Projekt: LED Stehleuchte - Upgrade

    Ende 2012 habe ich meine RGB-Stehleuchte hier vorgestellt: Projektvorstellung: LED Stehleuchte - Design & Fertigstellung


    und ich freue mich immer noch über eure Hilfe und den Lob! :rolleyes: Doch kaum etwas kann nicht noch besser werden - bei meiner Leuchte hat mich zum einen die spiralförmige horizontale Anordnung des LED-Stripes optisch gestört, aber spätestens nach dem die RGB-LED-Chips anfingen eins nach dem anderen den Geist aufzugeben (nicht komplett, meistens die roten LEDs) habe ich mich jetzt für den Umbau entschieden - es hilft ja nichts. Warum die LEDs kaputtgehen weiß ich nicht genau - ich habe einen 5m 300 SMD 5050 RGB Strip auf ein Stahlrohr (Durchmesser 25 mm) aufgewickelt und an zwei Enden 12V eingespeist. So richtig verstehe ich nicht, warum insbesondere an den Enden der LED-Strip ziemlich verkohlt aussieht. Aber es deutet auf eine nichtausreichende Kühlung hin.

    Meine Vermutung ist - ich hätte die runde 60 mm Öffnung der Lampe oben doch nicht zumachen sollen, dort hat sich wohl die Wärme aufgestaut und es könnte auch sein, dass die Epoxy-Beschichtung des Stripes die Kühlung ebenfalls verschlechterte. Alles in allem trotzdem komisch, denn die meiste Zeit hatte ich entweder ein Farbwechsel-Programm laufen oder irgendeine Farbe - das heißt die Leuchte lief nicht einmal unter Volllast. :|


    Was habe ich also vor - das Design vom Leuchtmittel soll sich ändern:


    Ich hole mir neue 60 LED/m LED-Stripes und werde sie parallel vertikal auf ein Rohr aufkleben im Abstand ca. 1 cm voneinander, insgesamt 6x 185 cm Streifen an zwei Enden oben und unten eingespeist, damit die Lichtlinien nicht spiralförmig horizontal, sondern symmetrisch vertikal angeordnet verlaufen, nach diesem Schema

    Mit umgerechnet insgesamt 11m Striplänge bringe ich durch das neue Design leider mehr als doppelte Wärmeleistung in die Leuchte hinein. Dabei wollte ich ja eigentlich weniger Wärmeentwicklung erreichen, deshalb habe ich mir 3 Dinge überlegt, wie ich dem Wärmeproblem begegnen kann und bitte euch um eure Meinung dazu, vielleicht habt ihr auch bessere Ideen:


    a) Ich kaufe nun Stripes ohne Epoxy-Beschichtung zur besseren Wärmeabgabe an die Luft und, ich habe gehört, dass sich die Leiterbahnen (welche die meiste Wärme erzeugen sollen?!) bei Stromeinspeisung in kürzeren Abständen nicht so stark erwärmen. Ich kann nicht nachvollziehen, warum das so sein sollte, aber wenn das stimmt, dann hilft es mir, denn ich steige von der Einspeisung 2x auf 5 m zur Einspeisung 2x auf 1,85 m um - also müsste Wärmeentwicklung pro gleiche Striplänge gerechnet zurückgehen, stimmt es?


    b) Ich habe mir jetzt überlegt oben in die Leuchten-Öffnung einen kleinen 60 mm Lüfter zu montieren, welcher den Kamin-Effekt verstärkt und die warme Luft einfach aus der Leuchte abzieht - unten wird die kalte Luft eingesaugt, kann das zur Kühlung reichen? Natürlich möchte ich da keine hohe Drehzahlen zulassen - wer will schon eine summende Leuchte.


    c) Eigentlich habe ich geplant, die Stripes jetzt auf ein Acrylglas-Rohr anzubringen (s. 2. Bild oben), aber ich habe etwas Angst, dass die Maßnahmen a) und b) zur Kühlung nicht ausreichen? Was meint ihr, sollte ich die Stripes zwecks noch besserer Wärmeableitung zusätzlich statt auf PMMA-Rohr auf ein Alu-Rohr draufkleben? bringt es was oder erhitzen sich die LED-Chips nur noch mehr gegenseitig durch das Rohr? Plexiglas würde ich aus Designgründen bevorzugen, da es transparent ist.


    By the way - hat jemand vielleicht eine Idee, wie ich den Lüfter vielleicht parallel zu den Stripes schalten und intelligent ansteuern kann - ich habe ja nur eine RGB Leitung vom Controller zur Leuchte, brauche ich extra-Leitungen für den Lüfter, oder kann ich da etwas Strom von der RGB Leitung für den Lüfter abzapfen? Idealerweise nach dem Schema - mehr Licht mehr Drehzahl :)

    Also 'oben' ein Loch zu lassen, damit der Kamineffekt Dir hilft, die LEDs zu kühlen ist schon mal gut. Den Lüfter würde ich nach Temperatur steuern und natürlich mit einer eigenen Leitung.
    Wenn das aber bei deiner Lampenkonstruktion nicht geht, könnte man von den drei "Farb"leitungen mit je einer Diode in Durchlassrichtung eine Steuerspannung entnehmen und diese mit einem Kondensator etwas glätten. Also in etwa, wie im angehängten Bild. Aber die Idee muss sicherlich noch weiter ausgebaut werden.

    Der Grund für die Erwärmung der Leiterbahn liegt im ohmschen Gesetz. Jeder Leiter (auch die Stromleitung in deiner Wand) hat einen gewissen Widerstand, ist also kein idealer Leiter. Der Widerstand (pro Längeneinheit) hängt von der Größe/Durchflussfläche/Querschnitt des Leiters ab, ist also bei einer Leiterbahn mit 1mm*35um deutlich GRÖßER als beispielsweise das Stromkabel in deiner Wand, was 2,5mm² oder 1,5mm² hat.


    Durch diesen Widerstand fällt über die Länge der Leitung eine Spannung ab (je länger die Leitung, desto größer der Widerstand, wie wenn du viele kleine Widerstände hintereinander löten würdest) und dieser Spannungsabfall ist dank U = R * I auch vom durchfließenden Strom abhängig.


    Wenn du also den Stripe länger machst, steigt sowohl der Gesamtwiderstand der Leiterbahnen (durch die Länge) als auch der Stromfluss (da mehr LEDs ihren Strom über die Leiterbahn beziehen), wodurch die Spannung die nachher auf der Leiterbahn "liegen bleibt" exorbitant steigt. Da die Leistung P = U * I ist, steigt die Verlustleistung (U wird größer, I wird größer) die Wärme muss irgendwo hin, erwärmt also erstmal die Leiterbahn.


    Je öfter du den Strom einspeist, desto geringer wird der Strom auf jedem Stück der Leiterbahn, da nichtmehr durch den ersten Zentimeter der ganze Strom für alle LEDs muss, sondern nurnoch der halbe (die andere Hälfte geht durch den letzten Zentimeter, weil dort ja auch eingespeist wird)

    Wenn du es so machst wie oben gezeigt, also vertikal (was ich auch gemacht hätte), hab ich 2 Gedanken:


    1. Ich würde ein dickeres Kabel von unten nach oben legen und oben nochmal einspeisen


    2. Probier vorher aus, ob die Stripes sich sweit runbiegen lassen! Nicht, dass sie sich mit der Erwärmung ablösen.
    Falls doch, müsste ein 6-Kant-Rohr her

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    Bin kein RGB-Freund

    Ich glaube nicht, dass es gut ist, so einen Streifen auf eine gebogene Fläche zu kleben. Die Lötstellen stehen dann permanent unter Spannung. Mit der Zeit könnten sich die Streifen ablösen oder brechen.


    Auf den Kamineffekt brauchst du nicht zu hoffen. Hab ich auch schon mal probiert. Selbst mit einem Lüfter war das obere Ende deutlich heißer als das untere.

    Hm, an die Biegung habe ich noch gar nicht gedacht, vielleicht kann ich das Problem vernachlässigen - bei 40 mm Rohr-Durchmesser, die Streifen sind ja nicht so breit, muss ich ausprobieren. Aber meint ihr nicht ich sollte ein Alurohr statt Plexiglas benutzen, ist es besser um die LEDs kühl zu halten oder kann es sogar kontraproduktiv sein? :S

    Ein Alurohr ist in jedem Fall besser als ein Plexyrohr.


    Ich hab grad getestet - weder 5050er noch 3528er Stripe lassen sich soweit "umbiegen", dass sie halten.
    Wenn du ne MagLite hast - der Schaft hat 39,35mm ;)


    Aber da es ja Platz zwischen den einzelnen LEDs gibt wäre es wohl nicht schlecht, wenn du starkes Klebeband alle paar LEDs rund herum ziehst. Oder Kabelbinder.

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    Zitat von L4M4

    Aber da es ja Platz zwischen den einzelnen LEDs gibt wäre es wohl nicht schlecht, wenn du starkes Klebeband alle paar LEDs rund herum ziehst.

    Ich schätze das wird die Lösung sein :thumbup: Die Stripes werden außerdem (so wie bis jetzt mit 'nem dicken Kabel) auch oben noch einmal mit Strom eingespeist und dadurch noch extra befestigt. Das ist mein Plan. Ideal wäre natürlich ein Sechskantrohr, aber ich wüsste echt nicht, wo ich so etwas auftreiben könnte...und Sechskant selber basteln ist mir zu kompliziert :)

    *grübel* Macht das denn Sinn, die Streifen oben noch mal einzuspeisen? Es sind nur 1,8m Höhe. Und, wenn es oben eh wärmer ist als unten - Kamineffekt oder sonstwie - wäre doch die Lebensdauer der oberen LED dann noch mehr verkürzt. Oder denk ich umme falsche Ecke?

    Interessante Frage. Ja, ich denke es macht trotzdem Sinn, denn das hat nach meinem Experiment kaum etwas mit oben und unten zu tun. Bis jetzt habe ich auf 5m Stripe an beiden Enden eingespeist. Am oberen Ende, da wo die Wicklung etwas dichter wird (s. das Bild oben) ist die Stange nach 5 Min. sehr heiß geworden - ich konnte die Hand nicht draufhalten. Und das, obwohl ich das komplette Rohr mit dem aufgewickelten Stripe aus der Leuchte herausgenommen und auf dem Boden eingeschaltet liegen lassen habe - die übermäßige Erwärmung kommt also nicht vom Kamineffekt. "Unten" - also am anderen Ende war es kaum warm - der Grund ist aber, dass ich die Wicklung dort in größeren Abständen gemacht hatte, außerdem hat der untere Stahl-Flansch einen größeren Durchmesser und ist massiver als das Rohr.


    Auf 5 m kamen bis jetzt 2 Einspeisestellen, das macht 1 Einspeisestelle pro 2,5 m. Wenn das stimmt was Fakrae geschrieben hat sollte ich so oft einspeisen wie möglich, um die Hitzeentwicklung an Einspeisestellen zu senken. Indemundefinedich jetzt nach wie vor 2 Mal einspeise komme ich nun auf 1 Einspeisestelle pro 92 cm! Dadurch habe ich hoffentlich weniger Hitze an den Enden, als vorher und einen sehr gleichmäßigen Farbverlauf auch noch :thumbup:


    [ModEdit: völlig nutzlosen Fullquote entfernt ...]

    Zitat von espri128

    Den Lüfter würde ich nach Temperatur steuern und natürlich mit einer eigenen Leitung.

    Diese Lösung gefällt mir am meisten, :thumbup: aber ich möchte gerne nachhacken: bedeutet "eigene Leitung", dass ich für den Lüfter die +Steuerleitung vom RGB-Controller-Ausgang anzapfen darf und nur die - Leitung vom Netzteil direkt oder heißt eigene Leitung eine vom RGB-Controller vollkommen unabhängige DC Stromzuleitung zum Lüfter mit 2 Drähten: + und -.


    Wenn ich die +Leitung vom Ausgang des RGB-Controller nehmen dürfte, dann ist ja der klare Vorteil, dass ich der Lüfter gemeinsam mit den Stripes an- und abgeschaltet wird, aber ich weiß nicht ob das geht - ich möchte weder RGB-Controller noch die Stripes beschädigen. :S

    gute Idee das mit der Rolladenwelle, wäre ich nie draufgekommen. aber das fällt bei diesem Projekt aus - meine Leuchte wird ohnehin schon viel zu hell und viel zu warm mit 6 Stripes und die fressen auch ordentlich Strom, so dass ich arg aufpassen muss, dass die LEDs nicht angebraten werden :)

    Wenns eh zu hell wird, nimm doch 4 Stripes ;)
    Die passen auf ein 8Kantrohr gut drauf und du gewinnst zusätzlich Oberfläche zum Kühlen.
    Zur Not kannst du bei den Teilen aussen auf die freien Flächen oder Innen direkt unter die Stripes einfache U-Profile für 2€ das Stück pappen :)

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    Zitat von L4M4

    Zur Not kannst du bei den Teilen aussen auf die freien Flächen oder Innen direkt unter die Stripes einfache U-Profile für 2? das Stück pappen

    Meinst du jetzt damit dass eine Art Kühlkörper entsteht? Das Ding ist, ich befürchte mit 4 Stripes ist die Ausleuchtung auf die Umkreisfläche bezogen nicht gleichmäßig genug, 8 Stripes wären ja schon besser als 6, aber wie gesagt - was zu viel ist, ist zu viel.

    Wenn du die Löcher im Rolladen abdichten kannst und innenrein vllt tatsächlich ein paar U-Profile klebst, dann kannst du selbst mit dem langsam drehenden Lüfter am oberen Ausgang den Kamineffekt so verstärken, dass du da ne ganze Menge Leistung weggekühlt bringst...



    EDIT: Und du musst die Stripes ja auch nicht voll bestromen, wenn du bspw dein Netzteil (Meanwell war das, gell?) etwas runter regelst werden sie automatisch dunkler und brauchen weniger Strom... Bei den meißten Netzteilen gibt es einen Poti an dem du die Spannung etwas einstellen kannst (bei meinem 12V Netzteil von 10,5-13V etwa)

    Zitat von artworker

    aber das fällt bei diesem Projekt aus - meine Leuchte wird ohnehin schon viel zu hell und viel zu warm mit 6 Stripes und die fressen auch ordentlich Strom, so dass ich arg aufpassen muss, dass die LEDs nicht angebraten werden :)

    Zu hell gibt es nicht, dimmen kann man immer :D


    Aber du könntest ja auch auch einfach Strips mit nur 30LED/m nehmen und diese mit Versatz aufkleben .... weniger Abwärme, weniger Helligkeit.

    Ich hatte mir früher auch schon einmal so etwas überlegt, aber noch nicht realisiert:
    die Stripes je auf Alu-Standard Profil zu montieren und zwar ein einfaches T Profil, z.B: eins mit 15x15mm.
    Dann diese Profile (z.B. 6 oder 8 Stück) sternförmig zusammenmontieren am besten aber mit Zwischenraum, so daß kein geschlossenes Rohr ensteht. Die Kühlung könnte damit recht gut werden auch passiv.
    Wie man die Montage am besten macht, wäre noch herauszufinden.