ZHAGA Praktijkbenadering voor fabrikanten en gebruikers (klanten)

Transcriptie

1 ZHAGA Praktijkbenadering voor fabrikanten en gebruikers (klanten) 13 Oktober 2013 Horst Rudolph; Jan Van Riel; Eddy Snauwaert TRILUX Arnsberg

2 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: 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 Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 2

3 HPS armaturen installatie en onderhoud Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 3

4 LED armaturen installatie en onderhoud Probleemstelling Armatuur Viatana/Convia TRILUX Openen/aansluiten OK. Driver wisselen: OK LED module wisselen? Wisselen met wat??? CONVIA Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 4

5 Praktijkbenadering: Fotometrische Interface van ZHAGA compatibele LED-Light Engines Ing. Jan Van Riel, 13 Oktober 2013 Horst Rudolph TRILUX Arnsberg

6 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. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 6

7 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). Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 7

8 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 LEDmodule fabrikant wanneer hij defecte LED s moet vervangen. Gestandaardiseerde LED-modules zijn langer op de markt verkrijgbaar. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 8

9 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 Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 9

10 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. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 10

11 Algemene bepalingen over de fotometrische Interface Compatibiliteitstesten met behulp van computersimulaties en zeer vroegtijdige metingen op prototypes om de uitwisselbaarheid te garanderen. Toepassing gerelateerde toleranties op fotometrische grootheden Vb ,5% op de openingshoek van de LDK. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 11

12 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 Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 12

13 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!! Space for interconnect M3 screw holes Optics Contact Area (OCA) Light Emitting Surface (LES) Thermal interface on backside Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 13

14 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, rechthoek ). 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. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 14

15 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 strenger 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) C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 15

16 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). Beam angle category Minimum Maximum beam angle beam angle [ ] [ ] , zu eng gebündelt Lambert'sche LVK zu breit strahlend relative Lichtstromverteilung Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 16

17 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 Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 17

18 Luminantieverdeling Wanneer LED-modules met een optisch systeem samenwerken (reflector, prismakap, raster ), moet men de luminantieverdeling over het lichtgevend oppervlak goed kennen en beheersen. Dit is de enige zekerheid voor reproduceerbare armaturen met Zhaga modules. Self light mixing ability Luminaire Company 2 Luminaire Company Uniformity U Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 18

19 Overeenkomstige kleurtemperatuur De fabrikant van de LLE moet de kleurtemperatuur overeenkomstig ANSI C opgeven (Bv. CCT = 4.000K). Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 19

20 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 Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 20

21 Optische systemen van armaturen Compatibiliteit muss sein Computersimulaties Metingen op vergelijkbare reflectoren Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 21

22 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: Energieefficiënte thermomanagement L80 B hr!!. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 22

23 LED Modules / Light Engines PHILIPS OSRAM PANASONIC-VS Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 23

24 Conformiteitstesten Zhaga-compatible LED-armaturen moeten niet als armatuur lichttechnisch uitgemeten worden. Men meet de fotometrische interface op de LEDmodule. 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 meetonnauwkeurigheden (fouten) onder de loep legt. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 24

25 Witboek Wikipedia: Een witboek of whitepaper 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. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 25

26 BESLUIT 1. Algemene bepalingen over de Fotometrische Interface 2. Gebruiksomstandigheden 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 Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 26

27 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 moeilijk Zhaga zal uiteindelijk zekerheid bieden als de evolutie vertraagt. Tx.ITZ - HR Photometrie Schnittstelle von ZHAGA 27