36000 Lumen Aquariumleuchte - Und das als Anfänger...

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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proggie
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Registriert: Mi, 26.07.17, 23:42

Fr, 28.07.17, 18:00

Hallo liebe LED-Anfänger-Gemeinde,

erstmal viele Dank für die tollen Einsteigerdokumente, die Ihr im Forum veröffentlicht habt. Insgesamt habe ich dadurch extrem viel lernen können. Nun gilt es aber auch das Gelernte in die Praxis umzusetzen... Und das waren sie mal wieder, meine X Probleme. Aber hier gleich eine Vorwarnung – Mein Wissen in Elektronik ist extrem rudimentär, und meine Ausdrucksweise daher nicht sehr fachmännisch...

Aber in Kürze meine Planungen:
Ein 1000 Liter Aquarium benötigt eine neue Beleuchtung. Zielwert sind ca. 40Lumen / Liter, macht also einen Gesamtbeleuchtungsbedarf von ca. 40.000 Lumen. Zieht man diverse Nicht-Wasserelemente (Kies, Deko, etc.) ab, bleibt bei mir immer noch ein Zielwert von ca. 35.000 Lumen. Ich benötige keinen Farbwechsel-Schnickschnack oder Dimmung. Geschaltet wird das ganze extern über eine DECT-Steckdose (Fritz, 16 A) und die Fritzbox. Der Einbau (Ale LED auf Star-Platinen) erfolgt geschraubt mittels Unterstützung durch Wärmeleitpaste auf eine große gerippte Alufläche (200cm x 40 cm) zur Wärmeabführung. Nach oben hin gibt es eine offene Abdeckung des Auquariums mit großzügigem Lüftungsdurchlass. Nach unten hin klares Plexiglas als Spritz-Schutz. Die KSQ kommen abgesetzt in den Technikbereich.
Erreicht werden sollen die notwendigen Lumen durch einen Weiß / Rot / Blau Mix an High-Power LED. Somit hätte ich auch eine Wunsch-Lichtwellenlängenverteilung beisammen:
Ausgewählt sind: (Sorry - Ich bekomme das Tabellenlayout nicht richtig hin...)
Anz. Lumen Vmin Vmax mAmin mAmax Typ
60 je ca. 500 2.8 3.2 350 2000 CREE XP-G3 S5 auf Star-Platine
10 je ca. 300 1.6 2.3 350 1000 OSRAM Oslon SSL 120 Far Red auf Star-Platine
10 je ca. 300 1.6 2.3 350 1000 OSRAM Oslon SSL 120 Deep Blue auf Star-Platine
Gesamt Lumen: 36.000 (wenn man die LED's nicht maximal ausreizt). Soweit so gut. Hoffe ich...

Die erste Idee ist – auch aus Ausfallsicherheitsgründen - insgesamt 4 KSQ einzusetzen.
Je eine pro Farben, und eine für je ca. 30 weiße LED
Da ich kein Elektriker bin bedeutet dies für mich, dass aus Sicherheitsgründen eigentich bei 12 V Schluss ist.
Daraus folgt: bei den Farben kann ich je 5, bei den weißen LED je 4 in Reihe schalten. (Bei den Farben habe ich einen guten Rest für den Eigenanteil V für KSQ, bei den Weißen wirds knapp auf Kante.)
Ergibt rechnerisch:
Rot & Blau: 2 Reihen parallel-geschlatet je 5 LED in Reihe. Für die Spannung ergibt dies (bei Mittelwertbetrachtung) 10 V und 2 V Rest. Soweit so gut. Aber wie sieht es mit der Stromberechnung aus. Bei einer so großen Abweichung zwischen mA-Min und mA-Max? Ist es da zulässig, den Mittelwert zu nehmen? Bei einer Maximalbetrachtung müsste ich 5A-KSQ nehmen, die aber dann maximal ausgelastet wären. Nix mit keinem Betrieb "auf letzter Rille".

Fragen über Fragen.
Für die weißen LED (28 Stück je KSQ):
Die analoge Betrachtung für die weißen LED ergibt dann 7 Reihen parallel geschaltet mit je 4 LED in Reihe. - Und hier aber noch ein viel größerer Schwankungsbereich für die Stromstärke... Nehme ich die maximale Stromstärke an, müsste ich 7 x 2000mA = 14 A durch die Zuleitung jagen.

Naja, wer viel Licht haben will, benötigt hier auch rein physikalisch eine entsprechend große Energiemenge. Schade, dass es keine "WHigh-Power LED" gibt. (W für Wireless Strom... :roll: )

Kurz und Gut – Ich komme nicht weiter. Habt Ihr einen Tip, wie ich die LEDs befeuern kann – und das Ganze auch noch einigermaßen "Sicher" für einen Nicht-Elektriker. Sind 12V überhaupt sinnvoll für ein solches Projekt? Währen hier ggfs. sogar PC-Netzteile einsetzbar (wegen der viele Watt :-)). Dort hätte ich einen eine potente 12V Linie...
Mit Bauchschmerzen könnte ich mir auch zutrauen, eine 48V-KSQ – oder entsprechend leistungsstarke Hutschienen-Netzteile einzusetzen. Ist einfach zu montieren und ergibt weniger parallele Reihen, dafür mehr in Reihe geschaltete LED. Aber damit eine Begrenzung der Gesamtstrom-Menge. Oder sehe ich da was Falsch?
Und bei den ganzen Unsicherheiten – dann bleibt mir auch noch das Problem der Berechnung der Vorschalt-Widerstände. Aber nach einigen Datenblättern seien die bei Einsatz von KSQ gar nicht notwendig (Aussage bsp. von FRIWO). Über die "Gesamteffizienz" meiner Grundidee möchte ich gar nicht nachdenken...
Oder sagt Ihr gleich: Lass einen Fachman (Elektriker) ran - damit wäre aber mein Wunsch des "Selbermachens" dahin...

Sorry für soviel Unverständnis eines Neulings. Vielleicht sollte ich mir erstmal eine Beleuchtung für die Nachttischschublade bauen...

Alles zusammengefaßt ergibt dies folgendes: Ich brauche HILFE ...

Viele Grüße an Alle - Proggie
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Fr, 28.07.17, 19:49

Hallo Proggie,

als allererstes mal die Anmerkung: auf 12 V musst Du Dich keinesfalls beschränken, das wäre unpraktikabel und übervorsichtig. Aus dem Wikipedia-Artikel Kleinspannung (zur Versorgung von LEDs verwendest Du Gleichspannung):
Die Grenzwerte sind für Wechselspannung (AC) ≤ 50 V und für Gleichspannung (DC) ≤ 120 V. Diese Werte entsprechen der Grenze für die dauernd zulässige Berührungsspannung für erwachsene Menschen und normale Anwendungsfälle als nicht lebensbedrohlich. [...] Bei Spannungen unter 25 Volt AC oder 60 Volt DC kann gänzlich auf einen Schutz gegen Berühren verzichtet werden; diese Spannungen gelten auch für Tiere und Kinder als ungefährlich.
Wie du siehst, kannst auf jeden Fall bis 60 V gehen und dabei dürfen noch alle Leitungen frei berührbar sein. Mit 4 KSQ müsste es sogar möglich sein, komplett auf Parallelschaltungen zu verzichten (3 x je 20 weiße LEDs an einer KSQ und die 20 farbigen an die vierte KSQ).

-Handkalt
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Sa, 29.07.17, 13:30

Hallo Handkalt,

das klingt interessant.

Allerdings brächte ich einen Tip welche KSQ das leisten kann. Wenn ich da ein entsprechendes Gerät habe, kann ich mir den notwendigen Vorwiderstand berechnen und die Schlatung hier posten - um Euch mal drauf schaune zu lassen ob ich einigermaßen richtig liege - oder aber bald gegrillte Fische hab...

Liebe Grüße - Proggie
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Sa, 29.07.17, 13:57

Hallo Proggie,

Vorwiderstand verwendest Du da gar keinen. Die LEDs werden ohne weitere Bauteile in Reihe an die KSQ angeschlossen.

Fangen wir mal mit der CREE XP-G3 S5 an. Erste Frage ist, mit welchem Strom willst/kannst Du sie betreiben? Der "Standard-Betriebsstrom" sind wohl 350 mA, wobei sie ca. 180 lm liefert. Wenn Du wirklich 500 Lumen rauskitzeln willst, also das ca. 2,8-fache, lese ich auf Seite 12 des Datenblatts einen Strom von ca. 1100 mA ab. Ein gängiger Wert bei KSQs wäre 1050 mA. Ob Du das tatsächlich gekühlt bekommst, kann ich Dir aber nicht sagen!

Auf Seite 2 des Datenblatt ist eine typische Spannung von 2,89 V für 1000 mA angegeben, sowie 2,99 V für 1500 mA. Nehmen wir also mal 2,9 V für die 1050 mA an. Die erstbeste KSQ wäre eine PLD-60-1050B mit einem Ausgangsspannungsbereich von 34 V bis 57 V. Bei den 2,9 V könntest Du also rechnerisch 19 Cree in Reihe daran betreiben. Vielleicht gehen auch die gewünschten 20, das kann man sicherlich ausprobieren. Bei Überlast schaltet das Ding ab, dann halt eine LED wegnehmen.

Eine alternative KSQ wäre noch die LCM-60. Leider deutlich teurer, hat aber den Vorteil, dass man den Ausgangsstrom per DIP-Switch auch z. B. auf 900 mA oder 700 mA stellen kann.

Bevor Du etwas machst, lese bitte die Grundlagenartikel Betrieb von HighPower LEDs, Warum zerstört eine KSQ LEDs wenn man nach der KSQ schaltet sowie Grundlagen: Temperaturmanagement.

-Handkalt
proggie
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Fr, 04.08.17, 15:04

Hallo Handkalt,

vielen Dank für die Vorabinfos... Ich lese die angegebenen Links Durch und melde mich evtl. wieder.

Viele Grüße - Proggie
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