Hvorfor de fleste LED-hovedlysoppgraderinger egentlig ikke fungerer?

Plug-and-play LEDerstatninger for halogen lyspærer er en populær bil mod. LED ser ofte lysere ut enn glødelamper, men «ser lysere» og «lyser bedre» er ikke det samme. Jeg fikk en streng prat fra en faktisk lysekspert om LED-ettermontering, og vitenskapen sier: Å sette lysdioder der halogenpærer skal være, er vanligvis ikke en oppgradering.


Hvorfor vil noenLED frontlykter?

LED-er, når de er plassert og rettet riktig, kan oversette minimal inngangseffekt til mye lys, noe som gjør teknologien tiltalende generelt.
Alt annet likt, virker det som å bytte ut strømkrevende glødelamper med lysere LED-lys med lavere trekk ville være en oppgradering på to fronter. I tillegg er «umiddelbar-på»-effekten og den visuelle skarpheten til lyset som kommer fra LED-er skarpe og friske. LED kan gi eldre biler moderne stil.
Enkelt sagt: LED-frontlykter er lettmonterte og lett tilgjengelige ting som kan få biler til å se kulere ut. Så folk får dem.

Så hva er galt med det?

De fleste billykter er mye mer enn bare en pære i en stikkontakt. En vugge av reflektorer er formet og vinklet slik at lys som sendes ut fra glødetråden til en glødelampe vil bli kastet nedover veien på en måte som maksimerer førerens sikt uten å blende møtende trafikk.
De fleste LED-er sender ikke ut lys fra samme plass i frontlykthuset som glødelamper, og fra det tidspunktet er de dømt til middelmådighet.

Hva med lysdioder som sender ut fra rett sted?

Noen få av de mer kjente selskapene som selger og tester utskifting av LED-hovedlys i 2020, har tatt seg bryet med å etterligne plasseringen av glødelamper for å løse dette problemet, men det er bare en liten del av belysningsligningen.
Faktisk laget jeg en blogg om dette, og påpekte hvorfor noen LED-er virket bedre enn andre når de ble brukt som ettermontering av frontlykter. Og den bloggen er grunnen til at lysekspert Daniel Stern følte seg tvunget til å kontakte meg og forklare hvor grovt underinformert jeg var.

Hvorfor ikke bare bruke en LED som har nøyaktig samme størrelse og form som en vanlig pære?

Lengdeposisjonen til lyskilden (hvor lyskilden starter og slutter, målt fra pærens grunnplan) er bare ett kritisk aspekt. Men det er ikke det eneste som betyr noe. âAndre inkluderer form, størrelse, orientering og luminansfordeling. Å få én av fem riktig er bedre enn null av fem, men det er fortsatt 20 prosent, en dårlig sviktende karakter.â
âHvis vi kunne vifte med en tryllestav og komme opp med en sylindrisk LED-emitter med samme dimensjoner som en glødetråd, med nødvendig luminans og fluks, ville inkompatibiliteten forsvinne. Det er ikke teknisk mulig i overskuelig fremtid, så vi har i utgangspunktet todimensjonale flate lysdioder i stedet for en tredimensjonal sylindrisk glødetråd.â
âDet er betydelig mellomrom mellom de to rygg-mot-rygg flate LED-ene (det må være, ellers ikke noe materiale som bærer varmen deres), så nå er lyskilden vår radikalt forskjellig fra en glødetråd i form, størrelse, plassering , og lysfordeling selv om vi har vært nøye med å plassere utsenderne i nøyaktig samme lengdeposisjon som de originale filamentene.â

Og hvorfor betyr det igjen?

Problemet er at lysreflektorer designet for halogenpærer er iboende uforenlige med lyseffekten til LED.
Stern skrev: â...lysfordelingen i nær- og fjernfelt er ganske forskjellig fra det lampens optikk ble konstruert for.â Og som et resultat av dette er strålemønsteret til frontlykten ikke. Ikke hva det skal være, stemmer ikke overens med måten kjøretøyet er konstruert på, og er generelt suboptimal.

Hvorfor må lysene mine beholde strålemønsteret fra fabrikken?

âJeg bruker briller, og det samme gjør naboen min. Det ville være skadelig og kontraproduktivt for oss å bytte, for selv om de passer til ansiktet mitt og ser fantastiske ut, stemmer ikke optikken med øynene mine (selv om jeg tror jeg kan se OK med dem).â
âOg det er ikke fordi jeg valgte naboen til venstre i stedet for naboen til høyre. Det samme gjelder for begge naboglassene, selv om det ene paret har glassglass og de andre er av plast, det ene settet har runde glass og de andre er rektangulære, det ene settet er fotokromisk og det andre ikke, den ene naboen er mer langsynt enn meg og den andre er mer nærsynt, osv.â
âDetaljene er forskjellige, men det grunnleggende problemet er fortsatt optisk inkompatibilitet, og omfanget av de relevante forskjellene er mye mindre enn âdisse linsene ser like ut for meg!ââ
For å si det igjen, litt mer vitenskapelig: LED i hus designet for utskifting av halogenpærer setter feil mengde lys på feil steder.

Så fungerer det noen gang å bytte LED-pærer?

Ikke alle halogenpærer av glødelampe er like, og som vi har vært inne på, finnes det også en rekke forskjellige LED-pærer på markedet nå.
Problemet her er «mangel på forutsigbarhet».
Mer spesifikt: â... Noen ganger er det mulig å skje ved en kombinasjon av en av disse âLED-pæreneâ og en bestemt hodelykt som fungerer akseptabelt.â (DiodeDynamics har for eksempel en spesiell âLED H11â Stern husket at han var vellykket i et spesielt frontlykthus for en Ford-lastebil.)
âMen det er ingen forutsigbarhet i det; det er ingenting som âåh, så lenge du har projektorer, går det bra,â eller âreflektorer er fine hvis de har et pæreskjold,â[en â bulb shieldâ er et stykke som blokkerer uønsket lys som kommer fra visse vinkler på en pære] eller noe sånt. Og âÅh, ikke noe problem, på pæren vår kan LED-ene roteres i forhold til basen slik at du kan fokusere demâ er, om noe, verre, ikke bedre.â
Hele poenget med standardisering av pæretyper, forklarer Stern, er at enhver hodelykt som er designet og bygget for å ta [for eksempel] en H11, vil fungere trygt med enhver pære designet og bygget etter H11-spesifikasjonene. Det betyr ikke at alle H11-er er like... men standardiseringen sikrer i det minste tilstrekkelig sikkerhet.â
«Og det er virkelig slik det må være, for tenk på en pære som passer i en hvilken som helst H11-hodelykt, men som fungerer trygt i bare noen få av dem.» Det ville vært ganske dritt.

Så hva er egentlig en god frontlykt?

âSikkerhetsytelse for frontlysstråler involverer flere gjensidig avhengige variabler. For eksempel vil en mengde forgrunnslys som kan være helt greit med et sterkt, godt fokusert hot spot, begrense sjåførens sikt til totalt utilstrekkelige 50 eller 60 fot hvis strålens hot spot er svak eller ikke-eksisterende. Så bare det å si «Ja, avskjæringen ser bra ut» begynner ikke engang å være i nærheten av god nok.â
«Det som betyr mye mer er mengden og fordelingen av lys under avskjæringen, og det blir ganske forvrengt (tilfeldig) med de fleste «LED-pærer» i de fleste halogenhodelykter. For å gi bare ett av mange eksempler på hvor lett det er å bli snublet på dette punktet: Noen ganger vil du få en rimelig skarp avskjæring med en «LED-pære», men hot spot (forutsatt at den fortsatt eksisterer) er flyttet.â
âHver siste liten bit av nedover og/eller høyre bevegelse av hot spot reduserer siktavstanden for sjåføren, men strålen på veggen ser ut som den har en fin avskjæring og hot spot.â
âEt annet eksempel: si at vi har å gjøre med en hodelykt som ikke startet med en veldig skarp avskjæring. Sett inn en âLED-pæreâ og varmepunktet beveger seg oppover/venstre. Det typiske rådet: âReit lampene for å holde den lyse delen unna andre sjåførers øyne.â Men ved å gjøre det har vi forskjøvet hele strålemønsteret slik at en haug med andre ting ikke lenger har passende mengder lys på seg.â
âHva er omfanget av disse effektene på seende avstand med forskjellige effektive lampesikter (enten det er på grunn av hvordan lampen er justert eller hvordan lampen fordeler lyset)? Vel, hvis du bruker shine-on-a-wall-metoden, sikter du et nærlys bare 2,3 cm (0,9 tommer) lavere enn det burde, kuttes 26 meter (85 fot) av synsavstanden din om natten!â ¹

Er det noe sted jeg kan se dette selv?

Hvis du har lest så langt, er du kanskje klar over hva Stern stavet ut for meg: De fleste LED-anmeldelser på internett er ikke nyttige, og heller ikke kriteriene de ofte siterer (skarpe avskjæringer, fargetemperatur.)
Når det gjelder amatør-, lekmannstesting av LED-frontlykter, pekte Stern på denne tråden på Tacoma World-forumet som en ganske god forklaring fra den virkelige verden på hvorfor «gjennomtenkt utvalgte» halogenpærer slår selv ettermontering av kjente LED-lamper.
âDet er en amatørinstrumentert test satt opp for å være så gunstig som mulig for LED-pæren... Det er et stort merkevareprodukt, ikke rundt 20 dollar uten navn, og det er prøvd i en projektorlampe, som fremtvinger et skarpt avskjæring med omtrent hvilken som helst lyskilde proppet inn,» skrev Stern til meg.

Hva med LED-oppgraderinger som bytter ut hele huset?

Eldre biler og jeeper med forseglet lys kan, noe ironisk nok, være i en bedre posisjon når det gjelder ettermontering av LED-frontlys i dagens teknologiske økosystem.
Hvis du skifter ut pære og huset, spurte jeg Stern, ville du ikke kunne få en god LED-ettermontering med dagens teknologi? Hans svar:
«Konseptet er riktig», dette er den riktige måten å gjøre det på, en LED-hodelykt konstruert, designet, konstruert, testet og sertifisert/godkjent som sådan. Det finnes utmerkede på markedet, og selvfølgelig også en god del søppel. Kongepappaen av dem alle [på publiseringstidspunktet] er JW Speaker 8700 Evolution-J3, som bringer nesten Star Trek-nivå teknologi til det gamle syv-tommers runde hodelyktformatet.â
Stern ropte også ut "JWS 8700 Evo 2" som et godt alternativ ett trinn ned, og "ett trinn eller to ned derfra, [er] Peterson Manufacturing 701C (i Peterson eller Sylvania Zevo-emballasje â samme lampe) og Truck-Lite-enhetene er rimelig gode med eller uten oppvarmet linse.â
JW Speaker ble også nevnt som det optimale valget akkurat nå for ettermontering av rektangulære forseglede stråler, og âTruck-Lite lager også respektable lamper i denne størrelsen.â

Noen andre viktige funksjoner på disse lysene?

Stern kom med et godt poeng som jeg hadde hørt før: Siden LED ikke varmer frontlysglass slik halogenpærer gjør, vil du kanskje ha et lys med en oppvarmet linse for å smelte snø.
âLurt å få varmeglass hvis man kjører mye vinterstid i tung våt snø og slaps; uten en linsevarmer blir LED-hodelyktglassene kalde slik at slaps kan bygge seg opp på dem og fryse/okkkludere lampen i stedet for å smelte av som de gjør fra en varm halogen- eller BiXenon-lampe. Bortsett fra det, men det er liten grunn til å bekymre seg over det; mindre strenge vinterforhold med lavere volum, tørrere snø vil ikke skape problemer ettersom de kalde snøflakene bare titter bort fra de kalde linsene.â
âSituasjonen med små runde lamper er annerledes og vanskeligere. Også her er JW Speaker-inngangene fantastiske med eller uten integrert LED-parkeringslys, kjørelys og blinklys – alle funksjoner er sikkerhetsgodkjent; dette er ikke de fete barnegreiene man finner over hele motorsykkel/hot rod/chrome-butikksidene. Men dyrt, og de fleste hodelyktmonterte kopper vil trenge de sentrale hullene forstørret for å fjerne den relativt store bakkroppen til disse lampene. Ingen oppføring i denne størrelsen fra noen av de andre store produsentene, på grunn av relativt minimal etterspørsel. Imidlertid tester jeg nå noen ganske lovende som er veldig pent laget i Korea. Jeg håper de slår ut; de ville passe lettere i de fleste festekopper.â
âNoen ganger støter man på elektriske inkompatibiliteter når man prøver å installere LED-forseglede bjelker. Toyota-produserte kjøretøyer har for eksempel svært uvanlig konfigurerte hodelyktkretser, hvorav noen ikke vil leke pent med lysdioder. Det finnes løsninger som ikke involverer hacking av kjøretøyet.â

Vil LED-frontlykter noen gang være en verdig oppgradering for flere biler i fremtiden?

«Det er tekniske arbeidsgrupper over hele verden (SAE i Amerika, GTB i Europa/Asia) som jobber aktivt for å utvikle en teknisk standard for LED-retrofit-pærer for å erstatte halogenpærer i hodelykter, tåkelykter og andre slike,» fortalte Stern meg, som medlem av slike grupper selv.
Når det gjelder den nåværende teknologien, sier Stern: "I motsetning til "HID-sett" der det ikke er mulighet for optisk kompatibilitet, eksisterer denne muligheten teoretisk med LED-er. Produktene som for tiden er på markedet er ikke i nærheten av akseptable; det er fortsatt noen svært betydelige tekniske hindringer å overvinne... men til slutt vil det komme legitime produkter av denne typen.â
«Det er vanskelig å vente (tro meg, jeg vet det!), men de som er på markedet nå, klipper det ikke, uansett hvem som har navnet på esken og hvilke løfter og påstander som er fremsatt.» ¹