Aquarium Abdeckung bauen

    Hallo,
    ich möchte eine Aquarium-Abdeckung mit LEDs bauen und dazu hab ich mal ein paar Fragen. In einem Aquariumforum hab ich bisher nicht viel Hilfe zu meinen Fragen bekommen. Ist wahrscheinlich zu fachlich :D


    Die LEDs sollen mit dem Bluetwiled-Controller gesteuert werden.
    Ich möchte mir eine Wanne (Innenmaß: 400x400x62mm) aus 2mm Alu mit zugeschweißten Ecken fertigen lassen (http://www.feld-eitorf.de/blech-alu-roh-starke-2-0-mm)


    Diese Wanne fräse ich dann aus:
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/rahmenfyudzlax7j_thumb.jpg]


    Dann möchte ich eine 3mm Plexiglasplatte mit Silikon einkleben. Darauf
    soll ein Rahmen aus Alu-Vierkant-Rohr (20x10x2mm) eingesetzt werden, der
    mit dem Außenrahmen verschraubt ist:
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/unbenanntplex8ip7zc20yu_thumb.jpg]


    Als nächstes soll eine 3mm Platte aus Alu auf auf den Vierkant-Rahmen geschraubt werden, unter die die LEDs mit Wärmeleitkleber geklebt sind:
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/gesamtledplattsaxwv7mc93_thumb.jpg]


    Ich hab die LEDs mal obendrauf gemalt. [Blockierte Grafik: http://i.fhcdn.net/www.aquariumforum.de/smilies/smile.gif] Normalerweise sind sie natürlich da drunter geklebt.


    An LEDs soll verbaut werden:
    21x Cree XM-L2 U2@1200mA Kanal A-C (weiß dargestellt)
    28x Cree XT-E@1200mA Kanal D-F (blau dargestellt)
    6x Exotic Hyper Violet 430NM@700mA Kanal H (violett dargestellt)
    6x Cree XM-L RGBW@900mA Kanal I-L (rot dargestellt)


    Die Exotic Hyper Violet LEDs :http://www.ledgroupbuy.com/exotic-hy...let-led-430nm/


    Nun werden Kühlprofile mit Wärmeleitkleber (http://www.led-tech.de/de/High-Power...1_106_114.html) auf die LED-Platte geklebt:
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/mitkhlkrperqm3g74s56b_thumb.jpg]



    Ich denke, ich werde noch Kühlprofilstücke über die Punkte, die noch frei sind, setzen.


    Als nächste wird ein Rahmen aus Item-Profil 20x20 eingesetzt und unter eine Abdeckplatte (580x580mm) aus 3mm Alu geschraubt.
    Voher wird natürlich noch der Bluetwiled-Kontroller in den Kasten gesetzt.
    In der Abdeckplatte befinden sich Ausfräsungen für das Display, den Stromanschluß zum Netzteil, zwei 120mm-Lüfter, Schlitze zur Frischluft-Ansaugung und Futterklappe.


    Reicht die Kühlung so aus (mit 2x 120mm Lüftern)?


    Die XM-L RGBW haben ja jeweils 4 Chips (für jede Farbe einen), also
    müsste ich ja bei einer Bestromung von 900mA ca. 12 Watt für eine XM-L
    RGBW haben wenn ich alle 4 Chips auf Vollgas laufen habe, oder?
    Rot 2,6V
    Grün 3,75V
    Blau 3,25V
    Weiß 3,25V
    Oder laufen die nicht gleichzeitig auf voller Leistung?


    Sollte das so richtig sein habe ich insgesamt 275Watt.....puhhhh. D.h. ich brauch ein Netzteil mit min. 330 Watt.


    Zu der Kühlung bräuchte ich dringend Infos. Wenn ich lese das 5-10% der
    LED Leistung in Licht umgesetzt werden und der Rest weggekühlt werden
    muss.....


    Grüße
    Marc

    Zum Ende: Je nach Qualität der LED werden zwischen 30 und 70% der Leistung zu Licht und der Rest zu Wärme. Wobei sich die XM-L2 bspw. eher im oberen Effizenzbereich bewegen. Wichtig dazu ist noch zu sagen, dass die Effizenz mit steigendem Strom stark sinken kann (je nach LED mehr oder weniger) - für die Cree kannst du da mit dem Kalkulator etwas spielen, dann siehst du sicherlich was ich meine.

    Hi,
    vielen Dank für Deine Antwort.
    Da hast Du mir schon mal einen guten Hinweiß gegeben. Das mit den 5-10% hab ich hier gelesen: http://www.elektronikpraxis.vo…nagement/articles/110354/
    Die Infos mit der sinkenden Effizienz bei steigendem Strom hab ich schon den Datenblättern der LEDs entnommen.


    Trotzdem bleibt immernoch die Frage ob die Kühlung reicht. Es soll natürlich eine lange Haltbarkeit und Lichtleistung der LEDs erziehlt werden. Der ganze Spaß ist nämlich nicht billig, obwohl ich die meisten LEDs günstig im Daytrade bekommen habe.

    Der Artikel war zu der Zeit als er geschrieben wurde sogar noch halbwegs richtig - aber 6 Jahre sind hier viele Generationen an Entwicklung.


    Wie willst du die Lüfter platzieren? Optimal wären vermutlich 3 Stück in einer Reihe quer zu den Kühlprofilen (sodass jeder Ort im "Kühlraum" einen Luftzug abbekommt.

    Hallo,
    willst du wirklich auf ca. 0,16m² eine Leistung von über 250 W installieren?
    Der erhebliche Blauanteil (an die 100W LED-Leistung) ist natürlich für das Pflanzenwachstum an sich ganz gut,
    aber die Leistungsdichte in diesem Spektralbereich liegt dann bei über der von Mittagssonne in den Tropen?
    Wozu soll das gut sein?
    Ich empfehle den Betrieb mit Nennstrom (ca. 700mA). Ist besser für die Lebensdauer und Effizienz der Strahler.


    Falls du die LED wirklich mit so hohen Strömen betreiben willst, sollte die Kühlung wirklich gut sein.
    Montage mit Kleber halte ich bei solchen Konstruktionen für suboptimal.
    Das würde ich immer festschrauben und da natürlich Wärmeleitpaste als Spaltfüller verwenden.
    Auch die LED müssen dann sorgfältig montiert werden. Das Blech würde ich für gute Wärmeverteilung etwas dicker machen (3..4mm).


    Zur Frage ob das an Kühlfläche reicht, ist unklar, welche effektive Oberfläche jetzt durch die Kühlprofile erreicht wird
    und welche Volumenstrom die Lüfter da durch bekommen. Dabei ist nicht ganz unwichtig, welche Strömungsquerschnitte
    da frei bleiben. Wenn es enge Spalte sind, dann hat man einen hohen Strömungswiderstand und die Lüfter schaffen
    nur noch eine recht kleinen Volumenstrom, weil Lüfter eine echt mickrigen Wirkdruck haben.
    Zur Abschätzung der der Luftmenge kannst du einfach mal eine kleine Rechnung machen.
    Nimm einen angenommenen Volumenstrom und eine angenommene dazu eine angenommene Wärmelast.
    Über die Wärmekapazität der Luft und deren Dichte unter Betriebsbedingungen kannst die die Temperaturdiff.
    zw. Ansaugluft zu warmen Ausgang berechnen. Die sollte möglichst gering sein (unter ca. 20K).


    Beispiel: Leitung = 200W -> pro 1h Betrieb = 0,2kWh = 200 Wh = 720.000 Ws = 720kWs = 720 kJ (das ist die Wärmemenge, die abtransportiert werden soll)
    Bei Luftmenge = 50m³/h mit ca. 1,2kg/m³ hat man ca. 60kg Luft mit Wärmekap. ca. 1J/(kg*K) sind das ca. 60kJ pro K.
    -> 720 kJ / 60kJ/K = 12 K. Die Luft würde sich also um ca. 12 Grad erwärmen.
    Das schafft ein ein 120mm-Lüfter recht gut. 2 Lüftern kann man entsprechend langsamer laufen lassen.


    Für die Abschätzung der resultierenden Temp. der Kühlkörperoberflächen muss man eine Annahme für die Luftgeschwindigkeit
    entlang der effektiv wirkenden Kühloberfläche machen. Das hängt aber auch von der Konstruktion ab.
    Außerdem braucht man eben die effektive Oberfläche.
    Dann kann man mit der Faustformel für den Wärmeübergang Festkörper -Luft abschätzen: Pv= (6+4v)W/(k*m²) mit v in m/s
    Mit angenommen 4m/s -> ca. 20W/(k*m²) Bei einer Leistung von ca. 200W hätte man also ca. 10k Temp.diff. von Kühlkörperoberfl. zur Luft
    Bei 25°C Umgebungstemp. mit obigen Abschätzungen kämme man also auf ca. 45...50°C Kühlkörpertemp.


    Mit Anpassungen an die konkreten Konstruktionsbedingungen kannst du obige Beispielrechnungen modifizieren, um das Konzept zu prüfen.
    Gruß Helles Licht

    Hi,
    ich muss erstmal sagen, dass ich bis vor wenigen Tagen überhaupt keine Ahnung von LEDs hatte und mir einiges angelesen habe. Also ist sicherlich sehr viel Halbwissen und Fehlinformation dabei. Deswegen bin ich ja hier ;)


    Fakrae
    Dummerweise hab ich nicht aufs Datum geguckt :D
    Ich habe vor die Lüfter quer zu den Kühlprofilen einzubauen, bin aber schon dabei auf 140mm, wenn ich vernüftige bekomme 160mm, zu gehen.


    HellesLicht
    Danke das Du Dir so viel Mühe gemacht hast.
    Im Moment ist mein Aquarium noch im Süßwasserbetrieb. Ich möchte jedoch in der nächsten Zeit auf Meerwasser umstellen. Mein Aquarium ist 60cm tief, da brauch ich schon einiges an Licht.
    Den hohen Blauanteil hab ich eingebracht um eine hohe Farbtemperatur zu erzielen und ein bläuliches Licht zu bekommen. Die Cree XM-L sollen ein recht gelbliches Licht haben, was man gut mit Blau kompensieren kann. Zum Teil werden im MW Verhältnisse von Blau zu Weiß von 2:1 gefahren.
    Das habe ich alles gelesen, wenn ich irgendwo falsch liege korrigiert mich bitte.


    Ich hatte erst vor die blauen mit 700mA zu bestromen, hab mir aber dann gedacht, dass ich auch später über die Software drosseln kann.
    Meinst Du auch die XM-L2 mit 700mA zu bestromen?
    Die Bestromung später ändern ist nur noch mit größerem Aufwand (SMD löten) bei dem Bluetwiled-Controller möglich.


    Deine Rechnung muss ich mir morgen mal in Ruhe anschauen und gucken ob ich das für mein Projekt so nachvollziehen kann. :)


    Grüße
    Marc

    Hi,
    vielen Dank für den Link.
    Auf die blauen LEDs warte ich noch. Alle anderen sind schon da.
    Ich überlege gerade ob ich 7 blaue (ein kompletter Kanal) wegnehme und dafür warmweiße mit einenm hohen CRI nehme.


    Oder ich ich reduziere den Strom für die blauen XT-E auf 700mA, dann liege ich unter einem Verhältnis von 1:1, zumindest von den Watt (ca.78W:60W). Falls man das so betrachten kann :)


    Grüße
    Marc

    Zitat von slapshot


    Im Moment ist mein Aquarium noch im Süßwasserbetrieb. Ich möchte jedoch in der nächsten Zeit auf Meerwasser umstellen. Mein Aquarium ist 60cm tief, da brauch ich schon einiges an Licht.


    Interessante These. Klar, über dem Meer scheint ja auch eine andere Sonne als über dem Malawisee. :wacko:
    Ich würde mal sagen, wenn Deine Lichtleistung bereits die der Sonne übersteigt, für Deine Fläche, dann dürfte es egal sein über welches Becken die hängst. Mal abgesehen vom Farbspektrum.

    Zitat von benkly

    Interessante These. Klar, über dem Meer scheint ja auch eine andere Sonne als über dem Malawisee. :wacko:


    Das nicht, aber erstens besitzen Steinkorallen andere Lichtansprüche als Süßwasserpflanzen und zweitens besitzt Meerwasser eine andere Dämpfungscharakteristik als Süßwasser.


    Ein Süßwasseraquarium gilt mit 20 klx auf der Wasseroberfläche bereits als gut beleuchtet. Steinkorallen lachen sich darüber nur tot, für die dürfen's schon 40 bis 50 klx sein.


    Ich hab's mal grob überschlagen: Unter der Voraussetzung, daß alles LED-Licht auch die Wasseroberfläche ereicht, erzielt Marcs angedachte LED-Zusammenstellung eine Photonenflußdichte von rund 1600 µmol/s/m². Die Sonne kommt locker auf 2000 µmol/s/m².


    Was bleibt ist, daß das gewählte Verhältnis zu blaulastig ist.


    Edit: Tippfehler korrigiert...


    Grüße
    Robert

    Hi Robert,


    wie meinst Du sollte ein optimales Verhältnis ausehen? 30-40% Blau, wie aus dem Blog? Ich mag es schon etwas blaulastiger.
    Ich habe mich bei der Verteilung an Berichten mit Bildern aus div. Foren orientiert.
    1:1 ist ja schon Standart im Meerwasserbereich und wie schon geschrieben, haben viele sogar 2:1 um das Licht blaulastiger zu bekommen.


    Z.B. gefällt mir hier das blaulastigere Licht wesentlich besser, ist allerdings viel zu dunkel und zu schlecht ausgeleuchtet. Das Resultat nachdem er die Anzahl und den Strom der weißen LEDs erhöht hat, ist es zwar heller, gefällt mir aber vom Licht überhaupt nicht.


    Grüße
    Marc

    Zitat von Cossart

    Das nicht, aber erstens besitzen Steinkorallen andere Lichtansprüche als Süßwasserpflanzen und zweitens besitzt Meerwasser eine andere Dämpfungscharakteristik als Süßwasser.


    Wobei ich trotzdem nicht verstehe was der Lichtempfänger mit dem Lichtsender zu tun hat. Es hängt nunmal überall die gleiche Sonne am Himmel, entweder diese ist zu dunkel oder zu hell, dann ist diese aber für alles zu dunkel oder zu hell im gleichen Maß. Warum soll das bei einer anderen Lichtquelle anders sein? Entweder diese ist dann für beides zu schwach oder für beiden ausreichend bzw. zu stark. Aber die gleiche Lichtquelle kann nicht für das eine AQ zu stark sein bzw. zu schwach und für das andere nicht, gleiche größe des AQ vorausgesetzt. In der Natur funktioniert das ja auch, gleiche Sonne und in MW und SW alles ok.


    Das was manche hier schreiben hört sich an wie wenn Gott-2 den Gott-1 fragt wie man am besten eine Erde baut bzw. dessen Ideen zeigt und dann Gott-1 sagt: "Ohhhh, also für den Malawisee reicht die größe Deiner Sonne, aber für das Meerwasser wirds knapp". :wacko: :thumbup: :wacko:



    Zitat von Cossart


    Was bleibt ist, daß das gewählte Verhältnis zu blaulastig ist.


    Ich schrieb ja, "Mal abgesehen vom Farbspektrum". Bitte alles zitieren und nicht nur die Hälfte.



    Eigentlich dürfte das jedem einleuchten...


    Wenn ich einen Versuchsaufbau mache und damit eine Gegebenheit aus der Natur darstellen möchte, dann sollte ich mit meinem Aufbau zum gleichen Ergebnis kommen wie eben in der Natur auch.


    Ich nenne jetzt mal das Süßwasser Lichtempfänger-1 und das Meerwasser Lichtempfänger-2.


    Wenn ich nun mit meinem Versuchsaufbau zu dem Ergebnis komme, das meine eine Lichtquelle für Lichtempfänger-1 "gut" ist, aber für Lichtempfänger-2 "nicht gut" ist, dann passt mein Aufbau oder meine Berechnungstheorie nicht.
    DENN, in der Natur gibt es wie gesagt nur eine Lichtquelle am Himmel und zeigt bei beiden Quellen gleichermaßen das es "gut" ist. In der Natur ist diese Lichtquelle für beide Lichtempfänger gleichermaßen "gut" und nicht für den einen mehr oder weniger.

    Sicherlich, von der Theorie her hast Du recht. Aber die Sonnenenergie ist ja nicht überall gleich auf der Erde: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_land_area.png
    Wenn man sich jetzt mal die Standorte der Riffs anschaut, sieht man das die hauptsächlich dort liegen wo die meiste Sonnenenergie zur Verfügung steht.
    Dann kommt noch dazu, dass man z.B. im Amazonasgebiet, wo sehr viele Aquarienpflanzen herkommen, noch viel mehr Schatten hat als in einem Riff.


    Das ganze hat ja auch was mit dem Lichtbedarf von Korallen und Pflanzen zu tun. Warum sollte ich über meine Süsswasseraquarium 20k Lumen bauen wenn es doch schon 10k Lumen tun. Funktionieren würde es ja auch mit 20K, wahrscheinlich auch noch besser, bei entsprechend hohem Nährstoffverbrauch. Aber will man das? Jede Woche literweise Grünzeugs aus seinem Becken schneiden,massenweise Dünger und CO² einbringen?
    Korallen benötigen eben mehr Licht und ein etwas anderes Farbspektrum, das blaulastiger ist.
    Fakt ist, dass ein Meerwasseraquarium zwingend mehr Licht benötigt als ein Süsswasseraquarium, zumindest wenn Korallen gepflegt
    werden.


    Aber das ist alles zu OT. Wenn Du es nicht glaubst, kannst Du ja mal googlen......

    Zitat von slapshot


    Fakt ist, dass ein Meerwasseraquarium zwingend mehr Licht benötigt als ein Süsswasseraquarium, zumindest wenn Korallen gepflegt
    werden.


    Das zweifel ich auch gar nicht an. Ich habe mich nur auf die Aussage von "HellesLicht" gestützt der sagte das Du schon den Lichtmengenlevel einer Mittagssonne in den Tropen hast. Aber offensichtlich war dies doch nicht der Fall wie Cossart berechnet hat.


    Natürlich darf man mit bei den Korallen nicht die Lichtwerte annehmen die diese in der freien Natur zur Verfügung haben. Soweit ich weiß ist das Meer selber an den Korallenstellen ein wenig tiefer wie ein MW-AQ. ;)
    Ich denke so manche vergessen das und hauen da Unmengen an Licht rein...


    Aber zu Deiner Kühlung, es gibt da extra quadratisches Kühlkörperprofil. Innen mit vielen Lamellen und auf einen der Seiten wird ein Lüfter geschraubt. Die sind recht effektiv.

    Zitat

    Natürlich darf man mit bei den Korallen nicht die Lichtwerte annehmen
    die diese in der freien Natur zur Verfügung haben. Soweit ich weiß ist
    das Meer selber an den Korallenstellen ein wenig tiefer wie ein MW-AQ.
    ;)


    Ich denke so manche vergessen das und hauen da Unmengen an Licht rein...

    Dazu gibt es natürlich schon viele Erfahrungswerte und man weiß was im MW-AQ bei Korallenhaltung funktioniert und was nicht.


    Zitat

    Aber zu Deiner Kühlung, es gibt da extra quadratisches Kühlkörperprofil.
    Innen mit vielen Lamellen und auf einen der Seiten wird ein Lüfter
    geschraubt. Die sind recht effektiv.

    Ja, die hab ich schon irgendwo im Internet gesehen. Aber das sind doch vermutlich kleine Turbinen mit einen recht hohen Geräuschpegel. Ich kann mir auch vorstellen, dass diese Kühlkörper recht schwer sind.
    Für mich ist wichtig das alles ziemlich leicht wird, zumindest so leicht wie möglich ist. Wenn das Gewicht keine Beschränkung für mich wäre, würd ich sonst die LEDs direkt auf einen SK 479 in 400mm Länge bauen. Allerdings dürfte das Gewicht für den Klotz annähernd 8kg sein.

    Zitat von benkly

    Das zweifel ich auch gar nicht an. Ich habe mich nur auf die Aussage von "HellesLicht" gestützt der sagte das Du schon den Lichtmengenlevel einer Mittagssonne in den Tropen hast. Aber offensichtlich war dies doch nicht der Fall wie Cossart berechnet hat.

    Hallo,
    beide Aussagen sind so nicht ganz korrekt.
    Meine Aussage zum Intensität höher als Tropensonne bezog sich nur auf das blaue Licht, welches ja für Pflanzenwachstum relevant ist.
    Der Weißanteil mit der viel größeren Bandbreite ist insgesamt natürlich nicht so hoch.
    Und Cossart hat auch nix anderes gesagt. Auch er hat nur bestätigt, das zwar viel Licht benötigt wird,
    aber der Blauanteil etwas übertrieben ist.
    Gruß Helles Licht

    Hallo,


    also dann mal meine Frage an alle.


    Was haltet Ihr für sinnvoller?


    Grüße
    Marc

    Hi,
    da ich die Rechnung von HellesLicht bis zu einem gewissen Grad nachvollziehen kann, aber ich es nicht gebacken bekomme das auf mein Projekt umzulegen, noch mal eine konkrete Frage zur Kühlung.


    Ich habe den Lichtkasten mal zuende gezeichnet:
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/gehuse1cyin89zkro_thumb.jpg]
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/gehuse2jsgtdy6kmo_thumb.jpg]
    Fehlt nur noch der Deckel.


    Dann hab ich mal einen Schnitt gezeichnet, um den Weg der Kühlluft zu verdeutlichen:
    [Blockierte Grafik: http://img5.fotos-hochladen.net/thumbnail/schnittcgfoyz1e2i_thumb.jpg]


    Bei den blauen XT-E und den XM-L RGBW werde ich den Strom auf 700mA begenzen.
    Die Stärke der Alu-Platte, unter der sich die LEDs befinden, habe ich von 3mm auf 5mm erhöht


    Kann jemand "abschätzen" ob das gut funktioniert mit der Kühlung oder ob das garnicht hinhaut?


    Grüße
    Marc

    Zitat von slapshot


    Dazu gibt es natürlich schon viele Erfahrungswerte und man weiß was im MW-AQ bei Korallenhaltung funktioniert und was nicht.


    Was nicht heisst das diese Erfahrungswerte sinnvoll sind. Am besten ich verlege bei all meinen Hausinstallationen immer und überall 95mm² Leitung. Ob ich das brauche, egal, die Erfahrung wird zeigen das es funktioniert :wacko:
    Warum überträgst Du das nicht auch auf Deine Lampe? Bau nen Ölradiator an Deine LEDs, die sind recht leicht. Wenn da nen m³ Öl pro Sekunde durchpumpst dann wirds schon klappen und ein neuer "guter Erfahrungswert" wird geboren.


    Ist natürlich nicht ernst gemeint aber das konnt ich mir nicht verkneifen. Ich hatte bezüglich AQs und deren Beleuchtungen schon sehr viel Kontakt mit den unterschiedlichsten AQs. SW wie MW, dabei hab es auch im MW Bereich Leute die eben nicht so viel wie möglich Licht reinhauen wollten sondern tatsächlich versucht haben heraus zu finden nur so viel Licht wie nötig zu verwenden. Und teils waren die Ergebnisse echt erstaunlich.


    Und nein, diese Kühler die ich nannte sind keine "Turbinen" und die gibt es in absoluter Alu-Leichtbauweise. Aber die sind glaub doch nix für Dich weil die haben innen keine 5mm Kühllamellen sondern die dürften nur um die 1mm dick sein.
    Keine Ahnung wie Du auf die Idee kommst Deine 5mm Alu-Platte könne besser kühlen als ein eigens dafür erschaffener Kühlkörper.