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Ralf Wagner

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Sonntag, 3. Oktober 2010, 23:55

LED Arbeiten unter dem Blinklicht!

Bei LED Beleuchtung greift bei einigen Herstellern eine Unsitte um sich: das takten der LED um diese höher auszulasten.

Aus "wirtschaftlichen" Gründen werden in einigen Anwendungen LED getaktet, d.h. die LED ist nicht permanent ein, sondern wird in regelmäßigem Takt ein- und ausgeschaltet. Während der Ein-Zeit kann die LED sehr hoch ausgelastet werden, da sie in der Aus-Zeit etwas abkühlen kann. Das Auge sieht in der mit hoher Frequenz blinkenden LED nur einen hellen Punkt. Dieses pulsieren belastet das Gehirn jedoch unnötig, was einem Arbeiten unter solchem Licht abträglich ist.

Feststellen kann man dieses pulsieren bei einigen LED KFZ Rücklichtern z.B. bei VW. Anstatt eines Lichtes erscheint bei eienr schnellen Kopfdrehung eine Punktlinie. Anders als bei einer Leuchtstofflampe gibt es bei der LED keine nachleuchtende Schicht.

Mein Kritikpunkt ist diese Technologie bei LED in der Allgemeinbeleuchtung anzuwenden unter dessen Licht Menschen leben und arbeiten. Einige, nicht alle (!) Hersteller nutzen diese Technologie, zur Optimierung der Lichtleistung, bei anderen LED Herstellern tritt dies nur bei der Dimmung der LED aus, da man dabei mit Pulsweitenmodulation arbeitet, was letztlich den gleichen Effekt hat. Es wäre einfach das Thema zu umgehen, mit entsprechenden Glättungen im Strom, d.h einer kontinuierlichen Konstantstromregelung.

Aufmerksame Leser kennen mich als LED-Fan, aber das Thema pulsen sollte man im Keim ersticken.

Eine schöne Woche, es bleibt spannend

Ralf Wagner
... immer auf der Suche nach der Effizienz. +id

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Montag, 4. Oktober 2010, 22:03

Wahrnehmungsgrenze des Flackerns

Was bewirkt gepulstes Licht bei Ihnen? Woran merken Sie, ob das Licht gepulst ist?
Aussagekräftige Studien wären zu dem Thema ganz sinnvoll.


Die meisten neuen Notebook-LED-Bildschirme und LED-Flachbildschirme und LED-Fernseher betreiben die LEDs gepulst, da die LEDs bei Stromdimmung Ihre Farbtemperatur stärker verändern. Hat das schon mal jemand gemerkt?
Es gibt so manche Gründe, warum LEDs im nicht vom Nutzer gedimmten Zustand schon mit PWM gedimmt betrieben werden. Das kann z.B. gut sein, um den Lichtstromrückgang über die Lebensdauer zu kompensieren oder um die Farbe bei Leuchten die auf Farbmischung basieren exakt und stabil einzustellen.

Wirtschaftlicher ist das jedoch nicht - eher im Gegenteil!Und die LED wird damit eher weniger ausgelastet und mehr belastet.
Ob das Blinken jedoch wahrnehmbar ist, hängt von der Frequenz ab. Je höher, desto weniger wahrnehmbar bis irgendwann auch physiologisch nicht mehr auflösbar.

Es wird spannender, je mehr sich das Halbwissen ausbreitet.

Der LED-Spezialist der
Flash Lightning GmbH ;)

Ralf Wagner

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Montag, 4. Oktober 2010, 23:46

Hallo Herr Flash,
da haben Sie ja ein schönes Webprofil ;-). keine Lust sich zu outen? Sie scheinen vom Fach zu sein, helfen Sie uns das Halbwissen in Wissen und Fakten zu wandeln.

Ich gebe zu, Studien zu gepulsten LED kenne ich nicht, kenne lediglich Effekte von Leuchtstofflampen an VVG. An Drehmaschinen hatte man bei Leuchtstofflampen trotz nachleuchtender Schicht recht gut Strobokopeffekte sehen können.

Wenn die Frequenz der Taktung hinreichend hoch ist, gebe ich Ihnen recht, ist das wohl kaum noch wahrnehmbar. Wenn die Frequenz aber so niedrig ist, dass das Flackern wahrnehmbar ist, kann es nicht gut sein oder? Mit welcher Frequenz arbeiten die gepulsten LED in der Allgemeinbeleuchtung? Über oder unter 1kHz?

Die Farbstabilität der LED hat auch mit dem Strom zu tun richtig, deshalb PWM zum takten damit der Strom auch im gedimmte Zustand für den Einschaltzeitpunkt immer gleich ist. Ist der Farbdrift so heftig, dass das sein muss?
...
so nochmal gekramt:

Sieht man aufmerksam hin, läßt
sich das Flackern bis 100 Hz sogar mit dem Auge wahrnehmen. Das Gehirn
registriert aber auch wesentlich schnelleres Flackern, bis ca. 1000 Hz.
Flackerndes Licht löst im Organismus gewaltigen Streß aus


Ich suche noch nach einer fundierterer Quelle und dem Ursprung des Textes


Freundliche Grüße :)
Ralf Wagner
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Dienstag, 5. Oktober 2010, 18:16

Pulsen von LEDs

Hallo Herr Wagner,
es ist schon länger ausdiskutiert: Durch das Pulsen können Sie nicht mehr Licht erzeugen ! Sie führen eine bestimmte mittlere Energie zu und erhalten eine bestimmte mittlere Lichtmenge. Dem Hochstrom-Impuls muss eine entsprechende Pause folgen, um die LED nicht thermisch zu überlasten.
Im Kfz liegt der Grund darin, Leitungen zu sparen ( Multiplex ) oder daran, dass die Leuchten über ein Bus-System ( CAN, LIN ) zyklisch
angesteuert werden.
Sobald mehrere LEDs verschaltet sind, kämpfen Sie mit unterschiedlichen Kennlinien, Schwellspannungen, thermischer Kopplung etc.
Bei analogem Dimmen treten diese Unterschiede zwischen den LEDs sehr unschön in Erscheinung: unterschiedliche Helligkeit, unterschiedlicher Farbort. Durch PWM-Ansteuerung werden die LEDs mit ihren Nennwerten belastet und diese Effekte minimiert.

Die PWM-Frequenz sollte >= 1kHz sein, um am Chip eine konstante Temperatur zu erreichen. Beim weit verbreiteten Niederfrequenz-
PWM ist evtl. die Elektronik etwas einfacher aber der Chip ist durch die Wärmeschwankungen belastet, was zum vorzeitigen Ausfall der LED führen kann.

Analogen Dimmen hat dort seine Berechtigung, wo Stroboskop-Effekte stören: an drehenden Maschinen und bei Video-Beleuchtung.

Grüße
Klaus Weller

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Dienstag, 5. Oktober 2010, 20:53

Hallo Herr Wagner,
outen ist eigentlich nur zu Werbungs- oder Antiwerbungszwecken für sich selbst oder die eigene Firma sinnvoll - was ich in meinem Fall nicht für sinnvoll erachte. Ich bin nur ab und zu gerne ein Besserwisser ;-)

Es gibt schon Methoden, mit denem man den Stroboskopeffekt sichtbar machen kann. Vor allem bei bewegten Objekten sieht man den Effekt dann bei niedrigen Frequenzen - dementsprechend dürfte das eher auf Verkehrswegen anspruchsvoller fürs Hirn sein. Zudem nimmt man seitlich (peripher) das Flimmern stärker wahr - vielleicht um damit schneller auf von der Seite oder hinten herannahende Gefahren reagieren zu können.

Es wird teils mit kritisch niedrigen Frequenzen gedimmt (120 Hz), oft jedoch mit ca. 400Hz und mit neuen Treibern für RGB-Leuchten (Low Power LEDs in Effektleuchten) die auch im Videobereich eingesetzt werden deutlich über teils bei 4 KHz.
Das Problem bei der Farbstabilität und Genauigkeit ist normalerweise der Unterschied von Leuchte zu Leuchte und LED zu LED. Dort sind viele Fachleute (Lichtplaner, Architekten) sehr empfindlich.

Die Dimmfrequenz hängt auch mit der elektromagnetischen Abstrahlung der Leuchte zusammen. Problematisch kann auf der Herstellerseite die echte Einhaltung der EMV-Normen sein, die für das CE mittlerweile zwingend notwendig sind. Damit eine Leuchte nicht abstrahlt, müssen teils hohe Aufwände betrieben werden, da die CE-Konformität des Betriebsgeräts nur für dieses mit seinen kurzen Kabeln gilt. Sobald etwas drangeschlossen wird, kann es zu unzulässigen Abstrahlungen kommen.

Trotzdem werden die Bedenken des Marktes natürlich ernst genommen und man versucht alles technisch sinnvoll machbare, die Frequenzen hochzuschrauben.

Übertreiben und "im Keim ersticken" würde ich diese längst eingeführte Dimmart jedoch nicht gerade.

Schöne Grüße,

ein Led-Licht-Spezialist

on-light

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6

Dienstag, 5. Oktober 2010, 21:49

... outen ist eigentlich nur zu Werbungs- oder Antiwerbungszwecken für sich selbst oder die eigene Firma sinnvoll - was ich in meinem Fall nicht für sinnvoll erachte

Handshaking vom Admin und Danke für die konstruktiven Beiträge.
Gruß. on-light
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Ralf Wagner

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Mittwoch, 6. Oktober 2010, 00:24

Hallo Herr Weller, hallo Led-Licht-Spezialist,

da hat mein "anstupfen" doch sehr konstruktive Antworten gebracht ;-). Ich bin beruhigt und beunruhigt zugleich. So wie ich sie beide verstehe gibt es durchaus Leuchten mit tiefer Pulsfrequenz, sowie Leuchten mit hoher Frequenz. Bei den nächsten LED Musterleuchten greife ich mir das Oszi und schau mal was das Licht so macht.

Herzlichen Dank für die Posts!
Ralf Wagner
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Le-Profi

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Montag, 11. Oktober 2010, 12:45

Hallo zusammen,

folgendes könnte noch für den sichtbaren Flimmereffekt sorgen :

Viele Retrofit LED Lampenhersteller bauen im Bereich der 12V MR16 getaktete Treiber, die aber ohne Glättungskondensatoren arbeiten, wohl um Kosten und Platz zu sparen.

Die Treiber takten teils mit bis zu 350kHz, das kann das Auge nicht mehr feststellen, bedingt durch das Fehlen der Glättungskondensatoren jedoch schlägt die 100Hz Welle der gleichgerichteten Wrechselspannung durch.

Das ist wohl der Hauptgrund, warum auch nicht gedimmte LED Spots flackern können.

Lösung für dieses Problem wäre der Einsatz von Gleichspannungs-Netzteilen statt der üblichen Holgen-Trafos.

Grüße 8)

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Montag, 10. Januar 2011, 16:54

Dimmung von LED-Leuchten

Hallo Zusammen,

ich habe in den vergangenen 4 Jahren etliche Leuchten gesehen und bei der Entwicklung Applkationsvorschläge gegeben.

Es ist so wenn Leuchten in einem Frequenzbereich von < 300Hz getaktet werden, macht sich das z.B. am Schreibtischarbeitsplatz negativ bemerkbar.

Einige Leuchtenhersteller tun dies um Netzteilpower zu sparen. Es werden mehrere LED Strings nacheinander durchgetaktet.

Bei höheren Frequenzen werden die Schaltverluste im Power MOSFET zu groß. (Effizienz).

Ostwestfale

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Dienstag, 11. Januar 2011, 09:50

Zusätzliche Informationen ...

Ich möchte hier einmal kurz dazu Stellung beziehen:

Das Problem der fehlenden Elektrolytkondensatoren in den Retrofits liegt nich an der Sparsamkeit, sondern am Platzbedarf und an der mangelnden Temperaturfestigkeit von Elektrolytkondensatoren. Ein weiterer Punkt bei den "Retrofits" liegt beim Gleichlauf der Dimmung zwischen Glühlampe und Retrofit. Namhafte Wohnraumleuchtenhersteller legen darauf Wert, jedoch ist es dann nicht mit einer asiatischen Billiglösung zum Betrieb einer LED an 11,8 V AC 50 Hz getan.

Dimmen von LED ist sinnvoll nur durch Pulsweitenmodulation möglich. In Falle der Stromregelung läuft der Farbort - zum Ende hin sehr deutlich - weg.

PWM-Frequenzen unter 130/140 Hz scheinen vom Auge noch deutlich wahrgenommen zu werden. Aber auch Frequenzen darüber führen zu Flicker-/Nachzieheffekten bei schnellen Augenbewegungen.

Mir ist noch aus meiner Studienzeit bekannt, dass es eine gewisse Auffälligkeit bei CAD-Zeichnern gab, da das Flickern der Bildschirme zu Anfang der 80er Jahre so stark war das man eine leicht erhöhte Anzahl von Epilepsiefällen verzeichnete. (Leider habe ich dazu keine Quelle - ist ja auch "erst" 30 Jahre her.)

Frequenzen über 1000 Hz erscheinen mir - alleine wegen der gleichmässigenn Thermik - sinnvoll. Damit kommen aber EMV-Probleme hoch - vor allem wenn man die Verlustleistung der elektronischen Schaltelemente im erträglichen Bereich halten möchte.

Das mit steigender Frequenz die Verluste steigen stimmt nun auch nicht immer. Wir setzen inzwischen Schaltelemente ein, die bei höheren Frequenzen keine merklich höheren Verluste mehr produzieren.

Die PWM, wie sie bei KFZ eingesetzt wird, empfinde ich persönlich als exterm störend. Die Frequenz ist einfach zu niedrig gewählt.

Es ist eine Mär zu glauben dass das Netzteil mit PWM "billiger" würde. Im Gegenteil: Es muss mehr Strom in der Spitze liefern können und mit häufigen Lastwechseln 100% - 0% klar kommen. Selbst namhafte Netzteilhersteller haben an dieser Stelle Probleme und die "Sprungantwort" der Regelung auf die Wechsel von 100% ==> 0% und 0% ==> 100% treiben den Entwicklern die Schweißperlen auf die Stirn. Beim Abschalten kommt es u.U. zu Spannungsüberhöhungen am Ausgang des Netzteiles welche die PWM-Elektronik erheblich belasten und schädigen können. Beim EInschalten bricht die Ausgangsspannung teilweise recht lange und tief zusammen, sodass die dahinter liegende Elektronik unter ihre Nennspannung sinkt und/oder die LED gar nicht ihren Nennstrom aufnehmen können.

Hier ist also eine sehr aufwendige Stabilisierung notwendig die man bei einem LED-String ohne PWM so nicht benötigen würde.

Aus Sicht des Menschen bin ich ein Feind des geflickere und geflimmere der PWM. Leider lässt sich aus anderen Sachzwängen heraus eine Dimmung anders nicht vernünftig/erträglich realisieren. Was sich da allerdings einige der Nobelmarken aus dem KFZ-Bereich leisten entspricht sicherlich nicht "High-Tec".

Beste Grüsse!

Ul-Flieger

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Sonntag, 3. August 2014, 22:07

Hallo, ich habe im Netz diesen Bericht gefunden und hab mich deshalb angemeldet, weil ich ein Problem habe .
Vieleicht könnt ihr mir ja helfen.

Ich habe in meinem Ul-Flugzeug als Landescheinwerfer 2 Led-Lampen montiert, 3X2 Watt...sind auch sehr hell...passt soweit alles.

Das Problem ist nur, dass die Störungen im Flugfunk dermaßen stark sind, dass ich nichts mehr verstehen kann.

Was kann ich da ev. tun, um diese Störungen weg zu bekommen ?

Grüße aus dem Remstal bei Stuttgart, Didi
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on-light

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12

Montag, 4. August 2014, 21:56

Guten Tag "UL-Flieger",

zunächst herzlich willkommen hier in unserem Forum.
Das Problem mit Ihren LED-Landescheinwerfern dürfte von qualitativ minderwertiger Treiber-Hardware rühren. Vermutlich hat die VG-Elektronik kein EMV Zeichen und stört im hochfrequenten Bereich.

Fehlerquelle eingrenzen --> anderen (elektrotechnisch passenden) Treiber mit Prüfzeichen verwenden.

Lassen Sie das Forum vom Ergebnis wissen? ...!!

Beste Grüße in meine alte Heimat rund um Weinstadt-Endersbach. on-light
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Ul-Flieger

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13

Montag, 4. August 2014, 22:48

Herzlichen Dank mal,

so ähnlich haben die Strahler ausgesehen...hab leider die Rechnung nicht mehr haben so um die 15 € / Stck gekostet .
http://www.isolicht.com/product_info.php…s--dimmbar.html

Ich hab die Strahler deshalb damals ausgewählt, weil sie sehr stark waren .

Kann ich meine Strahler nachträglich noch mit einem Kondesator entstören ?

Grüße aus Grunbach, Didi

on-light

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Dienstag, 5. August 2014, 09:18

...was Sie können und was letztendlich sinnvoll (und richtig) ist lässt sich aus der Ferne schwer beurteilen. Ein einfaches Nachrüsten eines Elkos wird da sicherlich nicht helfen. Der verbaute Trafo ist für die Niedervolt-Reflektorlampe ausgelegt, die Sie jetzt durch ein LED-Retrofit ersetzt haben. Somit ist nicht gewährleistet, das der Trafo noch so funktioniert wie vorgesehen (u.A. wird ja in verschiedenen Shops auf z.B. die Mindestanschlussleistung verwiesen).

In Ihrem Fall wird sicherlich nur der Austausch des Trafos gegen einen qualitativ hochwertigen Treiber die Funkstörungen vermeiden.

Viel Erfolg. on-light
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Ul-Flieger

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Dienstag, 5. August 2014, 09:47

Guten Morgen,



ich glaube, dass wir da grad aneinander vorbei reden...



Als Spannungsversorgung für die 2 Strahler dient einen Motorradbatterie mit 12 ( 13,8 )Volt und 18 Ah .



Gruß Didi

on-light

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Dienstag, 5. August 2014, 09:50

... tja, ich stecke in dem Bordnetz eines UL-Fliegers nun mal nicht drin

Folgende Möglichkeiten:
- Retrofit eines anderen Herstellers ausprobiereny
- Sind die Störungen auf allen Frequenzbändern gleich stark?
- Besteht die Möglichkeit den Antennenmontageort zu versetzen?

Gruß. on-light
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Ul-Flieger

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Freitag, 8. August 2014, 12:03

Danke für die Antwort..,

aber die Lampe will ich nicht austauschen, weil die Lichtausbeute so gut ist...ich hab eher eine Lösung des Problems gesucht.

ja, Das Problem ist auf dem ganzen Frequenzbereich so

nein, die Antenne bleibt, wo sie ist.

Grüße Didi

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Freitag, 12. November 2021, 17:57

Ich möchte dieses Thema wiederbeleben, weil ich vor einiger Zeit aus meinem Bekanntenkreis darauf aufmerksam geworden bin.

Ein Freund stellt vor einiger Zeit fest, dass sich das Verhalten seiner 12 jährigen Tochter unter einer LED Schreibtischlampe änderte. Sie ermüdete schnell und war gereizt. Das war so auffällig, dass er nach der Ursache forschte und beim tauschen der Leuchtmittel darauf kam.
Das hat ihn bewogen, ein Messgerät zu entwickeln und zu bauen, welches die Flickerfrequenz von LED Leuchten ermittelt, damit er zukünftig die passenden Leuchten kaufen kann.

Ein anderes Beispiel habe ich von meiner Schwester, die tatsächlich sehr empfindlich auf LED Licht reagiert. Wir hatten schon verschiedene LED Leuchtmittel getestet über längere Zeit in verschiedenen Räumen. Als Arbeitsleuchte war ihr kein LED Leuchtmittel akzeptabel, weil die Konzentration leided und sie irritiert wird mit der Zeit.
Beim Kauf eines neuen Monitors für sie konnte ich ihre subjektive Sensibilität auch nachvollziehen. Ich empfahl ihr einen Gaming Monitor mit TN Panel. Sie reagierte sofort schlecht darauf. Wie immer empfahl ich, sich an den Monitor zu gewöhnen und an verschiedenen Tageszeiten zu testen, aber es blieb dabei. Erst nachdem ich einen Monitortest mit verschiedensten Mustern heranzog und mit ihrem bisherigen Monitor mit IPS Panel verglich, konnte ich erkennen, das der neue Monitor flackerte.

Ob das alles ausschließlich an getackteten LEDs lag kann ich nicht abschließend bewerten. Für mich steht jedoch fest, wir reagieren unterschiedlich auf Umwelteinflüsse, daher sollte man die Eindrücke anderer Menschen nicht leichtfertig abtun sondern mindestens als Indiz für ein Problem sehen.

Ich bin übrigens auf dieses Thema aufmerksam geworden, weil ich mir eine MDR Doku Aufzeichnung auf Youtube angeschaut habe "Das Geschäft mit LED-Lampen". Darin wird festgestellt dass es immer noch kaum Untersuchungen zu Einflüssen auf uns unter LED Beleuchtung gibt - als Bemerkung zum Eingangsbeitrag des Verfassers dieses Themas.
Genannt wurde eine Forschungsgruppe der Charite, die eine degenerative Wirkung des Blauanteils im LED Licht belegt.
Auch wurde ein Versuch gezeigt an einer Grundschulklasse, die eine Woche unter LED Beleuchtung und eine Woche unter Halogenbeleuchtung bezüglich des Lernerfolgs auswirkte. In diesem Kurztest konnten signifikante Unterschiede festgestellt werden.
Würde mich freuen, wenn mir jemand über weitere Studien berichten könnte.