Florian Hockel, TÜV Süd, ist Segmentleiter Licht, Leuchten und Multimedia im Bereich Product Service. Die Prüfungen und Zertifizierungen des Unternehmens sind die Basis für die Sicherheit, Qualität und Anwenderfreundlichkeit von Leuchtmitteln auf internationalen Märkten. Das zugehörige Labor bietet die weltweit größte voll automatisierte Messanlage.

Bild: TÜV Süd

Efficiency Automatisiertes Prüfen von LEDs

19.08.2020

Die Umstellung von der klassischen Glühlampe zur effizienten LED-Technologie hat den Markt tiefgreifend verändert. Smarte und digital vernetzte Leuchtmittel sind ein Zukunftsthema. Für die Zulassung und Sicherheit von Leuchtmitteln sind automatisierte Dauertests effizienter und wirtschaftlicher als bisherige Verfahren.

Florian Hockel ist mit diesem Beitrag im E&E-Kompendium 2020 als einer von 100 Machern der Elektronikwelt vertreten. Alle Beiträge des E&E-Kompendiums finden Sie in unserer Rubrik Menschen.

Leuchtmittel werden immer intelligenter: Human-Centric-Lighting-Konzepte regeln beispielsweise die Lichtfarbe und -intensität nach Tageszeiten. Das wirkt positiv auf den Biorhythmus von Menschen oder das Pflanzenwachstum im Gewächshaus.

Eine smarte Steuerung dimmt je nach Intensität des einfallenden Tageslichts automatisch die Beleuchtung oder schaltet sie ab. Über Smart-Home-Apps lassen sich Beleuchtungen programmieren und Funktionen zur Einbruchsprävention nutzen. Vernetzte Systeme bergen aber das Risiko, dass Daten missbraucht oder Funktionen negativ manipuliert werden.

Energieeffizienz bei Leuchtmitteln

Wer moderne Leuchtmittel entwickelt, muss zahlreiche Anforderungen erfüllen, die sich je nach Land unterscheiden. Dazu zählt neben der Cybersicherheit auch die Energieeffizienz.

Ab dem 1. September 2021 gelten neue Regeln für die vorgeschriebenen Dauertests und die einheitliche Kennzeichnung. Die neue EU-Verordnung führt bisher getrennte Regularien für verschiedene Leuchtmittel zusammen. Klarere Definitionen und eine intuitivere Formel, um die Energieeffizienz zu ermitteln, sind zwar eine Erleichterung, doch viele Prüfverfahren sind enorm zeit- und damit auch kostenintensiv.

Ich habe mich oft gefragt, wie Prüfverfahren effizienter gestaltet werden können. Im Team haben wir daran gearbeitet, die Leuchtmittelprüfung zu automatisieren. Das Ergebnis ist ein kombiniertes Roboter-Goniometer und ist seit Jahresbeginn unermüdlich im Einsatz. Gebaut hat das effiziente System unser Projektpartner Opsira, mit dem wir schon lange eng und intensiv zusammenarbeiten.

Das Photo- und Spektroradiometer im Detail

Das Robogoniometer ist ein Messwunder: Bisher mussten wir aufwendige Dauertests an bis zu 3.500 Messstellen manuell vornehmen. Ein Beispiel sind Tests von Operationsleuchten für die Medizin, die komplexe Lichtmessungen erfordern. Getestet werden aber auch Displays und Pflanzenleuchten.

Automatisierte Tests rund um die Uhr sind wesentlich effizienter und wirtschaftlicher als bisherige Verfahren. Das spart rund 50 Prozent an Manpower ein – bei zugleich mehr erhobenen Daten. Viele Kollegen können sich nun anspruchsvolleren Aufgaben widmen, beispielsweise der Datenanalyse.

Herzstück des Systems sind je ein kalibriertes Photo- und Spektroradiometer. Damit lassen sich lichttechnische Parameter messen, ohne die Leuchtmittel aus der Prüfumgebung zu entfernen. Eine Messlanze mit zwei hochsensiblen Sensoren erreicht jede der bis zu 8.000 Brennstellen im Raum und erhebt die Messwerte in beliebig definierbaren Abständen.

Die Genauigkeit und die Skalierbarkeit sind in dieser hohen Geschwindigkeit etwas, was Menschen nicht leisten könnten. Wir würden Jahre für eine Aufgabe benötigen, die das Robogoniometer in Stunden bewältigt. Das schafft größtmögliche Flexibilität und besonders viele Messwerte. Deren Analyse erleichtert Herstellern, ihre Produkte exakt zu beschreiben, zu optimieren und die Zeit bis zum Inverkehrbringen zu verkürzen.

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