Cree LED an Akku mit Schaltregler und ggf Potentiometer

[Thekryx]

Hallo liebe Community,

ich bin leider ein ziemlicher LED und auch Elektrotechnik Anfänger aber ich dachte mir, da mir mein kleines Projekt nicht aus dem Kopf geht, ich versuch es einfach mal.

Für mein Hobby (LARP) würde ich gerne für einen Effekt sehr helle weiße LED´s in einen Gehstock verbauen. Es gibt bereits einen Prototypen der auch soweit funktioniert - allerdings hier aus Mangel an Kenntnis mit diesen einfachen Micro LED Ketten die durch Knopfzellen betrieben werden.

Da dies sehr gut ankam - würd ich das gerne - dieses mal richtig, ein wenig Aufmotzen.

Ich hätte gern auf der Spitze des Stabes 4 Cree XM-L 2 Verbaut (zur Kühlung würde ich das ganze in Epoxidharz und Silikon Eingießen am Ende)
Die Spezifikationen sind:
Technische Details
Leistung 9,9 W
Strom 700 mA 1.500 mA 3.000 mA
Spannung 2,8 V 3,05 V 3,3 V
Lichtstrom 300 lm 580 lm 975 lm

Ich würde diese gerne mit 4 3,7V 1200mAh Lipo Akkus betreiben (Ist eine Idee hier bin ich relativ flexibel - nur die Größe (HxBxT) ist hier ausschlaggebend - und da diese alle sehr Flach sind bietet sich das im Griff des Stabes gut an)

Ich habe hier soweit ich das gelesen habe 2 Möglichkeiten.

1. Mit einem Vorwiderstand und alle einzeln geschalten

Nach R=(U0-ULed)/I
U0 = 3,7 Volt
ULed = 3,3V
I = 3000 mA oder 3 A

Ergibt sich 0,4 durch 3 A wären dann 0.13333333 Ohm

Allerdings wird dann der Akku sofort mit 3A Belastet - was diesen vermutlich grillt.

Also müsste ich dementsprechend skalieren was helligkeitsverlust bedeutet und Hitzeverlustleitung am Widerstand.


oder


2. Mit einem Schaltregler:

Hier allerdings komme ich nicht weiter.
Denn alles was ich so im Netz finde hat eine Eingangsspannung von Mindestens 5V und die Größe steigt proportional an (was das verstecken der akkus wieder schwer macht)

Hier zu meinen Fragen:

Kann mir jemand von euch sagen wo ich einen Schaltregler mit 3V Eingang und maximal 1800 ~ 2000 mA durchlass finden kann?
Und hier die Bonusfrage - wenn ich nun diese besagten LEDs auch noch dimmen möchte - was brauch ich hierzu dann?

Danke schonmal vielmalst

Der Flo

[Achim H]

Es gibt auch hochstromfähige Akkus, zum Beispiel:
(Link zu Akkuteile.de) Sony Konion US18650VTC5 - 2600mAh, 3,6V - 3,7V Flat Top (dauerhaft zulässige Stromentnahme: max. 30A).

zur Kühlung würde ich das ganze in Epoxidharz und Silikon Eingießen am Ende

Epoxydharz kühlt nicht. Im Gegenteil hält es die Wärme im Innern fest.
Du brauchst einen Kühlkörper. Und dieser wird aufgrund der abzuführenden Wärmeleistung (ca. 70% der Gesamtleistung aller Leds) gigantisch sein. Zumindestens aber zu schwer, um an einem Stock spazieren geführt zu werden. Da kriegste ja lange Arme.

[Thekryx]

Hallo Achim und vielen Dank für deine schnelle Antwort.

Ich habe mich grade ein wenig über den C-Koeffizienten von Akkus ein wenig informiert und der wäre lt. Amazon angabe bei 25C auf 1,2Ah - heisst das müsste sie eig Abkönnen oder?

Das Epoxy ist nur zur Fixierung gedacht. Das Silikon entspricht eig dem Kühlkorpus. Und da hab ich gelesen gibt es weitaus schlimmere Kühlkörper.

[Achim H]

heisst das müsste sie eig Abkönnen oder?

Ja.
25C heißt 25x den Strom des Akku.
Der Akku hat eine Kapazität von 1200mAh --> entspricht 1200mA für 1 Stunde (h).
25C sind entsprechend 25x 1200mA = 30.000mA = 30A.

Bei einer Stromentnahme von 3000mA je Akku wäre dieser nach
1200mAh / 3000mA = 0,4h = 24 Minuten leer.
Da im laufenden Betrieb nicht nur die Kapazität geringer wird, sondern auch die Spannung, wird die Zeit etwas länger sein. Der Widerstandswert des Vorwiderstandes kann sich nicht ändern.

Das Silikon entspricht eig dem Kühlkorpus.

Silikon ist ein Kunststoff. Und jeder Kunststoff ist ein Isolator und verhindert den Wärmetransport. Zum Kühlen ist auch er nicht geeignet.

Die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen kannst Du bei Wikipedia nachlesen:
Link zu Wikipedia: Wärmeleitfähigkeit --> Silikon ist der vorletzte Eintrag in den Kunststoffen.

Beton leitet die Wärme mindestens 6x besser.

Aber es geht ja nicht nur um den Wärmetransport. Wenn keine/kaum Oberfläche vorhanden ist, über den ein Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft möglich ist, dann nützt der beste Wärmeleiter nichts.