Lösung für Minimalabstand LED Backlight

  • Hallo zusammen :)


    Ich bastle derzeit an einem ehrgeizigen LED Projekt, in das ich bereits viel Zeit (und Geld) investiert habe, und jetzt auf ein Problem gestoßen bin, dass ich.. okay ich gebe zu, ich hätte es vorher sehen müssen...


    Ich baue eine Art Kugel aus Plexiglasdreiecken (icosphere 2v, durchmesser 40cm, Dreiecksgröße ca. 12cm Seitenlänge x 4mm dicke (62cm^2)) bei dem ich jedes Dreieck mit einer einzelnen WS2812 RGB LED (ings. um die 100) ausleuchten möchte. Steuerelektronik, Stromversorgung bla bla habe ich alles schon entwickelt und gebaut.


    Das Problem ist nun, dass ich unterschätzt habe, wie weit die LED von dem Panel entfernt sein muss, damit die Fläche ansatzweise voll ausgeleuchtet wird. Da mir die Konstruktion nicht wirklich erlaubt, die LEDs mit einem solchen Abstand von den Panels zu verbauen, suche ich also eine Alternative Lösung.


    Da OLED panels dieser größe leider noch nicht zu bekommen sind ( :D :P ) überlege ich, ob es nicht möglich wäre, das Licht mit einer entsprechenden Linse zu zu streuen, dass die LED näher (am besten direkt an oder in dem panel) angebracht werden kann. Ich habe bereits etwas gesucht, leider sind die meisten verfügbaren Optiken für PowerLEDs und dementsprechend sehr groß (zu groß).


    Daher meine Frage an die Experten, gibt es solche Linsen überhaupt oder seht ihr da schwarz?


    Viele Grüße

  • Sind deine Dreiecke voneinander "lichttechnisch" getrennt? Es gibt Linsen, die das Licht 90° zur LED "drehen" (wenn die LED vertikal leuchtet, geht das Licht horizontal) - das wäre eventuell eine Möglichkeit, aber vielleicht auch nicht ganz ideal (da ja die RGB-LEDs 3 Lichtpunkte haben, könntest du so einen unguten Farbverlauf bekommen))
    Alternativ könntest du auch überlegen, ob du einige RGB-LEDs mit einem dedizierten WS2811-Chip versorgst, dann hast du zumindest mal 3 Lichtpunkte (bei 12V)
    Eine zusätzliche Schicht mattes Plexiglas kann auch etwas weiter streuen, aber wahrscheinlich nicht genug bei deiner Konstruktion.


    Wieviel Platz hast du denn genau?

  • Hi, thx für die Antwort. Die Dreiecke werden vermutlich durch Klebstoff getrennt.


    Diese Linsen die du erwähnt hast, habe ich zwar auch gesehen, aber nur wieder in viel zu groß.


    Ich hatte überlegt ob man nicht mit einem Lichtleiter das Licht seitlich (ich könnte dazu die Dreiecke anschneiden) einleiten könnte und dann alle kanten verspiegeln (z.b. mit Folie). Dann könnte das Licht nur zu seiner seite raus, allerdings weiß ich nicht, ob das so uniform aussehen würde wie bei einem ordentlich ausgeleuchteten Panel.

  • Wenn du das Licht quer einleitest, kann das schon relativ homogen aussehen - je nachdem wie hell du es machst. (je heller, desto ungleichmäßiger)
    Ich würde hier aber auf jeden Fall einen matten "Spiegel" nehmen, die Rückwand matt weiß lackieren und leicht schräg richtung Rückwand leuchten. Dazu dann die Einspeisung in einer Ecke, sodass du eine breite Seite anstrahlst.


    Fehlt aber immernoch eine Angabe, wieviel Platz du jetzt GENAU hast. Oder sind das die 4mm "Dicke"?

  • Det is ja mal wieder Denksport pur :thumbup:


    Mein erster Gedanke war der: ich hab keine genaue Vorstellung von der Bauform deiner LEDs, aber wenn man eine 360°-Side emitting lense draufpappt, ein Dreieck aus Plexi Endlighten unterlegt, dort mittig ein Loch bohrt für den Linsenkopf ...
    dann hab ich mir das mal 100 vorgestellt, und deine bitteren Tränen mitgeweint beim Überschlag der Kosten und des Aufwands. Da könnt man ja gleich iPads in handliche Dreiecke zersägen ....


    na ich abonnier den Thread trotzdem mal, klingt nach einem spektakulären Projekt!

  • Hi,


    Innen platz ist nicht zwingend das Problem, ich denke bis zu 5cm wären vielleicht drin aber es ist einfach die Abstandskonstruktion, die mir dann probleme macht. Ich kann die LED nicht mit einem Abstandshalter vom Panel fernhalten, da dann ein Schatten sichtbare würde und eine Konstruktion die die LED wiederum von hinten (also innen) hält kann ich basierend auf dem bisherigen Rahmen auch nur schwer umsetzen. Leider muss man sagen, denn Hintergrundbeleuchtung wäre natürlich immernoch das beste, aber das ganze würde dann so "in der Luft hängen", dass ich vielleicht erstmal Lichtleiter probieren würde.


    Du sagtest, man solle einen matten Spiegel an den Kanten nehmen. Wäre ein "reiner" nicht besser für die Reflektion?


    Achja, ich sollte sagen, dass die Wahl des Plexiglas noch nicht fest ist, ich habe erstmal verschiedene Proben bestellt, ich kann also noch aussuchen, welches ich tatsächlich nehme (und kann dementsprechend für Hintergrund oder Kantenbeleuchtung optimieren)


    ADD-IT: @Lichtgestalter, haha ja genau diese Idee hatte ich auch und ich hab bereits so viel in das Projekt gesteckt, dass ich das glatt auch noch machen würde. Leider konnte ich keine dieser Linsen finden, die nicht für große Power-LEDs ausgelegt sind, die WS2812 sind da mit 5x5mm deutlich kleiner. Und wenn ich PowerLEDs verwenden würde, würde das Ding vermutlich für die Gefährdung der Allgemeinheit von den behörden einkassiert, bzw. meine Stromversorgung verkohkelt trotz Kühlung :D


    Wäre wirklich schön, wenn man zugeschnittene RGB OLED panels zu einem weltlichen Preis kaufen könnte :P


    Hier mal für bessere Vorstellung ein Bild einer LED mit custom PCB:

  • haste mal ein Modell EINES Dreiecks mit LED-Befestigungsmöglichkeit?
    Man kann ja in einem gewissen Abstand eine Diffusorfolie anbringen ... so "Frost"filter ausm Beleuchterhandwerk. Natürlich geht das auf Kosten der Lichteffizienz, und ob reflekriertes Licht in die andern Kammern einstreut Damit einfach mal experimentieren, Folie irgendwo mittig zw. LED und Plexi.

  • Wenn du deine Panels untereinander abgrenzen kannst, wäre eine seitliche Beleuchtung vermutlich möglich (egal ob jetzt mit Lichtleiter oder direkt der LED)


    warum ein matter Spiegel? Die gerichtete Reflektion ist natürlich bei einem glatten/klassischen besser, aber wir wollen ja keine gerichtete Reflektion. Was du möchtest, ist dass das Licht möglichst lange in der Kammer bleibt und sich dort gleichmäßig verteilt, bevor es dann nach außen tritt. Wenn du dazu verspiegelte Seitenwände und eine Plexiglasplatte mit relativ geringer (vllt sogar <60%) Durchlässigkeit verwenden kannst, würde das auf jeden Fall sehr helfen. Das reflektrierte Licht (vom Plexiglas) geht ja nicht verloren (nicht vollständig) sondern verbleibt in der Kammer und kann es noch einmal versuchen - der Wirkungsgrad wäre also bei einem 60% Plexiglas trotzdem bei >70% (je nach restlicher Geometrie)

  • QuD: Was passiert mit der Ausleuchtung eines Dreiecks wenn du auf die LED ein Stück weißes Papier legst?
    Alternativ mal etwas mit dem Abstand des Papiers und der Biegung über der LED spielen.

  • Wie man an dem, 3d Modell sieht, liegen die Dreiecke sehr nahe beieinander. D.h eigentlich sollen die lücken nur mit silikon ausgestrichen werden. Da ist nicht wirklich platz um eine led anzubringen, es sei denn ich scheide die panels an aber dafür sind meine led platinen auch nicht ausgelegt (die würden dann überstehen.


    das mit dem papier probiere ich mal aus!

  • Ich bin mir nicht sicher, ob wir uns über das selbe unterhalten... Mein Vorschlag war, hinter deine 3-Ecke "kuchenstückförmige" Kästen zu bauen, deren Innenseiten du dann auskleiden kannst. Hattest du sowas auch im Kopf?

  • Ah sorry da hatte ich dich falsch verstanden. Ja das wäre sicherlich eine möglichkeit, man müsste sich dann nur überlegen aus welchen Material man diese kästen baut und wie "tief" sie sein sollen. Ich mache nachher mal ein paar konzept zeichnungen ;)

  • Du könntest auch statt der Dreiecke Tetraeder machen - wenn du dort in der Spitze die LED platzierst, müsste das bspw auch schon ausreichen - falls deine Tiefenbeschränkung jetzt nur von der Befestigung her kam und nicht, weil in der Kugel kein Platz ist


    Für die Kuchenstücke müsste 5cm bei senkrechter Einspeisung vermutlich schon reichen - von der Prämisse bin ich ja sowieso ausgegangen ^^

  • Hi, sorry habs heute leider nicht mehr geschafft mit den Zeichnungs. Ich hatte bisher allerdings auch angenommen, dass du mit "kuchenstück" das Tetraeda meinst. Senkrecht nach unten gehen kann ich schließlich nicht, da dann die Kästen sich gegenseitig überschneiden würden. Oder habe ich immernoch die falsche Vorstellung?

  • Hi,


    ich empfehle Polystyrol aus dem Bastelladen für die Tetraeder-Konstruktion. Das Zeug ist billig, leicht zu schneiden, und weiss - perfekte Lichtstreuung.
    Bastel mal ein Tetraeder und experimentiere, wie spitz bzw. flach du bauen musst um das Plexi gleichmässig auszuleuchten.
    Da das Zeug nur sein Eigengewicht (und evtl. die LED) tragen musst, könntest du sogar etwas stärkeres Papier nehmen, so 160g/m²

  • Nein, ein Kuchenstück ist kein Tetraeder.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Platonischer_K%C3%B6rper#Typen
    Kuchenstück = halber Hexaeder ;) (wir haben das im Studium tatsächlich als Kuchenstück bezeichnet - vermutlich weil es gar keinen richtigen mathematischen Begriff dafür gibt? - außer vielleicht extrudiertes Dreieck ^^)


    Das Kuchenstück könntest du sozusagen mit deinem Dreieck als Grundfläche nach innen erweitern und dann seitlich einspeisen.
    Der Tetraeder (3 Ecken sind die vom Dreieck, die 4. geht in Richtung Kugelmitte) kann sogar relativ groß werden - angenommen die Kugel ist innen tatsächlich hohl und du willst dort keine Elektronik oÄ verstecken.


    Die Idee mit dem Polystyrol ist gar nicht so schlecht ^^

  • Hi


    ich arbeite immernoch an den Zeichnungen, hat sich rausgestellt, dass ich frei hand nicht sonderlich gut perspektivisch zeichnen kann^^...


    Also, das Kuchenstück wie du es jetzt beschriebst würde ich ein Prisma nennen. Das geht aber leider nicht, da die Dreiecke ja in einem Winkel zueinander stehen und die Prismen dann kollidieren würden.
    Die Tetraeder Lösung wäre durchaus möglich, die müssten allerdings aus einem stabilen Material sein, denn das "Kunstwerk" wird nicht nur rumstehen ;) Polystrol wäre möglich allerdings hasse ich das Material :P


    Außerdem Frage ich mich, ob eine Kanteneinleitung über eine 90° optik nicht bessere Ergebnisse liefern würde, und viel schwerer als 100 Tetraeder zu basteln wirds denke ich auch nicht sein. Von der Lichteffizienz dürfte es auf jeden Fall besser sein.