SSIC - Tetraedrische Deckenleuchte

Ich hab mir gedacht: Es gibt so viele schöne geometrische Formen... Warum machen wir alles entweder rund oder rechteckig?

Mein Beitrag für den SSIC ist eine Lampe (wer hätte es gedacht *gg*), die mal extravagant sein soll.
Die einzelnen Z-LEDs werden als indirekte Beleuchtung die Decke im weiterem Umkreis anstrahlen, die Streifen dienen als direkte Beleuchtung unter der Lampe.

Aufgebaut ist das Ganze aus 2mm Aluminiumblech, mit einer provisorischen Biegebank gebogen und mit Hilfe einer Kreissäge geschnitten.
Auf die Abstandshalter soll dann noch Plexiglas SatinICE kommen um das ganze etwas zu kaschieren und natürlich die Blendwirkung zu vermindern.

Hier gibt es dann auch schon die ersten Bilder von der Herstellung:

Eine Übersicht über viele der verbauten Teile - und ein Stück Blech um zu zeigen, wo es alles her kam

Hierrauf kommen dann die HP-LEDs

Ein paar 6mm M2-Schräubchen und das Skelett des Tetraeders

Zusammengesetzt und teilweise mit Abstandshaltern versehen - ob ich die Kühlkörper später noch montiere weiß ich noch nicht - kommt auf die Wärmeentwicklung an
Hier sieht man auch schon, wie das Aluminium geschliffen wurde - die ehemals glänzende Oberfläche war einfach viel zu anfällig für Kratzer und hat auch einige abbekommen

Detailansicht des Innenlebens

Stehend auf den unteren Abstandshaltern

Eine Sicht auf die Unterseite

So sollte das Plexiglas dann mal aussehen, das die Lampe umhüllt - Die Stücke dazu habe ich mir von Peer Bartel/Acrylformen lasern lassen. Die Grundform dazu war ein gleichseitiges Dreieck mit 35cm Kantenlänge, bei dem eine Ecke um 50cm gekürzt wurde um oben Platz zu schaffen, damit Kabel und heiße Luft raus können.

Leider habe ich das Plexiglas selbst anfasen müssen (Acrylformen hatte kein passendes Werkzeug). also ich mich mal mit der großen Kreissäge vergnügt:

Mit sehr gutem Augenmaß wurde zuerst die hölzerne Führrungsschiene angepasst, danach das Plexiglas verspannt und anschließend mit 30° gesägt. Hat sehr schön funktioniert, das SatinIce ist ein guter Werkstoff - nur leider hatte sich die Form in meinem Kopf etwas verdreht und die gesägten 30° waren nicht richtig Und da die Säge nicht mehr als 45° kann (man könnte zwar von der anderen Seite kommen, aber da schlackert das Plastik und franst aus) musste eine andere Lösung her:

Also ab an die Arbeit und selbst eine Fräsevorrichtung gebaut:

Zum Glück brauchen wir in der Garage des Schwiegervaters immer mal wieder präzise Arbeiten, deswegen war der Großteil bereits vorhanden. Hier sieht man einen Fräser, der auf mehreren Gewindestangen und mit einem Hebel versehen, 3,5 Freiheitsgrade bekommen hat: x,y,z und (eine Drehrichtung). Wir haben unten eine Führungsschiene für das Plexiglas gebaut, damit es nicht wackeln kann und immer an der selben Stelle ist. Hierdurch kann man die Scheibe schieben und so relativ präzise fräsen.

Hier gibt es einen kleinen Versuch mit einigen Reststücken die noch von irgendwo übrig waren (leider billigstes Acrylglas, deswegen sind die Schäden vom Sägen und Fräsen hier relativ große - beim SatinICE sind die Kanten nahezu perfekt geworden und nicht gesprungen) - und hier ist auch der Punkt, an dem mich die Realität eingeholt hat -> Auch wenn die Projektion des Tetraeders 60°-Winkel hat, dann ist der Winkel leider nicht senkrecht auf der Kante. Also hat der schöne Versuch gar nicht zum gebrauchten Winkel gepasst -> Wir mussten mit 72° nochmal nach bessern, damit auch die Schräge der Kanten mit ein bezogen war.

Jetzt konnten wir dann so langsam auch die Form mit gefrästen Kanten zusammenlegen und anschließend verkleben.

Dazu wurden, wie man schon am Bild des Klebeversuchs sieht, die Stücke mit der Spitze aneinander gelegt, mit Isolierband fixiert und dann kam etwas Acrifix in die Fuge. Danach zusammenklappen, rundherum fixieren und unter UV-Licht aushärten.
Bis dahin war leider doch mehr Zeit verstrichen als gedacht und die Sonne war gerade unter gegangen - also habe ich eben die Leuchtstoffröhre über Nacht brennen gelassen. Hat auch funktioniert

Und weiter gehts im Text

Der letzte Stand war ja: Plexiglas ist fertig, LEDs sind auf dem Aluminium verklebt und ohne Plexiglas wird das Alu gut handwarm.

Natürlich habe ich mir auch ein paar Gedanken zur Strombegrenzung machen müssen... Zuerst habe ich gedacht: Ich verbaue eine KSQ für die Z-LEDs und lasse das ganze Gebilde auf 24V laufen. Aber dann habe ich mich an die Konstantstromfähigkeit des Netzteils erinnert und bin umgeschwenkt: Warum soll ich die ganze Spannung verheizen? Wäre doch gut, wenn das Netzteil das alles regeln kann. Geht nur leider nicht - die 6 Z-LEDs haben bei 500mA nur etwa 18V, wohingegen die Streifen für ihre 100mA knapp über 19V brauchen... Also bin ich zum Conrad gestapft und habe sage und schreibe 91ct gezahlt für einen 2,7 Ohm-5W-Widerstand. Der erhöht jetzt die Spannung der Z-LEDs auf 19,8V (kalt) bzw 19,5V (Betriebstemperatur), was sie wunderbar über die Spannung der Streifen anhebt und damit in den vollen Regelbereich des Netzteils.

Also kam der nächste Test: Plexiglas oben drauf, alles so dicht machen wie es später sein wird, 2h laufen lassen und dann die Temperatur prüfen - heiß! Ich würde mal auf ~60° am Aluminium und einiges mehr am Widerstand tippen...
Der Widerstand war offensichtlich so heiß, dass er bei den paar Drähtchen die ihn berührt haben, sogar die Isolierung weg geschmolzen hat - sieht man auf dem nächsten Bild etwas (die schwarzen Drähte).

Also musste ich eben doch mal meine vorbereiteten Kühlkörper rauskramen und anbringen:

Die Kühlfläche schön mit Arctic Silver (das mit Aluminium statt Silber - das langt hier) Wärmeleitkleber eingestrichen und mit Schraubzwingen fixiert, bis es fest geworden ist.

Ein paar Vergleichsbilder von vorher - nachher:

Und nochmal eines, wie das frei hängend aussieht:

Der erneute Test mit Plexiglasabdeckung: Temperatur am Alu auf ~50° abgesunken, Widerstand natürlich nicht kälter geworden. Ich habe mich aber bewusst dagegen entschieden, ihn an das Aluminium an zu binden und lieber die Kabel mit temperaturfestem Schrumpfschlauch gesichert - der Widerstand hält die Temperatur aus, die zusätzliche Wärme gibt etwas Konvektion und ich will das Aluminium nicht noch wärmer machen.

Jetzt ist euch sicherlich aufgefallen, dass das zwar alles schön und gut ist - aber da nirgendwo Platz ist für das Netzteil... Die Lösung dafür:

Das Gebilde kommt als Kasten an die Decke. Leider habe ich vergessen den unteren Deckel zu photographieren - kommt aber noch
Ein paar gebogene Alu-Winkel und ein gebogenes Blech (die Biege"bank" habe ich ja schon erwähnt) machen hier eine gute Figur. Die beiden großen Löcher sind (entweder - oder) später für die 230V Versorgung gedacht (man beachte die Erdungsschraube Richtig nach Vorschrift und nicht mit Heißkleb @Chinesen ^^) und das Loch mit Zugentlastung ist in dem (bisher nicht bebilderten) Deckel - bzw bisher noch ohne Zugentlastung, da hat die Kruschtelkiste nur ein ekliges grau her gegeben - hier will ich was glänzendes.

Ein paar Bilder vom Leuchtkörper: (Natürlich sind die "Leuchtformen" in der Realität bei weitem nicht so prominent - man sieht aber die beiden einzelnen LEDs pro Seite doch noch - etwas weniger deutlich als beim zweiten Bild. Das Dreieck auf dem 4. Bild ist aber kaum zu erkennen)

Der Rand (am deutlichsten auf den Bildern 3 und 6 zu erkennen) ist natürlich Absicht und dient dazu, Luft zur Kühlung hinein zu lassen - das kann dann oben wieder ausströmen.

Ein Blick auf die Oberseite

Hier gibt's die Unterseite mit dem schönen Dreieck.

Nochmal ein Blick auf die Ecke (die Lampe liegt auf der Seite, die linke Seite ist eigentlich der Boden)

Ein Bild aus dem inneren der Lampe, aufgenommen durch das obere Loch, einmal ohne und einmal mit Licht/Strom.

Als Schrauben habe ich mir extra Polyamid-Schrauben besorgt - die sind zwar nicht ganz leicht zu spannen, haben aber eine sehr ähnliche Farbe zum Plexiglas.

An dieser Stelle noch ein großes Dankeschön an @Zeltinger70 ! Er hat mir freundlicherweise seine Streifen abgetreten, wodurch ich 3 davon verbauen konnte und mir keine Notlösung mit nur zwei überlegen musste!

Der Netzteilkasten hängt an der Decke (Das Teil was photographiert ist, ist an der Decke, von Unten kommt nen Deckel "auf" den Kasten - der ist fertig liegt aber noch beim Schwiegervater in der Werkstadt^^) - da kommt das Kabel raus und 20cm tiefer (oder so, genau kommt das auf die Deckenhöhe an) hängt dann die Leuchte.

Mich darf man gerne kritisieren Ich glaube in der Regel steigt dadurch die Qualität

Du hast ja noch... hm... 11 Tage Zeit *gg*

Die Oberfläche des Netzteilgehäuses musste noch etwas bearbeitet werden - vieeeel zu viele Kratzer durch die Handhabung während der Herstellung
Zuerst mit einem Schwingschleifer mit 240er Körnung alle groben Kratzer rausgeschliffen, danach mit 400er Körnung das endgültige matte Design fabriziert:

Hier sieht man jetzt auch mal die spätere Sicht-Seite. Die Außenseiten wurden dann mit Klarlack geschützt, denn dieses Aluminium ist schrecklich - das bekommt vom Anschauen schon fast Fingerabdrücke
Wer genau hinsieht, findet im linken Gehäuseteil, rechts unten ein Loch - das zerstört zwar die schöne Symmetrie, aber ich habe hier einen Poti eingebaut um die Lampe dimmen zu können. Im nächsten Bild (die Montageplatte ist bereits an der Decke verbaut, testweise über dem Esstisch meiner Schwiegereltern) sieht man das dann auch schön:

Verwendet wurde ein logarithmisches 1 Megaohm-Poti, mit einem 47kOhm Widerstand in Reihe. Den 47k Widerstand braucht es, damit die Lampe in ihrem Regelbereich bis 15V bleibt, das 1M-Poti weil die Lampe im ungedimmten Modus offene Klemmen erwartet. Die Lösung ist nicht ganz ideal, aber ich würde sagen, sie ermöglicht eine Dimmung von ~5-98%, was absolut in Ordnung ist, denn auch mit den 98% ist das gute Stück nicht zu dunkel. (Im Vergleich: Bei offenen Klemmen liegen an der Lampe 19,8V an, beim "offenen" Poti (1047k Ohm) sind es noch 19,65V - den Strom habe ich nicht gemessen)

Fehlen noch zwei Bilder im montierten Zustand, das erste gibt relativ gut wieder, wie stark die Lichthöfe/Augen der HP-LEDs sind, das zweite gibt mal einen Überblick über die Beleuchtung, Umgebung etc.

Grade fällt mir auf, dass ich gar kein Bild vom montierten Deckel inkl. Zugentlastung gemacht habe... Naja, das liefere ich vielleicht morgen noch nach, die Lampe ist ja fertig

Der "Fräsapparatus" (*gg*) ist eine Holzplatte, gelagert auf zwei Gewindestangen zum Verstellen in x/y-Richtung. Die Oberfräse, die eingespannt ist, kann man mit einem Hebel in der Höhe verstellen und um eine Achse drehen
Diese Dinge sind dort immer fest installiert, weil sie für alles nötig sind. Für unseren Fall des Plexiglases wurde noch eine Führungsschiene auf die Holzplatte geschraubt, damit das Plexiglas nicht flattert - dort kann man es einfach durchschieben und von oben wurde dann die Oberfräse eingetaucht soweit es nötig war und mit der Unterseite eines Fingerfräsers bearbeitet.

Wegen Video kann ich nachher mal schauen.

Das mit den Winkeln ging eigentlich sogar besser als gedacht Für den Winkel selbst hatten wir einen Anschlag gebaut und so mussten wir dann im Endeffekt nur beheben, was wir krumm eingelegt hatten

Ohne Plexiglas würde es leider sehr stark blenden - immerhin bekommen die HP-LEDs nen halbes Ampere Strom ab... Aber ja, das hatte ich mir auch kurz überlegt - sehr kurz

Mit einem Video ist es leider nichts mehr geworden, der Freitag war irgendwie viel schneller da als gedacht (Und ich habe keine Erfahrung im Videoschnitt und wollte dann doch keine unbearbeitete 200mb mp4-Datei hochladen ^^)
Aber ich habe noch ein Bild von der Zugentlastung machen können, inkl sichtbarem Poti

Verwendet habe ich das ganz normale WH10 DC (SatinICE) mit 67% Transmission - das ist auch gleichzeitig der bei weitem günstigste Shop den ich dafür gefunden habe.