Godt å vite om LED-lys

Vi kikker nærmere på både dumme og smarte LED-pærer.

Vegar Jansen

Publisert 11. april 2020

Den tradisjonelle lyspæren – eller glødelampen om du vil – ble sakte men sikkert faset ut i løpet av forrige tiår. Poenget var å bytte ut gammel og energisløsende teknologi for å senke det totale strømforbruket i Europa.

EUs utspill ble ikke umiddelbart tatt godt i mot overalt, og det var det noen gode grunner til. Alternativene i form av sparepærer, halogenpærer og LED-pærer var typisk dyrere, styggere og ga et mindre naturlig lys enn den gamle pæra med glødetråd.

Men underveis har heldigvis LED-teknologien – som også er den mest energigjerrige – vært gjennom en formidabel modningsprosess, både når det gjelder pris, funksjonalitet, utvalg og utseende.

Videre har LED-pærene fått muligheten til å bli «smarte», noe som for mange kan være det første skrittet på veien til et smartere hjem.

I denne guiden skal vi se litt nærmere på teknologien som ligger bak LED og smarte lyspærer. Vi får starte med det grunnleggende.

De fleste av oss tenker ikke så mye på LED (kort for light emitting diode) til daglig, men i dag er dette altså å betrakte som standard belysning. Og da tenker vi ikke bare for å lyse opp i tak og på vegger, for LED er også baklys for moderne skjermer – enten vi snakker om et nettbrett eller den nye, digre TV-en i stua di.

Unntaket er naturligvis skjermer bygd på OLED, da det er en teknologi som ikke krever baklys.

LED er uansett blitt en såpass viktig del av vår hverdag at oppfinnerne av teknologien bak det blå LED-lyset fikk nobelprisen i fysikk i 2014.

Det er nemlig de blå LED-ene som gir oss vanlig, hvitt lys – ganske enkelt ved å dekke diodene med et lag fosfor. Dette gjør at disse ser gule eller oransje ut, men sørger altså for at lyset ikke blir for blått eller «kaldt».

Som du sikkert har fått med deg, er det jo slik at forskjellige lyskilder kan ha forskjellige egenskaper. Dersom du tar du en kikk på emballasjen en LED-pære kommer i, er det fullt mulig å danne seg idé om hva slags lys du får av den. Noter deg spesielt tre ting:

Lumen: Lyskildens virkningsgrad oppgis i lumen (lm). Jo høyere tall, jo mer lys gir den fra seg. Vanlige LED-pærer ligger normalt sett på mellom 200 og 1100 lumen.

En kjent tommelfingerregel sier at dersom man den klassiske wattstyrken fra «gamle dager» og ganger med ti, får man omtrent tilsvarende tall i lumen. Men egentlig er det en ganske dårlig regel, og nå er det uansett så lenge siden glødelampa ble faset ut at det er på høy tid å lære seg det nye systemet.

Fargetemperatur: Alt synlig lys har en viss fargetemperatur, og denne er vanligvis oppgitt i kelvin (K). Temperaturen sier noe om hvor rødt (varmt) eller blått (kaldt) lyset er – jo lavere tall, jo rødere og mer «stemningsfullt».

Belysning som selges for vanlig innebruk varierer typisk mellom 1500 K og 9000 K. Den klassiske glødepæren hadde gjerne en fargetemperatur på omtrent 2700 kelvin, så for mange LED-pærer er dette standarden.

Ra-indeks: De fleste lysskilder har en såkalt Ra-indeks eller fargegjengivelsesindeks, oppgitt med et tall mellom 1 og 100. Dette tallet sier noe om hvor godt lyset er til å gjengi farger mest mulig naturlig, og da er høyere verdier bedre. I de fleste tilfeller ønsker vi oss et tall på 80 eller høyere.

Samtidig er ikke Ra-indeksen noen god og uniform måte å måle fargegjengivelsen på, ettersom to pærer med samme måletall ikke nødvendigvis gjengir de samme fargene på den samme måten.

Å bruke LED som belysning har som nevnt utviklet seg veldig i løpet av de siste årene, og ser vi på den tradisjonelle «pæreformen» er det i hovedsak to typer LED-teknologi som brukes.

SMD: Disse bokstavene står for surface mounted device, og et typisk kjennetegn på at denne teknologien er i bruk er en ganske stor og tung «base» ovenfor gjengene nederst. I noen tilfeller er denne basedelen større enn den delen av pæra som faktisk lyser.

Dersom du kan se de enkelte LED-brikkene i en SMD-pære, er disse gjerne relativt få og store.

For å si det slik: Dersom lyspæra egentlig ikke ligner så veldig på en gammeldags lyspære med glødetråd, er det trolig SMD som er tatt i bruk.

COB/COG: En nyere og enda litt mer energieffektiv LED-teknologi går under navnet chip on board, som igjen har fått en avart kalt chip on glass. Teknologien tillater flere dioder på mindre plass, og mange vil stifte bekjentskap med denne formen for LED gjennom såkalte filamentpærer.

Mange slike store filamentpærer averteres som «vintage» av butikkene, ettersom de gjerne ser ut som tradisjonelle glødelamper.

Samtidig har vi også fått lyspærer – både store og små – som har tatt i bruk denne nyere LED-teknologien uten at de ser så veldig eksklusive ut av den grunn.

Det kjekke med SMD-LED er at hver enkelte LED-brikke kan ha en rød, grønn og blå diode, noe som igjen betyr at det i praksis er mulig å gjenskape alle mulige farger ved å justere styrken på de enkelte diodene.

Det er dette som lager «RGB-belysningen» som dyttes inn i alt mulig i disse dager.

Ellers er det enklere, rimeligere og bedre å lage hvitt lys ved å kun bruke blå dioder og dekke disse med fosfor. Forskjellige «fargemikser» i fosforet gir oss da lys med forskjellige fargetemperaturer.

SMD-pærer kan også ha justerbar hvit fargetemperatur. Disse er da utstyrt med flere blå dioder dekket av forskjellige fosformikser som gir dem forskjellig kelvin-verdi. Fargetemperaturen kan da varieres ved å justere styrken på de forskjellige diodene.

Den store og tunge basen på disse pærene gjør sitt for å holde varmeutviklingen på et anstendig nivå, ettersom høye temperaturer fører til at LED-brikkene får en langt kortere levetid enn de burde hatt. Tidlige SMD-pærer hadde gjerne utvendige kjøleribber.

Denne klumpete basen, og det at LED-ene på disse pærene gjerne kun sitter på toppen, begrenser også vinkelen på lyset som kommer fra dem. I en vanlig stående lampe vil de lyse over en vinkel på 250 grader eller mindre, altså vil en del av området «under» pæra ikke bli belyst direkte.

Typiske spotlys gir naturlig nok lys over en enda mindre vinkel, men så er jo også dette litt av poenget med denne typen belysning.

Dette er et relativt nytt tilskudd på belysningsmarkedet, og her har vi altså LED-pærer med noe som minner om tykke, gammeldagse glødetråder. En slik «tråd» kalles et filament. Dette filamentet er ganske enkelt en rekke med små LED-er omringet av glass, som igjen er dekket av fosfor.

Selv om filamentet egentlig har mange enkeltstående dioder innvendig, sitter disse såpass tett og lyser såpass intenst at det i grunnen oppfattes som en uniform glød. Først når vi dimmer pæren ned blir det lett å se hvordan det henger sammen.

Ulempen med filamentpærer, er at det per i dag ikke er mulig å eksperimentere med RGB-belysning. Som oftest kan vi heller ikke justere fargetemperaturen innenfor «hvitt» lys. Dette bestemmes på fabrikken ved å variere «fargemiksen» i fosforet som utgjør det ytterste laget i filamentet, alternativt ved å bruke farget glass.

Ønsker du deg varmt stemningslys i det ene øyeblikket og kaldere arbeidslys i det andre, ender du altså fort opp med pærer basert på SMD-LED, selv om det også finnes unntak.

Her går i hvert fall utviklingen fort, og trolig vil vi se flere filamentpærer med flere og bedre justeringsmuligheter i løpet av året.

Selv om rekkene med små LED-er får filamentet til å minne om glødetråder, er ikke teknologien plaget like mye med varme som SMD. God kjøling er fremdeles viktig, men kan i større grad sikres gjennom god plassering av filamentene og bruk av heliumgass i glasskuppelen for å lede varmen bedre.

Derfor er mange filamentpærer av glass, og trenger gjerne heller ikke kjøleløsninger som begrenser designen. På denne måten har også filamentet nærmest gitt lyspæra en «ny vår» med sine mange størrelser, former og fargede glassoverflater.

Uten en stor base nederst er også belysningsvinkelen større enn med en SMD-pære – den kan bli nærmere 360 grader.

Enn så lenge har vi i hovedsak omtalt LED-lys med den klassiske pæreformen, men en av de store fordelene med denne teknologien er at vi slett ikke trenger å begrense oss til dette.

I mange tilfeller kan det faktisk være mer praktisk eller anvendelig med belysning i andre former og størrelser, og med LED er det egentlig enkelt å lage remser eller hele paneler som kan lyse opp i hverdagen.

Grunnen til at LED i det hele tatt kommer i pæreform, trenger egentlig ikke være noe annet enn gammel vane. Men samtidig har også denne formen tålt tidens tann veldig godt, så det er ingenting som tilsier at lyspærene vil gå av moten.

Uansett er resultatet at det blir stadig flere muligheter og gode alternativer innen belysning.

Grunnteknologiene som vi har omtalt lenger oppe i denne guiden er felles for all LED-belysning. Samtidig er det én viktig ting vi har vært innom som krever at det er mulig å kommunisere med belysningen – altså at den er «smart».

For selv om «dumme» lyspærer både lar seg slå av og på med lysbryteren på veggen, og i mange tilfeller lar seg dimme, kan de ikke endre fargetemperatur i takt med sollyset eller gå over til å lyse grønt når badet endelig er ledig.

Skal du ha sånne muligheter, er det enkleste å gå for «smart» belysning. Dette betyr ikke at pærene har mer intelligens enn vanlige lyspærer, men de kan la seg fjernstyre via et trådløst nettverk. Så kan du styre slikt som farger og temperaturer med en app på mobilen din.

Hvis du i tillegg setter en eller annen type hjemmesentral til å styre og automatisere belysningen, kan pærene faktisk oppføre seg ganske lurt – så lenge du lager et system som gir dem den muligheten.

De siste årene har LED-belysning ramlet kraftig i pris, og det gjelder også de smartere alternativene. Å gi hjemmet sitt et snev av «smartness» har aldri vært så enkelt og rimelig som i dag.

For å være smarte, må altså lyspærene kunne kommunisere. Med dagens smartbelysning er det typisk tre forskjellige trådløse nettverksteknologier som benyttes: Wi-Fi, Bluetooth og ZigBee.

Disse er nok kjente for flere av våre lesere, men vi tar en kjapp gjennomgang likevel:

Wi-Fi er standarden så å si alle har hjemme, altså det trådløse hjemmenettverket som gir oss internett og kontakt med andre datamaskiner og mobile dingser. Wi-Fi er utbredt, gir grei rekkevidde og er kjapt nok til å kunne overføre større mengder data uten å måtte vente for lenge.

Problemet med Wi-Fi er at det krever relativt mye strøm å ha en aktiv forbindelse, men det er ikke noe stort problem med belysning – pærene er tross alt koblet direkte til strømnettet.

ZigBee kan du tenke på som en slags spesielt strømgjerrig variant av Wi-Fi. Begge standarder opererer på samme frekvens, men de er vidt forskjellige og kan ikke «snakke sammen». ZigBee har både dårligere rekkevidde og hastighet enn Wi-Fi, men bruker så lite strøm at det eksempelvis får Philips Hues bevegelsessensor til å holde koken i et par års tid på to AAA-batterier.

Den begrensede rekkevidden på typisk mellom 10 og 20 meter, løser ZigBee-standarden på sett og vis ved at det lager et maskenettverk (mesh) med andre ZigBee-enheter. Skulle du ha problemer med rekkevidden, kan altså løsningen være å sette inn enda en smart lyspære.

Ulempen med ZigBee-pærer er at folk flest ikke har maskinvare som kan kommunisere med dem direkte. Da må det handles inn en smarthub eller en hjemmesentral som kan «språket». Heldigvis trenger ikke en slik koste all verden.

Bluetooth Low Energy (LE) kan som kjent heller ikke kommunisere med Wi-Fi eller ZigBee. Denne strømgjerrige standarden kom med Bluetooth 4.0 og tillater til dels anstendige hastigheter, men har relativt dårlig rekkevidde og kan ha problemer med å koble til mange enheter.

Samtidig kan også visse Bluetooth LE-enheter danne maskenettverk, selv om dette ikke er spesielt vanlig.

I motsetning til ZigBee, er Bluetooth relativt godt utbredt i de fleste hjem. Her vil man i de fleste tilfeller kunne styre pærene direkte via en app, eller automatisere det hele med eksempelvis Apple HomeKit.

Produkter fra samme produsent holder seg gjerne til én trådløs teknologi, men det finnes også noe belysning som kan kommunisere på flere måter. Andre produsenter igjen har utstyrt tilnærmet identiske produkter med forskjellig trådløs teknologi ment for forskjellige markeder.

Uansett hva slags teknologi som benyttes for å kommunisere med smartpærene, vi du som regel har noen valg når det gjelder det å styre belysingen.

Via egen app: De fleste som dytter en smart lyspære ut på markedet, kommer også med en app som lar deg bruke mobiltelefonen eller nettbrettet til å styre pæra. Dette er spesielt enkelt med belysning som kommuniserer via Wi-Fi eller Bluetooth.

Ulempen med denne typen styring, er at selv om lyset lar seg fjernstyre, oppleves det ikke som spesielt smart å måtte åpne tre forskjellige apper for å slå av lysene fra tre forskjellige produsenter.

Via tredjeparts app: Noe smartbelysning kan brukes sammen med konkurrentenes eller partnernes program- og eventuelt maskinvare. Dette gjør det mulig til å holde seg til ett system eller app, samtidig som du står litt friere med tanke på utvalg og prisklasser.

Via hjemmesentral via tilknyttet tjeneste: Relativt rimelige hjemmesentraler som for eksempel Google Home kan la seg knytte til svært mange smarte dingser – også lys.

Du vil ofte fremdeles være nødt til å lage en konto og sette opp lysene med produsentens originale app, men etter å ha koblet den kontoen til Google Home-appen, kan du slippe unna med å bare bry deg med sistnevnte.

På den måten får du stemmestyring i samme slengen.

Via hjemmesentral direkte: Noen hjemmesentraler er i stand til å kommunisere med mye smartbelysning direkte, og da slipper du bryet med å sette opp en ny konto for hver smartpæreprodusent du har tatt i hus.

Likevel kan det av og til være verdt å knytte belysningen opp mot den originale appen. For det første kan dette være den eneste måten å få fastvareoppdateringer på, altså sørge for at belysningen er oppdatert.

Det andre er at den originale appen kan åpne for funksjonalitet som ikke er mulig å få til i en tredjepartsapp.

Merk for øvrig at det ene normalt sett ikke utelukker det andre. Du kan fint bruke en hjemmesentral til daglig styring og automatiseringer, og bare fyre opp originalappen når du vil at lysene skal gjøre noe helt spesielt.

PS: Vi planlegger en stor samletest av smarte lyspærer i nærmeste fremtid, så følg med!

Les også

Apple, Amazon, Google, Ikea og flere skal lage felles smarthjem-standard