van het net

– Omgevingstemperatuur

– Referentietemperatuur van het koellichaam

– Schaduweffect

– Afstand Led-module en LED-driver

– Meerdere LED-Modulen op één (welke?) driver


Samenbouw met de mechanische interface

LED-engines met externe reflectoren: De afmetingen van de OCA (Optic

Contact Area) moeten kloppen met de afmeting van het lichtgevend

oppervlak. OCA afmetingen zijn vaak niet beschreven!!


M3 screw holesSpace for interconnect

Optics Contact Area (OCA)

Light Emitting Surface (LES)

Thermal interface on backside

Het lichtgevende oppervlak

Elke LED-module wordt beschreven door zijn lichtgevend oppervlak (Light

Emitting Surface) om fotometrische metingen en berekeningen op de

modules te vereenvoudigen. En om grenswaarden voor andere

mechanische parameters te bepalen.

Het lichtgevend oppervlak laat zich door een geometrische grondvorm

beschrijven (rond, vierkant, rechthoekV).

Alle LED’s zitten achter/onder deze LES. Hoe de verdeling van de LED’s is

onder het LES wordt in elk Zhagabook vastgelegd met

gelijkmatigheidseisen.


Lichtstroom

Zhaga definieert “luminous flux

categories”, welke door de fabrikant

moeten worden vastgelegd. De in

Book 1 vastgelegde toleranties zijn

echter niet bindend, afhankelijk van

de toepassing kan de men ze

wijzigen.

Book 4 (Streetlight-LLE) is strengerV

De lichtopbrengst of veroudering over

de levensduur wordt door Zhaga niet

bepaald!!


luminous flux

category

Min. luminous flux

[lm]

(-10%)

Typical luminous

flux [lm]

Max. luminous flux

[lm]

(next typ. flux value)

C001 90 100 200

C002 180 200 300

C003 270 300 400

C004 360 400 600

C006 540 600 800

C008 720 800 1100

C011 990 1100 1500

C015 1.350 1500 2000

C020 1.800 2000 2500

C025 2.250 2500 3000

C030 2.700 3000 4000

C040 3.600 4000 5000

C050 4.500 5000 6000

C060 5.400 6000 7000

C070 6.300 7000 8000

C080 7.200 8000 10000

C100 9.000 10000 12.500

C125 11.250 12.500 16.000

C160 14.400 16.000 20.000

C200 18.000 20.000 25.000

C250 22.500 25.000 30.000

C300 27.000 30.000 40.000

C400 36.000 40.000 50.000

C500 45.000 50.000 70.000

C700 63.000 70.000 90.000

C900 81.000 90.000 120.000

Lichtsterkteverdeling

De meeste Zhaga compatibele LED-modulen hebben een

lambertiaanse lichtverdeling:�CIE 52 -methode fluxcodes

Andere rotatie symmetrische lichtverdeling, vaak met intern

optisch systeem, beschrijft men met openingshoeken.

Vb. Book 5 (socketable LLE separate driver).


zu eng gebündelt Lambert'sche LVK zu breit strahlend relative Lichtstromverteilung

Beam

angle

category

Minimum

beam angle

[°]

Maximum

beam angle

[°]

6 3 9

12 9 15

17,5 15 21

25 21 29

35 29 41

55 41 70

90 70 110

120 110 150

Hoofdstuk 4 - Zhaga Specifications: Photometric Interface

1. Algemene bepalingen over de fotometrische Interface

2. Werkingsvoorwaarden voor de bepaling van de fotometrische data



5. Lichtstroom







12. Witboek


Luminantieverdeling

Wanneer LED-modules met een optisch systeem samenwerken (reflector,

prismakap, rasterV), moet men de luminantieverdeling over het

lichtgevend oppervlak goed kennen en beheersen. Dit is de enige

zekerheid voor reproduceerbare armaturen met Zhaga modules.


Self lig

ht m

ixin

g a

bili

ty

Uniformity U

0 20 40 60 80 100

Luminaire

Company 1

Luminaire

Company 2

Overeenkomstige kleurtemperatuur

De fabrikant van de LLE moet de kleurtemperatuur overeenkomstig ANSI

C78.377 opgeven (Bv. CCT = 4.000K).


Kleurweergave karakteristieken

Zhaga specifieert geen speciale kengetallen. Kleurweergave wordt volgens

CIE 13.3 bepaald en aangegeven(Bv. CRI = 82 of CRI > 90).

Metingen met een spectrumfotometer (Bol van Ulbricht): Hoek-afhankelijke

afwijkingen worden uitgemiddeld.

Over de kleurstabiliteit gedurende de gehele levensduur specifieert Zhaga

niets!


Goede kleurweergave slechte kleurweergave

Optische systemen van armaturen

Compatibiliteit “muss sein”

�Computersimulaties

�Metingen op vergelijkbare reflectoren


Zhaga LLEs in LED straatverlichtingsarmaturen

Armatuur Viatana van TRILUX

• Probleemloze uitwisselbaarheid van

gestandaardiseerde LED-engines door de modulaire

opbouw.

• Up-to-date reflectortechnologie � grote lichtpunt

tussenafstanden.

• Kort thermisch pad tussen LED en behuizing: Energie-

efficiënte thermomanagement �L80 B10 80.000hr!!.


LED Modules / Light Engines

PHILIPS OSRAM PANASONIC-VS


Conformiteitstesten

Zhaga-compatible LED-armaturen moeten niet als armatuur lichttechnisch

uitgemeten worden. Men meet de fotometrische interface op de LED-

module.

Wel moet men lichtstroom, luminantieverdeling, en spectraal verdeling etc.

opmeten.

Overeenkomstige "Pass-Fail-Criteria" worden samen met de Zhaga

"certified test labs" (VDE, Dekra, UL..) uitgewerkt, waarbij men alle meet-

onnauwkeurigheden (fouten) onder de loep legt.


Witboek

Wikipedia: “Een witboek of white paper is een technisch document dat

beschrijft hoe overheidsbeleid, een technologie, en/of product een specifiek

probleem oplost. Witboeken worden gebruikt om de lezer van objectieve

relevante informatie te voorzien die wordt gebruikt voor het nemen van een

beslissing. Witboeken worden zowel in de politiek en in het bedrijfsleven

gebruikt.”

�� technische samenvatting en technische leidraad

voor een bepaalde LLE.


BESLUIT


1. Algemene bepalingen over de Fotometrische Interface

2. Gebruiksomstandigheden voor de bepaling van de fotometrische data



5. Lichtstroom







12. Witboek

BESLUIT

• Zhaga is nodig in het belang van de gebruiker

• Nog veel werk aan de winkel

• Grootste probleem:

Dynamisme van de LED markt

= de grootste uitdaging

= tijdelijke moeilijkV

Zhaga zal uiteindelijk zekerheid bieden als de

evolutie vertraagt.


Documents

Zagha, een praktische benadering - IBE - BIV