Dim2Warm Downlights mit tollen Messwerten

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Dieser Testbericht zeigt anschaulich das Verhalten eines Dim2Warm-COB Downlights auf und erklärt so diesen Begriff.

Zielgruppe dieses Beitrags sind

  • Lichttechnische Interessierte, Nerds sowie
  • alle, die den Begriff Dim2Warm endlich einmal anschaulich erklärt bekommen möchten.
dim2warm Beispiel
Meßaufbau:
links: Lichtspektrometer, oben: Downlight (DUT), rechts: LED-Treiber mit Ansteuerung über Casambi DALI

Durchführung und Ziel:
Messung der lichttechnischen Parameter bei unterschiedlicher Ansteuerung mit dem Ziel die Funktionalität der Treiber zu bewerten, sowie auch das Verhalten des Strahlers hinsichtlich Helligkeit, Farbtemperatur und Farbwiedergabeindex zu ermitteln.

Was bedeutet Dim2Warm, Warm-Dim, Sunset Dimming?

Häufig auch DimTone, GlowDim genannt. Das ist herstellerabhängig und somit auch der Farbtemperaturbereich. Der Grund dieser Entwicklungen lag darin motiviert LED-Leuchtmittel/LED-Leuchten anzubieten, die das Licht des Tages, bzw. das einer Glühlampe möglichst original nachbilden.
Tageslicht geht mit der Dämmerung über zu warmweißem, gar rötlichem Licht. Die bekannte Glühlampe mit Wolframdraht zeigt ähnliche Eigenschaften. Je weniger hell, also im gedimmten Zustand, je weniger heiß der Glühdraht der Lampe. Das Licht wird rötlicher.
Hierfür ist eine besondere Ansteuertechnik erforderlich, die abhängig vom LED-Strom die versch. LEDs so ansteuert, dass neben der Helligkeitsänderung auch eine Aufteilung des Strom zu den jeweiligen COB-Kanälen geschieht. Es sind LED-Treiber mit linearem Ausgangsstrom (ohne PWM!!) erforderlich.

Neuer Dim2Warm LED Strahler von A.L.S.

Die Firma ALS aus Tettnang bietet seit neuestem ihre bewährten Deckeneinbaustrahler ELRS nun auch als „Dim2Warm“ an. Erfreulicherweise hab ich auch gleich ein Muster erhalten und dieses mit einem mobilen Lichtspektrometer Lighting Passport Pro Standard des Herstellers Asensetek vermessen.

Das Downlight wird in dieser Ausführung mit einem vom ALS mitgelieferten LED-Treiber (350mA) geliefert. Dieser kann in Systeme mit Phasenabschnittsdimmern eingesetzt werden.

Ich habe drei Versuchsreihen durchgeführt:

  • Testreihe 1: Downlight mit Original LED-Treiber an einem Phasendimmer von Casambi (TED)
  • Testreihe 2: Downlight direkt betrieben an einem Labornetzteil bei unterschiedlichen Strömen
  • Testreihe 3: Downlight betrieben an einem DALI-LED-Treiber mit linearer Regelung (AM).

Ziel: Ermittlung der CCT und CRI in Abhängigkeit der eingestellten Helligkeitswerte unter Verwendung der drei genannten Steuerungsarten.

Produktbezeichnung des Testdownlight: ALS ELRS-6DTW1
Leistung 6W, Farbtemperaturbereich 1800K – 3000K, LED-Betriebsstrom 350mA (für 3000K)

Gemessen wurden neben CCT (Farbtemperatur) und CRI (Farbwiedergabeindex) noch ein Vielzahl weiterer lichttechnischer Parameter: Ra(15), TM30-15, Farborte, Lichtspektrum, uvm. Diese Daten sind in den gezeigten Links im Detail einsehbar.

Testreihe 1:
Downlight mit Original LED-Treiber an einem Phasendimmer

Da gerade kein Handdrehdimmer verfügbar, diente das Casambi-Funk-Modul in der Ausführung TED (Trailing Edge Dimmer) zur Helligkeitssteuerung. Der Vorteil dabei, die Dimmlevel können bequem am Smartphone eingestellt und reproduziert werden. Nachteil, wie die Meßergebnisse zeigen, ist die Dimmkurve nicht wirklich linear. Das ist wohl der Phasendimm-Technologie geschuldet. So war zwischen 75% und 100% kein merklicher Unterschied mehr erkennbar. Ist aber weder für das Testergebnis noch für den möglichen Anwender ein Nachteil und auch vom jeweiligen Dimmer abhängig.

MessungDimmlevelCCTCRIHelligkeit
15%1870 K941823 Lux (8%)
225%2017 K942582 Lux (12%)
350%2585 K959274 Lux (42%)
475%2928 K9722073 Lux (99,9%)
5100%2928 K9722084 Lux (100%)

Sehr interessant! Nachstehendes Diagramm zeigt, wie sich das Spektrum in Abhängigkeit der Ansteuerung verändert. Bei 1800K ist der blaue Peak kaum mehr zu erkennen. Mehr zu Messwerten incl. TM-30-15 Ergebnissen finden sich jeweilig über die Links nachstehend, bzw. Download-Buttons zu den PDF-Dateien. Viel Spass beim Analysieren.

Spektrale Veränderung bei Warm-Dim
Spektrale Veränderung in Abhängigkeit des LED-Stromes/Dimlevels

Testreihe 2:
Messwerte Dim2Warm Einbaustrahler via Labor-Netzteil

Die Vorgabe eines Dimmlevels, wie im vorhergehenden Versuch zu sehen, ist aufgrund hinterlegter Kennlinien schwer zuzuordnen. Entsprechend wollte ich es genau wissen und hab kurzerhand ein Labornetzteil (oben im Bild) mit Konstantstromfunktion eingesetzt. Nachstehende Tabelle zeigt die gemessenen Werte.

Die Luxwerten wurde in einem festen Abstand (ca.15cm) ermittelt und dienen als relative Angabe. Entsprechend die Prozentwerte bei den Strömen und der Helligkeit. Die Größenordnungen passen also.

Wie auch in der Messreihe zuvor ist deutlich erkennbar, dass der Farbtemperaturbereich von 1800K bis 3000K perfekt durchlaufen wird.

Besonders erfreulich sind die Farbwiedergabewerte mit einem CRI zwischen 94 bis 98.
Das kann sich sehen lassen.

sunset dimming gemessen bei ELRS via konstantstromnetzteil
MessungLED-StromCCTCRIHelligkeit
110 mA (2,8%)1797 K94505 Lux (3%)
250 mA (14%)2014 K941750 Lux (11%)
3120 mA (34%)2431 K954319 Lux (26%)
4250 mA (71%)2861 K9711398 Lux (69%)
5350 mA (100%)2972 K9816417 Lux (100%)

Testreihe 3:
Messungen mit TCI 151403 Konstantstomtreiber mit AM-/Linear-Regelung.

Ähnliche Messergebnisse werden mit einem DALI-Treiber des Herstellers TCI erzielt (TCI 151403). (Siehe Bild oben). Dieser Treiber regelt den Ausgangsstrom linear, sprich über die Amplitude (AM), ganz identisch dem eines Gleichstromnetzteils. LED-Treiber mit konventioneller PWM-Regelung können hier nicht verwendet werden. Die Unterschiede zwischen diesen verschiedenen Dimmarten finden sich hier erklärt.

MessungLED-StromCCTCRIHelligkeit*
15 mA1811 K94361 Lux (0,8%)
210 mA1789 K94794 Lux (1,7%)
350 mA1920 K944022 Lux (8,8%)
4120 mA2404 K9411306 Lux (25%)
5250 mA2859 K9630181 Lux (66%)
6360 mA3003 K9745807 Lux (100%)
*Messwerte sind höher, da abweichender Messabstand zu Testreihe 1 u. 2


Perfekter Verlauf der Farborte

Dim-2-Warm im CIE1931 Diagramm

Die meisten Produkte mit Farbtemperaturwechsel realisieren dies über mehrere LEDs mit unterschiedlichen Farborten für z.B. 1800K und 3000K. Über die Elektronik werden diese LEDs mit verteiltem Strom betrieben. Dabei besteht der Nachteil, dass die Einstellungen dazwischen zu Farborten zwischen diesen zwei Punkten liegen, und so ein unnatürliches Licht mit schlechtem CRI erzeugen.

A.L.S hat es geschafft die Farborte auf dem „Planckschen Kurvenzug (Black-Body-Line)“ entlang wandern zu lassen. Dies ist deutlich im CIE1931 Diagramm (links) zu erkennen.

Fazit zum Dim-to-Warm-LED-Strahler

Das von A.L.S. bereitgestellte Produkt zeigte absolute Spitzenwerte hinsichtlich aller lichttechnischen Parameter sowie Übereinstimmung mit den Datenblattangaben.

  • Farbtemperaturbereich 1800K – 3000K –> 100%
  • Farbwiedergabeindex mit CRI >80 –> Messwerte liegen weit darüber

Fazit zu Dim-to-Warm allgemein

Diese gezeigte Technologie lässt die Raumbeleuchtung wieder von sinnvoll hell bis entspannt und gemütlich wirken. Das Licht ändert sich von normalem Warmweiß bei üblichen Tagesaktivitäten hin zu einem behaglichem warmweiß comfort mit Farbtemperaturen vergleichbar dem des Kerzenlichtes.

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