Tagfahrlicht 21W Glühobst durch LED´s erstezen - nur wie?

  • Hallo zusammen!
    Ich fahre einen Audi A3 Sportback Bj.2006. Dieses Fahrzeug hat als Tagfahrlicht eigene Leuchten mit 21W Glühobst mit Sockel BA15S (so wie die Blinker oder Bremslichtbirnen). Diese Lampen vom TFL würde ich gerne dur LED´s ersetzen, ich habe allerdings keine Ahnung wie ich das machen sollte.
    Es gibt diverse fertige LED-Leuchtmittel von verschiedenen Herstellern, allerdings kommen die Erfahrungsgemäß nicht an die Helligkeit von den Originalbirnen heran. Und hier liegt auch das Problem, eine solche Glühlampe mit 21W erzeugt ca. 150 bis 200 Lumen an Licht. Die fertigen LED-Lechtmittel haben durchwegs alle 3 bzw. 5mm Led´s. Klar, wenn genügend solcher LED´s voranden sind wird´s auch hell, aber leider auch ziemlich warm - was wiederum auf die Lebensdauer geht. Ich habe versuchsweise auch schon selbst was gebastelt mit 12 Stück 3-Chip Superflux, allerdings ist die Helligkeit noch immer nicht zufriedenstellend, und auch die verarbeitung von den Teilen ist nicht gerade einfach, wenn man will dass man auf den ersten Blick nicht sieht, dass da Led´s verbaut sind. Die Ausleuchtung des Reflektors muss auch gegeben sein, das heißt das LED-Leuchtmittel muss auch zur Seite abstrahlen. Habe Versuchsweise auch schon eine Cree Q5 in den Reflektor gehalten, doch der Abstrahlwinklel scheint zu klein zu sein, denn der Reflekor wird nicht wirklich ausgeleuchtet. Die Kühlung von Power-Led´s ist auch ein weiteres Problem, denn im Scheinwerfer innen zu kühlen ist denke ich schwer.


    Wenn jemand eine Idee hat, wie man das am besten realisieren könnte (im Prinzip egal ob Selbstbau oder Fertigprodukt), dann sagt es mir bitte. Mit Elektronik kenn ich mich aus, es geht hier eher um die Umsetzung.


    Die Lampenkontrolle, die bei weniger Stromaufnahme ansprechen würde, stellt z.Zt. kein Problem dar, die kann ich überlisten (Nein, nicht mit Leistungswiderständen).


    Viele Grüße, in der Hoffnung auf Ideen
    Erwin


    PS: das ist kein S3, ist nur die Front vom S3 montiert ;)


  • Die Lampenkontrolle, die bei weniger Stromaufnahme ansprechen würde, stellt z.Zt. kein Problem dar, die kann ich überlisten (Nein, nicht mit Leistungswiderständen).

    Wie dann ? Geht das beim A3 über Software ?



    Ich würds mal mit ner Rebel versuchen. Die hat nen recht großen Abstrahlwinkel. Das Problem mit der Kühlung haste leider eigentlich immer.
    Mit normalen LEDs bekommste die Leistung einfahc nicht und viele 3 oder 4 Chip SF werden auch sehr warm.

  • Danke erstmal für die Antwort.
    Ja, Rebel wäre ein Versuch, doch es bleibt das Problem mit der Kühlung, wie soll die Wärme von der LED, die zwangsläufig im Reflektor sitzen muss, durch die original Lampenöffnung nach außen abgeführt werden? Das ganze soll, wenn möglich auch rückbaufähig bleiben, das heißt die LED sollte an einen BA15S Lampensockel gelötet werden, der dann in der original Fassung sitzt.


    Das mit der Lampenüberwachung hat mir lange Zeit zu denken gegeben, denn Leistungswiderstände, die die restliche Leistung verbraten, werden sehr, sehr heiß und es bestünde somit Brandgefahr.


    In einem Autoforum (motor-talk.de) bin ich dann dank eines Users auf die Idee gekommen, dass man das TFL per Software (Steuergeräteanpassung mit PC) dimmen kann. Das ganze funktioniert per PWM (Pulsweitenmodulation) mit 100Hz. Ich hab dann überlegt und bin auf die Idee gekommen dass man parallel zur LED-Birne einen Elko schalten könnte, und per Software das ganze dimmen könnte. Somit wird zwar die Helligkeit nicht wirklich verändert, da der Kondensator immer voll aufgeladen wird und in der AUS-Zeit seine Ladung teilweise wieder abgibt, und somit fließt in der Zeit wo Spannung anliegt ein höherer Strom, der dem Steuergerät sagt "Lampe OK". Ich hab das mit einer LED-Birne versucht (eine Rote von LED1.de, hätte ich mal fürs Rücklicht gekauft, war aber zu dunkel). Die LED-Lampe zieht bei 12V ca. 200mA. Das Steuergerät braucht aber ca. 1,5A damit keine Fehlermeldung kommt. Ich habe es tatsächlich geschafft mit einem 4700uF Elko und 10% Dimmung, die Fehlermeldung zu unterbinden. Die Spannung an der LED-Lampe war 11,8V DC, also praktisch kein Hellligkeitsverlust trotz Dimmung auf 10%.


    Jetzt hoffe ich mal, dass noch jemandem eine Lösung für die LED´s einfällt!


    Grüße
    Erwin

  • Ich würd mit ner Headpipe versuchen die Wärme vom Scheinwerfer nach hinten raus zubekommen.
    Im Motorraum haste dann normal genug Platz fürn Passivkühler(kommt ans andere Ender der HP).


    Ne andere Möglichkeit effektiv und ohne große Arbeiten die Hitze wegzubekommen, fällt mir nicht ein und ich hab mir da auch schon oft Gedanken gemacht.

  • Ja, Heatpipe wäre ne möglichkeit, doch von wo bekommt man sowas. Ich kenn das nur von Prozessorkühlern, aber da sind die Teile ja im KK inkludiert. Oder meinst du nur ein Stück Kupfer das nach hinten raus geht und an einen KK geschraubt wird, weiß aber nicht ob da die Wärme so gut abgeleitet wird, in Heatpipes ist ja ne Flüssigkeit drin, oder?
    Ja, im Motorraum wäre genug platzt für nen passiven Kühlkörper.


    Was kann man eigentlich von dieser neuen COB (Chip on Board) Technik halten, an und für sich gefällt mir das ganz gut, bis auf das, das der Wirkungsgrad nicht immer der beste ist. Kühlen wird man die Teile ja trotzdem müssen?


    Wenn ich es doch mit Superflux versuchen würde, was wäre besser, 3-Chip SF oder diese 1-Chip Varianten die man mit 70mA betreiben kann? Für meine Innenbeleuchtung hab ich die 3-Chip SF von LED1.de verwendet, hatte bis jetzt noch nie Probleme damit.
    Hauptsächlich kommt es mir auf die Lichtausbeute an, doch leider stehen bei led-tech immer nur die MCD Werte dabei, von denen ich nicht sehr viel halte. Es soll halt möglichst hell bei geringer Wärmeentwicklung werden.


    Gruß
    Erwin

  • Danke erstmal für die Antwort.
    Ja, Rebel wäre ein Versuch, doch es bleibt das Problem mit der Kühlung, wie soll die Wärme von der LED, die zwangsläufig im Reflektor sitzen muss, durch die original Lampenöffnung nach außen abgeführt werden? Das ganze soll, wenn möglich auch rückbaufähig bleiben, das heißt die LED sollte an einen BA15S Lampensockel gelötet werden, der dann in der original Fassung sitzt.
    [...]
    Jetzt hoffe ich mal, dass noch jemandem eine Lösung für die LED´s einfällt!


    Grüße
    Erwin


    Das Wärmeproblem lässt sich evtl. dadurch erheblich vereinfachen, wenn man die LEDs weit unterhalb der Spezifikation betreibt.
    Eine Rebell (o.ä.) produziert bei "Minderstrom" auch sehr viel weniger Wärme, die weg muss. Darüber hinaus liegt das Optimum (in lm/W) oftmals weit unter der (maximalen) Spezifikation (max. Strom).
    Ggf. muss der dadurch entstehende Lichtverlust durch den Einbau mehrerer LEDs kompensiert werden.


    Ein solcher Betrieb bietet noch weitere Vorteile:
    - Bautechnisch wenig aufwändig, dadurch wesentlich leichter in die gewünschte Bauform zu integrieren
    - Auch im Sommer unproblematisch (-> Hohe Temperaturen bringen erhebliche Kühlprobleme mit sich !)
    - Längere Haltbarkeit der LEDs
    - Evtl. sogar einfacher Betrieb mit Vorwiderständen (und minimaler Schutzschaltung) möglich, da genug "Luft" nach oben ist. Die von dir erwähnte Vorschaltung beinhaltet ja bereits einen ersten Überspannungsschutz (Spikes) durch den Elko.

  • Das Wärmeproblem lässt sich evtl. dadurch erheblich vereinfachen, wenn man die LEDs weit unterhalb der Spezifikation betreibt.


    Auf dieser Idee basiert mein folgender Vorschlag.


    Wenn man eine High-Power LED bei geringen Strömen betreibt, ergibt sich eine ungeahnte Effizienz:
    http://www.candlepowerforums.c…p?p=2170040&postcount=141


    Wenn man sich mal die zweite Kennlinie betrachtet, hat eine Q5 eine Effizienz von über 110 lm/Watt,
    bei Strömen von etwa 20 - 100mA.


    Das hat auch zur Folge, dass die Eingangsleistung überproportional in Licht umgesetzt wird, statt in Wärme.


    Ich habe mal eine Q5 (wohlgemerkt reiner Emitter!) mit 100 mA bestromt und siehe da, man konnte sie
    noch gut mit den Fingern anfassen, geschätzt 40 - 45°C und das bei recht ordentlicher Lichtabgabe!!


    Wenn man nun 6 Stck von denen im Sechseck anordnet (zur Seite leuchtend) und jeweils 3 über 60 - 90 Ohm
    an 12V anschliesst, liegt man so bei 60 - 80mA und die Dinger sollten kaum warm werden.
    Die Lichtabgabe wird dann etwa 120 - 160 lm sein, allerdings komplett in Richtung Reflektor. Könnte passen.


    Weiterer Vorteil diese Geschichte: Spannungsspitzen von z.B. 160V ergeben hierbei einen LED-Strom
    von 1,5A -> das können die bequem ab. Braucht man wahrscheinlich keine zusätzliche Schutzbeschaltung.


    Riesennachteil: die Kosten.
    Selbst wenn man die im Daytrade für 4,50 € bekommt (hatte ich schon mal), sind das bei 6 Stck immerhin 27€


    Weiterhin zu bedenken: Bei rotem oder gelbem Glas geht sehr viel Licht verloren, wenn man weisse LED nimmt.
    Besser wären wahrscheinlich andere High Power LED als die Q5, etwa Cree/Seoul/Rebel in rot bzw. bernstein.
    Andererseits haben die z.Teil erheblich weniger an lm/Watt. Also doch lieber Cree Q5 / R2 ? ?(

  • OK, danke für die Ideen. Ich denke aber ich werde mir die Arbeit für die Kühlung der Power-LED´s nicht machen.
    Ich habe jetzt die Samsung 3-Chip SMD Led´s entdeckt und die sind laut Datenblatt recht vielversprechend! Hat schon jemand Erfahrungen mit diesen LED´s? Kann man die ohne Kühlung mit 60mA (also 20mA pro Chip) betreiben und werden sie dabei heiß? Wie ist die Farbtemperatur, ich will keinen Grünstich oder sowas? Ich hätte mir ca. 15 Stk. pro Scheinwerfer vorgestellt. Zwei Reihen mit je 6 Stück im Kreis nach außen leuchtend angeordnet und 3 Stk. nach vorne leuchtend. Würde dann auf min. 200 Lumen kommen, da könnte ich ggf. sogar den Strom noch weiter reduzieren bzw. 2 LED´s weniger pro Scheinwerfer verbauen.
    Eventuell könnte ich die LED´s sogar auf ein Alu- oder Kupferrohr kleben, damit eventuelle Wärme gleichmäßig verteilt wird.


    BerndK
    ich habe nicht vor, das Rücklicht oder Blinker mit den Lampen zu bestücken, also die Farbfilterverluste sind kein Thema!


    Grüße
    Erwin


  • Es ging ja gerade bei der Power-LEDs um das Thema "Nichtkühlung" bei Betrieb unter spezifiziertem Normalstrom. Dann werden diese (noch) nicht warm, bringen jedoch eine große Helligkeit.
    Diese werden mit den 20mA-LEDs kaum erreicht werden können.
    Und bei entsprechender Menge kann es dann auch mit diesen LEDs wiederum Probleme mit der Kühlung geben (denn auch in diesem Fall macht es die Masse ...).


    Und prinzipiell zum Wärmemanagement:
    - Ein Kühlkörper transportiert die Wärme von der LED weg. Wenn der Kühlkörper selbst jedoch nicht gekühlt wird (z.B. in einem geschlossenen Scheinwerfergehäuse), dann wird auch der Kühlkörper ganz schnell warm und dann hat das Kühlen ein Ende. Es hilft also nur sehr bedingt, die LEDs in einem solchen Falls auf ein KK zu kleben :(
    Es ist immer darauf zu achten, dass die produzierte Wärme aus der Leuchte weg kann/kommt.

  • Die Samsung sind sehr geil. Hier ich beleuchte mit 2 Stück mein Kennzeichen :thumbup:
    Auch sehr schönes weiß.


    [Blockierte Grafik: http://img218.imagevenue.com/loc373/th_47648_SN855047_122_373lo.JPG]



    Alle schön in Reihe dann werden die nicht mal handwarm.

  • Hallo Larkin!
    Auf eine solche Antwort wie auf deine habe ich gewartet! Wenn das wirklich nur 2 Stk. von den 3-Chip SMD sind, wäre das ja ziemlich hell. Mit welchem Strom werden die in deinem Fall denn betrieben?
    Ich habe für meine Kennzeichenbeleuchtung insgesamt 6 Stk. 3-Chip Superflux (auf 2 Leuchten verteilt), welche allerdings nicht mit vollem Strom betrieben werden, da es sonst zu hell wäre (war am Anfang der Fall).


    Ich denke ich werde mir die Samsung mal bestellen, und vor dem Endgültigen Bau die LED´s auf Helligkeit und Temperaturentwicklung testen. Ggf. muss ich die Konfiguration noch ändern.


    Vielen Dank bis jetzt für die Tipps!
    Werde das Ergebnis, falls es was wird, auf jeden Fall posten.


    Grüße
    Erwin

  • Aha ok!


    Weiß jemand wie man ein Aluminiumrohr außen (rundherum) (länge = ca. 30mm, außendurchmesser = 20mm) elektrisch isolieren könnte, so dass trotzdem die Wärme noch durchgeht?
    Grund: ich will die SMD-Led´s außen auf das Rohr befestigen (kleben), aber die Anschlüsse sind ja nach unten nicht isoliert, also würd mit großer Wahrscheinlichkeit ein Kurzschluss entstehen.
    Eloxieren wäre eine Möglichkeit, doch es ist relativ aufwendig und die Oxydschicht ist nicht unbedingt ein perfekter Isolator, wenn was abgekratzt wird, ist alles umsonst.
    Wenn´s nicht geht, muss ich zur Not die Led´s vorher auf Erwärmung testen, und wenn´s noch im Rahmen ist, nehm ich ein PVC-Rohr (Installationsrohr).


    Ich weiß dass das Alurohr nicht sehr viel helfen wird, aber besser als gar nichts ist es bestimmt, alleine schon weil bei Kurzzeitbetrieb das Aluminium Wärme aufnehmen kann.


    Grüße
    Erwin