20W - LED - Kühlung - KSQ - Taschenlampe

Die Konstantstromquelle finde ich nicht so toll, da sie (wegen 1V Drop) nur bei ganz vollen Akkus funktioniert. Danach wird die LED sicher schnell viel dunkler, weil der Strom nicht nur proportional zur Spannung sinkt. Außerdem schreibst Du nichts von Dimmen, da solltest Du Dir mal Gedanken machen, ob es nicht sinnvoll wäre, noch etwas schwächere Stufen hinzuzufügen. Ein Step-Down-Wandler mit PWM und 5 LiIon-Zellen wäre meiner Meinung nach angebrachter.
Die aktive Prozessorkühlung sollte ausreichen, aber sinnvoll finde ich sie nicht: sieht komisch aus, macht Lärm und Wind, braucht Strom (aber keine 14-16V),...

Hallo,

auch mit 5 Akkus wirds schon fast etwas knapp wenn man einen Step down Regler verwenden möchte.
Die meisten Akkus werden bis 3V entladen. Manche sogar drunter.
Bei 5 Akkus à 3V = 15V wirds dann schon etwas eng bzw. dunkler, da die LED vermutl. 16V braucht um ihre Nennleistung zu erreichen. Dazu kommt noch der Verlust am Regler.
Es sei denn, man gibt sich damit zufrieden die Kapazität der Akkus nicht voll auszunutzen.

20Watt dürften mit einem großen Taschenlampengehäuse und entsprechend gutem Kontakt der LED zum Gehäuse nicht soo schwer zu kühlen sein.
Allerdings schließe ich mich der Meinung an, dass ein Regler verwendet werden sollte der mehrere Modi hat, damit man die Lampe auch mal mit weniger Leistung betreiben kann, wenn man möchte.

Gruß

Gruß

Garfi, das stimmt auch wieder. Aber Deine Rechnung zeigt genau das, was ich meite (und ET beibringen will): Die Akkus bringen nicht EINE Spannung sondern (je nach Ladung) einen großen Bereich. Und das ist bei linearen Reglern Verschwendung, wenn es überhaupt noch klappt. Ein Step-Down-Wandler (BUCK-KSQ) verträgt mehr "Spannungsschwankungen" bei minimalen Verlusten.
DA wird also nicht viel verbraten. Und ja, die KSQ ist integriert.

Als PWM Dimmer könntest du diesen hier benutzen.

Also meiner Meinung nach sollte der PWM die 1.5A verkraften müssen.... weil die 3A beziehen sich ja net auf den FET sondern auf die gesamte PWM.

LiIöner sind mit 3,5 V (fast) leer. Insbes. LiPos sollte man nicht unter 3,5 V leersaugen. Damit sind vier Zellen immer noch zu wenig. Also muss der Akku fünf oder sechs Zellen haben.

Eine Step-Down KSQ ist ein Schaltregler. Dieser kann eine größere Differenz von Eingangs- zu Ausgangsspannung überbrücken bei trotzdem hoher Effizienz von > 90 %.

Aus meiner Erfahrung ist das Gehäuse und die Mechanik das größte Problem. Für die Elektronik gibt es mitlerweile genug Auswahl. Sieh dir mal bei PCB-Compoments die Micro 1500 als KSQ an und den LED-Stripe V4 zur PWM-Steurung. Da hast du noch Temperatur- und Akkutiefentladeüberwachung drin.

CPU Kühler reicht auf jeden Fall. Wenn das Gehäuse viele Kühlrippen hat muss kein Lüfter sein, so lange die Lampe etwas Fahrtwind abbekommt. Hier reicht oft schon die Bewegung beim normalen Gehen. Nur im Stillstand wird es kritisch. Daher die Temperaturüberwachung.

Zitat von jkunz

Für die Elektronik gibt es mitlerweile genug Auswahl

Guten Morgen,

so sehe ich das leider nicht. Den richtigen Treiber zu finden gehört, zu den schwierigsten Dingen beim Taschenlampenbau. Auch die oben verlinkten Treiber sind, meiner Meinung nach, für eine Taschenlampe nicht gut geeignet. Sie machen zwar technisch einen ausgereiften Eindruck, dafür sind sie aber recht teuer. Sie haben zwar meist einen PWM Eingang, aber eben keine eingebaute PWM-Steuerung. Die bei Taschenlampen beliebte Steuerung mit 3 oder 5 unterschiedlichen Modi muss erst irgendwie nachgerüstet werden. Schließlich ist noch anzumerken, dass auch die Bauform mancher Treiber nicht ideal für eine Taschenlampe ist.

Der ideale Treiber für eine High Power Taschenlampe hätte:
26mm Durchmesser, hohe Effizienz, Eingangsspannungsbereich für 2 bis 4 Akkus, mind. 3A Ausgangsstrom, Ausgangsspannung für 3 bis 5 LED´s, verschiedene Modi (am besten konfigurierbar), Am besten eine Alu Platine, damit er gut kühlbar ist. Das sind die Dinge, die mir auf Anhieb einfallen.
Leider habe ich einen solchen Treiber noch nicht gefunden ...

Gruß

Zitat von Garfi

Leider habe ich einen solchen Treiber noch nicht gefunden ...

Flügel brauch er aber keine?
Wenn er auf deine Anforderung Maßgeschneidert sein muss...ja klar wär Zufall wenns sowas gibt. Die sind nunmal nicht alle 26mm. Und auf Aluplatine sind die eigentlich nie und nur weil du das als perfekt ansiehst wirds soweit auch nicht kommen.
Vor allem passt das Ergebnis dann auch nicht in deine Vorstellung weils nicht billig genug ist...

Dennoch gibt es für diverse Spannungen und Ströme(auch von dir genannte) einfache und mehr-Mode KSQ. Oben genannten PCB-Components sind sehr gut. Wem dass zu teuer ist kann in China (DX und Freunde) ebenfalls aus einer großen Auswahl wählen.

Zitat von i love my cree

Flügel brauch er aber keine?

Nein, das ist nicht nötig.
Dass es die Treiber bislang nicht auf Alu-Platine gibt, heißt ja nicht, dass es keine Verbesserungsvorschläge geben darf. 26mm ist ein Maß, das sich bei vielen TL eingebürgert hat. Bei anderen Dingen ist es ebenso. So ist die Verwendung von 2 oder 3 Akkus (18650 oder 26650) halt schon aufgrund der Bauform einer Taschenlampe sehr häufig anzutreffen. Bei der Anzahl der LED´s trifft man (bei den größeren TaLas) bislang 3 und 5 LED´s am häufigsten an. Die leistungsfähigsten davon brauchen halt nun mal 3A und die dazugehörige Spannung (SSTxx lasse ich jetzt mal außen vor). Treiber, bei denen man die Modi konfigurieren kann stellen keinen großen Mehraufwand dar. Das macht sowieso ein kleiner Atmel und die ersten dementsprechenden Treiber gibts auch schon. Zudem bewegt man sich mit diesen Kenndaten in einem für Taschenlampen noch vernünftigen Leistungsbereich von 15 bis 30W. In den einschlägigen Foren ist auch festzustellen, dass immer wieder nach den gleichen Sachen gefragt/gesucht wird.
Im Übrigen habe ich ja nicht behauptet, dass die von Dir vorgeschlagenen Treiber schlecht sind. Ich habe lediglich die Nachteile aufgezählt, die ich in diesen Treibern sehe. Aus meiner Sicht ist es eben ein großer Nachteil, wenn ich zum Dimmen eine extra Platine brauche. Und der schönste Treiber nützt mir nichts, wenn er nicht in meine Lampe passt.

Zitat von ET.LM

Von der Größe und vom Preis her finde ich

Das ist aber keine KSQ, sondern eben nur ein Dimmer. D. h. mit dem Teil alleine wirst Du nicht glücklich werden.
Wenn es für Dich mechanisch kein Problem ist, findest Du für Deine Zwecke im o. g. Shop tatsächlich 2 Komponenten, die wohl sehr gut für Dein Projekt geeignet sind.
Und zwar diese KSQ mit diesem Dimmer.
Laut Beschreibung passen die zusammen und die KSQ kannst Du auf Deinen Bedarf einstellen.
Um den Eingangsspannungsbereich brauchst Dir dabei auch keine Gedanken zu machen, es ist ein Boost Treiber.
Du kannst das Ganze also mit 2,3 oder 4 Zellen betreiben. Z. Bsp. eben mit den genannten 18650 oder 26650. Je nach Bauform passen natürlich auch Modellbau LiPos oder ähnliches.

Gruß

Zitat

Zudem bewegt man sich mit diesen Kenndaten in einem für Taschenlampen noch vernünftigen Leistungsbereich von 15 bis 30W.

(Manche Leute sind schon ein bisschen verrückt ...)

Was ich aber nicht verstehe ist, wie das hier:

Zitat von ET.LM

Reicht für die LED eine aktive Prozessorkühlung von Pentium III 500Mhz oder auch eine Chipsatzkühlung?

Zu der restlichen gewünschten Bauform passt. Warum muss der Treiber einen Durchmesser von 26mm haben und die Akkus möglichst auch Stabform, damit alles in ein 'übliches' Tala-Gehäuse passt, wenn die LED sowies auf so was unförmiges wie ein PIII-CPU-Kühler mit Lüfter kommt? Passiv bekommt man 20W nur mit noch viel größeren KKs weg. Ich habe hier einen KK fon Fischer liegen mit 50x50mm² Grundfläche, 40mm Höhe, davon 10mm Grundplatte und sechs Finnen. Wärmewiderstand irgendwas um 4 K/W. Das ist schon bei 10W sehr grenzwertig und eigentlich zu wenig.

Zitat von Mirfaelltkeinerein

Warum muss der Treiber einen Durchmesser von 26mm haben und die Akkus möglichst auch Stabform

Das mit den 26mm war meine Anforderung.
Ob ET.LM diese Anforderung auch hat, weiß ich nicht. vielleicht will er sich ja ein eigenes Gehäuse zusammenbasteln, das er dann nach seinen Bedürfnissen kreiert. Wenn er Teile aus einem Alu-Block fräsen will, dann ist er dazu wohl in der Lage.

ET.LM:
Du solltest bei Deiner Planung auch berücksichtigen, dass Du einen Reflektor brauchst. Ein guter Reflektor ist ganz maßgelich am Gelingen einer guten TaLa beteiligt. Du solltest bei der Auswahl der LED also auch daran denken, dass Du irgendwo einen Reflektor herbekommst, der zu Deiner LED passt. Für große LEDs ist es nach meiner Erfahrung sehr schwierig einen passenden Reflektor zu finden. Deswegen hab ich oben ja auch schon geschrieben, dass in vielen High Power TaLas 3 XM-Ls verbaut sind. Sowas ist daher noch recht einfach zu bekommen. Wenn Du unbedingt an einer einzelnen größeren LED festhalten willst, solltest Du mal nach SST50, oder SST90 suchen. Auch wenn Du diese LEDs nicht verwenden willst, kannst Du doch alternativ eine mit ähnlichen Abmessungen finden. Auch dafür sind dann wieder Teile erhältlich.
Von der verbrauchten elektrischen Energie wird der größte Teil in Wärme umgesetzt. Was die Lampe an Licht verlässt, dürfte im einstelligen Prozentbereich liegen. Aus meiner Sicht macht es also am meisten Sinn, das Gehäuse der Lampe als Kühlkörper zu benutzen. Das Gehäuse ist ja zudem der einzige Teil der Lampe, der kontakt zur Umgebunsluft hat. Beim Design ist es also unbedingt nötig auf einen guten Kontakt der LED zum Gehäuse zu achten. Je mehr Wärme ans Gehäuse abgegeben werden kann umso besser. Weiterhin solltes Du darauf achten, dass der Teil der Lampe in dem sich der Reflektor befindet luftdicht von der Umgebung abgeschlossen ist. Sonst wird sich da früher oder später Staub sammeln. Dies beeinträchtigt die Effektivität der Lampe ganz erheblich. Ein guter Reflektor ist ausgesprochen empfindlich und sollte wie ein rohes Ei behandlet werden. Eine gewisse Menge Staub kommt man vielleicht noch weg. Einen Fingerabdruck mit Hausmitteln wieder zu entfernen, ist fast schon unmöglich, ohne dass der Reflektor Schaden nimmt.
Noch ein Tipp:
Bei Li-Akkus ist eine gewisse Vorsicht angebracht. Die Dinger sind 1. sehr empfindlich gegen falsche Behandlung (Über- oder Unterspannung). 2. sind sie sehr energiereich. Gerade ungeschützte Akkus erfordern einen gewissen Respekt. Also unbedingt mit einem geeigneten Ladegerät rangehen. Entweder mit einzeln gesteuerten Ladeschächten, oder mit einem Balancer. Und immer nur gleiche Akkus mit gleichem Ladezustand verwenden. Im Extremfall hast Du sonst einen Metallbrand, der ist dann gar nicht lustig ...

Gruß

Nachtrag:

Ich habe erst kürzlich irgendwo Bilder eines selbstgedrehten Lampenkopfes gesehen. Ich weiß aber leider nicht mehr wo.
Da wurde in den Lampenkopf eine schöne Plattform eingedreht und darauf wurden 3 XM-Ls mit Kupferplatine (vermutlich hier aus dem Shop) geklebt. In der Mitte der Plattform dann ein kleines Loch für die Kabel zum Treiber, der sich dann an der Rückseite befindet. Vorne drauf kam dann noch der Reflektor. Wenn dieses Teil dann noch gute Verbindung zum Rest des Metallgehäuses hat, hast Du einen schönen großen Kühlkörper.
Und damit mich noch Einige hier für vollends zum Verrückten erklären: Vorne drauf brauchst Du dann noch eine vergütete Glasscheibe mit 99% Lichtdurchlässigkeit .

Gruß