Beiträge von BerndK

    Das Kabel was nach unten geht ist nur der Netzstecker dran, dass was nach oben zeigt geht zum Schlauch.

    Sehr gefährlicher China-Mist. Keine Potentialtrennung vom Stromnetz zum Schlauch. Für mich ein NoGo.

    Wehe, da gibt es irgendwo eine Undichtigkeit oder Beschädigung, vielleicht noch in Verbindung mit Wasser.

    Bei Berührung dieser Stelle ist ein Stromschlag garantiert. Kann man mit Glück überleben.

    Ich werde mit den technischen Daten von LED-TECH nicht glücklich.


    1. Samsung gibt für die LM301B bei den "Electro-optical Characteristics" 65mA für diese LED an.

    Das sehe ich als empfohlenen Design-Wert an, um einen guten Kompromiss 'Kosten/Output/Kühlaufwand/Lebensdauer' zu erreichen.

    Bei dem Alustreifen mit 98x haben wir es mit 7s14p zu tun. 65mA * 14 wäre 910mA. Das würde ich als "typ" ansehen.

    Nicht so LED-TECH. Hier wird 1400mA als "typ" angesehen. Also 100mA pro LED. Warum?


    2. Als "max" finden wir bei LED-TECH die Angabe "2800mA"

    Das ist - bezogen auf eine einzelne LED - 2800 / 14 = 200mA.

    Oje. Das ist im Samsung Datenblatt als "Absolute Maximum Rating" ausgewiesen.

    Also bei Sperrschicht-Temperatur 25°C und somit immensem Kühlaufwand und stark verringerter Lebensdauer. NoGo.


    3. Der von LedLucas genannte Wert von 2000mA liegt schon zu 71% am "Absolute Maximum Rating"

    Wenn dann die Kühlung nur durchschnittlich ist, kann man den Ausfall leicht nachvollziehen.

    Oje, da sehe ich aber einige böse Ratschläge, von wegen "parallel anschließen" oder "einzeln testen".


    Richtig ist: Alle 4 Platten in Reihe schalten. Ergibt eine Vorwärtsspannung von 4x32,18V = 128,72V.

    Denn das ELG-100-C700AB-3Y liefert 700mA in einem Spannungsbereich von 71 - 143V.

    Das passt für 3 oder 4 Platten in Reihe, aber keinesfalls für 1 oder 2 Platten. Und schon gar nicht parallel.

    Dann schauen wir uns erst mal an, was Samsung in seinem Data_Sheet angibt.


    Typische Werte: If=65mA, Vf=2,75V, P=0,179W, Flux=38lm ergibt 212lm/W


    Jetzt werden die LM301B in den von lax321 genannten Platinen mit 100mA je LED (typ.) betrieben.

    Also ist umrechnen/interpolieren angesagt.


    Neue Werte: If=100mA, Vf=2,825V, P=0,2825W, Flux=57lm ergibt 201lm/W


    Für die große Platine mit 98x LM301B findet man für 1400mA (=100mA/LED) 200,77lm/W. Passt genau

    Für die kleine Platine mit 21x LM301B findet man für 700mA (=100mA/LED) 223,95lm/W. Passt nicht. Müsste auch 200,77 sein.


    Traue keiner Tabelle, die du nicht selbst erstellt hast;)

    Die Lebensdauer einer LED ergibt sich - vereinfacht gesagt - aus der Kombination

    der beiden Faktoren Chiptemperatur Tj und Betriebsstrom I.


    Ob 300mA oder 350mA spielt erst mal keine Rolle. Denn Cree gibt für die MX-6

    einen Maximalstrom von 1000mA an. Also rd. 4Watt, die abgeführt werden müssen.


    Der Haken: Tj darf hierbei max. 25°C haben. Das geht nur mit einem unrealistisch

    hohen Kühlaufwand, da die Heatsink Fläche unter der MX-6 auf <= 5°C gekühlt

    werden muss. (Thermal resistance junction to solder point ist mit 5°C/W angegeben)


    In der Praxis wird man die Wärme am Heatsink durch Vias auf die Rückseite der

    Platine leiten und dort durch eine möglichst große Oberfläche an die Luft abgeben.

    ( Datasheet Cree MX-6 Seite 22 „Recommended FR4 Solder Pad“ mit 14 Vias)


    Tj sollte hierbei <= 85°C betragen, das ist laut Cree ein empfohlener Designwert.

    Bei richtiger Auslegung der Kühlung sind durchaus mehr als 350mA =1,2W drin.


    Ohne Kühlung wird schätzungsweise ein Strom von 50-60mA möglich sein,

    wie es bei den meisten 5050 LEDs ohne Heatsink üblich ist..

    Es müssen diese 5x5mm Led´s sein!

    Kann mir einer weiter helfen!

    Halte ich für ziemlich aussichtslos, genau diese zu finden.

    Es handelt sich meistens um kundenspezifisch gefertigte LEDs, die dann nicht frei vertrieben werden.


    Von den genannten Daten her könnte die CREE-MX6 am ehesten zu passen.

    Ok, Farbtemperatur ist nur mit 6500K angegeben. Wird man aber kaum sehen.

    33.000 Lumen. Viel zu hell. Und mit 165W auch ein hoher Stromverbrauch.
    Und wenn es günstiger als ~150 Euro geht, wäre auch kein Fehler. Es müssen ja keine sehr hellen LEDs sein. Schwach aber sparsam.

    LEDs lassen sich (fast) beliebig unterbestromen. Bis man im µA Bereich nur noch ein Glimmen erkennt.

    Am besten mit einem Labornetzteil den Strom so einstellen, dass die gewünschte Helligkeit erreicht wird.

    Und dann eine passende KSQ mit dem so ermittelten Strom bestellen.

    Netter Nebeneffekt: Wärmeprobleme gehen gegen Null und die Lebensdauer steigt signifikant.


    Übrigens: Die effizientesten mir bekannten LEDs sind die Samsung-LM301H-ONE

    https://www.led-tech.de/de/50c…-3500k-und-Steckerbuchsen

    Bei 350mA sind es 232 lm/W. Bei weiterer Unterbestromung sind sicherlich mehr als 240 lm/W erreichbar.

    Klar, mit dem erforderlichen Treiber (KSQ) wird sich letztlich die Gesamteffizienz reduzieren.

    Die Leuchtdichte des Emitters ist zwar bei der Ostar offenbar noch größer als bei der Oslon SSL 80, aber dafür hast Du nen größeren Abstrahlwinkel. Schätze mal Faktor 2 Verbesserung wird maximal übrig bleiben, vielleicht auch nur 1.5.

    Davon bin ich nicht überzeugt. Es sollte deutlich mehr sein.

    Vergleichen wir die Oslon mal mit dem Link Ostar , beide 617 nm, Ostar Preisklasse 6€


    Oslon:

    Typ. 2,2V * 0,35A = 0,77W -> 80Lm

    Max. 2,75V * 1A = 2,75W -> 200Lm

    Lichtaustritt: 2,15mmØ = 3,63mm²


    Ostar:

    Typ. 2,2V * 1,4A = 3W -> 220Lm

    Max. 2,85V * 5A = 14W -> 715Lm

    Lichtaustritt: 1,5*1,2mm = 1.8mm²


    14W Wärme bei Dauerbetrieb abzuführen, ist sportlich. Da kommen WaKü oder Heatpipe in Betracht.

    Bei einem DutyCycle von 1% sieht das schon viel freundlicher aus. Da verträgt die Ostar sogar 6A Bestromung.


    Was noch auffällt:

    Die deutlich kleinere Lichtaustrittsfläche der Ostar.

    Das macht es leichter, mit einer Kollimator Linse trotz 120° Abstrahlung den Output in einen parallelen Strahlengang zu verwandeln.

    Ich dachte die LEDs Adressiert der Controller ?

    Nicht ganz; im Telegramm gibt es keinerlei Adresse und die LEDs haben auch keine Adresse.

    Das Ganze funktioniert nämlich nach dem Daisy-Chain Prinzip.


    Die erste LED schneidet vom Telegramm 24 Bit für sich selbst ab und gibt den Rest an die 2. LED weiter.

    Die zweite LED schneidet vom Telegramm 24 Bit für sich selbst ab und gibt den Rest an die 3. LED weiter. usw.

    Bild

    Die lfd. Reihenfolge im Telegramm bestimmt also, welche LED nun gemeint ist und leuchten soll.


    Nehmen wir mal deine Situation mit Stripe 1 (100LED) und Dout an Din vom 2. Stripe(100LED).

    Wird ein Telegramm für 4 LEDs gesendet, ist es nach der 4. LED fertig abgeschnitten und endet dort.

    Somit ist es definitiv nicht möglich, dass das Telegramm weiter geht an den 2. Stripe gelangt.

    (Es sei denn, es gibt eine heimliche Leitung, die den Eingang Stripe1 auch auf den Eingang Stripe2 führt)


    Wenn du sagst, dass vom 2. Stripe ebenfalls 4 LEDs leuchten, ist das nur möglich, wenn das Telegramm

    für 104 LEDs generiert wurde und die LEDs Nr.5....Nr.100 dunkelgeschaltet sind. Anders geht es nicht.

    Moin

    Kann man in so einer Kette die LED einzeln adressieren? Wenn ja, woher will so eine Kette wissen das ihre LED1, LED2, ... gemeint ist? Oder werden die Daten einfach durch getaktet? (Schieberegister).

    Ein Controller, z.B. ein Arduino, Wemos oder was auch immer muss erst mal ein Telegramm generieren.

    Das Telegramm hat 24 Bit * Anzahl Chips WS2812 , also in einer 100er Kette sind es 2400 Bit.

    Das komplette Telegramm wird nun an 'DIN' des ersten Chip gesendet.


    Der Chip enthält einen Controller, also einen winzigen Prozessor.

    Dieser schneidet die ersten 24 Bit vom Telegramm ab und teilt diese auf in 3x8 Bit.

    Darin steht für jede LED Rot, Grün und Blau der gewünschte Helligkeitswert von 0....255 (0=aus, 255=volle Pulle 20mA)


    Nun wird das restliche Telegramm von 2376 Bit an 'DOUT' gesendet und geht von dort direkt an 'DIN' des nächsten Chip

    Es wiederholt sich: 24 Bit werden abgeschnitten, daraus RBG angesteuert und die restlichen 2352 Bit zum nächsten Chip geleitet.

    Bis eben alle Bit verbraucht sind und jede LED leuchtet in der gewünschten Helligkeit gemäß Telegramm.


    Was ich beim TO vermute:

    Er hat nicht DOUT vom Streifen 1 mit DIN von Streifen 2 verbunden, sondern ist vom Controller an beide DIN gegangen.

    Zumindest würde das den Effekt erklären.


    Edit: Superluminal war schneller.

    Nun der Abschlussbericht.


    Der Flutlichtstrahler kommt zum Einsatz, wenn wir uns mal mit Nachbarn und Freunden

    im Garten treffen und bei zunehmender Dunkelheit nicht flüchten müssen.


    Hinstellen und einschalten ohne lästiges Netzkabel war die Vorgabe.

    Derzeit müssen wir wegen Corona leider darauf verzichten.


    Das ganze besteht aus einem stabilen Dreibein + 3 steckbaren Alurohren 1m x 22mmø

    + dem Träger mit den 2 Reflektoren.


    Die Akkus fanden Platz in dem steckbaren 18650-Akkuhalter System.

    Es sind 2x8 von den Ringhaltern zusammengesteckt mit Platz für 8 Akkus.

    Bestückt wurden dann 6 Akkus und im Restplatz findet die KSQ ihr Zuhause.



    Mangels Platz für den Kühlkörper wurde der MOSFET mit einem zurecht gefeilten

    Kupferklötzchen direkt an den Mast geschraubt. Der bleibt damit kalt.




    Der Innenrand der Akkuhalter maß genau 22mm und das Rohr ließ sich wackelfrei durchstecken.

    Die Anschlussstecker für LED und Ladestecker sind aus dem Modellbau (XT30)


    Weiterhin gibt es noch einen Balancer Anschluss JST-XH 7polig.

    Darüber kann ich die Akkus mit meinem Ladegerät Imax B6 AC balanciert laden.



    Die Lampen wurden mit Träger montiert, so daß der Abstand 46cm ist.

    Damit wird eine Schattenbildung weitgehend vermieden.

    Das ist auch dann vorteilhaft, wenn man Fotos / Videos machen möchte.




    Ursprünglich sollte das Modul LM301B + Kühlkörper ohne Schirm leuchten.

    Es stellte sich heraus, dass die Nachbarschaft reichlich Lichtstrom abbekam,

    was nicht jedermanns Freude war. Also musste ein Schirm her, besser zwei.


    Einfachste Maßnahme:

    2 Alubleche aus dem Baumarkt, 250x250mm, 0,5mm dick

    Mit der Blechschere passend eingeschnitten und nach unten gebogen.

    Dann auf die Kanten Gewebeband geklebt. Hält und ist stabil.




    Es zeigte sich, dass der Kühlkörper nun eigentlich überflüssig ist.

    War die Temperatur mit Kühlkörper ohne Reflektor vorher ca. 48°C,

    ist es die Platine jetzt nur noch lauwarm, gemessen habe ich nicht.

    Klar, die Kühlwirkung des Alublechs ist durch die Fläche erheblich.



    Abschließend noch ein Außenfoto, was kurz vor Weihnachten entstanden ist.

    Wir haben uns vor dem Haus getroffen, um dem Turmblasen zu lauschen.

    Leider wurde es abgesagt und es fing auch noch leicht an zu regnen.

    Alles schnell weggepackt und Platiktüte um den Akku.



    Die Strahler leuchten auf ca. 3,5m Höhe. Keine Blendwirkung vorhanden. Es sei denn, man schaut nach oben.

    Die Farbtemperatur mit 4000K empfinde ich als sehr angenehm. Ist aber letzlich Geschmackssache.


    Gruß

    Bernd

    Dann lass uns mal rechnen.


    Die beiden Module haben einen konstanten Leistungsbedarf von 19,34V * 0,7A = 13,54W

    Volle LiIon Akkus haben beim Entladebeginn rd. 4V, das stellt sich nach ein paar Minuten Entladung ein.


    Beginn Entladung: Pin = 6 * 4,0V * 0,7A = 16,80W zu 13,54W = 80,6% Effizienz

    Mitte Entladung: Pin = 6 * 3,6V * 0,7A = 15,12W zu 13,54W = 89,6% Effizienz

    Ende Entladung: Pin = 6 * 3,24V * 0,7A = 13,61W zu 13,54W = 99,5% Effizienz (Knickpunkt Entladung)


    Die letzte Zeile lässt sich durch eine Kontrollrechnung erhärten.

    Vin = 6 * 3,24V = 19,44V, Vout = 19,34V, Delta V = 0,1V

    Diese 0,1V fallen an R7 ab, nämlich U = 0,7A * 0,167Ohm

    Der MOSFET (voll leitend) mit 0,7A * 0,0013 Ohm = 0,91mV spielt hierbei keine Rolle.


    Im weiteren Entladungsverlauf gehen Vin und Vout gemeinsam runter, es wird dunkler.

    Delta V wird zunehmend geringer und die Effizienz bleibt auf hohem Niveau.



    Was StepDown mit 1MHz betrifft:

    Keine Frage, bei hoher Schaltfrequenz wird man keine Moiré Effekte oder ähnliches sehen.


    Es gibt aber immer wieder Freaks, die haben 'Erscheinungen' und schieben es dann

    auf den Schaltwander, weil da 'irgendwas' getaktet wird.


    Ist aber die Spannungsquelle rein linear, bleibt nichts anders übrig, als woanders zu suchen. :/

    Dann auf in die zweite Runde.


    Es folgte die Realisierung auf einem Steckbrett.

    Hier wurden dann die echten Komponenten verwendet und die Funktion getestet.

    Die endgültige Schaltung mit 2x LM301B Platinen parallel sieht dann so aus:

    Der LM285-Z1.2 ist eine präzise Bandgap Referenz mit 1,24V und kommt mit 10µA aus.

    Der Hersteller empfiehlt beim Design min. 20µA und so ist das auch realisiert.


    Die 45µA durch R1 teilen sich in 23µA für den LM und 22µA für R2…R4 auf.

    Am + Eingang des OP steht dann 117mV als Referenz zur Verfügung (Poti auf 5k)


    Der OP vergleicht nun am - Eingang den Spannungsabfall an R7 und regelt auf Gleichstand.

    Das ist der Fall, wenn an R7 ebenfalls 117mV abfallen entsprechend dem Strom U/R = 700mA.


    Wird das Poti auf 0 Ohm gedreht, ist die Referenzspannung am + Eingang nur noch 17mV.

    Die Regelung per Vergleich mit R7 ergibt nun den Strom U/R = 100mA. Also Minimum.


    Falls sich jemand über den krummen Wert von R7 wundert: Mein Widerstandssortiment

    fängt bei 1 Ohm an. Also 6 Stck davon parallel und wir haben den passenden Wert.


    Zur Wahl des OpAmps: Bei 17mV am Eingang darf der Offset Wert nicht zu hoch liegen.

    Beim OPA251 liegt der bei typ. 50µV und damit genügend weit weg von den 17mV.

    Auf minimale Ruhestromaufnahme wurde geachtet, hier sind es 25µA gemäß Datenblatt.

    Außerdem verträgt er bis 36V und der Ausgang ist R2R. Bei kessler-electronic gibt es den

    noch im DIP-8 Gehäuse (häufiger im SO8) und der LM285-Z1.2 ist auch dort lieferbar.


    Der CSD 18536 KCS hat 60V und einen RDSon von 1,3Milliohm. Außerdem ist er im TO220

    Gehäuse und in der SOA Kennlinie ist DC mit enthalten; also für Linearbetrieb geeignet.


    Alternativ ginge auch der IRFB3806 mit 12,6Milliohm (spielt bei Linearbetrieb keine Rolle).

    Der ist PIN-kompatibel, günstiger und leichter beschaffbar, auch bei kessler-electronic.





    Bei der einfachen Schaltung habe ich mich für eine Streifenraster Platine entschieden.

    Als hilfreich hat sich hierbei ‚VeeCad‘ erwiesen, damit konnte ich die Platine entwerfen.



    Als Poti 5k war ursprünglich ein 25-Gang Spindeltrimmer Typ 3296 von Bourns vorgesehen.

    Das macht aber eher Sinn, wenn es einmalig auf eine genaue Stromstärke eingestellt wird.

    Als praktischer empfand ich ein normales Poti 5k, welches ich dann unten ‚anpappte‘


    Verschätzt habe ich mich bei den 0,167 Ohm durch die 6 parallelen 1 Ohm Widerstände.

    Da spielt nämlich noch der Widerstand der Leiterbahnen und Anschlussdrähte mit rein.

    Der max Strom betrug nur 670 statt 700mA. Also im laufenden Betrieb einige niedrige

    Ohmwerte ‚drangehalten‘ bis die 700mA zu sehen waren. Das ist der zusätzliche 3,3Ohm.





    Das Ergebnis der fertigen Platine sieht dann so aus:


    Der Kühlkörper braucht sicher nicht die Größe, er war aber gerade zur Hand.

    Ganz ohne geht es aber nicht, weil bei vollen Akkus rd. 3,5W an Wärme abgeführt werden muss.


    Ok, so weit so gut. Teil 3 kommt dann in Bälde.

    Nunja, Flutlichtstrahler hatten wir schon mal. Auch Präzisions-KSQ.

    Aber diese außergewöhnlichen Kennwerte sprechen dann doch für sich:


    - Output max 2800 Lumen mit 210Lm/W (bei 100mA sogar 220Lm/W)

    - Effizienz der KSQ bis zu 99,5% (Im Mittel rd 90%)

    - Absolut linearer Strom, kein PWM oder StepDown (100% Video geeignet)

    - Präzise lineare Stromeinstellung per Poti von 100mA …..700mA

    - KSQ Low Drop 117mV (bei 700mA) und UltraLowDrop 18mV (bei 100mA)

    - Akku Betriebzeit >24 Std (100mA) bzw. 4 Std+ (700mA)

    - Wirkungsvoller Schutz der LiIon Akkus vor Tiefentladung.


    Die Idee entstammt folgender Erkenntnis:

    Ein 6s LiIon Akku passt zur 7s LM301B wie ‚Topf auf Deckel‘.

    - Der Spannungsbedarf der 7s7p LM301B @350mA ist gemessen 19,34V

    - Die Spannung des 6s Akkus bei 85% Entladetiefe liegt bei 19,5V (3,25V/Zelle)

    Letzteres bezieht sich auf eine Samsung INR 18650-35E @ 1A Entladestrom.


    Damit war für mich klar: Das sind ideale Bedingungen für eine lineare KSQ.


    Die LM301B Platine 7s7p stammt natürlich hier aus dem Shop:

    https://www.led-tech.de/de/49x…ng-LM301B-Square-50-4000k

    Hier habe ich auch die Leistungswerte entnommen.


    Die KSQ wurde erst mal mit dem Simulationsprogramm LTspice entwickelt.

    Als Komponenten wurden vorläufig die in LTspice enthaltenen verwendet.

    Die Ausgabe zeigt klar die Richtigkeit des Konzepts:



    Simuliert wurde mit einer Platine 7s7p, später gibt es 2 davon parallel.

    Die Zeitachse 0s…10s ist natürlich ‚Zeitraffer‘ und ist in echt etwa 5-6 Std.


    - Die Akkuspannung (grün) beginnt mit 25V und sinkt kontinuierlich ab.

    - Der Strom (rot) wird durch die KSQ auf 350mA konstant gehalten.

    - Hat der Akku noch 19,5V (Restladung 15%), geht die KSQ auf Durchgang

    mit LowDrop und der Strom geht kontinuierlich runter auf 0mA.


    0 mA? Nunja, nicht ganz.


    - Die KSQ wurde auf einen Eigenbedarf von 70µA optimiert.

    - Die LM301B Platine zieht bei der Akkuspannung von 16,8V nur noch 30µA.

    Das bedeutet, dass der Akku fortan nur noch mit 100µA entladen wird.

    Das kann er einige Wochen durchhalten, bevor er tiefentladen ist.

    Die LiIon Zellenspannung pendelt sich bei 2,8V ein, also im grünen Bereich.

    Das ist dann der wirkungsvolle Schutz vor Tiefentladung.


    Anmerkung:

    Die Simulation ab 19,5V stimmt so nicht, weil die Spannung ja nicht linear

    runtergeht. Durch den ständig geringer werdenden Strom ist der Spannungsrückgang

    der Akkus erheblich flacher; es zieht sich über Stunden hin. Bis es nur noch glimmt.


    Ok, das sollte erstmal für den Einstieg reichen.

    Falls Interesse besteht, kann ich gerne weitermachen mit Details und Fotos.

    Meint ihr, der Trend geht zu wenig Spannung und viel Strom, weil es sonst Spannungsdurchbrüche zwischen den Arrays gibt, wenn es jetzt 10 Mini-LEDs im Array sind? Oder worin steht ihr die Ursache des Trends?

    Ein idealer Projektor erwartet eine möglichst punktförmige Strahlungsquelle, damit die Projektion möglichst scharf wird.

    Das gelingt beim Einsatz der LED Technik natürlich am besten, wenn nur ein einzelner Chip für das Licht zuständig ist (Luminus)


    Der Nachteil: Ein einzelner Chip hat nunmal physikalisch bedingt eine Brennspannung von 3-4V. Das geht nicht anders.

    Und für die erforderliche Leistung braucht man dann entsprechend hohe Stromstärken.


    Ein Kompromiss ist dann z.B. die Reihenschaltung von 4 LEDs möglichst dicht gedrängt.

    Dann kommen wir auf etwa 15V. Der Strom ist dann nur ein Viertel.


    Bei deinem Eingangpost sind 7 Chips zu sehen. (7 * 3V in Reihe = 21V)

    Damit ist die Stromstärke nochmals reduziert.

    Klar, dass diese Anordnung optisch immer noch in Richtung punktförmig zu sehen ist.


    Was AliExpress betrifft:

    Ich habe da in den vergangenen Jahren etliche Dinge bestellt. In 9 von 10 Fällen ist alles angekommen.

    Wenn der Bestellwert unter 23 € liegt, wird das vom Zoll durchgewunken und es kommt an.


    Noch vergessen:

    Meine Idee wäre diese LED zum probieren:

    https://de.aliexpress.com/item….1000023.5.6fe633aboKj0QB

    Es handelt sich um die Variante 80W 60degree 15V 6A für 20,72 EUR



    Dauert natürlich 4-8 Wochen.