mobiles, rot und hell leuchtendes Silikon-Ei (?)

1. Wieso 12V bei einer mobilen Batteriebetriebenen Anwendung?

2. Wie willst du 3-5W Abwärme durch das Silikon abführen?

3. Wieso überhaupt Silikon und wenn was überhaupt für welches?

(Hmmm... noch keine Antwort von jemand anderem?... Dann fang' ich mal an.)
EDIT: War ich doch zu langsam
Willkommen im Forum!

Was du machen möchtest, hört sich zwar einfach an, ist es aber nicht. Zumindest nicht primitiv-einfach.
Was die Sache etwas aufwändiger macht, ist die Forderung nach großer Helligkeit, verpackt in Silikon, große Leuchtdauer und wenig Platz für Energieversorgung.
Große Helligkeit (so wie ich mir vorstelle, dass du es dir vorstellst) ist bei LEDs fast gleichbedeutend mit High-Power-LEDs. Du hast ja auch schon mal nach fertigen LED-Lampen im Leistungsbereich 3-5W geguckt. Das dumme bei diesen Teilen ist halt, dass sie eine ordentliche Wärmeabfuhr brauchen, sprich einen offenen, nicht zu kleinen Kühlkörper brauchen. Immerhin werden ca. 75% der reingesteckten elektrischen Leistung in Wärme umgewandelt und die ist für LEDs, im Gegensatz zu Glühbirnen, schädlich. Sie muss also weg. Silikon dagegen isoliert Wärme sehr gut. Was man machen könnte, wäre auf die LED einen Silikonbollen zu setzen, darunter aber einen Metallkühlkörper anzubringen. Da ich nicht weiß, was du genau machen willst, höre ich hier erst mal auf, Möglichkeiten aufzuschreiben.

Zur Stromversorgung: Was heißt 'mehrere Stunden'? Wenn die LED mit 3W läuft, braucht sie jede Stunde drei Wattstunden. Ich habe hier gerade einen Lithium-Ionen-Akku für eine Kamera rumliegen. Da steht drauf: 7,2V, 1500mAh. Da drin sind also 7,2V*1.5Ah=10,8Wh. Idealerweise ließe sich die LED also mit so was 3,6 Stunden betreiben. Leider ist das Leben nicht ideal und in die Nähe kommt man hier nur mit einem etwas aufwändigerem LED-Treiber. Bei High-Power-LEDs scheiden Vorwiderstände eigentlich sowieso aus und ganz besonders Potis zur Helligkeitseinstellung direkt im Strompfad. Hier gibt es aber ein paar Leute, die schon Erfahrungen mit LED-Treibern für Taschenlampen gemacht haben. Vielleicht gibt es da auch dimmbare Versionen.
Mal sehen, was die anderen schreiben...

Mit der LED eine Silikonkugel oder etwas ähnliches zu beleuchten ist nicht das Problem. Aber irgendwie muss die Wärme weg. Wenn es also ein Aufsatz auf einen Stab werden soll, könnte man z.B. ein Metallrohr nehmen, das thermisch ordentlich an die LED angebunden ist. Man könnte in dieses Rohr auch die Elektronik und ein paar Akkus einbauen und gleichzeitig noch den Stab reinstecken. Diese Rohr wird dann aber sicherlich etwas länger.
Vielleicht kann man aber ja auch den Kühlkörper in das Design mit einbeziehen...
(Soll das etwas für ein Cosplay-Kostüm o.ä. werden?)

Also ich würde es vielleicht mit Superflux LEDs (zB diese hier)probieren. Habe gerade leider keine hier, aber die können viel heller als normale 5mm LEDs sein. Ich habe auch mal so eine Kugel geschenkt bekommen und da sind nur 3 5mmLEDs (je Farbe) drin. Ich weiß nicht was du unter hell verstehst, aber mit Superflux würde es auf jeden Fall heller. Also ich würde so eine Kugel einfach umbauen, selber mit Silikon und so, das stelle ich mir recht schwierig vor.
Hab mal aus Spaß einen Vergleich gemacht, zwischen den LEDs die drin waren, und einer Rebel (mit ziemlich leeren Batterien betrieben). Fotos mit gleichen Einstellungen.
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[Blockierte Grafik: http://www.imagebanana.com/img/30tu5yxu/hell.JPG]
Wie gesagt, mit Superflux bekäme man vielleicht irgendetwas dazwischen raus. Gibt es die Nichia eigentlich auch in anderen "Farben" als Weiß?

Also Wand war (und ist ) weiß, der Untergrund ist Holz. Aber lass dich nicht von den Bilder täuschen, es sieht nie so aus wie in der Realität. Das zeigt nur den Vergleich zwischen der normalen Beleuchtung und dem was noch so ginge
Habe noch mal geschaut und hier nochmal welche gefunden die man etwas höher belasten kann als die im foreneigenen Shop (ist ne Preisfrage. Beim ersten Link gehts versandkostenfrei, beim zweiten leider 5€ -.-). Geht natürlich auf die Batterielaufzeit, müsste man abwägen, kann ich so jetzt nicht prognostizieren.
Auf meinem Bild habe ich nur diese Kugelhülle auf eine kleine Lampe gesteckt, die ich mal schnell für Lightgrafitti gebaut hatte. Das ist das was man da noch aufm Bild sieht
Bei den Superflux kann man meiner Erfahrung nach, solange die Leistungen nicht zu hoch sind, auch auf eine richtige Kühlung verzichten. Aber ein wenig Kupfer an den freien Füßchen kann nicht schaden. Ist halt die Frage ob man eine oder mehrere einbaut, das kommt drauf an wie hell du es haben willst, welche Batterien du nimmst, wie lange es leuchten soll etc. Da kommen viele Faktoren zusammen.
Also wenn die Kugel so ist wie bei mir, ist unten so ein Plastikteil in dem 3 Knopfbatterien drin sind und auf der Innenseite ein wenig Elektronik und die LEDs. Also die Knopfzellen kannste vergessen. Ich würde alles rausschmeißen und nur das Plastikteil behalten, damit die Kugel eine Kugel bleibt
Batterien müsstest du dann halt per Kabel extern unterbringen. Bei roten LEDs mit 2-2,5V brauchste auch nur zb 2*AA Batterien. Mit 4 Stück (2*2 parallel) verdoppelt sich die Laufzeit.
Widerstand müsste man sehr wahrscheinlich einen neuen nehmen, aber beim Ausrechnen helfen wir dir wenn du Probleme hast.
Kannst du etwas löten, oder kennst jemanden der das kann? Weil ein paar Kabel müssen da sicher dran, allein wegen der Stromversorgung und ein Schalter wär ja auch nicht schlecht.
Wenn du auf die Abnehmbarkeit verzichtest, und es so machst wie Mirfaelltkeinerein sagt, dann kannste die Kugel mit sehr viel mehr Power beleuchten

- So eine Kugel (wird bestellt)
Kriegste auch in solchen Schnickschnack-Läden fürn Euro.

Superflux: Sagen wir mal ich nehme genau die: Superflux Nach dem Motto: Es darf nur so hell sein, dass keine große Abwärme entsteht und alles zur Wärmeableitung in die Kugel passt, wieviele von diesen verlinkten Superflux-LEDs sollte ich dann einbauen?
Also das kann ich dir so pauschal nicht sagen. Wie gesagt, je Mehr LEDs desto heller, desto weniger Batterielaufzeit. Vom Platz her in der Kugel würde ich nicht mehr als 3 versuchen, vielleicht reicht dir auch eine. Das müsste man ausprobieren. Ob das die "besten" LEDs sind weiß ich auch nicht, habe sie nur schnell gefunden, vielleicht weiß jemand anders hier ja etwas noch besseres (effizienteres).

- Brauche ich für die Empfehlung der Anzahl Superflux-LEDs dann Widerstände?
Ja, und zwar am besten pro LED einen Widerstand, aber die kosten nur ein paar cent. Normalerweise ist bei LEDs eine Reihenschaltung vorteilhafter (alle hintereinander). Aber dafür bräuchtest du zu viele Batterien. Deswegen würde ich eine Parallelschaltung empfehlen. Den Widerstand muss man je nach dem wählen, wie viel Strom die LED bekommen soll. Da muss man wieder schauen wie warm sie wird... (ja, ich weiß das ist ales kompliziert ). Gehen wir mal von 50mA aus, auf der Seite wird da eine Spannung von 2,4V angegeben. Das ergäbe bei 2AA Batterien (~3,1V) eine zu vernichtende Spannung von 0,7V. Mit Widerstand=Spannung/Strom sind das 14 Ohm (Der Widerstand kann auch etwas abweichen, die gibt es einfach nicht in allen Abstufungen zu kaufen). Aber falls die dann zu warm werden bräuchtest du einen etwas größeren Widerstand (Es gibt auch im Internet Widerstandsrechner, falls Rechnen nicht dein Ding ist )

- Wie lange würde es mit der Empfehlung an Superflux-LEDs dann leuchten und welche Stromquelle (welche Batterie/Akku) sollte ich wählen?
Naja das kommt drauf an, wie viel Platz du hast. Auch hier wieder hängt alles zusammen, je mehr/größere Batterien, desto länger die Leuchtzeit, oder desto größer die Helligkeit (mit doppelt so vielen Batterien kannst du doppelt so viele LEDs nehmen, und bleibst bei der selben Leuchtdauer). Also je größer desto besser, aber unter AAA Batterien wird das denke ich nichts. Wenn du das Ding öfters gebrauchst, würde ich Akkus nehmen. Die haben zwar eine etwas niedrigere Spannung aber für Rot sollte es reichen (rote LEDs brauchen weniger Spannung als zB blaue). Bei Batterien hast du natürlich den Vorteil, dass du sie überall bekommst und natürlich auch einfach mal Batterien wechseln kannst zwischendrin.

- Kupfer? (Also müsste ich mit den Superflux dann was für die Wärmeableitung einbauen oder nicht? Was nimmt man dafür? Direktlink erwünscht )
Damit meinte ich nur vielleicht ein kleines Stück Draht oder so an ein oder zwei Beinchen löten (die Superflux LEDs haben 4 Beinchen, wobei nur 2 angeschlossen werden müssen). Das kommt ganz drauf an wieviel Platz du drinnen hast. Muss vielleicht auch nicht sein, aber würde die entstehende Wärme von der LED wegführen.

- gegebenfalls einen On/Off-Schalter (an den meisten LED-Kugel schon dran)
Ja ich würde auch den bereits eingebauten einfach versuchen neu anzuschließen.

- bzw. einen Schiebe-Poti? Geht das mit den Superflux, dass man die in verschiedenen Intensitäten leuchten lassen kann?
Hmm das habe ich ja ganz überlesen Also das geht nicht soo einfach. Kurze Erklärung: Bei LEDs ist das Verhältnis zwischen Spannung und Strom nicht linear. Der Strom verhält sich aber nahezu linear zur Helligkeit. Änderst du mit nem Poti die Spannung, passiert erst lange nichts und auf einmal is die LED an. Das ist nicht sehr schön zum dimmen. Dafür nimmt man eigentlich pulsweitenmodulierende Elektronik, halte ich hier aber für etwas übertrieben
Ein Kompromiss könnte ein mehrstufiger Schalter sein, der entweder a) Alle LEDs mit je Schaltstufe verschiedenem Widerstand schaltet, oder b) Bei mehreren LEDs je Schaltstufe eine oder mehrere LEDs dazu- oder wegschaltet (eine LED ist dunkler als zwei, is klar). Wäre nicht Stufenlos, aber vielleicht besser als nichts.

Also je nachdem wieviel Geld du ausgeben willst, würde ich mir einfach mal 3 Stück der LEDs besorgen, dazu ein paar paar verschiedene Widerstände (aber von einem Wert immer so viele wie LEDs). Für die als letztes verlinkte LED mal zB die Werte für 20mA, 50mA und 70mA :
20mA - 50 Ohm (dunkler und kühl)
50mA - 14 Ohm (mittelhell und mittelwarm )
70mA - 9 Ohm (hell und bestimmt warm)
Dann kannste ja mal etwas rumexperimentieren, welche Helligkeitdir zusagt, und bis zu welchem Strom die LEDs keinen Hitzetod sterben

Zitat von Lucy_123

Das bedeutet: Bei 50 mA Strom (der durch die LED fliesst?) wäre als Widerstand 14 Ohm zu wählen, richtig verstanden?

Ja. Einfacher zu verstehen ist es, wenn du sagst 'FÜR 50mA Strom...'. Der Widerstand bestimmt nämlich im Wesentlichen den fließenden Strom.

Zitat von Lucy_123

Mit Zahlen kann ich umgehen, nur mit der Formelfindung haperts total. Und auch welche Werte ich da von den Bauteilen einsetze. Kannst du mir eine Beispielformel und ein Beispiel dazu geben, das wäre echt total nett.
ZB:
- 2 Superflux wie verlinkt
- "Widerstand 50mA - 14 Ohm (mittelhell und mittelwarm)"
- 2 AA Batterien
Wie lange würde das ca. leuchten, bzw wie errechnet man das?

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Fangen wir erst mal mit einer einzigen LED an:
Gewünschter Strom I=50mA=0,05A (besser immer mit den Basiseinheiten rechnen, ohne Vorsätze wie m='Milli-')
Flussspannung U(fl)=2,4V
Batteriespannung U(batt)=3,1V

Spannung, die am Widerstand abfallen soll U(R)=U(batt)-U(fl)=3,1V-2,4V=0,7V
Benötigter Widerstand R=U(R)/I (Spannung, die am Widerstand abfallen soll geteilt durch den Strom, bei dem das der Fall sein soll)
oder erweitert R=(U(batt)-U(fl))/I=(3,1V-2,4V)/0,05A=0,7V/0,05A=14Ohm

Bei Batterien in Reihenschaltung erhöht sich die Spannung, die Kapazität (Energieinhalt) bleibt für die Berechnung aber gleich. Bei einer Parallelschaltung addiert sich die Kapazität, während die Spannung gleich bleibt. (Wie sollte sie sich auch ändern? Schließlich dröselt man die Pluspole und die Minuspole mit was ziemlich gut leitendem zusammen.) Ich nehme mal einfach die Kapazität von einem popeligen NiMH-Akku in AA-Bauform, z.B. 2000mAh=2Ah. Die Kapazitäten kann man manchmal bei Batterieherstellern finden...
Also wenn die Batterien eine Kapazität von 2Ah haben (zwei in Reihe haben immer noch 2Ah) und man dauerhaft 0,05A entnimmt, halten die 2Ah/0,05A=40h (40 Stunden).

Wenn ich jetzt zusätzlich eine weitere LED mit Vorwiderstand parallel zur ersten an die gleichen Batterien hänge, brauchen die jetzt 2*50mA=100mA=0,1A. Die Batterien halten jetzt 2Ah/0,1A=20h durch. Für drei LEDs mit 50mA 2Ah/0,15A=13,3h u.s.w. u.s.w. u.s.w..

Zitat von Lucy_123

Interessant wäre natürlich auch, wodurch sich entscheidet ob ich 20 mA 50 mA 70 mA Strom durch die LED schicke. Ich denke mal anhand der Batterien die ich dran klemme, oder?

Nein, das bestimmen die verwendeten Widerstände. Du benötigst einen mehrstufigen Schalter (Dreh- oder Schiebeschalter), um verschiedene Vorwiderstände auszuwählen (dazu muss man etwas aufpassen, kommt aber später vielleicht noch was zu).

Zitat von Lucy_123

Ich find mich gerade selbst bisschen peinlich, dass ich hier gerade Grundlagen der E-technik erfrage anstatt alles selbst zu lernen/lesen. Allerdings fehlt mir gerade irgendwie Wille und Zeit mir für die relativ kleine Bastellei alles anzulesen. Naja, ich einfach mal ich nerve noch nicht zu doll und bin bald fertig mit der Konstruktion.

Vielen Dank nochmal!

PS and Edit:

Du empfiehlst eine parallel-Schaltung, weil ich auf einer Reihenschaltung mehr Batterien brauche um die korrekte Spannung aufzubauen, korrekt?
Dazu dann gleich noch eine Frage: Die Spannung der Stromquelle erhöhe ich, wenn ich die Batterien auch in Reihe schalte? wenn ich die Batterie in parallel schalte, bleiben für die Berechnungen alle Werte gleich, es sollte nur doppelt so lange halte (weil doppelt so viel Strom da ist)? (<- editiert)
Ich hoffe das ist alles korrekt verstanden.

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Ja, genau.

Da das Silikon keine Wärme abführt kann man nur normale 20mA leds nehmen, muß diese aber mit höchstens 10mA betreiben,da die Wärme ja nicht raus kann.
So wird die led nicht allzu schnell heiß,so,daß das konstrukt einige Stunden am Stück laufen darf.
Mehr als 10mA/led und mehr als 6 LEDs würde ich NICHT verbauen!

Außerdem brauchen diese maximal 6 leds dann schon gut Strom, einige Stunden licht wird das mit biegen und brechen bringen,aber es wird nur die ersten 30-45 minuten hell,danach wirds schnell dunkler.

Die 6 leds werden im dunklen aber schon sehr kräftiges licht machen Die geschichte funzt also
später nach 1-2 stunden wird das ganze "nur" noch selber leuchten,nix mehr beleuchten,aber noch deutlich sichtbar sein

Zum betrieb kriegen die leds vorwiderstände und gut is'

der poti wird in reihe zu allen led-widerstandsketten gelegt. die minimale ohm-zahl des potis wird dann durch 3 (bei 3 led-ketten zu je 2 leds) geteilt und von deren vorwiderständen abgezogen

Fertig ist die laufen

also immer + ---led----led----widerstand--- -
drei so stränge,die dann paralel schalten und zwischen diese stränge und den batterieminus das poti noch rein und fertig

Lebensdauer der Gesammtkonstruktion ca. 20000 Stunden

Ach,so,die verlinkten fertigen kugeln mit rgb farbwechsel habe ich,ga bs beim netto vor kurzem für 20€

Wo soll der Unterschied zwischen 6*10mA und 1*60mA sein? Außer, dass die Nichia effizienter ist. Ich probiere später mal aus, wie heiß die in dem Silikonball da wird.
Und wieso sollte man 2 LEDs in Reihe schalten? Dann braucht man doch 3 oder 4 Batterien/Akkus. Solange noch Platz nach oben ist (Beim Strom) ist ne Parallelschaltung doch nicht wirklich kritisch mMn.
Naja, ich berichte dann mal hoffentlich bis heute Abend was der Test brachte

^ja,wenn man in die kugel mehrere led mit abstand einbringt, dann heizen die sich nicht gegenseitig auf.
nehmen wir an,daß die led durch das silikon die hitze kaum abgeben kann.
wenn 1 cm daneben eine weitre led eingegossen ist, stören die sich thermisch nicht weiter.
nur wenns zu viele werden,wird sich das silikon irgendwann doch ein wenig erwärmen und die wärmeabgabe de rled-beinchen an die silikonmasse verschlechtert sich weiter. Zudem man bei gegebener größe der kugel die leds mehr und mehr dicht zusammenpacken muß,je mehr es sind,und dann heizen sie sich irgendwann doch nennenswert gegenseitig auf.
Jede led hat "für sich" das problem,die wärme abzugeben
wenn die wärme mal ein stück weit durchs silikon gewandert ist,verteilt sie sich ja quasi in die breite. die kugel selebr wird kaum warm.
nur die geringe masse der metallbeinchen der leds,die wird schnell warm.

wenn du eine superfluß mit 60mA betreiben willst,müßtest du der ein paar sicher 1cm² gro´ße metallplättchen verpassen,die die wärme möglichst großflächig in das silikon einleitet,das ja nun mal sehr schlecht ableitet, weshalb man die wärme nur ableiten kann,wenn man wenig wärme auf viel fläche ableitet.

Das ginge freilich auch.

gut, ich ging von 3 batterien in reihe aus (drei maa üßten in einen tennisball passen,aaa kann man vond er kapazität her vergessen). na,ja, bei nur 2 batterien in reihe muß jede led per widerstand an die batterie,logisch

in einer reihenschaltung, also led1 minus an led2 plus, braucht die reihe nur einen widerstand.
jede reihe braucht freilich einen widerstand.

wenn immer nur eine led einen strang bildet,hat logischerweise jede einen widerstand, jede led ist dann ein strang

Genau richtig verstanden. Widerstände in Reihe addieren sich. Mit einem Festwiderstand und einem Poti in Reihe kann man so zwischen einem minimalen Widerstand (dem Festwiderstand) und einem maximalen (Festwiderstand plus maximaler Widerstand des Potis=Potentiometers) einstellen.

LEDs ohne Vorwiderstand können an einer ausreichenden Spannungsquelle tatsächlich platzen. Der Strom geht aber nicht gegen unendlich, weil die Flussspannung einer LED nicht konstant ist (bei jedem Strom gleich groß). Das wird hier nur zur Vereinfachung der Rechnung angenommen. In Wirklichkeit hängt der Strom Exponentiell von der Spannung ab, was zumindest sehr steil ist. Der Vorwiderstand dient dazu, die Kennlinie abzuflachen, so dass kleine Spannungsänderungen keinen riesigen Effekt mehr haben. Man zügelt sozusagen den Strom'bedarf' der LED. Das kann man aber auch mit anderen Schaltungen machen, ein Widerstand ist halt schön einfach.