LED Arbeitsscheinwerfer

    LED Arbeitsscheinwerfer

    Hallo zusammen, ich bin neu hier.

    Ich bastel grade an einem Scheinwerfer mit dem man einmal eine sehr breite ausleuchtung hinbekommt aber auch einen kleineren Spot ausleuchten kann. Ich schraube gerne an meinem Auto oder mache sonstige Dinge bei denen gutes Licht schonmal von Vorteil sein kann.

    Verbaut sind/sollen werden:
    2x XM-L2 U2 auf Kupferplatine sollen auf 2A mit PWM Regelung laufen
    4x 3W High-Performance Stripe die vorraussichtlich auf je 250mA mit regelung laufen sollen
    Stromquelle Eigenbau: Als Stromquelle plane ich eine auf einen ILD4001 IC basierende Schaltung die ich selber herstelle. Insgesamt soll e drei verschiedene Kreise geben wobei einmal die 2XM-L und je 2 Stripes zusammengeschaltet werden
    Ansteuerung soll über einen kleinen PIC mit Temperaturüberwachung (PT1000) und Spannungsüberwachung der Batterie geschehen.

    Der Scheinwerfer soll am Ende an einem Karabiner, Seil oder einem Staiv befestigt werden können. Grund meines Posts ist es das ich ein paar hilfen bekommen kann und nicht immer in meinem kleinen stillen Kämmerlein Fehler mache die ein User hier schonmal gemacht hat oder direkt sagen kann das es so nicht geht. (z.B. die Kühlfläche ist recht klein geraten :/ )






    Womit wir schon beim Thema sind :D was meint Ihr bis welche Temperatur kann man den Scheinwerfer ruhigen gewissens betreiben ohne das die LEDs allzugroßen Schaden nehmen? Ich kann dann den PIC so einstellen das der Strom bzw. Pulsweite ab diesem Zeitpunkt reduziert wird.

    Grüße NeOn
    Bilder
    • IMG_09231.jpg

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    Ganz schön schickes Ding, was du da konstruiert hast :)

    Wenn due die blauen Seitenteile auch aus Alu machen würdest + Kühlfinnen bei, könntest du die Leuchte sicher stärker bestromen.


    Temperaturtechnisch würde ich nicht über 60° gehen, denn der LED Chip an sich ist immer heißer als der Kühlkörper.
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    Bin kein RGB-Freund
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    Ein Allrounder, der mech. Bearbeitung, Elektronik und Programmierung von µC gleichermaßen kann, ist selten :thumbup:
    Ich würde direkt neben der LED bei geschlossenem Gehäuse mit einem DS18B20 o.ä. mal messen und mal ins Datenblatt der LED gucken, was die an innerem Wärmewiderstand hat. Dann noch etwas draufschlagen für den Übergang von der LED zur Starplatine und der Starplatine zum KK. Wenn du dann 10-20°C unterhalb der Chiptempeatur bleibst, beim Zurückrechnen, dann ist das die Grenze, die maximal möglich ist. Das können dann durchaus auch 80° KK Temperatur sein. Sieh es mal so: die LED ist beim Betrieb an der Grenze mit meietwegen 50.000h angegeben. Du willst keine Beleuchtung bauen, die 24/7 in Betrieb ist, was ca. 5 Jahren dauerbetrieb entspricht. Wenn du den Suchscheinwerfer 1h am Tag betreiben würdest, könnest du den voraussichtlich immer noch vererben :P
    Und wenn die LED wirklich nach 5 oder 10 Jahren gewechselt werden muß, gbt es bis dahin wieder effizientere Exemplare...
    Und da du keine KSQ von der Stange kaufst, wie die meisten hier, sondern dir das Ding selber aufbaust und modifizieren kannst, würde ich erst mal konservativ mit testen und mich dann durch Parallelschaltung weiterer Shutwiderstände an das Maximum ranarbeiten. Ich habe bei meinen KSQs 3 parallelliegende Pads für 1206 vorgesehen. Und wenn die nicht reichen sollten, kann man notfalls immer noch "stapeln" ;)
    Für die Jüngeren: Led Zeppelin ist KEIN beleuchtetes Luftschiff! :D
    Danke :) ich habe es sogar recht schnell geschafft das Hauptteil zu eloxieren wovor ich am meinsten Respekt hatte. Ich denke das Ergebniss ist ok dafür das ich es zuhause gemacht habe. bei den Bildern erkannt man auch recht schön das alle anbauteile mit einer Dichtung versehen sind und damit der Scheinwerfer zumindest Spritzwassergeschützt ist.







    Aktuell läuft ein Belastungstest der einzelnen Segmente mit Temperaturüberwachung. Ich habe ausgehend von deinen empfehlungen die maximale Temperatur auf ca 60°C festgelegt und könnte nach meinen Tests und Berechungen maximal 20Watt Gesamtleistung kühlen und bleibe bei Raumtemperatur unter den 60°C das ist doch schon eine ganze Menge für so einen kleinen Scheinwerfer.

    @ Superluminal: Danke. Nein der Scheinwerfer soll nicht dauerhaft leuchten und deine Agumentation macht absolut Sinn. Bei den KSQ habe ich aktuell das Problem das ich keine Spulen bekomme die einen großen Strom aushalten und gleichzeitig recht hoch von der Induktivität sind. Klar schließt sich auch irgendwie aus :D. Aktuell will ich es mit einer Spule mit 47µH und 2,5A Strombelastbarkeit probieren. Die Platinen habe ich auch schon gefräst und warte aktuell auf die Bauteile. Das Datenblatt von dem ILD4001 ist leider etwas kurz ausgefallen weswegen mir nichts anderes übrig bleibt es einfach zu testen :thumbsup: muss ja keinen EMV-Test bestehen 8)

    Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von „NeOn“ ()

    Endlich konnte ich mal wieder ein bischen aktiv an dem Projekt arbeiten.
    Über ein paar Prototypenplatinen die ich selbst hergestellt habe bin ich jetzt zu der endgültigen Platine gekommen. Zumindest hoffe ich das. Herstellen lassen habe ich sie in China welche echt einen sehr beeindruckenden Job gemacht haben. Man muss hier beachten das die Platinen mich keine 10€ gekostet haben und echt von sehr guter Qualität sind die ich für den Preis absolut nicht erwartet hatte.
    Ich denke in den nächsten Tagen bekomme ich das Programm für den µC hin und kann die Platinen vollständig in betrieb nehmen.



    nein das Ober- und Unterteil sind aus blauem POM. Dies ist ein schöner technischer Kunststoff der sich super verarbeiten lässt und soll als Kantenschutz des Alukörpers dienen. Das Eloxieren hat hier auch nicht den Zweck es nur farbig zu machen sondern ich habe mir die härtere Oberfläche des Alus gewünscht und das habe ich auch erreicht.
    Hallo,
    ist sieht so ganz schick aus.
    Da du es so kompakt haben willst, ist die effektiv wirksame Oberfläche nun mal begrenzt. Die POM-Teile haben wohl leider an der Kühlung keinen merklichen Einfluß.
    Pro 1W LED-Leitung sollte man ca. 10cm² Kühlfläche haben. Ich denke, 15...20W wird du wohl wegbekommen.
    Den Betrachtungen zur Lebensdauer von Superluminal kann ich beipflichten.

    Durch die Kühlrippen an der Rückseite wird die Oberfläche zwar deutlich größer, nur scheint mit der Abstand der Rippen für freie Konvektion etwas zu gering.
    Damit sich eine gute Konvektionsströmung ausbildet, sollten die Spalte zwischen den Rippen nicht unter ca. 5...6mm liegen, so wie hier:
    asset.conrad.com/media10/isa/1…48-100-sa.jpg?x=520&y=520

    Bei engeren Spalten hat sonst die Luft keine Not mehr da hindurch zu strömen. Kühlkörper mit engen Spalten sind regelmäßig für Zwangskonvektion konstruiert, so wie diese:
    img.directindustry.de/images_di/photo-g/34573-3396055.jpg

    So hast du aber immer noch einen ordentlichen Arbeitsscheinwerfer.
    Mit 10W bei derzeit höchster Effizienz von über 150 lm/W bekommst du trotzdem sehr viel Licht.
    Da kann man ruhig abdimmen und läßt sich die Leistungsreserve für kurze Inspektionen, wo man evtl. mal mehr haben will.
    Ehe sich der ALU-Klotz aufwärmt, vergehen schon mal paar Minuten.
    Gruß HellesLicht





    Ich würde aber
    Hi HellesLicht, danke für deine Anwort. Du beendest den Post mit "Ich würde aber". Du kannst ruhig schreiben was du verändern würdest :) ich kann Kritik ab.
    Ich muss dazusagen das dieser Scheinwerfer mein erstes Projekt in diese Richtung ist und von daher lerne ich grade extrem viel bei diesem Aufbau. Klar sind die Kühlrippen nicht die Effektivsten aber ich hatte noch ein wenig Alublock übrig und da habe ich die mal reingefräßt. Mit meiner Maschine war das auch schon das maximale was ich hinbekommen habe. Kühlrippen fräßen hat sich als echt schwierig rausgestellt :D .

    Ich haben den Scheinwerfer grade in den Testbetrieb genommen. Aktuell teste ich mit den KSQ die "Grenzen" des Scheinwerfers aus und muss sagen das ich absolut begeistert bin. Keine der Stromquellen laufen aktuell auf 100% des möglichen und es ist schon sehr hell. Ich werde den Scheinwerfer so mal fertig montieren und dann schauen wie er sich im Feld bewährt. Ich muss mir ja auch noch gedanken über den Akku machen und da werde ich nicht auf LiPos zurückgreifen wollen da die mich in diesem Urlaub echt stark enttäuscht haben was das verhalten bei Kälte angeht. Kennt da jemand eine bessere Alternative die bei -5°C nicht sofort extrem schwach wird?

    NeOn schrieb:


    Hi HellesLicht, danke für deine Anwort. Du beendest den Post mit "Ich würde aber".

    nicht auf LiPos zurückgreifen wollen da die mich in diesem Urlaub echt stark enttäuscht haben was das verhalten bei Kälte angeht. Kennt da jemand eine bessere Alternative die bei -5°C nicht sofort extrem schwach wird?

    Hallo,
    das "ich würde aber" ist wohl eher nur ein Artefakt, das ich übersehen habe habe zu löschen. Dabei ging es wohl auch nur um die Kühlrippenstruktur.
    Ich habe sonst nix an deiner Lampe zu kritisieren.

    Zu der Frage nach Akkus für tiefere Temp.:
    Ich denke, NiMH ist da besser geeignet. Die sollten auch bei -20°C noch nicht gleich einfrieren. Natürlich ist die Leistungsdichte nicht so hoch.
    Gruß Helles Licht

    Falls du Interesse hast, noch ein Link auf meine Lampenprojekte:
    uwiatwerweisswas.schmusekaters…wi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/



    Zwecks der besseren Leistungsdichte habe ich mich jetzt doch für Lipos entschieden. Ich werde hier 18650 mit Z Lötfahne nehmen und da vier Akkus in Reihe schalten. zur not kann ich diese Zellen dann gegen LiFePo4 Zellen austauschen. Wegen dem Tiefentladungsschutz habe ich mir ein wenig gedanken gemacht und ich denke ich werde an eine Zelle einen kleinen µC hängen und durch diesen einen MosFet schalten lassen der die Zellen von der Spannungsversorgeung trennt sobald eine der Zellen unter 2,8V fällt.

    Leider ist mir beim eloxieren ein Fehler unterlaufen :D der große Block ist ein anderes Aluminium welches sehr schlecht Farbe aufnimmt und ich wollte die "Blenden" der LEDs ein wenig dunkler haben. Naja das habe ich geschafft nur ist "ein wenig" Auslegungssache. Die Blenden haben wohl sehr gut die Farbe aufgenommen :) Ich werde jetzt nochmal versuchen die Farbe zu entfernen und dann neu zu eleoxieren. Mir gefällt das so nicht so richtig.



    Und hier noch der kleine Entwurf des Akkupacks





    Die Öse wird aus Messig wobei ich versuche dieses blau anlaufen zu lassen. Die Kontakte werden einfach nur durch die Platine geführt und an diese gelötet. Hoffe das geht so.

    NeOn schrieb:


    Leider ist mir beim eloxieren ein Fehler unterlaufen :D der große Block ist ein anderes Aluminium welches sehr schlecht Farbe aufnimmt und ich wollte die "Blenden" der LEDs ein wenig dunkler haben. Naja das habe ich geschafft nur ist "ein wenig" Auslegungssache. Die Blenden haben wohl sehr gut die Farbe aufgenommen :)


    Nur gut, dass du alles selber gemacht hast. Bei uns früher war immer der Eloxierer Schuld bei sowas :D
    Ansonsten :thumbsup:

    dottoreD schrieb:

    Nur gut, dass du alles selber gemacht hast. Bei uns früher war immer der Eloxierer Schuld bei sowas

    Als Galvaniseur war man in der Fa. mit am begehrtesten und alle haben sich versucht mit einem gut zu stellen, weil jeder irgendwann mal irgendwas privat hatte :D
    Mit Alu hatte ich keine Probleme, ich weiß nur noch, das Titan schlecht was angenommen hat. Ich hatte mal eine Stahllegierung, die hat kaum Brünnierung angenommen. Das wurde nur rotbraun, aber nicht vernünftig schwarz. Da halfen auch keine Tricks, wie kurz 30s anbrünnieren und gleich nochmal in die Salzsäure abbeizen, das half eigentlich in 99% aller Fälle.
    Für die Jüngeren: Led Zeppelin ist KEIN beleuchtetes Luftschiff! :D