Beiträge von John.S

Heute habe ich mir aus alten Resten eine Leuchte zum Härten von Acrylharz gebaut. Laut Händler des Harzes ist die Härtung sowohl im UV- als auch im Blaulichtbereich möglich. Die Leuchte besteht aus einer 20mm dicken und 15cm langen AlMgSi05-Stange, wobei auf einer Seite eine Cree XR-E UV drauf ist (Von LED-Tech vor 8 Jahren oder so zum Testen bekommen) und auf der anderen Seite einer Cree XT-E Royalblau. Sozusagen um beide Wellenlängenbereiche zu testen.

Mir geht es dabei um große Intensitäten, damit die Härtung nicht lange dauert, und so betreibe ich die XR-E mit 1A und die XT-E mit 2A. Drumherum ist noch ein Reflektor, sodass in etwa 2,5cm Entfernung der Brennpunkt liegt. Die XT-E erzeugt in der Entfernung so eine Intensität, dass ich auf der Haut in einigen Sekunden einen brennenden Schmerz spüre, wie bei einem Brennglas unter der Sonne. Selbst Schrumpfschlauch kann man damit bearbeiten.:D

Zitat von Advanced88

Die LEDS erzeugen mit 350mA zuviel Wärmestrahlung.. Die Haut wird dadurch unangenehm warm - hier muss entweder eine andere KSQ her oder eine aktive Kühlung oder ein höherer Hautabstand oder eine getaktete Belichtung? Was sind hier eure Ideen?

Nein, das tun sie nicht. Woher soll die Wärmestrahlung denn kommen, erst recht bei nur 350mA? Selbst wenn wir mal annehmen würden, dass sich die LEDs auf 200°C erwärmen, bei der kleinen Fläche strahlen sie gegenüber der normalen Strahlungsleistung einen verschwinden geringen Anteil ab. Aber davon sind sie sogar sehr weit entfernt.

Was du spürst ist schlichtweg die Wärme durch Absorbtion des blauen Lichtes, welches wiederum auch sehr gut von Gewebe absorbiert wird. Wenn ich mir deine Zahl von 132mw/cm² nehme, dann sind das ja 1,3kW/m², was über der Strahlungsintensität der Sonne bei 90° und absolut freiem Himmel liegt. Dazu kommt wie gesagt die sehr große Absorbtion. Da ist es kein Wunder, dass du nach einiger Zeit eine sehr starke Wärme spürst.

Geringerer Strom oder eine getaktete Belichtung läuft also darauf hinaus, dass man sich "waschen will ohne sich nass zu machen". Sprich: Die Strahlungsdosis würde runter gehen. Am effektivsten wäre wohl ein Luftstrom der über die Haut streicht.

Zitat von Cossart

'N Abend...

Weil alle kürzlichen Papers, ich denke da zuvorderst an die oben erwähnte, neueste Veröffentlichung der ISHS, darauf hinweisen, daß trockene Daten wie Strahlungsleistung und Photonenfluß nicht der Weisheit letzter Schluß sind. Daß solches Licht dem menschlichen Auge auch noch gefälliger daherkommt, ist ein willkommener Zusatzeffekt.

Die Unterschiede halte ich für vernachlässigbar. Ich hab hier mal eine aktuelle LED, die Nichia NF2W757GR-V1, in der Ra=70- und der Ra=90-Version nachgerechnet:

Die Unterschiede bei Strahlungsleistung und Photonenfluß bewegen sich im niedrigen einstelligen Prozentbereich und spielen in der Praxis garantiert keine Rolle!

Die Forscher sind beim Thema Licht und Pflanzenwuchs bei weitem noch nicht am Ende der Fahnenstange angelangt. Warum soll man nicht mal selber was ausprobieren und dabei neueste Entwicklungen mit einbeziehen?

Alles anzeigen

Sicher, aber der Sprung von sagen wir Mal dichromatisch auf kaltweiß CRI=70 ist schon riesig in der Hinsicht und dürfte für Pflanzen wohl ausreichend sein. Der Sprung von CRI70 auf CRI90 ist aber schon weitaus kleiner und demnach müsste der positive Effekt gegenüber CRI70 extrem klein ausfallen.

Was die Wirkungsgrade von CRI70-80 gegenüber CRI90 angeht, so hatte ich da einen deutlich größeren Unterschied im Gedächtnis. Eher so an der Grenze zum zweistelligen %-Bereich. Vielleicht irre ich mich da oder es ist nur bei diesen Nichia LEDs so und bei anderen Herstellern fällt der Unterschied größer aus? Ich habe jetzt keine Werte für die CRI90-LEDs parat, da ich mich nur auf die CRI70-80 konzentriert habe.

Moin,

das kann man so nicht beantworten. Das Wasser transportiert die Wärme erst mal nur von den LEDs weg und diese muss dann aber trotzdem noch irgendwie an die Umgebungsluft abgegeben werden. Und ohne zu wissen, wie du das anstellen willst, kann man die Frage auch nicht beantworten. Im Prinzip könntest du dir die Wasserkühlung auch sparen und eine Kupfer- oder Alugrundplatte nehmen und darauf dann einige leistungsfähige CPU-Kühler anbringen. Du sagst das Gehäuse habe 200mmx22mm Platz für die Platine. Aber wie viel steht für die Grundplatte zur Verfügung? Wie viel für die eigentlichen Kühler? Es fehlen einfach zu viele Eckdaten, um hier irgendwas Konkretes sagen zu können.

Um Platinen etc. noch direkt auf Kühlkörpern löten zu können, erwärme ich die Kühler auf etwa 60°C und das reicht dann normalerweise. Ich nutze dazu einen kleinen Gasbrenner für Butangas.

Wenn es sich um einen Epoxidharzkleber wie Arctic Silver handelt, kannst du diesen auch relativ leicht lösen, indem du das Ganze auf etwa 80-100°C erwärmst. Dann wird der Kleber sehr weich. Bei dem großen Aluprofil bräuchtest du aber schon ordentlich Heizleistung dafür.

Zitat

Ich bin selber noch beim Ausprobieren. Meine nächste LED-Pflanzenbeleuchtung wird wohl aus 4000…5000 K, High-CRI-LEDs mit zusätzlichem Rot (660 nm)

Wieso High-CRI? Die Strahlungsleistung und die Photonenmenge sind geringer als bei kaltweißen mit moderater Farbwiedergabe (70-80) und gleicher Generation. Wenn es um die Wohnungstauglichkeit geht, dann dürfte schon eine normale Kaltweiße mit Tiefrot deutlich besser abschneiden als eine kaltweiße LED alleine, da hier ja Rot und speziell Tiefrot am wenigsten vorhanden sind und dieser Bereich des Spektrums sehr wichtig für die Farbwiedergabe ist.

Es hat etwas mit den Verteilungen zutun und dem Marketing, genauer gesagt wie man es nennt und worauf es sich bezieht. Man muss unterscheiden zwischen der dominanten Wellenlänge, diese wird bei den älteren tiefroten Oslons angegeben und bezieht sich dabei auf den Farbeindruck auf das menschliche Auge, der in dem Falle 645nm entspricht, und der Modalwellenlänge sowie mittleren Wellenlänge. Das kommt daher, dass das menschliche Auge für die niedrigeren Wellenlängen empfindlicher ist, daher verschiebt sich der Farbeindruck auf 645nm. Ein Linienstrahler mit dieser Wellenlänge würde also den selben Farbeindruck erzeugen.

Es ist aber mitnichten die Modalwellenlänge, also die Wellenlänge an der Spitze der Kurve, die tatsächlich auch dort 660nm entspricht. Weil aber unterhalb von 660nm etwas mehr abgestrahlt wird als oberhalb, ist die gemittelte Wellenlänge etwas niedriger, 656nm. Die neuen Horticulture LEDs sind aber speziell für Pflanzenbeleuchtungszwecke gedacht und hier ist die dominante Wellenlänge egal. Deswegen wird nur die Modalwellenlänge angegeben, die ebenfalls bei 660nm liegt. So wie ich es sehe, sind die Spektren also gleich, aber der Wirkungsgrad unterscheidet sich.

Moin!

Es heißt dort natürlich anders. Geeignet sind: Aluminium Grobkornband, Stucco-Dessinblech und vielleicht noch Hammerschlagblech. Das Letztere scheint mir aber eine zu schlechte Oberfläche mit geringer Reflektion zu haben und deswegen würde ich davon eher abraten.

Man kann sich natürlich auch Reflektorblech für LSR kaufen und sich das mit einer Schere zurechtschneiden, ist aber in der Regel deutlich teurer.

Wer Reflektorblech hat, kann sich auch selbst was Passendes basteln. Passende Bleche gibt es beispielsweise bei Modulor oder auch ab und zu bei eBay. Ich habe mir da vor einigen Jahren eine 67mm x 10m Rolle Alureflektorblech für einige Euros gekauft.

Edit: Wobei das dann natürlich die Vergleichbarkeit verschlechtert, wenn andere so einen Reflektor nicht haben.

Dürfte natürlich schon einen Teil zur Stabilität beitragen. Aber wie du sagst, sind die meisten Eloxalschichten eher dünn und zweitens ist hier das schwächste Glied in der Kette ja die Zugbelastbarkeit. Oberhalb der neutralen Faser haben wir hier eine Druckspannung, wo die große Härte von Al2O3 voll zum Tragen kommt. Auf der Unterseite aber eine Zugspannung, wo Al2O3 mit ~250N/mm² bei weitem nicht mehr so gut ist und sogar unterhalb von guten Aluminiumlegierungen liegt.

Du brauchst dafür die Streckgrenze von Aluminium und diese ist bei 99,5% Al bei 40N/mm² bezogen auf 0,2% Dehnung. Die maximal auftretende Biegespannung beim größten Abstand (=Oberfläche) zur neutralen Faser beträgt dann σ=M/W. M ist das Biegemoment, welches sich zu Kraft mal Hebelarm berechnet. W als Widerstandsmoment ist mit 4,5cm³ gegeben, während der Hebelarm bei punktueller mittiger Belastung bei 1m Profillänge also 0,5m wäre, während sich die Kraft auf zwei Festlager aufteilt, sodass man effektiv mit 0,25m rechnen muss. Das Ganze umgestellt auf die Masse M ergibt laut meiner kurzen Rechnung knapp 74kg, was mir gerade ziemlich wenig für ein 40*40mm Profil erscheint. Andererseits wären die 40N/mm² auch die oberste Grenze für das annähernd reine Aluminium, sodass du da noch einen Sicherheitsbeiwert einrechnen musst. Also nicht mit 40N/mm² rechnen, sondern eher mit 20-30N/mm².

Technische Mechanik 1(Statik) liegt bei mir schon einige Semester zurück, sodass ich hier keine Garantie auf diesen Wert geben will. Außerdem habe ich gerade Zweifel, dass mit "Aluminium Natur" wirklich 99,5% Aluminium gemeint ist, weil das echt miserable mechanische Werte hat und sich für derartige Profile kaum eignen dürfte. Schon einfaches AlMg3 hat mit 120N/mm die dreifache Streckgrenze und richtig feste Al-Legierungen gehen bis 400-500N/mm², also das Zehnfache! Ich würde nochmal nachfragen, um welche Legierung es sich exakt handelt.

Edit: Hier noch mal was zum Lesen und selbst Rechnen: http://www.maschinenbau-wissen…ung/209-biegung-berechnen

Zitat von Cossart

Simeticon?

Ja, an Silikonöl hab eich schon gedacht. Habe aber grad keins hier und befürchte, dass es vllt trotzdem eine Flockung der Algen bewirkt.

Schaumbildung

Wie ich schon erwähnte, findet im Algenreaktor eine Schaumbildung statt. Direkt nach dem Aufwecken der Algen gibt es praktisch überhaupt keinen Schaum im Reaktor und langsam steigert sich die Schaumbildung immer mehr, je besser die Algen wachsen. Ich nehme mal an, die Algen geben als Stoffwechselprodukt irgendwelche Tenside ins Wasser ab. Auf jeden Fall ist dieser Schaum durchaus ein Problem, weil er mit der Zeit immer mehr wird und dann bis zur Silikondichtung steigt, wo er dann durch den Überdruck nach Außen gefördert wird und am Algenreaktor runter läuft. Für später dachte ich daran, den Deckel anzupressen und oben dann ein Rückschlagventil einzubauen, jedoch würde der Schaum dann bis zum Ventil steigen und es mit der Zeit verstopfen.

Meine bisherige Lösung war also, im Abstand von einigen Tagen immer etwas Rapsöl als Entschäumer zu geben, was auch soweit sehr gut funktioniert. Das Problem ist nur, dass die Algen das Öl wohl als Nahrung aufnehmen, da es vollständig verschwindet, und es anscheinend durch das Öl auch zu einer Art Flockungseffekt kommt und die Algen dann sich auch stark an den Wänden ansiedeln. Dadurch habe ich erstmal einen Reinigungsaufwand und zweitens wird so ein nicht kleiner Teil der Biomasse gebunden und ich kann die Zunahme also gar nicht richtig messen. In dem derzeit laufenden Durchgang versuche ich daher ohne Öl-Zugabe auszukommen, und gucke ob sich die Schaumbildung nicht irgendwann auf einem "annehmbaren" Level einpegelt.

Der Photometer ist von der Elektronik her soweit fertig. Die Photodiode ist an einen LM358N Opamp gekoppelt, der als Transimpedanzverstärker geschaltet ist. Per Poti habe ich die Verstärkung soweit eingestellt, dass bei einer 5ml Küvette mit Leitungswasser genau 10,00V am Ausgang angezeigt werden, was dann für 100% Lichtintensität bzw. 0% Konzentration steht. Dann habe ich gestern um 15:30 eine neue 200ml Algenprobe, die mit Fleetwasser* verunreinigt ist, auf 1,6L des Reaktors verdünnt sowie 5g Hakaphos Blau dazugegeben und eine Probe für den Photometer genommen. Diese ergab eine Ausgangsspannung von 8,26V, während eine Probe von heute Morgen um 7:00 Uhr 6,69V Ausgangsspannung ergab. Die Ausgangsspannung ist dabei linear proportional zur einfallenden Lichtintensität. Dadurch kann man die Transmission und Extinktion bestimmen, über die man dann mit Hilfe der Formel E = ε*c * d (Lambert-beersches Gesetz) zumindest die Zunahme der Konzentration an Algenbiomasse verfolgen kann. Ein exakter Wert ist aber nicht möglich, da mir nicht bekannt ist, wie groß der spezifische dekadische Extinktionskoeffizient ε bei speziell diesen Algen ist. C steht dabei für die Konzentration, d für die Schichtdicke, die in meinem Fall 1,2cm beträgt. Theoretisch könnte ich auch versuchen die Algen zu filtrieren und so ε bestimmen, aber weil die Algen so klein sind und so langsam absinken und durch einen Kaffeefilter locker durchgehen, kriege ich es mit meinen Mitteln nicht hin.

*Ich wollte mal gucken, ob sich etwas großartig am Algenwachstum ändert, wenn ich noch viele andere Algen und Cyanobakterien rein bringe. Rein optisch konnte ich aber keinelei unterschiede feststellen, und da ich sowieso noch den alten und kontamierten Spruderstein verwende, habe ich diese Algenprobe genommen.

Edit: Jetzt um 16:43 ergab eine Probe 5,073V Ausgangsspannung.

Kleines Update. Ich habe den ersten Testlauf im neuen Reaktor schon vor einiger Zeit beendet und mir einen Temperaturschalterbausatz gekauft und aufgebaut, der ebenfalls mit einem KTY10-Sensor arbeitet. Diesen habe ich im Alurohr mit Wärmeleitkleber versenkt, wo auch der andere Sensor für die Temperaturüberwachung sitzt. Ich werde also die Temperatur mit einem Bausatz messen und mit einem anderen steuern. Leider ist mir der Bausatz für die Temperaturmessung heute kaputt gegangen. Ich glaube die eine Klemme mit der positiven Spannung (15V 1A) ist da irgendwo gegen gekommen, sodass die LED-Anzeige nur noch einen Strich statt der Temperatur anzeigt. So kann ich derzeit die Temperatur nicht überwachen, da der Peltier-Kühler aber eh noch nicht fertig ist, ist das eigentlich auch nicht so schlimm. Muss mir den Bausatz jedoch leider neu kaufen oder die beiden ICs, die wohl durchgeschmorrt sind.

Ich habe aber den Reaktor jetzt auf einen Airlift umgebaut, indem ich mittig ein Kunststoffrohr platziert habe. Dadurch steigt die Flüssigkeit mittig mit den Blasen auf und außen fließt sie nach unten. Dadurch ist der Wärme- und Stoffaustausch bei weitem besser als bei einer einfachen Blasensäule. Weiterhin habe ich auch ein ersten einfachen Photometer gebaut, der 5ml Spritzen als Testküvetten aufnimmt. Die Messwellenlänge beträgt 645nm auf eine SFH203P Fotodiode. Derzeit habe ich leider keinen Operationsverstärker, sodass ich testweise erstmal nur die Spannung an der Fotodiode messe. Ein erster Kalibrierversuch mit Hakaphos Blau hat fast eine perfekte Gerade der Leerlaufspannung in Abhängigkeit von der Konzentration ergeben.

Edit: Hier die Bilder. Das Innenrohr wurde aus einer Trinkflasche gebastelt. An bestimmten Stellen haben sich Algen angesiedelt, wie man sehen kann. das letzte Bild ist der noch unfertige Fotometer. Der LM317 bildet mit einem 100 Ohm Widerstand eine Konstantstromquelle von 12,5mA. Leider springt die Spannung an der Fotodiode trotzdem gerne mal im Bereich von 500µV. Mal nach oben, dann wieder nach unten. Dachte erst, dass es an der schwankenden Versorgung der roten LED liegt, sodass ich noch einen 220µF Elko parallel geschaltet habe. Hat aber anscheinend nichts gebracht. Die Leerlaufspannung der Fotodiode bei leerem Messraum beträgt 377mV, mit leerer Spritze 363mV. Bei Leitungswasser in einer Spritze bei 391mV, da durch die runde Geometrie ein Bündeleffekt erfolgt. Durch Lichtweiterleitung im Spritzenmaterial komme ich auf 3,5mV Spannung bei der Fotodiode, indem ich eine Lösung aus Wasser und Ruß einsetze, die Licht sehr schnell vollständig absorbiert.

Woraus besteht denn die Platine? Normal aus Epoxidharz + Glasfasern, wie es typisch für Leitenplatten ist? Nun, die leiten die Wärme miserabel, sodass man da von einer guten Wärmeableitung der LEDs nicht einmal annähernd reden kann. Auch nicht mit der Kupferschicht oben drauf. Gegenüber Alu hast du da locker einen Faktor von 500-1000 drin, wenn man von 0,2W/mK vs ~200W/mK ausgeht.

Außerdem haben LED-Streifen wie du richtig berechnet hast eine bei weitem größere Oberfläche und hier kommt es in erster Linie darauf an. Weiterhin fließt da pro Fläche der LED-Streifen auch weniger Wärme, sodass Delta-T bei selbem Wärmestrom auch deutlich geringer ausfällt. Zusätzlich hast du da eine freie Anströmung, sodass der Wärmeübergangskoeffizient Alpha bei weitem größer ist als in der Lampe. Wärmeleitpads sind auch alles andere als gut. Das alles summiert sich zu einem schlechten Wärmemanagement.

Sonst gibt es ja auch bei eBay vergleichsweise billige RGB-LEDs (Emitter). Du könntest jeweils 3 Stück in Reihe schalten und müsstest dann nicht mehr so viel Restspannung vernichten. Die LEDs auf dem Alu-Rundmaterial befestigen und dieses dann wärmeleitend mit dem Becher. Auf der Unterseite des Bechers dann noch ein einige Aluprofile. Sonst gibt es auch noch RGB-COBs, die gleich von sich aus bei 10-12V liegen, sodass du mit einer einzigen auskommen würdest. Musst bei eBay/Amazon etwas suchen, ob du was passendes und billiges findest.

Edit: Auf die Schnelle habe ich zum Beispiel die hier gefunden: http://www.ebay.de/itm/Bunte-1…669eee:g:KzAAAOSwdzVXtRf7 Dürfte von der Qualität nicht annähernd an die Cree rankommen, aber immer noch weitaus besser als die vielen kleinen LEDs die schlecht gekühlt werden.

Ja, so in etwa habe ich mir das eh vorgestellt und wollte genauer nachfragen. Auf längere Sicht bleibt wohl nichts übrig, als auf moderne HP-LEDs oder eine geringere Bestromung umzusteigen. Das Kunststoffgehäuse leitet die Wärme schlecht und der Metallbecher (welches Metall?) ist im Idealfall aus Alu und leitet die Wärme sehr gut. Trotzdem kriegen die LED in der Konstruktion ihre Wärme nicht auf den Metallbecher und dieser nicht nach außen. Das erste kann man ändern, das zweite wegen des Gehäuses nicht. Die 15W wären denke ich mal noch gut kühlbar mit XM-L, ich denke eine einzige auf 700mA würde sogar weitaus mehr Licht erzeugen als diese LEDs.

Meine Idee wäre, Alurundstangen bei Ebay zu kaufen, die in den untersten Teil des Bechers passen. darauf dann eine moderne RGB/W-LED anbringen. Unten an der Außenseite des Bechers dann ein paar Aluprofile anschrauben oder mit Wärmeleitkleber ankleben, soweit es der Platz im Innenraum der gesamten Leuchte erlaubt. Der Becher muss dabei nicht unbedingt beschädigt werden.

Erfahrungswerte gibt es nur sehr ungenaue. Es kommt darauf an was man haben will und auch stark vom Aufbau ab.

Einfach Alustangen mit Wärmeleitkleber anbringen dürfte das Effizienteste in diesem Fall sein, wenn man Aufwand und Kosten mit berücksichtigt. Die Alustangen sollten soweit es geht bis zum Boden des Leuchtengehäuses gehen, welches wohl aus Kunststoff ist? Großartige Kühlkörper bringen in dem Fall nichts, weil dann die schwächsten Glieder in der Kette das Kunststoffgehäuse und der Übergang bei den LEDs wäre. Vielleicht könntest du auch die Alustangen deutlich dicker und länger machen, sodass dies ein den Erdboden reichen und so die Wärme besser abführen. Dann bleibt jedoch das schwächste Glied in der Wärmeleitungskette der Übergang der LEDs zu den Kühlern. Ich kann hier nur die Cree XM-L RGBW empfehlen. Die ist bei weitem moderner und passender für solche Zwecke. Außerdem hat sie noch Weiß als weitere Farbe.

Meinst du, die Pigmentzusammensetzung wird sich während des Wachstums so stark ändern? Ich meine ich habe schon mehrfach in wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu dem Thema auch die Messung der Biomassezunahme bei nahe der Absortionsmaxima der Chlorophylle gesehen. Hier werden beispielsweise unter anderem 650nm eingesetzt. Meine Überlegung war, dass bei Nahinfrarot die Absorbtion so gering sein wird, dass ich die Änderung in der Lichtabschwächung nicht wirklich zuverlässig messen kann. Bisher habe ich die XR-E nur auf einen Kühlkörper geklebt und darauf eine Optik, um das Licht soweit es geht parallel zu kriegen. Danach wollte ich noch eine kleine Blende anbringen und es durch Standardküvetten von 1cm Dicke schicken und das Signal dann mit einer Fotodiode auffangen. Das Ganze natürlich komplett abgedunkelt in einem Gehäuse. Eine Edison Opto mit 740nm habe ich aber auch hier liegen und könnte diese stattdessen einsetzen.

Man kann schon eine Biomassezunahme feststellen, da das Begasungsrohr praktisch nicht mehr sichtbar ist. Nachdem ich von der Arbeit gekommen bin, lag die Wassertemperatur bei 29,5°C, erzeugt durch die oben erwähnte Leuchteinheit aus den 4 XP-G2 bei 1A. Jetzt nach dem ich einige Stunden gelüftet habe und es hier kühler geworden ist, liegt die Wassertemperatur bei 28,1°C bei 25,°C Raumtemperatur. Später werde ich noch einen Peltierkühler mit 40mm Kühlkörper und Lüfter am Deckel anbringen. Was mir derzeit dafür noch fehlt, ist eine 8-10mm Alustange als Wärmeleiter und eine passende Übergangsplatte von 5-10mm Dicke. Meine erste Idee war eine Art Kühlschlange mit Wasserdurchfluss zu einem Peltierelement auf einem CPU-Kühler anzubringen. Wäre aber alles viel zu aufwendig und teuer, ohne wirklich besser zu sein bei den Wärmeflüßen und Wärmestromdichten.