Bitte um Hilfe bei der Planung einer Tauchlampe mit 3 x XM-L U2

  • Hallo zusammen,


    ich möchte das Thema Tauchlampe anschneiden, auch wenn es schon zig mal gab. Mir fehlen die Basics im Bereich LED-Umbau. Zwar habe ich versucht mich ein Wenig einzulesen, aber die eine oder die Andere Antwort fehlt mir noch…


    Ich habe ein großes Lampengehäuse in welches 10 NiMh Akkus reinkommen, so dass ein Akkupack mit 12V / 10AH zur Verfügung steht. Die Lampe wurde mit 50 Watt HLX betrieben, mein Plan ist nun das Schmuckstück mit 3 x XM-L U2 zu betreiben. Die Gründe für XM-L U2 sind der Preis, die Helligkeit und die Betriebsspannung von ca. 12V wenn man die 3 LEDs in Reihe schaltet. Ich habe zwischendurch an eine LUMINUS SST-90-W57S gedacht, nur scheint es mir recht komplex zu sein, die Spannung auf 3,2V zubringen und dabei einen Strom von 9AH zu halten. Platztechnisch habe ich quasi einen Zylinder mit ca. 90 mm Durchmesser und ca. 50 mm Höhe. Dort muss eine KSQ, die LEDs, ein Kühlkörper und die Optik rein.


    Folgendes habe ich in meinem Warenkorb:
    3x LT-1818, Gaggione LLS05 Optik 32mm (XM-L, XP-G, XB-D...)
    3x LT-1790, CREE XM-L U2 auf Kupferkernplatine
    2x LT-0053, Wärmeleitpaste (5g Tube)
    1x LT-1291, PowerLine SLIM LED-Konstantstromquelle (2800mA, 30V)


    Als erstes würde ich mir einen runden Kühlkörper aus Aluminium anfertigen (ich denke an eine 15-20 mm dicke Platte) dieser soll die Wärme an das Aluminium Gehäuse der Lampe abgeben, welches im Wasser gut gekühlt bleibt. Auf den Kühlkörper werden Die LEDs mit kleinen Schrauben befestigt, natürlich mit Wärmeleitpaste zwischen den LEDs und dem Kühlkörper. auf die Rückseite des Kühlkörpers soll die KSQ angeschraubt werden. An die KSQ werden in Reihe die LEDs angeschlossen.


    Nun meine Fragen / Bedenken:
    - Die Akkus liefern wenn sie vollgeladen sind mehr als 12 V, ohne Last sind es etwas 14 V. Nun frage ich mich, ob die Spannung nicht zu hoch ist, die LEDs sind mit max 4 V angegeben? Da die Spannung bei Last sinkt und auch an der KSQ was hängen bleibt (Dropspannung ist mit 1V angegeben)


    - Als Optik benötige ich einen möglichst dünnen Strahl und habe mich für "LT-1818, Gaggione LLS05 Optik 32mm (XM-L, XP-G, XB-D…)". Mit einem Abstrahlwinkel von 6,5° liefert es für mich bestes Platz-Leistungsverhältnis. Nun die Frage: wie werden die Optiken auf die LED befestigt und fixiert?


    Könnt ihr bitte bei den Antworten auf meine Fragen helfen? Habe ich irgendwo noch einen Fehler bei der Planung? Ich bin für jede Antwort wirklich dankbar!


    Grüße
    Andreas

  • Hi alder und willkommen im Forum!


    Ich habe zwischendurch an eine LUMINUS SST-90-W57S gedacht, nur scheint es mir recht komplex zu sein, die Spannung auf 3,2V zubringen und dabei einen Strom von 9AH zu halten.


    Du wirfst da etwas durcheinander.. mit 9AH sind Ampere-stunden gemeint? Das ist die einheit für ladung (z.b. von Akkus).
    Die angegebene LED braucht allerdings einen konstanten Strom von (bis zu) 3,15A




    - Die Akkus liefern wenn sie vollgeladen sind mehr als 12 V, ohne Last sind es etwas 14 V. Nun frage ich mich, ob die Spannung nicht zu hoch ist, die LEDs sind mit max 4 V angegeben? Da die Spannung bei Last sinkt und auch an der KSQ was hängen bleibt (Dropspannung ist mit 1V angegeben)


    dafür ist ja gerade die KSQ zuständig, dass deine LEDs mit dem genau richtigen Strom betriebgen werden. KSQ = Konstant-Strom-Quelle.
    Du hast dich für einen linear-regler als KSQ entschieden, das finde ich zumindest mutig. je nachdem wieviel Strom deine Akkus liefern können, kann das auch schnell schief gehen, denn mit 2800mA haben deine 3 XM-L laut datenblatt eine vorwärtsspannung von jeweils 3,3V, somit liegt deine eingangsspannung bei voll geladenen akkus 4,1V über der summe der vorwärtsspannungen (9,9V). Laut beschreibung darf dein linearregler aber nur mit 2V über der vorwärtsspannung betrieben werden => der wird dir durchbrennen.
    geeigneter wäre da sicher eine step-down KSQ, und unabhängig davon solltest du dir genau die entstehende verlustleistung der LEDs ausrechnen und deinen kühlkörper passend dimensionieren, das wird leicht unterschätzt.




    - Als Optik benötige ich einen möglichst dünnen Strahl und habe mich für "LT-1818, Gaggione LLS05 Optik 32mm (XM-L, XP-G, XB-D…)". Mit einem Abstrahlwinkel von 6,5° liefert es für mich bestes Platz-Leistungsverhältnis. Nun die Frage: wie werden die Optiken auf die LED befestigt und fixiert?


    laut datenblatt wird diese optik auf die XM-L aufgeklebt


    c-ya


    Stoffel

  • Du wirfst da etwas durcheinander.. mit 9AH sind Ampere-stunden gemeint? Das ist die einheit für ladung (z.b. von Akkus).
    Die angegebene LED braucht allerdings einen konstanten Strom von (bis zu) 3,15A

    Sorry, ich meinte mA max.: 9000 mA... Wie gesagt, die Idee ist verworfen.


    Zitat

    geeigneter wäre da sicher eine step-down KSQ, und unabhängig davon solltest du dir genau die entstehende verlustleistung der LEDs ausrechnen und deinen kühlkörper passend dimensionieren, das wird leicht unterschätzt.

    Kann ich das ganze mit einer weiteren LED oder einem Widerstand ausgleichen? Bzw. Hast du einen Link zum passenden linearregler?


    Zitat

    Laut datenblatt wird diese optik auf die XM-L aufgeklebt.

    Kann man dabei was falsch machen, muss ich irgendwelchen bestimmten Kleber verwenden?


    c-ya


    Stoffel


    [ModEdit: Quotes repariert.]

  • Bitte mal dringend zitieren üben, ich mach das aber auch mal gerne falsch :)


    Kann ich das ganze mit einer weiteren LED oder einem Widerstand ausgleichen? Bzw. Hast du einen Link zum passenden linearregler?


    Den Widerstand bräuchtest du ja nur wenn die Akkus voll sind. Dann würden aber halt am Widerstand die 3-4W abfallen und ihn zum durchbrennen bringen.
    Allerdings bezweifle ich irgendwie, dass deine NiMH akkus irgendetwas liefern was in die nähe von 3A kommt, und wenn, wird die Spannung deutlich geringer sein als 14V.
    Wenn du es richtig machen willst, solltest du auf eine andere Akku-Technik umsteigen. Wenn du Glück hast, funktioniert es auch mit den genannten Teilen, das muss man aber dann genau durchmessen und durchrechnen.

  • Um die Akkus mache ich mir keine Sorgen, die Lampe wird momentan mit 50 Watt Halogen betrieben, die 3 LEDs benötigen nur die Hälfte. Der Strom richtet sich nach dem Verbraucher, oder habe ich wieder was verwechselt?
    Die Spannung von 14V steht nur kurze Zeit zur Verfügung und zwar ohne Verbraucher. Ich gehe davon aus, dass diese unter Last ca. 13 V sinken wird, was wohl immer noch 1V zu viel ist :(
    Welche step-down KSQ kann ich hier verwenden?



    [ModEdit: nutzlosen Fullquote entfernt.]

  • deine KSQ gibt es auch mit kühlkörper: LT-1290


    da kannst du dann 4V drüber. alternativ kannst du die ohne kühlkörper nehmen, und den linearregler mit Wärmeleitpaste auf deinen kühlkörper mit draufschrauben.


    Step-down KSQ sind für 2800mA etwas schwierig zu finden, ich würde mir da etwas selber zusammenlöten oder den hier nehmen:


    Black Power v2

  • OK, ich nehme dann entweder die Micro oder LT-1291 und kümmere mich um gute Kühlung. Der Unterschied zwischen LT-1291 und LT-1290 scheint ja nur in der Kühlung zu liegen, demnach 2V oder 4V drüber.


    Ich danke vielmals für die Hilfe!


    Nun steht noch mein Kühlkörper im Raum, wie kann ich da die Größe ausrechen? Reichen 90mm Durchmesser und eine Dicke von 15 mm (Alu) für 3 XM-L U2 + LT-1291?


    Noch mal zum Kleben der Optiken: Wie werden diese geklebt (direkt auf die LED oder auf die Kupferplatte) und mit welchem Kleber?


    [ModEdit: nutzlosen Fullquote entfernt.]


  • OK, ich nehme dann entweder die Micro oder LT-1291 und kümmere mich um gute Kühlung. Der Unterschied zwischen LT-1291 und LT-1290 scheint ja nur in der Kühlung zu liegen, demnach 2V oder 4V drüber.


    so sieht das aus. die step-down ist im vergleich zur LT-129x aber brutal effizienter, und damit halten deine akkus natürlich auch länger.



    Nun steht noch mein Kühlkörper im Raum, wie kann ich da die Größe ausrechen? Reichen 90mm Durchmesser und eine Dicke von 15 mm (Alu) für 3 XM-L U2 + LT-1291?


    Das ist tatsächlich eine Wissenschaft für sich (im wahrsten sinne des Wortes). Es gibt da so einen Rechner, aber an die richtigen Werte zu kommen ist gar nicht so einfach.
    Laut datenblatt hat die XM-L einen Wärmewiderstand vom Chip zum Gehäuse von 3,5W/C°, speziell bei der LT-1790 suggeriert das eine Produkt-bild aber, dass der widerstand geringer ist. Dein Vorteil ist, dass der Wärmewiderstand im Wasser viel kleiner ist als in der Luft.im zweifel hilft da auch nur ausprobieren und vorsichtiges herantasten. Du hast da ca. 25W verlustleistung, das ist nicht ohne.




    Noch mal zum Kleben der Optiken: Wie werden diese geklebt (direkt auf die LED oder auf die Kupferplatte) und mit welchem Kleber?


    die optiken werden meistens mit einem bereits an der optik angebrachten klebepad auf die platinen geklebt.


    c-ya


    Stoffel

  • Hi,


    bei der Gaggione ist die Abstrahlung im Halbwinkel angegeben, bei ner XM-L hat man dann auch schon 13Grad.
    Im Vergleich zu den 19Grad der dreifach-Ledils die in Vollwinkel angegeben sind, ist der Unterschied dann schon nimmer so riesig.


    Gruß Gerd

  • Danke für die Unterstützung!


    Ich habe noch eine Stunde in die Suche nach der Optik reingesteckt und bin zum Entschluss gekommen, dass alle zu sehr streuen.
    Ich werde es wohl mit einem Reflektor versuchen, damit kann man wesentlich kleineren Winkel erreichen.
    Nun stellt sich die Frage, ob ich einen großen von der Halogenlampe (in dem Fall mit Triple LED) nehme oder 3 kleine für jede LED.
    Folgendes habe ich gefunden, leicht aufgebohrt müsste es passen, oder?


    http://www.ebay.de/itm/CREE-XP…2c64442b6f#ht_2165wt_1156


    Mein Kühlkörper wurde heute fertig, 90mm Durchmesser und 25mm aus Aluminium, fühlt sich massiv an. Wie sind die Erfahrungswerte? Sollte reichen, oder?

  • OK, wenn ich die Flache zwischen dem Kühlkörper und dem Gehäuse der Lampe mit der Wärmeleitpaste dicht bekomme, dann muss ich mir vermutlich keine Sorgen machen.
    Momentan habe ich ca. 0,5 mm Spielraum...


    [ModEdit: nutzlosen Fullquote entfernt.]

  • Hallo,


    unabhängig von allen Hinweisen zum Aufbau der Lampe möchte ich noch folgendes zu bedenken geben:
    Es geht hier um eine Tauchlampe!
    Wenn wir mal alle technischen und auch alle sicherheitstechnischen Merkmale beiseite lassen:
    Das Wesentliche bei einer Tauchlampe (sofern es sich nicht um ein Backup handelt und danach klingt das hier nicht), ist eine naturgetreue Farbwiedergabe. Auch wenn es immer mehr in Mode kommt hier LEDs zu verwenden möchte ich doch zu bedenken geben, dass dies der größte Schwachpunkt der LED Technik ist. Die schönste Lampe nutzt nichts, wenn die Farben nicht naturgetreu wiedergegeben werden. Wenn man davon ausgeht, dass hier 3 LEDs verwendet werden sollen, kann man davon ausgehen, dass auf alle Fälle genügend Licht rauskommt. Ich würde sogar unbedingt dafür plädieren der Lampe mehrere Modi zu spendieren, damit sie auch mit reduzierter Helligkeit arbeiten kann. Bevor Du also bei der Auswahl der LEDs auf möglichst hohe Lichtausbeute achtest, solltest Du meines Erachtens eher auf eine korrekte Farbwiedergabe Wert legen. Und da ist die U2 nicht gerade die erste Wahl.
    An eine Halogenlampe wirst Du diesbezüglich sowieso nicht annähernd herankommen, aber es haben sich schon viele über ihre schöne und auch helle LED Lampe geärgert, wenn sie festgestellt haben, dass das Riff plötzlich ganz anders aussieht. Insbesondere dann, wenn man den Unterschied mal im direkten Vergleich sieht.


    Unabhängig von alledem würde mich noch interessieren:
    Wozu brauchst Du eigentlich einen "möglichst dünnen Strahl"?


    Gut Luft