LED verlichting voor schaalmodellen of figuren ?

Nu flexibele LED strips steeds beter verkrijgbaar en steeds goedkoper worden lijkt het de moeite waard om de strips als verlichting in vitrinekasten te gebruiken: plak een LED strip onder de voorrand van een plank om de ruimte eronder te verlichten.
De strips zijn verkrijgbaar met enkelkleurige LEDs (waarvan 'warm wit' het meest bruikbaar is voor gewone verlichting) of met meerkleurige (RGB) LEDs .

Er zijn echter een aantal goede redenen om geen LEDs te gebruiken als 'permanente' verlichting voor schaalmodellen, figuren of poppen:

Betaalbare meerkleuren (RGB) LEDs (samengesteld uit kleine Rood, Groen en Blauwe LED elementjes) kunnen geen zuiver wit licht uitstralen.
Het licht mag er op het oog wit-achtig uitzien, maar er ontbreken simpelweg teveel kleuren uit het spectrum (vergeleken met het aaneengesloten regenboog-spectrum van een gloeilamp) waardoor met name vele tertiaire en mengkleuren zoals huidskleuren er vreemd uitzien.
Duurdere meerkleuren (RGBY) LEDs (samengesteld uit kleine Rood, Groen, Blauw en Gele LED elementjes) leveren een wat beter resultaat maar er ontbreken nog altijd teveel kleuren om een zuivere kleurenweergave te bereiken.
Vrijwel alle betaalbare 'witte' LEDs stralen ook UV licht uit, UV is schadelijk voor oa vinyl, polystyreen en uitgeharde CA lijm.
Het meeste UV licht wordt omgezet door een laagje fosfordeeltjes binnenin de LED (net als bij een TL-buis), maar er lekt nog genoeg UV door de fosforlaag heen om schadelijk te zijn voor met name vinyl en CA lijm binnen een afstand van ongeveer 40cm.
Het fosfor laagje binnenin de LEDs veroudert bovendien sneller dan de LED zelf, waardoor er na verloop van tijd steeds meer UV uitgestraald wordt.
Hoewel het licht van warm-witte LEDs een breder spectrum aan kleuren bevat dan het licht van RGB LEDs is het niet zuiver wit, meestal is er een groenig of gelig accent.
De flexibele transparante plastic strip waarin de LEDs gegoten zijn stoot weekmakers uit die schadelijk kunnen zijn voor vinyl, polystyreen en andere kunststoffen.
Na het openen van de verpakking is een sterke weekmaker-lucht te ruiken, een eerste indicatie dat deze strips beter niet in kleine afgesloten ruimtes gebruikt kunnen worden. Het plastic wordt echter ook nog eens opgewarmd als de LEDs licht geven, waardoor nog meer weekmakers uitgestoten worden.

Het 'witte' licht van RGB LEDs bevat veel meer blauw dan het oog waarneemt (het menselijk oog is relatief ongevoelig voor blauwe kleuren) dus wat op het oog wit lijkt toont hoofdzakelijk blauw op een digitale foto.
De foto links toont dezelfde RGB LED strip als de foto bovenaan de pagina, de LEDs stralen ook hetzelfde 'witte' licht uit. Het enige verschil is dat nu het omgevingslicht gedoofd is.

De beperkte kleurenweergave van RGB LEDs en het gebruik van UV licht in de meeste 'witte' LEDs waren een teleurstelling voor mij, ik hoop met de toelichting op deze pagina anderen voor teleurstellingen te behoeden

Soorten witte LEDs

Er zijn twee typen 'witte' LEDs:
Het eerste type wordt voornamelijk in sfeerverlichting en 'LED gloeilampen' toegepast en straalt een gelig of groenig 'warm-wit' licht uit;
Het tweede type wordt o.a. gebruikt in zaklantaarns, dit type straalt een blauw-achtig wit licht uit.
De blauw-achtig witte types stralen zelden UV licht uit maar zijn veel duurder, minder fel en het licht bestaat uit een beperkt aantal kleuren, ten opzichte van de 'warm-witte' types.
Er zijn types 'witte' LEDs met een meer zuiver witte kleur (LED filmlampen) en er zijn types waarin blauw licht ipv UV licht wordt gebruikt om een fosforlaag te bestralen, deze typen zijn echter veel duurder en worden zelden toegepast in flexibele LED strips.

	UV-gebaseerde witte LEDs bevatten een ondoorzichtige fosforlaag (meestal geel of bleekgroen van kleur) tussen de lens bovenin en de metalen delen binnenin de LED
	Echte 'witte' LEDs hebben een transparante of doorschijnende behuizing waardoor de glimmende metalen delen van de LED zichtbaar zijn

Verbeterde RGB LED strips

Een jaar nadat ik bovenstaand stukje schreef houden de meeste genoemde bezwaren nog steeds stand (de meeste warm-witte LEDs stralen UV uit en de strips stoten weekmakers uit).
Inmiddels zijn er wel strips meerkleuren RGB LEDs die een betere benadering van wit licht uitstralen:

new RGB LED strip set to white light Zowel voor het blote oog als voor de digicam ziet dit licht er helder wit uit met een redelijk kleurenspectrum.
Het enige nadeel wat ik ontdekte is dat de blauwe LED elementjes in deze strips ook wat UV uitstralen (een soort black-light: fluorescerende kleuren lichten fel op).

Deze nieuwe RGB LED strips geven veel feller licht dan de eerder verkrijgbare types en worden geleverd met een afstandsbediening met veel meer mogelijkheden, terwijl de prijs ongeveer 2/3 van die van de eerdere sets is.

De foto toont het licht op maximale helderheid, het is dimbaar in 9 stappen van 10% .
Op maximale helderheid verbruikt deze 5mtr lange strip 16.5 Watt bij een lichtstroom van 850 Lumen (vergelijkbaar met een 60 Watt gloeilamp).
Naast wit licht kan met de bijgeleverde afstandsbediening een ruime keuze aan kleuren licht worden gekozen, waarbij ook mengkleuren kunnen worden voorgeprogrammeerd.

new RGB LED strip packaging De afgebeelde set (verkrijgbaar bij Action) is herkenbaar aan de meer uitgebreide afstandsbediening (44 knoppen ipv de ongeveer 24 knoppen van de meeste andere sets).

Hoewel ik nog steeds zou afraden om deze LED strips in gesloten vitrinekasten te monteren vanwege het UV licht van de blauwe RGB LEDs en het risico dat de plastic strips schadelijke weekmakers uitstoten, ziet het licht van deze nieuwe multi-color RGB LED strips er wel bruikbaar uit om schaalmodellen of figuren mee te belichten.

LED strips boven werktafel De warm-witte en RGB strips die ik gekocht had heb ik op een stuk triplex geplakt en aan het plafond boven mijn werktafel gehangen, het resultaat is een zuinige, veelzijdige en dimbare lichtbron waarvan de kleur aangepast kan worden.
Wanneer ik de RGB strips gebruik om mijn werktafel te belichten schakel ik de blauwe LEDs altijd uit omdat hun hoge lichtsterkte gecombineerd met de UV straling schade aan ogen kan veroorzaken (zie link naar rapport van het Franse ANSES Instituut voor gezondheid en veiligheid hieronder).

Ondertussen ontdekte ik dat zelfs aan het gecombineerde licht van warm-witte en RGB LEDs nog teveel kleuren ontbreken om de lichtbron bruikbaar te maken voor het fotograferen van voltooide modellen en figuren, met name in het rode gebied waardoor tinten als huidskleuren nog wat vreemd tonen.
Voor kleurweergave is een maat (CRI ofwel Kleurweergave Index) waarbij aan zuiver zonlicht de hoogste waarde van 100 wordt toegekend, hoe lager de CRI waarde, hoe slechter kleur wordt weergegeven. Een gewone TL buis heeft een CRI waarde van rond 80, voor kleurenfotografie is een CRI waarde van minstens 90 nodig.
Daarnaast is ook de kleurtemperatuur van het witte licht van belang, waarbij een lage waarde (2000-3000°K) voor geel-achtig licht en een hoge waarde (meer dan 6000°K) voor blauw-achtig licht staat. Gemiddeld daglicht heeft een kleurtemperatuur van ongeveer 6500°K.
Bij LED strips zijn meestal geen waarden voor kleurweergave of kleurtemperatuur aangegeven, bij LED lampen meestal wel.
Een digitale camera kan met de 'Wit Balans' instelling worden aangepast op licht met een afwijkende kleurtemperatuur, maar voor licht met een slechte kleurweergave kan niet gecompenseerd worden.

Bepalen afstand

Enkele gegevens om een veilige afstand te bepalen tussen UV stralende LEDs en onderwerp:

De meeste LEDs stralen licht uit over een hoek van ongeveer 120 graden;
Op 30cm afstand van een UV uitstralende witte LED is de hoeveelheid UV licht ongeveer gelijk aan dat van fel daglicht (geen direct zonlicht);
Op 30cm afstand van een UV uitstralende witte LED is de hoeveelheid UV per vierkante mm ongeveer 1% van wat direct voor de LED wordt uitgestraald.

Zelf houd ik een afstand van minimaal 50cm aan tussen LEDs en onderwerp, maar ik gebruik geen LEDs als permanente verlichting van modellen of figuren.
In alle gevallen geldt dat het uitgestraalde UV licht UV-A van een relatief lange golflengte (380-395nm) is en dus minder schadelijk is dan dat van ongefilterd zonlicht.

Bronnen

Terug