Super Taschenlampe

  • Hi,
    ich plane Momentan neben ein paar anderen Projekten auch zwei Taschenlampen.
    Zum einen mit einer Cree XP-G R4 mit 1042 lm und zum anderen mit 5 solcher.
    Quasi eine gößere und eine kleinere. Was meint Ihr? Ist die LED sinnvoll für dafür?
    Soll ein wenig ein Spaß Projekt werden. Auch mit Dimmer[wenn Möglich] soll eingebaut
    werden.


    Gruß Daniel

  • Wo hast du denn eine XP-G mit 1042 Lumen gesehen, da kann wohl was nicht stimmen. 8| Verwenden kann man XP-Gs aber bestimmt gut, man braucht aber eine Optik, da sie einen recht großen Abstrahlwinkel hat. Das könnte man sich z.B. bei einer XR-E sparen, bringt aber nicht ganz so viel Lumen. Wenn du 5 XP-Gs in eine Taschenlampe einbauen möchtest, musst du aber stark auf gute Wärmeabfuhr nach Außen ans Gehäuse achten. Die erzeugen einiges an Wärme.

  • Ich tippe mal, dass er diese Dreifach-Variante auf Star meint.
    Dazu muss man aber sagen, dass es dafür keine passende Optik gibt.
    Für eine Taschenlampe mit einem derartigen Output eignen sich die SSC P7, die Cree MC-E oder bspw. die Luminus SST-50 eher.
    Wie immer der Hinweis: Am günstigsten kommt man vermutlich mit einer fertigen Lampe auf Basis der P7 von Dealextreme davon.

  • jepp, genau diese war gemeint.
    mit der wärme ableitung ist mir bekannt. wollte da auch auf ein komplettes alu gehäuse setzten.
    energie sollten tagsüber solarzellen liefern die akkus aufladen.
    das das ganze natürlich nicht billig ist und wird ist mir bewusst. wollte mir jedoch den spaßfaktor gönnen^^.
    vor allem auf die 5 stück davon. ein wahrliches prob ist natürlich die optik. hatte auch etwas gehofft das ihr dafür
    vorschläge habt.
    das problem bei den sst ist zum einen der preis, welcher bei fünf noch mehr aussschlagen als bei den cree. aber vor allem die hohe stromsträke und die damit sehr kurze inbetriebnahme.


    die mc-e haben leider nicht die lumenzahl und sind auch teurer. vom strom her passts.
    bei der P7 sollte wieder das prob der stromstärke bestehen.


    also so recht das wahre scheint alles net zu sein, oder ich hab mich verrannt;) oder?

  • dir ist aber klar, dass die maximalen lumenzahlen auch nur bei maximaler bestromung gegeben sind und bei der triple xp-g der strom oder die flußspannung (je nach verschaltung) verdreifacht werden muss?! p7, triple xp-g oder auch die luminus sind zwar unterschiedlich effizient, aber glaub du betrachtest das grad noch auf falscher grundlage. ;)

  • das das ganze natürlich nicht billig ist und wird ist mir bewusst. wollte mir jedoch den spaßfaktor gönnen^^.

    Ich finde es auch super, wenn jemand lieber etwas selbst baut. Viele Neueinsteiger denken allerdings, dass sie damit viel Geld sparen, was i.d.R. aber nicht der Fall ist, da die fertigen Chinalampen mitunter halt schon unverschämt billig sind.


    Ansonsten kannst du dich ja mal zur Einschätzung der Kosten und zum Begutachten der gebotenen Leistung an ähnlichen Projekten orientieren. Original Fighter hat z.B. einen interessanten Umbau einer Mag auf Triple-P7 dokumentiert: Klick (er hat dort nur einen anderen Nickname als hier). Und einen Umbau mit der SST-90 hat er auch schon gemacht: Klick ;)


    Was für eine Solarzelle sorgt dann eigentlich dafür, dass die Akkus geladen werden? Dürfte ja ein ziemliches Kaliber sein, wenn das in absehbarer Zeit aufladen soll.

  • naja, das mit dem solarmodul hängt von der spannung ab.
    bzw. zum teil leider auch von der stromstärke.
    ich hatte ja etwas gehofft mit einem step up wandler batterien einzusparen.
    quasi weniger spannung dafür mehr stromstärke mit der dementsprechenden verschaltung
    der akkus.
    dementsprechend ist es mehr oder weniger möglich die zellen mit solar zu laden.
    jedoch kam die ernüchterung, das step up wandler einfach nicht die masse an strom mit
    wieder rausbringen. von daher wird das mit den solarzellen an der Taschenlampe selber nichts.


    D.h. es werden nur zwei ladestpsel entstehen, wo ein externes modul angeschlossen werden kann.
    der ladestrom dessen wird wohl tendenziell runde 2A sein. spannung variabel.jenachdem, weil soll auch als
    ladestation für andere akkus und kleingeräte dienen. mit dementsprechender sicherung etc.!


    d.h. die optimalste variante ist quasi je chip eine kqs und dementsprechender akku, ggb. kleinblei gel akku.
    was natürlich für die kleine Taschenlampe suboptimal ist. wegen der größe. d.h. da muss ich irngedwie auch noch zaubern.


    das problem was ich bei den anderen chips sehe, ist der hohe stromverbrauch, den man schlecht durch akkus kompensieren kann.
    also zwei drei stunden sollte die leistung schon aufrecht erhalten werden.(so zumindest das ziel/vortellung)


    Leuchtenmann:


    natürlich. bei 5 XP-G muss die Kühlung dementsprechend gut sein. dementsprechend komplettest gehäuse aus Alu.
    sowie auch hinter den chips dementsprechende Kühlkörper. soll heißen die 5er Taschenlampe ist auch vergleichbar mit einem großen Brocken von taschenlampe. sollte aber auch dementsprechend licht raushauen oder was meint ihr?


    das problem ist zum teil, das es wohl schwieriger ist eine taschenlampe mit einem chipsatz möglichst klein zu bauen, als eine große mit 5.


    vll hab ich mich ja in diese Cree wirklich verrant. wäre vll doch eine bessere idee die P7 für die kleine oder eine sst.
    und dabei mehr auf akkus in reihenschaltung zu setzten.
    wie würdet ihr das machen eine möglichst hohe lumenzahl (vor allem bei der großen war das ziel-> masse machts einfach^^)?
    bzw. das verhältnis akkus - chip

  • was mir grad noch einfällt.
    für die kleine wäre vll eine sst oder P7 wahrlich nicht schlecht.
    für die große würde ja auch mehrer P7 und ein-drei SST auch nicht übel sein. problem ist da nur wieder die haltbarkeit
    der akkus....
    also ihr seht. die große soll schon in das extreme gehen im gegensatz zur kleinen.
    braucht natürlich auch ein wenig zeit das projekt wegen dem geld. man ist ja schließlich nur armer student^^
    aber wie gesagt. für verbesserungs und änderungsvorschläge bin ich gern offen.

  • Also. Die Dreifachplatinen kannst du wegen nicht vorhandener Optik vergessen. Es gibt aber eine Vierfachplatine nebst passenden Optiken.


    Du musst dir zuerst mal darüber klar werden, dass der Strom alleine nichts aussagt. Entscheidend ist die Leistung. Also Strom multipliziert mit der Flussspannung der LEDs. Bei der Vierfachplatine kommt man auf eine Flussspannung von ca. 13 V für alle LEDs in Reihe. Ergibt bei Maximalbestomung von 1,5 A satte 20 Watt.


    Das nächste ist der Wärmeübergangswiderstand. Bei der XP-G 6 Grad / Watt für den Chip. Dazu noch die Platine und der Übergang in den Kühlkörper + Reserve. Da ist man bei knapp 10 Grad pro Watt. Bei 5 Watt pro LED hat man also schnell 50 Grad Temperaturgefälle von der Sperrschicht zum Kühlkörper. Eigentlich will man die Sperrschicht nicht über 100 Grad kommen lassen. Aber selbst dann hat man schon 50 Grad am Kühlkörper. Das reicht schon langsam um sich die Finger zu verbrennen. Ungeschickt für eine "Taschenlampe". Wenn wir dann von 25 Grad Umgebungstemperatur ausgehen darf der Kühlkörper max. 25 Grad / 20 Watt = 1,25 K/W Wärmeübergangswiderstand haben. Ein passiver Kühlkörper mit dem Wert ist ein Aluklotz von 1 kG Lebendgewicht.


    Bleibt nur eine aktive Kühlung. Mit etwas Glück reicht ein SynJet. Dieses spezielle Modell ist zwar nur für 15 Watt ausgelegt, aber Versuch macht kluch... ;) Dummerweise ist die Vierfachplatine zu groß für den SynJet.


    Ich hab solch eine Vierfachplatine auf einen alten CPU Kühlkörper geschraubt. (Dürfte für AMD K5-300 oder Pentium 200 gewesen sein.) Wenn man den Lüfter mit 7 V laufen läßt reicht das grad so um die Vierfachplatine gescheit zu kühlen.


    Das war Lektion Nr. 1: Die Abwärme muss weg! Oder Neugermansch: Thermal Management. Lerne was Wärmeübergangswiderstand ist und wie man damit rechnet. Das ist das A und O bei Hochleistungs-LEDs.


    Das zweite: Die Leistung, die du in die LED rein pumpst, muss auch irgendwo her kommen. Bei 20 W * Wirkungsgrad des Schltreglers und einer Laufzeit von 3 Stunden + Reserve sind wir dann bei über 80 Wh (Wattstunden). Da landet man dann bei LiPo Akkus aus dem Modellbaubereich, weil NiMH zu schwer wird. Plane alleine ca. 100 EUR nur für den Akku ein...


    Wenn du wirklich glaubst noch mehr Licht zu benötigen gibt es ja die LUMINUS SST-90. Die kann man bis zu 35 W hoch jubeln. Darüber liegen noch die COB Module von Bridgelux. Die gehen bis 80 W. Die Bridgelux Module sind meine Favoriten, da sie einen geringen Wärmeübergangswiderstand haben. Das ist, wie wir oben gelernt haben, der entscheidende Faktor und das zentrale Problem.


    Nicht aus den Augen lassen sollte man Dinge wie den Farbwiedergabeindex / CRI. Der ist bei den kaltweißen LUMINUS schlecht, bei der XP-G nicht viel besser. Bei Warmweißen LEDs ist er meist akzeptabel - auf Kosten der Effizienz. Sprich bei gleicher elektrischer Leistung kommt weniger Licht raus. Aber was nützt einem viel Licht, wenn man z.B. keine rot-Töne erkennen kann? Das Problem hab ich z.B. wenn ich in Winternächten durch den Pfälzer Wald renne. Oft sind die Wege vom ortstypischen roten Sandstein bzw. Sand bedeckt. Mit kaltweißen LEDs wirkt der Weg dann fahl, flach und kontrastlos. Es ist sehr schwer Unebenheiten zu erkennen. Ein Arbeitskolege ist Jäger. Er hatte das Problem mit einer LED-Lampe die Blutspur (rot!) eines angeschossenen Rehs zu finden. Mit der altmodischen Halogenlampe kein Problem. Mit der ach so effizienten kaltweißen LED-Lampe nicht zu erkennen.

  • danke für den hinweis betreffs der kühlung. auch die 4er Platine
    find ich gut. hatte ich irgendwie übersehen. das mit den wh verstehe ich. bin jmd
    der jedoch lieber in A rechnet. im endeffekt, wenn ich mich nicht irre, eh das "selbe"
    nicht gleich. jedoch um mal ein beispiel zu nennen und meinem ausdruck etwas bildhaftes
    zu verleihen:
    eine LED verbraucht 1 A die stunde. soll heißen ich kann mit einer 2 Ah batterie diese
    zwei stunden lang beheizen.


    oder hab ich mich da mal kurzer hand geirrt was die mA zahl betrifft?


    danke für die erklärung betreffs kühlung. ich dachte mir immer nur
    das eine ausreichende passive kühlung immer ausreicht.


    die richtig dicken leds sind ja für die großte taschenlampe.
    groß im sinne schon sehr viel größer als handfläche etc.


    wäre bei der 4er LED nicht eine Kombination aus noch einem stück
    passiver kühlung sowie aktiver kühlung möglich?
    d.h. kühlkörper aufkleben auf die platine und recht nah bei der led
    an den kühlkörper eine aktive kühlung?


    betreffs der ampere zahl. du hast geschrieben das die mit 1.5 A
    befeuert werden kann. datenblatt sagt jedoch nur max. 1A
    ergo 14-16 Watt sind "nur" drin. oder liege ich da falsch?


    gruß daniel

  • Ja, du irrst. Entscheidend ist die Leistung in Watt bzw. die Energiemenge in Joule (J) oder Wattstunden (Wh). (1 J = 1 Wattsekunde, Ws) Dabei ist die Leistung Volt mal Ampere = Watt und die Energie Leistung mal Zeit.


    Beispiel:
    Die LED braucht 3,6 V Flusspannung bei 1 A macht 3,6 W.
    Der Akku ist eine NiMH Zelle mit 1,2 V und 1 Ah macht 1,2 Wh.
    Somit reicht die Energie des Akkus für 1/3 Stunde und nicht wie nach deiner Denke eine Stunde.


    danke für die erklärung betreffs kühlung. ich dachte mir immer nur
    das eine ausreichende passive kühlung immer ausreicht.

    Eine passive Kühlung reicht immer aus, wenn der Kühlkörper groß genug ist. Um 20 W wegzuschaffen wird ein rein passiver Kühlkörper aber unhandlich.


    die richtig dicken leds sind ja für die großte taschenlampe.
    groß im sinne schon sehr viel größer als handfläche etc.

    Was willst du eigentlich mit so einem Geschoss? Bist du dir eigentlich im Klaren darüber welche Unmenge Licht da raus kommt? Ich hab ein mitleres Bridgelux Modul. Das liefert bis zu 2200 Lumen bei 40 W. Das entspricht gut einer 150 W Halogenlampe. Dafür braucht man schon einen Waffenschein, denn das Monstrum kann man als Blendgranate einsetzen. ;)


    wäre bei der 4er LED nicht eine Kombination aus noch einem stück
    passiver kühlung sowie aktiver kühlung möglich?
    d.h. kühlkörper aufkleben auf die platine und recht nah bei der led
    an den kühlkörper eine aktive kühlung?

    Vielleicht sollte man mal den Begriff aktive Kühlung klären: Ich verstehe darunter etwas, dass einen Luftstrohm durch den Kühlkörper erzwingt. Also ein Lüfter. Ein Kühlkörper, der für erzwungene Belüftung ausgelegt ist hat viele enge, dünne Lamellen. Dadurch hat er eine große Oberfläche. Je größer die Oberfläche um so besser kann die Wärme vom Kühlkörper an die Luft abgegeben werden. Ohne Lüfter ist aber der Ströhmungswiderstand zwischen den Lamellen so groß, dass keine natürliche Konvektion (= passive Kühlung) stattfindet. Also hast du entweder einen relativ kleinen Kühlkörper mit geringem Abstand der Lamellen und Lüfter, oder einen großen Kühlkörper mit großem Abstannd der Lamellen und natürlicher Konvektion.


    Dinge wie Wasserkühlung oder "Heat-Pipes" helfen auch nicht. Damit kann man die Wärme nur an einen anderen Ort leiten. Aber an diesem Ort muss man die Wärme auch wieder irgendwie an die Luft abgeben.


    betreffs der ampere zahl. du hast geschrieben das die mit 1.5 A
    befeuert werden kann. datenblatt sagt jedoch nur max. 1A
    ergo 14-16 Watt sind "nur" drin. oder liege ich da falsch?

    Cree hat die XP-G nachträglich für bis zu 1,5 A frei gegeben. Sieh dir das aktuelle Datenblatt an.


    Du schriebst du seist Student. Darf man den Fachbereich erfahren?


    p.s. Deine Shift- bzw. "Umschalt-Taste" ist anscheinend irgendwie kaput.

  • meine shift taste ist kaputt?
    wäre mir neu^^. wenn du darauf auf groß und klein schriebung anspielst. dann sei dir gesagt das ich größtenteils gerne
    aus bequemlichkeit klein schreibe[kann aber auch mal passieren dass das angelernte deutsch durchkommt und die substantive dann doch groß geschrieben werden]
    . den spruch hatte ich auch schonmal im forum gelesen ;)


    ich bin wirtschaftsinformatiker. quasi mehr mit programmieren als mit elektrik/elektronik am hut.
    jedoch muss ich den hang zur elektrik/elektronik gestehen. magst wohl gerne auf zu dem schluß kommen
    das studenten entweder keine praxis haben, alternativ nichts wissen (was ich auch gern zu gebe das
    elektrik jetzte nicht gerade mein hauptfach ist und ich auch ggb. unwissend, aber lernfähig bin)
    oder warum kam der gedankengang nach der studienrichtung?
    aber kannst mir glauben, ich bin ein angenehmer zeitgenosse ohne vorurteil und arroganz
    hoffe das das auch so rüberkommt ;)


    wie ich leistung mir errechne ist mir bewusst.


    ich dachte nur meistenteils das ich die stromaufnahme dabei um Ah handelt. wonach dann meine rechnung
    richtig wäre. aber habe mich belehren lassen ;)
    zugegebenermaßen, bin auch neu was high power leds betrifft.
    [Edit]: Was mir jetzt nicht ergibt: es heißt ja P=V*I


    Bsp: Akku mit 3 Zellen a1,2V und je 1000mA
    P= 3,6W


    erhöhe ich jedoch die Spannung um eine Zelle
    so zu sagen: P= (4*1,2)*1A
    so habe ich 4,8 W


    jedoch würde meine Batterie meines erachtens nicht länger halten
    nur weil ich meine spannung erhöhe, sondern normalerweise weil ich meine Ah erhöhe
    quasi 3,6 V beibehalte, jedoch 3A Akkus nehme
    alles hypothetisch natürlich.
    also jetzt werde ich mich bestimmt irgendwie wieder irren. wäre ja nix neues.
    aber so recht kann ich mein vorheriges wissen nocht nicht über den haufen werfen ;)
    Beim Stromanbieter wird auch aller 1kwh x cent berechnet. mir auch bewusst.
    jedoch fahr ich irgendwie grad noch in einer fragezeichen position. sry



    was kühlung betrifft verstehe ich das selbige wie du.
    logisch. bei prozessoren ist dies auch nix anderes....


    tjo, wofür braucht man die dinger. die kleine definitiv als Taschenlampe
    die große ist wahrlich nur spaß faktor.
    jedoch um möglichst wenig lehrgeld zu bezahlen, höre ich gern auf leute, die mehr erfahrung haben
    wie ich :)


    gruß

  • Es gibt hier im Forum jemanden, der definitiv Erfahrung mit sowas hat - frag' doch einfach mal den Holzleim nach den Plänen für das Teil... ;)

    It's only light - but we like it!


    Da es sich in letzter Zeit häuft: Ich beantworte keine PNs mit Fragen, die sich auch im Forum beantworten lassen!
    Insbesondere solche von Mitgliedern mit 0 Beiträgen, die dann meist auch noch Sachen fragen, die bereits im entsprechenden Thread beantwortet wurden.
    Ich bin keine private Bastler-Hotline, technische Tipps etc. sollen möglichst vielen Lesern im Forum helfen!

  • Also: Die Kapazität eines Akkus errechnet sich immer aus dem Produkt aus Spannung (z.b.12V) und der Amperestundenangabe. (z.b.1 Ah) oder eben Milliamperestunden (z.b. 1000mAh) Eine Amperestunde entspricht 1000 mAh.


    Hast du z.B. Einen Akku mit 1,2 V und 1000mAh dann sind das 1,2 Wattstunden.
    Also hat er die Kapazität einen Verbraucher mit 1,2 Watt eine Stunde lang zu versorgen.


    Hast du dagegen einen Akku mit 3,7V und 1000mAh dann sind das 3,7 Wattstunden.


    Die Leistung einer LED errechnet sich folgendermaßen:


    3,3V Spannung * 350mA Strom = rund 1,2 Watt.


    Wattstunden eines Akkus geteilt durch die Leistung Wh/W = h Dann könntest du z.B mit dem Besipielakku mit 3,7 Wh die LED knapp über 3 Stunden betreiben.


    Du benötigst um eine LED zu betreiben eine gewisse Spannung. Ist die zur Verfügung gestellte Spannung zu gering, kann die LED niemals leuchten.


    Hoffe, ich konnte dir ein bisschen helfen.

  • Ok, gehe ich komplett mit ;)
    so kenne ich das spielchen nun auch.


    aber ist es nicht im endefekt das selbe wie:


    ich nehme die 1 Ah vom akku und rechne die durch die leistungsaufnahme 0,350 A der LED->
    ergo komme ich auch auf die etwa 3h und meine vorherige rechenart ist nicht falsch ;)
    d.h. ich bin doc nicht ganz so auf den kopf gefallen wie ich immer dachte ?!XD


    deinen gedankengang beim student weiß ich im übrigen immer noch nicht ;)