Viel Sonnenähnliches Licht mit LEDs?

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Moderator: T.Hoffmann

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luxman
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Fr, 19.09.14, 14:07

Seit Monaten trage ich die Idee ein Lichtpanel zu bauen welches dem hellen Tageslicht am nächsten kommt. Nicht nur in Bezug auf Helligkeit sondern auch in der Wiedergabe von Farben für eine begutachtung von Farben.
Wichtig wäre eine sehr breite Streuung um möglichst Reflexionen durch zu stark gebündeltes Licht zu vermeiden.
Die meisten LEDs sind nicht sondelich gut geeignet deshalb dachte ich an ein mischen von 4000k- 6000k Leds. Evtl.
zu-abschaltbar in einem Lichtkasten der zuätzlich für eine gleichmäßige Verteilung sorgt.
Wäre die Cree CXA1304 dafür geeignet? Sie ist ja mit bis zu 800 Lumen angegeben. Das empfohlene Netzteil scheint nur für eine LED auszureichen. Wenn man nun 10-20 dieser Leds benutzen möchte um genug gleichmäßige Helligkeit zu erzeugen bräuchte man sicher eine andere Stromquelle.
Für sowas in LED Technik- http://www.muensterlandzeitung.de/stora ... 1354341725
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Handkalt
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Fr, 19.09.14, 14:44

Hallo luxman,

als mittlere Farbtemperatur für Sonnenlicht wird 5500K angenommen. Das ist sicherlich mit LEDs zu bekommen, aber die Kombination mit einer guten Farbwiedergabe ist schwierig. Ein hoher CRI ist offenbar bei LEDs besser mit einer niedrigen Farbtemperatur erreichbar. Bei 5700K gibt es die CXA1304 wohl bestenfalls mit CRI 80. Bei 5000K gibt es aber auch eine Variante mit CRI 90+.

Die Helligkeit der Sonne ist nicht zu unterschätzen, siehe Beispiele typischer Beleuchtungsstärken in der Wikipedia. Die Sonne ballert bis zu 1000W/m² auf die Erde und erreicht 100.000 Lux. Nicht ohne Grund kann man damit Kraftwerke betreiben...

10 LEDs à 800 Lumen = 8.000 Lumen. 100.000 Lux sind 100.000 Lumen / 1 m² oder 8.000 Lumen / 0,08m². Theoretisch könntest Du also damit eine quadratische Fläche mit ca. 28cm Seitenlänge in "Sonnenhelligkeit" beleuchten.

-Handkalt
luxman
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Fr, 19.09.14, 14:57

Das wäre im Rahmen des möglichen. Eine Fläche von 1qm wäre ausreichend. Es muss auch nicht ganz so hell sein wie gleißendes Sonnenlicht. :D
Diese Unterschiede zwischen Kelvin und CRI haben mich stutzig gemacht also denke ich geht es über mehrere Werte gemischt am günstigsten.
Nur die Netzteile bereiten mir Sorgen. Richtig fette mit denen man mal eben 10-20 Hghpower LEDs betreiben kann habe ich hier noch nicht gefunden oder übersehen.Bisher benutze ich für LED Strahler einfache starke PC Netzteile.
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Handkalt
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Sa, 20.09.14, 09:57

Wenn Du Dich mit 5000K zufrieden gibst (was wohl auch in als Normlicht für die Prüfung von Druckergebnissen verwendet wird) und auch "nur" mit der Operationssaal-Beleuchtungsstärke von 10.000 Lux, könnte da was draus werden. Die Cree mit CRI95 ist dann bestimmt eine gute Wahl. Für mich wäre die Hauptfrage, mit wieviel Strom man sie quälen will und wie man sie gekühlt bekommt.

Bezüglich Netzteil: irgendwann setzt halt der SELV-Bereich die Grenze, die man nicht überschreiten sollte. Wenn ich die Lumitronix-Produktseite CXA1304 mit 4000K und CRI95 nehme, da sind 10,6V bei 1A Strom angegeben.

Beispielsweise den Tridonic LCI 100W 900mA-1750mA TOP C kann man wohl auf 1A einstellen und der geht dann bis 85V. Damit sollten also sieben Crees in Reihe machbar sein. Mit zwei solchen KSQs und 14 Crees bist Du doch schon fast am Ziel.

-Handkalt
Loong

Sa, 20.09.14, 11:03

Servus…

Die CXA1304 in 5000 K / CRI90+ habe ich nur bei Digikey gefunden. Dort ist sie nicht lagernd und die Mindestbestellmenge ist 100 bzw. 200 Stück.

Alternativ bietet sich noch die Vero-Serie von Bridgelux an. Die gibt es in 5600 K / CRI90 Varianten, die auch in Einzelstückzahlen erhältlich sind.

Ich bin hier im Forum der manchen merkwürdigen "Sch... auf irgendwelche Vorschriften"-Zeitgenossen unbequeme "Oberlehrer", der Warner vor den Gefahren des elektrischen Stroms. Strom und elektrotechnische Laien ergibt eine unberechenbare Mischung. Aber beim Basteln auch oberhalb SELV an der Sekundärseite der LED-Netzteile sehe ich keine große Gefahr. Im Gegensatz zum einpolig geerdeten Stromnetz sind die Ausgänge der LED-Netzteile netzgetrennt. Bei einpoliger Berührung passiert also genau gar nix. In den Genuß der vollen Ausgangsspannung kommt man nur, wenn man beide Ausgangspole des Netzteils gleichzeitig anfasst.
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Achim H
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Sa, 20.09.14, 12:15

Die CXA1304 in 5000 K / CRI90+ habe ich nur bei Digikey gefunden. Dort ist sie nicht lagernd und die Mindestbestellmenge ist 100 bzw. 200 Stück.
Bei Mouser sind noch 73 Stück auf Lager.
Direktlink: Cree CXA1304-0000-000C0UA20E3
5000K, CRI min.: 90, CRI typ.: 95, Group A2 = 330-366 Lumen, Preis max. 3,40 EUR (ohne MwSt.), Mindestbestellmenge: 1 Stück.
luxman
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Mo, 22.09.14, 12:12

Eure vorgeschlagenen LEDs liegen alle im Bereich von. 200-400 Lumen. Das Netzteil liefert max 900mA.
Reicht für die fette LED mit 16.000 Lumen schon mal nicht aus.
Wenn ich günstigere in Reihe oder Parallel schalte um auf ca. 16-20.000 Lumen zu kommen geht es sicher auch in die Knie.
Wieviel Kühlung braucht man? Ein Kühlkörper pro LED? Dachte immer das LED nicht soviel Verlustleitung durch Wärme haben :-)
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Handkalt
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Mo, 22.09.14, 13:03

luxman hat geschrieben:Eure vorgeschlagenen LEDs liegen alle im Bereich von. 200-400 Lumen. Das Netzteil liefert max 900mA.
Das Netzteil liefert nicht maximal 900mA, sondern minimal: "Output current adjustable between 900 – 1,750 mA".

Nach der Cree CXA1304 hast Du selbst gefragt. Die von Achim H verlinkte Variante soll 330 Lumen bei 400mA und 85°C liefern. Wenn Du tatsächlich 1000mA durchjagst, sollte das auf ca. 600 Lumen steigen. Für 10.000 Lux auf 1m² wären also theoretisch/rechnerisch 17 solche LEDs notwendig.
luxman hat geschrieben:Reicht für die fette LED mit 16.000 Lumen schon mal nicht aus.
Welche "fette LED"?
luxman hat geschrieben:Wenn ich günstigere in Reihe oder Parallel schalte um auf ca. 16-20.000 Lumen zu kommen geht es sicher auch in die Knie.
Parallel schalten solltest Du sie bitte nicht, da könnte sich der Strom ungleichmäßig aufteilen. Besser in Reihe. Und natürlich reicht das Netzteil nur für eine gewisse Anzahl LEDs, ist aber doch kein Problem zwei oder mehr davon zu verwenden. Oder Du suchst nach einem noch stärkeren Netzteil, das war ja nur ein Beispiel.
luxman hat geschrieben:Wieviel Kühlung braucht man? Ein Kühlkörper pro LED? Dachte immer das LED nicht soviel Verlustleitung durch Wärme haben :-)
Im Vergleich zu Glühbirnen haben sie in der Tat nicht soviel Verlustleistung. Aber sie mögen es halt gar nicht, wenn sie zu heiß werden. Der Einfachheit halber nimmt man üblicherweise an, die gesamte elektrische Leistungsaufnahme wird in Wärme umgesetzt. Das heißt, pro Cree bei 1A ca. 10 Watt. Wie man das am besten wegbekommt, da kennen sich andere besser aus als ich. Aber ich vermute, Lüfter wären eine gute Idee.

-Handkalt
Loong

Mo, 22.09.14, 13:36

Servus…
luxman hat geschrieben:Eure vorgeschlagenen LEDs liegen alle im Bereich von. 200-400 Lumen.
Nein. Die von mir vorgeschlagene Bridgelux Vero gibt es mit typ. 3040 bzw. 7760 Lumen unter realen Betriebsbedingungen, d. h. Tc = 85 °C. Das ergibt Lichtausbeuten von 104 bzw. 100 Lumen pro Watt. Die Cree CXA1304 schafft nur 92 lm/W. Die Bridgelux-COBs sind erstens effizienter und zweitens bekommt man mehr Lumen pro Euro als bei Cree.
Dachte immer das LED nicht soviel Verlustleitung durch Wärme haben.
Pi-mal-Daumen geben LEDs zwei Drittel der zugeführten elektrischen Leistung wieder als Wärme ab. Damit die LEDs nicht überhitzen, müssen sie entsprechend gekühlt werden.
luxman
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Mo, 22.09.14, 22:11

wo kann an diese Bridgelux Vero kaufen?
Loong

Di, 23.09.14, 05:47

Bei Digikey beispielsweise. Auf die habe ich doch schon verlinkt, im Beitrag weiter oben einfach mal auf "3040" und "7760" klicken.
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