Xenon verlichting vs LED verlichting 2017

Xenon verlichting vs LED verlichting 2017

Halogeen verlichting vs Xenon verlichting vs LED verlichting
Wat wij nu als gewone dingen beschouwen waren ooit belangrijke technologische prestaties. Er waren tijden dat het toevoegen van een eenvoudige schroef of het veranderen van de vorm van een bepaalde component jaren later leidde tot significante innovaties en diende als basis voor meer geavanceerdere projecten. Laten we de koplampen als voorbeeld nemen.

Hoewel de hele auto-industrie gebruikt maakt van koplampen, weten slechts een paar mensen hoe ze geëvolueerd zijn van eenvoudige acetyleen lampen in de jaren 1880 tot zeer complexe LED-assemblages van tegenwoordig. Verder werken onderzoekers voortdurend aan de hele “koplamp” idee, in een poging om nieuwe doorbraken te vinden die hun producten beter maken dan die van de concurrenten. Laser verlichting koplampen is een voorbeeld, maar vóór dat we deze bespreken, moeten we enkele systemen bespreken die beschikbaar zijn voor het grote publiek.

We zullen concentreren op de vier grote koplamp configuraties van tegenwoordig en kijken wat ze van plan zijn. We zullen dus proberen om de voor- en nadelen van elk van hen te bespreken, hoewel de meeste mensen in het algemeen geloven dat de nieuwste ook de beste is. Sommigen van jullie zullen het eens met onze uitspraken, anderen niet, maar hoe dan ook, elk van de vier typen koplampen heeft zijn eigen voor- en nadelen. Dus, laten we ze een voor een bekijken en zien waaar dit allemaal over gaat.

Halogeen Verlichting
Xenon Verlichting
LED Verlichting
LASER Verlichting

Halogeen Verlichting

Koplampen met halogeen verlichting zijn momenteel de meest populaire in de automotive wereld en, voor het geval dat je je afvraagt waarom dit gebeurt, is het meestal vanwege hun primaire voordeel: ze zijn eenvoudig en kosteneffectief.
In principe heeft een halogeen lamp onder normale omstandigheden een levensduur van ongeveer 1000 uur, de kosten van vervanging is meestal erg laag vergeleken met de andere types lampen (ongeveer € 30 voor een fatsoenlijke set). Echter, halogeen lampen worden steeds de tweede optie voor meer en meer auto-bedrijven over de hele wereld. De reden? Halogeen is niet precies gelijk aan efficiëntie en om het beter te begrijpen zullen we hieronder uitleggen hoe zo’n gloeilamp werkt.

Allereerst wordt het gemaakt van een glazen omhulsel wat bestand is tegen hoge temperaturen en een gas, meestal een combinatie van argon en stikstof  met een wolfraam gloeidraad. Om licht te creëren, krijgt de wolfram gloeidraad stroom vanuit de accu van de auto en verwarmt het tot ongeveer 2500 graden Celsius, waarna het dus begint te gloeien.

Wanneer de halogeenlamp aan het einde van zijn levensduur komt, gebeurt dat meestal omdat het wolfraam in de gloeidraad verdampt en op het glas afzet waardoor het gloeidraad bij een bepaald punt breekt en dus niet meer functioneert.

Maar dat is niet het grootste probleem. Het grootste probleem is dat, terwijl het stralende licht uit de lamp komt, de lamp ook  een grote hoeveelheid warmte creëert die in feite verspilde energie is.

Een ander groot probleem met halogeenlampen is ook de manier waarop ze reageren op verschillende stoffen. Bijvoorbeeld, bij het vervangen van een defecte lamp, is het aan te raden om het glas van de reserve lamp niet aan te raken! Het vet op je vingers zal aan het kwartsglas vast zitten, waardoor de lamp ongelijk wordt verwarmd en drastisch het levensduur van de lamp kan verkorten. Het je het toch aanraakt, probeer dan met behulp van een schone doek het vet eraf te wrijven.

Halogeen lampen hebben toch een aantal voordelen, waardoor het de nummer een optie zijn voor de meeste autofabrikanten: ze creëren een fatsoenlijke verlichting voor de minste hoeveelheid geld; ze komen in een aantal verschillende afmetingen, die in feite betekent dat dergelijke bollen op de meeste modellen kan worden geïnstalleerd; ze zijn dimbaar, waardoor autofabrikanten meerdere versies kan bouwen, afhankelijk van het type en de afmetingen van het chassis.

Samengevat zijn hieronder de voors en tegens van halogeen verlichting:

VOORDELEN:

• eenvoudig te vervangen
• eenvoudige constructie
• verschillende dimensies
• kostenefficient

NADELEN:

• energie verspilling
• extra zorg nodig

Xenon Verlichting

Xenon verlichting, officieel bekend als High-Intensity Discharge verlichting (HID), wordt meestal gedefinieerd als een meer efficiënte oplossing, vooral vanwege de kleurtemperatuur
en de hoeveelheid licht die ze genereren. De eerste auto met xenon verlichting verscheen op de BMW 7 Serie in 1991 en langzaam werd het de nummer 1 optie voor meerdere autobedrijven, die echter vermeden om deze aan te bieden als standaard uitrusting.

Xenon lampen hebben vrij veel overeenkomsten als de TL-buis in je schuur. Je hebt een afgesloten buis gevuld met gassen, een elektrode aan elk uiteinde en een elektrische stroom die daar doorheen gaat. In voertuigen toepassingen hebben HID-lampen een transparante kwarts behuizing, wolfraam elektroden en een mix van gassen die gestimuleerd worden door de hoge voltage elektrische stroom die tussen de twee elektroden stromen.

Ondanks hun gebruikelijke naam, gebruikt  xenon lampen een mix van metaal-halide en maakt alleen gebruikt van xenon gas tijdens het opstarten. Dat is dan ook een van de belangrijkste problemen met xenon lampen, het heeft tijd nodig om voor het gas de juiste werktemperatuur te bereiken en een sterk licht an produceren.

Het proces van oplichten van xenon lampen gebeurt in drie stappen: eerst komt de ontstekingsfase, wanneer een hoogspanningspuls een vonk produceert die de xenon gas ioniseert en een tunnel creëert van stroom tussen de elektroden, stijgt de temperatuur van de lamp en verdampt de metaalzouten die op zijn beurt de weerstand tussen de twee elektroden verlaagt; Vervolgens  voorziet de ballast een constante hoeveelheid stroom aan de xenon lamp zodat deze niet knippert.

Pluspunten? Allereerst is een xenon lamp veel efficiënter wat betreft de hoeveelheid geproduceerd licht in vergelijking met een halogeen lamp. Natuurlijk kan deze eenvoudig worden beschouwd als een grote tegenslag, vooral vanuit het oogpunt van inkomend verkeer, als de belichtingshoek niet correct is afgesteld (vooral wanneer aftermarket kits verkeerd worden gemonteerd of worden gebruikt in koplampen dat niet is ontworpen voor xenon verlichting).

Volgens de officiële metingen, produceert een xenon lamp 3000 lumen en 90 mcd/m2, terwijl een halogeen lamp 1400 lumen en 30 mcd/m2 genereert .

Natuurlijk hebben xenon lampen ook diverse maten en uitvoeringen voor gebruik in verschillende soorten auto.

Een ander groot pluspunt komt van xenon lampen is dat ze een vrij lange levensduur hebben, meer dan van een van halogeenlampen: schattingen wijzen op een operatie levensduur van ongeveer 2000 uur bij normale omstandigheden.

Efficiëntie zou een ander voordeel kunnen zijn om xenon lampen te kiezen i.p.v. halogeen lampen. Xenon lampen gebruiken meer stroom om te kickstarten en in actie te komen, maar nadat de bedrijfstemperatuur heeft bereikt, zullen ze eigenlijk minder stroom verbruiken dan standaard gloeilampen. Wat betekent dat er een iets kleinere belasting van de dynamo is, die niet meer motorkoppel vereisen om de vraag naar elektriciteit te ondersteunen. Je zult echter nauwelijks enig verschil in het brandstofverbruik merken (misschien 0,1 liter per uur), maar het is leuk om te weten dat je een heel klein beetje groen bezig bent.

Tegenslagen? Nou, ze gaan natuurlijk meer kosten dan halogeen lampen (inclusief onderhoud) en zijn complexer, omdat zij een apparaat met de naam ballast nodig hebben, die het hoge voltage creëert en reguleert dat nodig is om de xenon lamp te voeden.

Laten we niet vergeten dat deze lampen een paar seconden nodig hebben om volledige helderheid te kunnen geven, een van de reden waarom ze niet zo goed functioneren als afzonderlijke verlichting voor groot licht. Sommige auto’s maken gebruik van xenon verlichting voor het dimlicht en een aparte standaard gloeilampen voor het groot licht. Op sommige high-end modellen, gebruiken ze dezelfde xenon-unit voor beide licht stralen (ten onrechte bi-xenon genoemd ) met behulp van een mechanisme in de reflector die de richting van de licht bundel aanpast.

Als laatste zou de hoeveelheid schittering die door de xenon lamp wordt geproduceerd storend kunnen zijn voor de andere bestuurders op de weg, vooral voor inkomend verkeer, waardoor het aantal ongevallen en sterfgevallen kan verhogen, meer dan oorzaken als snelheid en technische problemen.

Samengevat zijn hieronder de voors en tegens van xenon verlichting:

VOORDELEN:

• langere levensduur dan halogeen lampen
• efficiënter dan halogeen omdat ze minder stroom gebruiken en meer licht produceren
• een betere zichtbaarheid voor de bestuurder

NADELEN:

• teveel verblinding en dus potentiële problemen voor inkomend verkeer
• hoge kosten
• meer complex systeem dan halogeen lampen
• ze nemen een paar seconden in beslag om volledige helderheid te bereiken

LED Verlichting

De auto-industrie is veel geëvolueerd, dat is zeker. Samen met de industrie hebben ook de koplampen een ander niveau bereikt en autofabrikanten hebben gezien de manier waarop halogeen of xenon verlichting hun modellen beinvloedt en kijken nu naar een andere optie: LED’s. LED’s lijken op papier de oplossing voor in massa geproduceerde auto’s, maar er zijn ook een aantal tegenslagen die het perspectief van de wereld voor dit soort technologie zou kunnen veranderen.

Het werkingsprincipe van een LED is heel moeilijk uit te leggen, maar in het kort gezegd, ze vertrouwen op de negatieve elektronen die bewegen tegen positieve ‘gaten’ over een halfgeleider. Wanneer een vrij elektron in een gat valt dat op een lager energieniveau zit, zal zijn energie vrijkomen als een foton (de kleinste fractie van het licht) in een proces genaamd elektroluminescentie.

Vermenigvuldig dit proces duizenden keren per seconde en je hebt een continu fel licht dat wordt uitgezonden in een oppervlate van iets meer dan 2mm breed – een licht-emitterende diode (LED).

Het belangrijkste aspect als het gaat om LED-verlichting is het feit dat ze een erg laag vermogen gebruiken om te werken in vergelijking met de klassieke halogeenlampen. LED’s worden bijvoorbeeld gebruikt voor de Toyota Prius-modellen en op een paar andere hybriden waarbij elektriciteit een belangrijke rol speelt en niet per se voor de koplampen. De eerste productie-eenheden waren te vinden op de Audi R8 2004.

Over het algemeen kan je LED verlichting plaatsen tussen de halogeen verlichting en xenon verlichting in met betrekking tot hun luminescentie, maar ze bieden een beter gerichte lichtstraal en kan je ook spelen met verschillende vormen.

Dankzij hun geringe omvang zorgen LED’s voor een geweldig manipulatie. Fabrikanten zijn in staat om allerlei creaties te vormen die perfect zou passen bij hun modellen, dus geen lelijke koepel reflectoren meer.

Er zijn een aantal problemen die aangekaart moeten worden. Hoewel LEDs geen warmtestraling uitzenden als zij oplichten, zoals bijvoorbeeld halogeen lampen, maken ze wel een bepaalde hoeveelheid warmte aan de onderzijde van de emitter (voornamelijk in de burt van de chip) wanneer er de stroom passeert, daar door is er een potentieel risico voor aangrenzende samenstelling en connectiviteit van de kabels. Reden waarom LED-koplampen een koelsystemen hebben, zoals heatsinks en ventilatoren om smelten tegen te gaan.

Oh, en laten we niet vergeten dat deze koelsystemen meestal in de motorruimte bevinden, een niet-al-te-koele plaats om een fatsoenlijke temperatuur te handhaven. Reden waarom LED-koplampen ook moeilijker zijn om te ontwerpen en implementeren in een auto en dus duurder uitvallen dan xenon verlichting.

Waarom zijn er geen LED-dagrijverlichting en LED-achterlichten met behulp van heatsinks? Simpelweg omdat niemand op hen vertrouwen om te navigeren in het donker. Dus hoeven ze niet zo krachtig te zijn als koplampen, wat betekent dat de huidige stroomtoevoer door de chips niet genoeg is om een verwarming probleem te creeren.

Samengevat zijn hieronder de voors en tegens van LED verlichting:

VOORDELEN:

• klein formaat, kunnen door manipulatie verschillende vormen aannemen
• zeer laag energieverbruik
• helderder dan halogeen koplampen, terwijl het nog steeds het van een warmer licht dan xenon verlichting kan aanbieden

NADELEN:

• hoge productiekosten
• hoge temperatuur gecreëerd rond aangrenzende samenstelling
• moeilijker te ontwerpen

LASER Verlichting

BMW en Audi doen hard hun best om ervoor te zorgen dat koplampen met laser verlichting het nieuwe standaard gaat worden, met de nieuwe technologie dat belooft 1000 keer beter te zijn dan LED verlichting, terwijl deze ook in een veel compactere vorm omt. Je weet vast wel dat lasers zeer gevaarlijke dingen zijn om mee te spelen en ze te verlichten slechts een zone ter grootte van een dubbeltje. Dus, hoe zou laser verlichting een goed idee zijn om te worden geimplementeerd in auto’s?

Net zoals de xenon verlichting als voorbeeld, zal de nieuwe technologie hier lasers gebruiken voor een deel van het licht-makende-proces. Je zal geen twee sets van high-power lasers met lenzen hebben die alles op hun pad voor je branden.

Zoals BMW het uitlegt, hun systeem maakt gebruik van drie blauwe lasers gepositioneerd aan de achterkant van de koplam, deze vuren op hun buurt af op een reeks van kleine spiegels die hun energie richten in een kleine lens met gele fosfor gas.

Deze stof vindt het geweldig om een zeer helder wit licht te produceren wanneer ze in contact komen met laserstralen en dit opgewekte licht wordt vervolgens gereflecteerd naar de voorkant van de koplamp. Dus eigenlijk, kijk je in het licht van de fosfor en niet van de laser zelf.

Wat gebeurt er als de koplamp beschadigd raakt of onscherp wordt? BMW zegt dat het systeem gewoon automatisch wordt uitgeschakeld.

Het licht in dit proces kan oplopen tot 1000 keer helderder dan LEDs tijdens het gebruik van twee derde (of zelfs de helft) van de stroom. En dankzij de fosfor, komt het licht kleurtemperatuur (5500 – 6000 K) vrij dicht bij de natuurlijk daglicht (ongeveer 6500 K).

Omdat LASER verlichting veel meer krachtiger is dan LED verlichting kan deze twee keer zo lang meegaan en ze zijn klein genoeg om meer styling flexibiliteit aan te bieden aan fabrikanten.

Het nadeel volgens BMW is dat hun technologie momenteel alleen werkt voor het groot licht en zoals je al gedacht zou hebben, hangt er een prijskaartje hieraan. Deze 6 high tech lasers per koplamp (12 in totaal) kost ongeveer € 10.000. In de prijs is ook de auto-dimming functie inbegrepen, omdat er geen tegenligger het zo fijn vindt om verblind te worden door deze kleine zonnen op een afstand van 600 m.

Samengevat zijn hieronder de voors en tegens van LASER verlichting:

VOORDELEN:

• zeer energiezuinig
• kleine verpakkingen
• 1000 keer helderder dan LED-koplampen met dubbele bereik

NADELEN:

• extreem duur
• momenteel kunnen ze niet worden gebruikt voor zowel het dimlicht als het groot licht
• ze hebben een koeing systeem nodig, omdat ze veel meer warmte dan LED verlichting produceren