Was heißt 6-Mode Technik?

Viele Modelle von Fenix (LD und PD-Serie) bieten die 6-Mode Technik. Diese Technik bietet vier
verschiedene Leuchtstärken plus SOS-Notsignal und Stroboskop. Per Drehung des Lampenkopfes wird zwischen Turbo- und Normalmodus vorgewählt. Dann werden durch Tippen auf den Schalter die jeweils unterschiedlichen Leuchtstärken durchgeschaltet. Im Normalmodus sind das die unteren drei Leuchtstärken und das SOS, im Turbomodus die maximale Leuchtstärke und das Stroboskop.

Meine LED-Lampe flackert im starken Modus leicht. Ist sie defekt?
Nein, ein Defekt liegt nicht vor. Das Flackern zeigt lediglich an, daß die Batteriespannung absinkt und die Batterien demnächst gewechselt werden müssen. Die Lampe kann bedenkenlos (am besten im Normalmodus) weiterverwendet werden, bis die Batterien leer sind.

Wozu die teureren Lithium-Batterien oder CR123A Akkus?

Die 3V-Lithium Batterien und Akkus im Format CR123 haben eine deutlich höhere Energiedichte als die herkömmlichen 1,5 Volt Mignon- oder Micro- (AA oder AAA) Batterien. Dies kommt den Anforderungen moderner Hochleistungs-LEDs sehr entgegen, denn hierdurch läßt sich eine elektronisch geregelte Lampe meist länger mit konstanter Helligkeit betreiben als eine Lampe mit 1,5V-Batterien, deren Leistung durch die Batterieentladung schneller abfällt. Zudem sind die Lithiumbatterien nicht temperaturempfindlich (was bei Lagerung der Lampe z.B. im Auto entscheidend sein kann) und besitzen in der Regel eine Lagerfähigkeit von 10 Jahren. Die Kompaktheit der Lampe durch die kürzeren Batterien ist ein zusätzlicher Bonus.

Trotz neuer Batterien funktioniert meine Lampe nicht. Was kann ich tun?

Stellen Sie zunächst sicher, daß die Batterien nicht eventuell doch leer oder schadhaft sind. Auch eine neue Batterie kann ausnahmsweise einmal entladen oder defekt sein. Sollten die Batterien als Ursache definitiv ausscheiden, dann gibt es zwei Punkte, denen Sie Ihre Aufmerksamkeit widmen können:

1. Drehen Sie den Kopf von der Lampe und reinigen Sie das Gewinde am Lampenkorpus und im Kopf mit einem weichen Tuch. Dieses Gewinde fungiert als Kontaktfläche, und Verschmutzungen o.ä. können die Funktion der Lampe beeinträchtigen.

2. Prüfen Sie, ob sich die Schaltereinheit in der Lampe evtl. gelöst hat. Hierzu schrauben Sie die Schaltereinheit vom Lampenkorpus ab. In der Schaltereinheit sind zwei kleine Vertiefungen zu sehen. Hier kann man mit einer Seegeringzange die Schaltereinheit durch Drehen im Uhrzeigersinn nachziehen.

Wie wechselt man die Gummikappe des Schalters aus?

Hierzu schrauben Sie die Schaltereinheit vom Lampenkorpus ab. In der Schaltereinheit sind zwei kleine Vertiefungen zu sehen. Hier kann man mit einer Seegeringzange die Schaltereinheit durch Drehen gegen den Uhrzeigersinn lösen und aus dem Gehäuse herausdrehen. Nehmen Sie die Gummikappe vom Schalter, setzen Sie die neue Kappe auf und montieren Sie den Schalter wieder im Gehäuse.

Was ist die Momentlichtfunktion?

Lampen mit Momentlichtfunktion haben einen zweistufigen Schalter und können so geschaltet werden, daß sie nur so lange leuchten, wie man den Schalter leicht gedrückt hält. Bei Loslassen des Schalters erlischt die Lampe wieder. Drückt man den Schalter ganz durch,hat man Dauerlicht.                                                                                            (Quelle BÖKER 2009)

Was ist Licht ?

Zur Erklärung der meisten Phänomene lässt sich Licht als elektromagnetische Welle definieren. Unser Empfinden für Farbe, Helligkeit und so weiter bezieht sich auf elektromagnetische Wellen, deren Frequenz im sichtbaren Bereich liegt. Wellen anderer Frequenzen haben keine Farbe. Sie werden mit Namen bezeichnet, die vor allem angeben, wozu sie verwendet werden.
Der gesamte Frequenzbereich der elektromagnetischen Wellen heisst elektromagnetisches Spektrum und erstreckt sich lückenlos von den energieärmsten, langen Wellen, die leicht mit elektrischen Schwingungskreisen hergestellt und von Antennen abgestrahlt werden können (Radiowellen), bis zu den energiereichsten, ultraharten Röntgenstrahlen und den Gammastrahlen der Atomkerne. Das Spektrum des sichtbaren Lichtes umfaßt nur einen kleinen Bereich. Er liegt bei etwa 370 nm (violett) bis 750 nm (rot), entsprechend einer Frequenz von 8x1014 bis 4x1014 Hz.

Lumineszenz - Wie entsteht Licht?

Nach dem Bohrschen Atommodell bewegen sich Elektronen nicht in beliebigem Abstand um den Kern, sondern nur auf ganz bestimmten, durch eine Quantenbedingung ausgezeichneten Bahnen, den sog. stationären oder erlaubten Bahnen oder Quantenbahnen. Die Elektronen bewegen sich auf diesen stationären Bahnen strahlungsfrei, d.h. ohne Energieverlust. Je größer der Abstand der Bahnen vom Kern ist, um so größer ist das Energieniveau des Elektrons.
Der Übergang von einer Quantenbahn auf eine andere, der sogenannte Elektronen- oder Quantensprung, erfolgt dabei immer unter Aufnahme oder Abgabe der entsprechenden Energiedifferenz. Beim Übergang zu einer niedrigeren Energiestufe wird die Energiedifferenz in Form eines Photons abgegeben. Absorption oder Emission von Strahlung kann nur in dem Energieabstand entsprechenden Frequenzen erfolgen. Die Energie wird dabei in Elektronenvolt (eV) angegeben.
Licht emittierende Halbleiter (LED) müssen den der gewünschten Lichtfrequenz entsprechenden Energieabstand, der bei der Rekombination überbrückt wird, haben. Kurzwelliges Licht (blau oder UV) emittierende LED müssen also eine größere Energielücke bieten. Nach entsprechenden Halbleitern wurde in der Geschichte der LED lange geforscht.

Entwicklung der LED-Technik:

Hocheffektive blaue LED waren bis vor wenigen Jahren nicht verfügbar, obwohl schon lange an ihnen geforscht wird. Die Ende der Achtziger eingeführten SiC-Dioden sind in einigen Gebieten sinnvoll einzusetzen, sie haben jedoch eine sehr geringe Effektivität. Ende 1993 wurden von Shuji Nakamura bei Nichia Chemical im blauen und grünen Spektrum emittierende InGaN-Dioden mit einer um ein Vielfaches höheren Effektivität vorgestellt. Die Effektivität dieser InGaN-Dioden hat sich seither ständig erhöht. Noch sind sie aber relativ teuer, dassdie Substratmaterialien schwieriger herstellbar sind bzw. neue Verfahren angewendet werden müssen, um die Epitaxieschicht aufzubringen.
Hocheffektive Lumineszenzdioden decken heute den gesamten Spektralbereich ab. Es werden neue Einsatzgebiete erschlossen, und in verschiedenen Bereichen können andere Lichtquellen durch LED ersetzt werden.

Herstellung der LED:
 
Ausgangspunkt für die Herstellung von Lumineszenzdioden ist ein einkristallines Grundmaterial. Einkristalle werden nach dem Schutzschmelzverfahren hergestellt. Ein Impf- oder Keimkristall wird in die Schmelze des Materials eingetaucht und unter dauerndem Drehen wieder herausgezogen. Man erhält Kristalle bis zu 100 mm Durchmesser. Durch Zonenschmelzverfahren wird der entstandene Kristall gereinigt und die Kristallstruktur verbessert.
Diese Kristalle können jedoch nicht direkt zur Herstellung von Lumineszenzdioden verwendet werden, weil bei den hohen Herstellungstemperaturen Verunreinigungen und eine Vielzahl von Kristalldefekten auftreten. Kristalldefekte führen zu nichtstrahlenden Rekombinationen, wodurch der Wirkungsgrad sehr klein wird. Man verwendet die Einkristalle als tragendes und die Kristallausrichtung vorgebendes Substrat. Dazu wird er in dünne Scheiben geschnitten. Auf diesen sogenannten Wafern wachsen die mit Epitaxieverfahren aufgebrachten unterschiedlich dotierten Schichten, die die geforderten Lumineszenzeigenschaften haben.

LED Bauformen:

bedrahtete (3mm) LED /  SMD LED /  „Spider LED” / „SuperFlux” oder auch „Piranha” u.v.m.
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1W Luxeon Leuchtdioden werden in verschiedenen, den Einsatzzweck angepassten Bauformen angeboten. Neben speziellen Metall-/Glas-Gehäusen werden hauptsächlich Plastikbauformen eingesetzt. Hier setzt der Kunststoffkörper zum einen den Grenzwinkel der Totalreflexion an der Chipoberfläche herab und erhöht damit die aus dem Kristall austretende Strahlungsleistung, zum anderen wirkt die gekrümmte Oberfläche als Linse und bündelt die Strahlung in Achsrichtung. Sie sind problemlos in großen Stückzahlen zu fertigen.
Je nach Verlötungsverfahren wird bei elektronischen Bauteilen zwischen den auf der Rückseite der Platine verlöteten, bedrahteten und den SMD (Surface Mounted Device) Bauformen unterschieden. Auch LED werden in beiden Bauformen angeboten. Industriell werden hauptsächlich SMD LED eingesetzt, bedrahtete LED lassen sich auch von Hand verlöten.
Eine weitere Bauform ist die COB (Chip on Board) Technologie. Hier werden die Halbleiterchips direkt auf der Platine kontaktiert. Derzeit im Größensegment bis ca. 4 Watt.

Abstrahlcharakteristik:

Charakteristik einer 3mm LED mit einem Abstrahlwinkel von 60°.Die Lichtstärke in die verschiedenen Ausstrahlungsrichtungen hängt vom Lampenkörper ab, sie wird durch die Lichtstärkeverteilungskurve (LVK) beschrieben.
Die Lichtstärkeverteilungskurve wird meistens in Polarkoordinaten angegeben. Für rotationssymmetrische Lichtverteilungen reicht die Darstellung in einer Ebene durch die Leuchte aus. Als Abstrahlwinkel ist der Winkel definiert, bei dem die Intensität 50% beträgt.

LED Wirkungsgrad:
 
Für den Gesamtwirkungsgrad der LED ist nicht nur der Prozess der Lichtentstehung, der bei bestimmten (direkten) Halbleitern mit nahe 100% abläuft (interne Quanteneffizienz), von Bedeutung, sondern auch die Frage der Auskopplung des Lichts von der tief im Halbleiter vergrabenen Sperrschicht in die Umgebung. Hierbei entstehen Verluste, die den Wirkungsgrad auf wenige Prozent herabsetzen.

Absorption
Die Halbleiterschichten müssen möglichst dünn und tranparent sein, damit das Licht aus dem Halbleiter austreten kann. Durch die Verwendung eines transparenten, wenn auch teureren Substrates werden auch die nach unten emittierten Photonen nicht absorbiert.

Reflexion beim Lichtaustritt
Die durch den großen Unterschied im Brechungsindex zwischen Luft n=1 und Halbleiter n=3,5 auftretende Totalreflexion ist eine wichtige Ursache für den schlechten Wirkungsgrad der LED. Eine Verbesserung lässt sich z.B. durch eine Epoxydharzabdeckung (n=1,5) erzielen. Es ergibt sich ein vergrößerter Winkel, unter dem das Licht aus dem Halbleiter austreten kann.
Die Absorptions- und Reflexionsgrade bestimmen die Menge der Strahlung, die das Lumineszenzdioden-Bauelement verlassen können. Der externe Quantenwirkungsgrad einer LED ergibt sich aus dem Verhältnis der Photonen, die die LED verlassen, zur aufgenommenen (elektrischen) Leistung. Der letztlich auf das Auge wirkende Lichteindruck (Helligkeit) hängt, bedingt durch die spektrale Augenempfindlichkeit, sehr stark von der Wellenlänge des Strahlers ab. So kann durchaus eine grün leuchtende LED mit geringer Strahlungsleistung dem Auge heller erscheinen als eine viel stärker strahlende rote LED.
Bei der Bewertung der Effizienz von LED Leuchten müssen auch die Leistungsverluste der Vorschalt- und Steuergeräte berücksichtigt werden.
Der Leuchtwirkungsgrad ergibt sich durch Gewichtung der spektralen Emission mit der Augenempfindlichkeit V(λ), bezogen auf die gesamte abgestrahlte Leistung. Der höchste theoretische Leuchtwirkungsgrad ergibt sich für monochromatisches Licht mit der Wellenlänge von 555nm. Sein Wert ist hier 683 lm/W.

Alterung und Lebensdauer der LED:
 
Beim Langzeitverhalten von Lumineszenz- und Laserdioden spielen die zeitlichen Veränderungen ihrer Emissionseigenschaften die entscheidende Rolle. Im allgemeinen nimmt die Intensität der Emissionsstrahlung einer unter konstanten Bedingungen betriebenen Lumineszenzdiode kontinuierlich ab. Dieses Verhalten wird als Alterung oder Degradation bezeichnet und ist noch nicht restlos geklärt, hängt aber wohl mit der Wanderung bzw. Ausweitung von Störstellen im Kristall zusammen. Eine abrupte Abnahme der Emission, wie sie von Glühlampen her bekannt ist, wird bei Halbleiterlichtquellen nur bei der Laserdiode beobachtet, wenn infolge einer Kettenreaktion der Schwellenstrom so hoch wird, dass es zu einer Zerstörung der Diode kommt.
Die Alterung von Lumineszenzdioden, die bei niedriger Stromdichte betrieben werden, verursacht beim Anwender gewöhnlich keine gravierenden Probleme. Bei Standard-LED können Lebensdauern von 100000 Stunden (das entspricht 11½ Jahren ununterbrochener Leuchtdauer) erreicht werden, die höchsten angegebenen Werte liegen weit darüber (bei 109h). Die Lebensdauer hocheffizienter LED liegt niedriger, ca. bei 25000 bis 50000 Stunden.

Die LED-Lampe gehört heute schon zu den wirtschaftlichen Leuchtmitteln, da Service-Einsätze und Lampenaustausch nicht erforderlich sind.

Faktoren, die das Altern der LED beschleunigen:
 
Um den Lichtstrom je LED zu erhöhen, kann der elektrische Strom erhöht werden. Da sich dann jedoch auch die Temperatur in der LED erhöht, verkürzt sich deren Lebensdauer. Besondere Bauformen der LED und der Platinen führen die Wärme effektiv von dem Chip ab und ermöglichen eine höhere Lichtausbeute, ohne die Lebensdauer stark zu verringern.
Durch hohe oder stark schwankende Umgebungstemperaturen wird die Lebensdauer verkürzt. Die thermische Belastung (auch beim Löten) ist gering zu halten.
Das Anlegen einer zu großen Spannung (in Durchlass- oder Sperrrichtung) zerstört die Diode. Ein Verpol- und Überlastschutz kann dies verhindern.
Die eingesetzten Halbleiter (hauptsächlich InGaN und AlInGaP) haben unterschiedliche Lebensdauern.
Die bei den meisten LED eingesetzten Kunststoffe der Linsen trüben sich mit der Zeit. Insbesondere die weißen und blauen LED lassen deswegen schneller in ihrer Leistung nach. Auch auf diesem Gebiet entwickelt sich die LED-Technologie weiter.

Einfluss der Umgebungstemperatur auf LED:

LED zeigen eine ausgeprägte Abhängigkeit des Lichtstroms von der Temperatur. Der Temperaturkoeffizient ist abhängig vom Material. Die Strahlungsleistung fällt bei den meisten LED bei einer Temperaturerhöhung um 100°C auf weniger als die Hälfte ab.

Je kälter also die Umgebung ist, um so effizienter ist die LED.

Temperaturstrahler verhalten sich genau umgekehrt. Dies ist ein Grund, warum bei der Entwicklung und dem Einsatz von LED besonders auf den Wärmehaushalt geachtet werden muss. Ein Wärmestau im LED-Lampenkörper muss vermieden werden.

LED-Lichtfarben:

Die Lichtfarbe ist je nach Halbleitertyp mehr oder wenig von der Umgebungstemperatur abhängig. Zu hohe Temperaturen (z.B. beim Verlöten) können die Leistung der LED dauerhaft mindern oder die Lebensdauer herabsetzen. Leuchtdioden erzeugen eine schmalbandige (monochromatische) Strahlung im nahen UV, im sichtbaren Bereich oder im Infrarotbereich.
Der Farbton der LED wird als dominante Wellenlänge definiert. InGaN-Dioden haben eine geringere Farbsättigung, sie sind nicht streng monochromatisch.
Durch die Zugabe von Leuchtstoffen auf den LED-Chip können Mischfarben erzeugt werden. Dadurch sind weiße LED oder auch pastellfarbene LED möglich. Deren Farbton wird meistens durch die x- und y-Werte in der CIE-Normfarbtafel definiert. Manchmal wird aber auch die (annähernde) Lichttemperatur angegeben.

Im Kommen sind auch für unsere Taschenlampen WARMWEISSE LEDs, denn nur so kann eine tageslichtähnliche Farbabstrahlung bei angeleuchteten Objekten erzielt werden die vom menschlichen Auge als unverfälscht wahrgenommen werden kann !

Weißlicht LED:

Die letzten technischen Entwicklungen haben den Lichtstrom der LED stark optimiert und erst mit der Verfügbarkeit einer blauen LED mit hoher Lichtausbeute die Möglichkeit geschaffen, auch weißes Licht herzustellen.
Um weiß leuchtende LED erzeugen zu können, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder fasst man mehrere LED-Chips unterschiedlicher Farbe in einem gemeinsamen LED-Gehäuse zusammen und mischt so die verschiedenen Farbanteile zu weißem Licht, oder man versieht die blau leuchtende LED mit einer internen Leuchtschicht, die ein Teil des blauen Lichtes in gelbes Licht umwandelt, um so alle Spektralanteile zu erzeugen, die für weißes Licht erforderlich sind.

Augensicherheit:

Die in der Beleuchtungstechnik eingesetzten LED werden nach EN 60825-1 als "harmlos" klassifiziert..LED, die sich für Beleuchtungszwecke einsetzen lassen, gibt es noch nicht lange und bilden nur ein Teil aller LED. Ein sehr großer Teil aller produzierten LED werden in der Optoelektronik, zum Beispiel in der Datenübertragung und in Sensoren eingesetzt. Deshalb und weil LED ähnlich wie Halbleiterlaser funktionieren (oder besser: Halbleiterlaser spezielle LED sind), werden LED als optoelektronische Bauteile wie Laserlichtquellen nach Grad der Augengefährdung klassifiziert. An einer Klassifizierung der LED nach Kriterien der Beleuchtungstechnik, in der tausendfach hellere Lichtquellen eingesetzt werden, wird gearbeitet.

Ein Sonderfall sind UV-LED, die jedoch nicht für Beleuchtungszwecke eingesetzt werden. Das UV-Licht (Schwarzlicht) ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Deshalb wirken die natürlichen Abwehrreaktionen wie Lidschlussreflex oder Pupillenkontraktion nicht, die die Augen bei Blendung schützen. Da auch das UV Licht eine Energie hat, kann der direkte Blick in eine UV-Lichtquelle den Augen schaden. Bei engabstrahlenden Hochleistungs-UV-LED mag das der Fall sein.