5 Techniken, wie Sie LEDs dimmen können

| Autor / Redakteur: Jan Ewald * / Hendrik Härter

Dimmen von LED-Leuchten: Anhand von 5 Fragen soll eine grobe Abschätzung über LED und verwendeten Dimmer möglich sein.
Dimmen von LED-Leuchten: Anhand von 5 Fragen soll eine grobe Abschätzung über LED und verwendeten Dimmer möglich sein. ( Lutron)

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War das Dimmen bei Glühfadenlampen recht einfach, so muss man sich bei der LED Gedanken um Dimmer und Leuchtmittel machen. Diese 5 Tipps helfen bei der Auswahl.

LED-Lampen und -Leuchtmittel bieten beste Voraussetzungen, um den Glüh- oder Leuchtstofflampen ihre Rolle als Standard-Raumbeleuchtung streitig zu machen: sie halten länger und verbrauchen erheblich weniger Strom. Vor allem vor dem Hintergrund, dass die Glühfadenlampen in der Europäischen Union verboten sind.

Und das Angebot an den unterschiedlichen alltagstauglichen LED-Beleuchtungssystemen wächst beständig. Eine große Zahl an Produkten hat es bereits aus den Showrooms der Hersteller in die Supermarkt-Regale geschafft. Doch das bedeutet nicht, dass sich LED-Produkte grundsätzlich und immer für das Umsetzen jedes Beleuchtungskonzepts eignen. Vor allem beim Dimmen einer LED macht einigen der mit Gleichstrom betriebenen LED-Leuchten Schwierigkeiten.

Für Architekten und Bauherren kann es deshalb empfehlenswert sein, sich mit den Grenzen der LED-Technik auseinanderzusetzen, um böse Überraschungen bei ihrem Einsatz zu vermeiden. Viele der angebotenen dimmbaren Produkte, welche die LED-Hersteller während der vergangenen Jahre auf den Markt gebracht haben, sind nur sehr eingeschränkt dimmbar.

Andere lassen sich nicht richtig abschalten oder flackern wahrnehmbar. Das sind Mängel, die unter bestimmten Umständen große Unzufriedenheit mit der Raumbeleuchtung hervorrufen können oder mit der Leistung der- oder desjenigen, der die Beleuchtung geplant hat. Natürlich gibt es zahlreiche Hochleistungs-LED-Produkte ohne die erwähnten Mängel. Doch diese aus der Vielzahl der erhältlichen LED-Leuchtmittel auszuwählen ist nicht ganz einfach. Leider gibt es nicht das eine Produkt, das sich für jedes Beleuchtungskonzept eignet.

Für viele Leuchtensysteme spricht eine Lösung auf Basis der LED. Trotzdem ist Umsicht geboten: Sowohl bei der Entscheidung Pro- oder Contra LED als auch bei der Auswahl von LED-Leuchten. Die folgenden fünf Fragen sollen Planern dabei helfen, die richtige Wahl zu treffen und das oder die passenden Produkte für ihr Projekt auszuwählen. Hier ist jedoch anzumerken, dass mit den fünf Fragen nur eine grundsätzliche Entscheidung getroffen werden kann. Wer Einzelheiten, wie etwa den Zusammenhang von Dimmleistung und Installationskosten gegeneinander abwägen will, sei auf die Websites und Broschüren der Leuchtmittelhersteller verwiesen oder auf einen Beratungsdienst. Alle anderen sind eingeladen, Stift und Papier zur Hand zu nehmen und die erste Frage zu beantworten:

1. In welchem Dimmbereich soll meine Leuchte arbeiten?

Jede Glühlampe lässt sich unter eine Lichtstärke von einem Prozent wahrgenommenen Lichts dimmen – so wenig, dass der orange glühende Draht im Leuchtkörper mit bloßem Auge wahrnehmbar wird. LED-Lampen erreichen dagegen unterschiedliche Lichtstärken: Ein Produkt könnte sich beispielsweise auf wenigstens 50 Prozent wahrgenommenen Lichts dimmen lassen, ein anderes dagegen auf 10 Prozent. Deshalb eignet sich nicht jede LED für jeden Einsatzbereich.

LEDs mit einer Dimm-Untergrenze von 50 Prozent dürften beispielsweise kaum für den Einsatz in einem Medienraum geeignet sein. Bei der Auswahl der LED sollte beachtet werden, dass der LED-Hersteller die Dimmbereiche ihrer Produkte in der Regel nicht in Lichtstärken wahrgenommenen Lichts ausweist, sondern in Stärken gemessenen Lichts.

Der Unterschied besteht darin, dass das menschliche Auge Licht in der Regel heller wahrnimmt als ein Messgerät. Der Grund hierfür ist, dass sich die menschliche Pupille bei schwacher Beleuchtung weitet, um mehr Licht aufnehmen zu können. Deshalb nehmen wir Leuchtkörper meist heller war, als die Packungsbeschriftung vermuten lässt. Gemessenes Licht von 20 Prozent entspricht beispielsweise 45 Prozent wahrnehmbarer Lichtstärke.

Wer vermeiden will, LEDs mit zu hellem Dimmbereich zu kaufen, sollte sich deshalb mit dieser Formel behelfen: Die wahrgenommene Lichtstärke eines Leuchtkörpers ist gleich der Quadratwurzel seiner gemessenen Lichtstärke: √0,2 = 0,45.

2. Mit welchem Dimmer soll die LED eingesetzt werden?

LEDs sind am Effizientesten: Im Vergleich zu anderen Leuchten ist die Halbleiterleuchte am Effizientensten. Doch neben der Auswahl des Leuchtmittels ist bei der LED auch die Steuerelektronik entscheidend.
LEDs sind am Effizientesten: Im Vergleich zu anderen Leuchten ist die Halbleiterleuchte am Effizientensten. Doch neben der Auswahl des Leuchtmittels ist bei der LED auch die Steuerelektronik entscheidend. (Bild: © stockphoto-graf - Fotolia)

Das ist eine Frage des verwendeten Protokolls. Viele Protokolle werden zum Teil seit Jahrzehnten genutzt und/oder beruhen auf bewährten Industriestandards. Ihr Einsatz sollte einen sicheren und erwartungsgemäßen Betrieb von LED-Leuchten unterstützen. Glühlampen- oder Phasen-Anschnitt-Dimmer (Forward Phase Control) werden üblicherweise mit Glüh- oder Niedervolt- Lampen benutzt und sind die am weitesten verbreiteten Steuersysteme überhaupt: Weltweit wurden über 100 Millionen Einheiten verbaut.

Wer LED-Leuchten als Ersatz für andere Leuchtkörper verwenden will, bekommt es deshalb in der Regel mit diesen Dimmern zu tun. Phasen-Anschnitt-Dimmer haben den Vorteil, dass sie kein Erdungskabel in der Schalterdose benötigen. Ihr Nachteil ist jedoch, dass sie sich nur sehr bedingt für das präzise, flackerfreie Dimmen der meisten LED-Leuchtkörper eignen.

Ein anderes Verfahren ist das des Phasen-Anschnitt-Dimmers (Electronic Low Voltage). Mit dieser Lösung werden vor allem Niedervolt-Halogenlampen mit einem elektronischem Trafo gesteuert. Damit lassen sich kapazitive Lasten steuern, wie sie auch bei einem LED-Treiber erzeugt werden. Aus diesem Grund eignen sich die Abschnitt-Dimmer, um LEDs flackerfrei zu dimmen. Einziger Nachteil des Systems: Sie sind nicht annähernd so weit verbreitet wie die Anschnitt-Dimmer.

International werden analoge 2-(3-)Draht-Dimmer vor allem dafür verwendet, um Leuchtstoff-Lampen zu steuern. Das meist in größeren kommerziellen und Bürogebäuden, in denen große Leuchtstoff-Lasten gesteuert werden müssen. Auch diese Dimmer sind vergleichsweise weit verbreitet; weltweit sind sie in etwa 2 Millionen Schaltkreisen verbaut.

0-10-Volt-Steuersysteme beruhen auf einem bewährten Industriestandard für elektronische Vorschaltgeräte nach IEC 60929. Sie werden bisher überwiegend in Energiemanagement-Systemen eingesetzt, etwa zusammen mit Bewegungs- oder Tageslichtsensoren. Allerdings eignen sie sich auch dafür, LEDs zu steuern. Da die 0-10-Volt-Controller von stromführenden Kabeln isoliert sind, können sie ohne Gefahr berührt und einfach verkabelt werden. Bei der Auswahl sollte unbedingt auf die Verpackung geachtet werden. Am Markt werden auch 0-10-Volt-Systeme verkauft, die nicht mit dem IEC-Standard kompatibel sind.

Die DALI-Systeme tragen den Standard bereits im Namen: Das Digital-Adressable-Lighting-Interface-Protokoll wurde ursprünglich in Europa entwickelt, ist inzwischen auch in anderen Ländern weit verbreitet. Da es das digitale Steuern einzelner Leuchtkörper und somit einen hohen Feinheitsgrad bei der Steuerung erlaubt, kommt es meist in kommerziell genutzten Gebäuden zum Einsatz.

Schließlich gibt es noch die DMX-Steuergeräte, die das Digital-Multiplex-Protokoll unterstützen, welches überwiegend für Bühnen- und Veranstaltungstechnik genutzt wird. Es eignet sich vor allem dazu, RGB-LED-Anwendungen zu steuern und zu dimmen, da diese meist von hoher Geschwindigkeit und Kanal-Anzahl profitieren.

3. Bieten Leuchtkörper und Dimmer stufenloses Dimmen?

Oder: Lassen sich mit den Leuchten auch Räume ohne Flackern ausleuchten? Jeder Hersteller versteht unter Dimmen etwas anderes.

Für den Anwender bedeutet es das stufenlose Anpassen der Lichtstärke, das wir von Glühlampen kennen. Vor allem an die Korrespondenz zwischen einer Veränderung am Dimmschalter, was meist über Drehen geschieht, und der damit einhergehenden Veränderung an der Raumbeleuchtung haben wir uns gewöhnt. Stufenweise und abgehackte Lichtstärkenveränderungen widersprechen unseren Gewohnheiten. Zudem soll der Raum jederzeit und bei jeder Dimmereinstellung flackerfrei beleuchtet werden. Flackern kann durch Störungen in der Stromleitung entstehen, durch Rauschen im Dimmer, durch nicht gut aufeinander abgestimmte Toleranzeinstellungen einzelner Schaltkreis-Komponenten oder durch ein ungenügendes Schaltkreis-Layout im LED-Treiber.

4. Mindest- und Höchstanzahl an LED-Lampen pro Dimmer?

Spezialisten wissen, dass die Frage nicht trivial ist: Es reicht nicht aus, die 600-Watt-Leistung eines Dimmers durch die 10-Watt-Leistungsaufnahme einer LED zu teilen und daraus zu schließen, dass der Dimmer-Schaltkreis eine Höchstzahl von 60 Lampen unterstützt. Denn die Angaben zur Leistungsaufnahme eines Leuchtkörpers sind Durchschnittswerte. Es kann durchaus sein, dass die Leistungsaufnahme einer 10-Watt-LED die 10-Watt-Marke während eines Halbzyklus kurzzeitig übersteigt (Einschaltstrom). Wer diesen Umstand ignoriert, riskiert, das Dimmer-System zu überlasten und es dauerhaft zu beschädigen.

Eine Mindest-Zahl an Lampen je Dimmer kann erforderlich sein, da viele Glühlampen-Dimmer eine Mindestlast benötigen, um fehlerfrei zu funktionieren. Diese beträgt zwischen 25 und 60 Watt – ein Wert, der beim Benutzen von Glühlampen meist schon durch das Einsetzen einer einzigen Lampe zu erreichen war. Beim Benutzen von LEDs kann es deshalb erforderlich sein, wenigstens drei oder vier Leuchtkörper einzusetzen, damit der Dimmer fehlerfrei seinen Dienst tut.

5. Dimmer von unterschiedlichen Herstellern geprüft?

Die letzte und vielleicht wichtigste Frage, die sich ein Käufer einer LED-Beleuchtung stellen sollte: Wie hält es der Hersteller eines bestimmten Leuchten-Produkts mit den entsprechenden Tests? Wurde der LED-Leuchtkörper mit verschiedenen Dimmern auch von verschiedenen Herstellern getestet? Wurden Flacker-Tests mit den Dimmern durchgeführt? Hat der Hersteller die Tests ausschließlich selbst umgesetzt oder aber gemeinsam mit dem Hersteller der Dimmer-Lösung? Wie zuverlässig sind die durchgeführten Tests?

Falls ein Hersteller der Dimmer-Lösung mehrere Fragen nicht oder nur ungenügend beantworten kann, sollte man sich gut überlegen, ob man nicht zu einem anderen Produkt greift.

Ergänzendes zum Thema
 
Webtool hilft bei der Dimmerwahl

* Jan Ewald ist General Manager DACH und Marine bei Lutron.

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Vielleicht kann ja die Redaktion mit dem Segen des Autors den Schreibfehler (auch im .pdf; der...  lesen
posted am 14.06.2016 um 13:17 von ibw-oberhaching

Guten Tag, Sandra. Für eine LED-Beleuchtung wird ein sog. Phasen-Abschnitts-Dimmer gut...  lesen
posted am 14.06.2016 um 08:38 von Unregistriert

Finde den Artikel eigentlich sehr gut, doch genau mein Problem mit Phasenan- und Abschnitt führt...  lesen
posted am 13.06.2016 um 11:24 von Unregistriert


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