Seit mehr als 20 Jahre gibt es Leuchtdioden (LED) als Alternative zu Glühlampen. Damals standen die Farben Rot, Gelb und Grün zur Verfügung, allerdings mit einer eher ungenügender Helligkeit. Das Einzige, was richtig auffiel, war der hohe Preis. Schrittweise stiegen die Stückzahlen weltweit und mit jeder LED-Generation auch deren Helligkeit. Heute beträgt der Anteil von LED-Technik bei der Ausleuchtung von Befehls- und Meldegeräten etwa 40 % - Tendenz steigend. Sicher, auch heute noch ist der reine LED-Preis höher, als der von konventionellen Glühlampen.

Werden jedoch noch weitere Faktoren bei der Auswahl berücksichtigt, überwiegen die Vorteile der LEDTechnik. In der Regel halbiert sich die Stromaufnahme eines Leuchtmelders beim Einsatz von LED-Technik auf etwa 20 mA. Dies ermöglicht mitunter den Einsatz kleinerer Netzteile. Spezielle „Low-current- LEDs" erreichen ihre Helligkeit sogar schon bei 2 mA. Letztere kommen vorzugsweise in Applikationen zum Einsatz, die über Batterien oder Akkus versorgt werden. Abgesehen vom geringeren Energiebedarf der LED-Technik, rechnet sich der Einsatz allein durch die wesentlich längere Lebensdauer. Weiße Leuchtdioden haben eine Lebensdauer von 15 000 bis 20 000 Stunden; blaue und grüne rund 30 000 Stunden. Rote und gelbe LEDs erreichen sogar zwischen 60 000 und 80 000 Betriebsstunden.

Die Lebensdauer einer LED gilt zudem bereits als erreicht, wenn deren Lichtintensität erst auf 50 % der ursprünglichen Helligkeit gesunken ist - sie gibt aber auch weiterhin Licht ab. Zum Vergleich: Die Lebensdauer des Glühwendels einer Glühlampe beträgt bei 24 V(AC) durchschnittlich 6000 Stunden. Darüber hinaus haben die Lampen ein massives Problem mit Erschütterungen und Vibrationen.

Bei Applikationen, in denen die Geräte starken Erschütterungen ausgesetzt sind, sinkt die Einsatzdauer rapide. Neben den reinen Materialkosten kann sich der Personalaufwand für den regelmäßigen Austausch der Glühlampen - bei sicherheitsrelevanten Meldungen ist das obligatorisch - schnell potenzieren. In der Vergangenheit tauchten immer wieder Probleme auf, welche die konsequente Umstellung auf LED-Technik verhinderten: Wurde bei einer Gleichstrom-Verkabelung der Meldegeräte nicht penibel auf die Polung geachtet, blieb es dem Zufall überlassen, ob die LED leuchtete oder nicht.

Einer Glühlampe ist es dagegen egal, an welchem Kontakt Plus oder Minus anliegt. Die alternative Ansteuerung mit Wechselspannung schied anfangs aus, weil Bediener die durch die Schutzdiode unterdrückte Halbwelle als Flackern der Leuchtmelder wahrnahmen. Eine Brückengleichrichtung, die beide Halbwellen der Wechselspannung nutzt, behob dieses Problem. Gesockelte LEDs für Wechselspannungsbetrieb sind mittlerweile für alle Sockelgrößen erhältlich, beispielsweise für T 1,75, T 5,5; T 6,8 und Ba 9s. Somit lassen sich alle Signalgeräte-Baureihen von EAO Lumitas auf LEDTechnik umrüsten.

Farblehre: Ohne Blau gibt es kein Weiß

Vor etwa 15 Jahren gelang es mittels eines neuen Halbleiterwerkstoffes blaues Licht effizient zu erzeugen. Dies war die Geburtsstunde des weißen LED-Lichts. Denn nur durch die Mischung von Rot, Blau und Gelb lässt sich überhaupt weißes Licht erzeugen. In der Praxis wird ein blauer LEDChip mit Phosphor überzogen. Die Mischung aus dem blauem Licht und dem gelben Phosphor lässt die LED weiß leuchten. Aber was ist weißes Licht? Moderne Autoscheinwerfer erzeugen ein extrem „kaltes" Licht, das als unnatürlich und unangenehm empfunden wird.

Und genauso „unecht" wirkten die Farben der Druckhauben eines Leuchtmelders, wenn sie mit diesem kaltweißen Licht ausgeleuchtet wurden. Zudem wurde im direkten Vergleich Rot als Orange und Blau als Grün wahrgenommen. Abhilfe schafft wieder der Einsatz von Phosphor: Bei LEDs für die Ausleuchtung von Leuchttastern wird der Phosphor-Anteil erhöht und damit auch der Gelbanteil des Mischlichts. Das ergibt ein „warmweißes" Licht, welches dem von Glühlampen nahe kommt.

Eine LED für alle Farben: Mit dem warmweißen Licht können die klassischen bunten Druckhauben wieder ausgeleuchtet werden.

© EAO Lumitas

Diese Farbmischung sorgt neben der Energie-Einsparung und der längeren Lebensdauer für einen weiteren Sparfaktor im Bereich Logistik und Materialwirtschaft. Die warmweißen LEDs können die unterschiedlichen Druckhauben wie die frühere Glühlampe wieder richtig ausleuchten. Damit entfallen die Lager- und Handlingkosten für die bisher notwendigen farbigen LEDs - es gibt sozusagen nur noch „eine für alles". Rote, gelbe, grüne oder auch blaue und orange LEDs gehören der Vergangenheit an und verschwinden aus den Regalen im Werk, den Servicewagen der Techniker und den Bestelllisten der Einkäufer.

Was die Helligkeit betrifft, so sind moderne LEDs den Glühlampen überlegen. In einigen Applikationen müssen daher elektronische Dimmer die Helligkeit reduzieren, beispielsweise in Fahrerpulten an Schienenfahrzeugen. Dort wird über einen Helligkeitssensor automatisch die Leuchtstärke der Bediengeräte im Cockpit reduziert. Auch andere Applikationen im Maschinen- und Schaltanlagenbau lassen sich mit den Dimmern, die es für die Hutschienenmontage und den Frontplatteneinbau gibt, verlustarm regeln. Die Geräte verringern dazu die Betriebsspannung der Befehls- und Meldegeräte nahezu verlustfrei, wobei sowohl die minimale wie auch die maximale Helligkeit programmierbar sind.

Für Applikationen, in denen verschiedene Lastkreise über nur eine Bedienstelle gedimmt werden sollen, ist ebenso ein Master/Slave-Betrieb möglich. Im Schaltschrankbau ist es gleichfalls an der Zeit, die Glühlampe außer Dienst zu stellen. Traditionelle Leuchtmelder werden jedoch solange im Einsatz bleiben, bis Endanwender bei der Bestellung von Maschinen und Anlagen auf LEDTechnik bestehen. Denn Erstausrüster setzen immer die Materialien ein, die auf den ersten Blick billiger scheinen.

Autor: Klaus Hoppelshäuser ist technischer Leiter bei der Firma EAO Lumitas in Essen.