Was ist LED-Binning?
Das Binning bei LEDs ist eine Maßnahme zur Qualitätssicherung. Ziel ist es, LEDs nach verschiedenen Qualitätskriterien zu sortieren. Ein wichtiger Faktor dabei ist die Lichtfarbe. Mit einer präzisen Sortierung stellen Hersteller sicher, dass die LEDs einer Kategorie eine möglichst homogene Qualität aufweisen.
Dadurch werden Fehler wie uneinheitlich erscheinende Lichtbereiche oder Lichtpunkte mit unterschiedlicher Helligkeit vermieden. Je exakter das LED Binning abläuft, desto hochwertiger ist die Lichtqualität der Produkte.
Wie erwähnt, gibt es bei der Definition von LED Binning verschiedene Kennzahlen. Üblich ist die Einteilung nach folgenden Kriterien.
- Voltage Binning: Das Binning nach Spannung ist vor allem für die technische Seite wichtig. Für Hersteller von Solarleuchten ist es zum Beispiel relevant, wie hoch die Spannung ist, die über jeder einzelnen Leuchtdiode abfällt, um das Produkt zu optimieren.
- Flux Binning: Flux bezieht sich auf den Lichtstrom, der in Lumen gemessen wird. Vereinfacht ausgedrückt, zeigt die Messgröße, wie hell eine LED strahlt. Hier ist es ebenfalls sinnvoll, die einzelnen Dioden nach gleicher Stärke zu sortieren, um grelle Leuchtpunkte zu vermeiden.
- Color Binning: Das Binning nach Lichtfarbe und Farbwert ist für Verbraucher am relevantesten. Das Verfahren stellt sicher, dass deine Panelleuchten, Wandleuchten und Co. ein farblich einheitliches Licht abgeben und keine Farbunterschiede erkennbar sind. Hintergrund ist, dass für diese Bauformen mehrere Leuchtdioden verwendet werden. Ohne LED Binning könnte es passieren, dass die Leuchten sichtbar unterschiedlich farbige Lichtkegel abgeben und somit der Farbeindruck gestört wird.
Diese Binningbereiche gibt es
Wie bereits angedeutet, erfolgt das Binning in verschiedenen Bereichen. Die Kenngrößen dafür sind:
- Lumen: Wie hell strahlt eine LED? Farbtemperatur: Die Angabe dieses Werts erfolgt in Kelvin (K).
- Spannung: Welche elektrische Spannung fällt über der LED ab?
- Farbort: Wie wirkt das Licht (kalt, warm, tageslichtweiß etc.)
Je nach Anwendung sind manche Bereiche wichtiger als andere. Damit eine Schreibtischleuchte zum Beispiel angenehmes Licht liefert, das die Konzentration erhöht, sind Farbtemperatur und Farbort besonders relevant.
Wie funktioniert LED Binning?
Der Begriff „Binning“ leitet sich aus dem Englischen ab. „Bin“ bedeutet so viel wie „Behälter“ oder „Tonne“. Die Erklärung ist einfach: Tatsächlich werden die einzelnen LEDs bei den Herstellern in Behältern nach ihren Eigenschaften sortiert. Für die Kategorisierung der LEDs hat sich daher der Begriff LED Binning etabliert. In der Praxis gibt es dafür verschiedene Messgeräte. Ein Voltmeter misst zum Beispiel die Spannung, ein Photometer misst die Wellenlänge.
Aber welche LED kommt in welchen Behälter? Mittlerweile gibt es dafür weltweit einheitliche Binning-Standards nach ANSI-Norm. ANSI steht für das Amerikanische Institut für Standards und Normierung. Die Amerikaner haben Richtwerte ermittelt, nach denen LEDs sortiert werden. Möchtest du mehr darüber wissen? Genaueres dazu findet sich im Absatz zu MacAdams-Ellipsen.
Warum ist LED Binning
notwendig?
Als Kunde legst du höchsten Wert darauf, dass deine Leuchten elegant und edel wirken – und dass sie den Raum wie gewünscht erhellen. Jetzt stell dir ein LED-Band vor, das entlang der Strecke Licht mit unterschiedlichen Farben aussendet. Das wäre eine Katastrophe.
Das ist der Grund, warum Hersteller LED Binning betreiben. Aber warum unterscheiden sich LEDs überhaupt? Das liegt an der Fertigung dieser Technik. LED-Chips bestehen aus speziellen Halbleiter-Kristallen. Diese werden mit verschiedenen Elementen dotiert und miteinander verbunden, sodass beim Anlegen einer Spannung Licht emittiert wird. Klingt kompliziert und das ist es auch – wobei die Produktion mittlerweile deutlich einfacher ist als zu Beginn des 21. Jahrhunderts.
Fakt ist jedoch: Durch die hohen Herausforderungen bei der Produktion und die Fertigung im Mikro-Maßstab passiert es, dass die einzelnen Produkte sich minimal voneinander unterscheiden – sogar innerhalb einer Charge. Daher wurde das LED Binning entwickelt, um dir LED-Downlights und Co. in bester Qualität anbieten zu können.
Ein Blick ins Detail:
das CIE-1931-Diagramm
Die Arbeit mit LEDs ist ein interessantes Feld, denn es geht zum einen um Technik, zum anderen um Menschen. Sicher kennst du das: Licht mit hohem Blauanteil wirkt ganz anders als eine Leuchte mit gelbem Schimmer. Deshalb macht es für die Produkte einen Unterschied, ob das Licht kalt oder hell erscheint. LED-Deckenleuchten für das Arbeitszimmer sollten zum Beispiel ein Licht erzeugen, das wie Tageslicht empfunden wird. So bleibst du länger wach und bist konzentriert. Bei LED-Dekoleuchten ist es hingegen unerwünscht, dass sie grell scheinen. Hier sind warme Töne die richtige Wahl. Was hat das mit der Technik zu tun? Eine ganze Menge.
Um die genannten Anforderungen zu erfüllen, ist eine Relation zwischen menschlicher Wahrnehmung und physikalischen Messgrößen notwendig. Genau dafür gibt es das CIE-1931-Diagramm. Es handelt sich um ein Farbsystem, welches das sichtbare Licht umfasst. Die Eckpunkte bilden die Farben Rot, Grün und Blau, wovon sich das RBG-System ableitet.
Für die Produktion von LEDs besonders interessant ist die sogenannte Planck-Kurve. Zum Verständnis noch mehr Theorie: Ein Strahler, der kontinuierlich erhitzt wird, strahlt je nach Temperatur Licht entlang dieser Kurve ab. Daraus ergibt sich die Einteilung von LEDs nach Farbtemperatur. Hier gibt es einen direkten Berührpunkt zur Technik der Glühlampen. Wer ein Äquivalent zu seiner alten 60-W-Glühlampe sucht, sollte eine LED mit 2700 K wählen.
LED Binning mit MacAdams-Ellipsen
Für das LED Binning hat das CIE-Diagramm eine besondere Bedeutung. Angenommen, du möchtest Leuchtdioden nach Qualität sortieren. Dann erscheint es logisch, eine Farbänderung rund um eine Bezugsfarbe oder einen Farbwert zu definieren. Auf diese Weise würden alle LEDs, die innerhalb eines sich im CIE-Diagramm befindlichen Kreises liegen, als gleichwertig angenommen.
Das funktioniert jedoch nicht! David MacAdam fand heraus, dass die Abstände im CIE-Diagramm nicht der Wahrnehmungsschwelle des menschlichen Auges entsprechen. Stattdessen ergibt sich eine Ellipsenform. Das LED Binning erfolgt also mit Hilfe von Ellipsen, nicht mit Kreisen. Genauer: die MacAdams-Ellipsen.
Die Definition dieser Ellipsen hat einen direkten Einfluss auf die Qualität. Hier gilt: Je kleiner sie sind, umso einheitlicher die LEDs. Dabei kommt eine weitere Größe ins Spiel: die Standardabweichung des Farbabgleichs, kurz SDCM. Eine Abweichung von einem SDCM kann vom Auge nahezu nicht unterschieden werden. Für das LED Binning nutzen die meisten Hersteller eine maximale Toleranz von zwei SDCM.
Gut zu wissen: Die Abweichung in SDCM muss von den Herstellern für den europäischen Markt angegeben werden.
Farbabweichungen zu Hause vermeiden
Neben produktionsbedingten Farbvarianzen können bei LEDs weitere Effekte auftreten, die zu unterschiedlichen Farbwahrnehmungen oder variierenden Leuchtstärken führen.
Zum einen ist das die Alterung. Ab etwa 10.000 Betriebsstunden kann es passieren, dass die Helligkeit nachlässt. Hintergrund: Die LED emittiert weniger Licht, der Messwert in ANSI Lumen sinkt. Ebenso werden nach langer Zeit manchmal Farbungleichheiten beobachtet. Solche Probleme lassen sich schnell beheben: einfach das Leuchtmittel erneuern.
Zum anderen können die beschriebenen Effekte auf Abdeckungen der Leuchte zurückzuführen sein. Wenn du den Eindruck hast, das Licht deiner LED-Strahler sei ungleich stark oder habe einen ungewöhnlichen Farbton, dann prüfe am besten einmal die Scheiben bzw. die Abdeckungen an der Leuchte. Im Zweifelsfall hilft ein Blick direkt auf das Leuchtmittel.
Sei aber vorsichtig: Niemals direkt in die Leuchtdioden schauen, der Lichtstrom ist nah an der Quelle sehr hoch.
LED Binning und WATT24
Nach der Erklärung von LED Binning stellt sich die Frage:
Was hat das mit WATT24 zu tun?
Wir achten darauf, dir nur hochwertige Produkte anzubieten. Dazu gehört, dass die LEDs für die Innen- und Außenbeleuchtung einheitliches Licht aussenden. Daher findest du bei uns nur Produkte, die nach hohen Standards beim LED Binning sortiert wurden.