LED für U-Boot

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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robby2001
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Fr, 27.04.18, 20:44

Guten Abend und danke für die Aufname.

Ich möchte mich mit einer speziellen Frage an das Forum wenden. Ich habe mir vor kurzem ein
ROV gebaut. Das ist eine Art Unterwasser-Roboter. Hier ein Bild:
20180127_125525.jpg
Nun plane ich, das ROV mit Scheinwerfern auszustatten. Als LED hab ich die CREE XM-L gewählt. Als Konstantstromquelle
die PowerLine SLIM LED. Die Kühlung der LED ist kein Problem, sie sitzt in einem Alugehäuse und wird permanent von Wasser
umspült.

Die Konstantstromquelle soll allerdings in die Elektronik-Röhre des Ubootes eingebaut werden. Nun hab ich aber festgestellt,
dass die Konstantstromquelle auch ziemlich heiss wird. Blöderweise hab ich keine Möglichkeit, entstehende Hitze aus dieser
Elektronikröhre abzufüren.

Nun die Frage: Kann ich bei der Konstantstromquelle auch eine mit höherem Strom wählen, oder muss die Quelle genau abgestimmt
sein auf die LED? Muss ich damit leben, dass meine Konstantstromquelle so eine Hitze erzeugt? Oder gibt es vielleicht
auch andere Methoden, eine LED zu betreiben, ohne dass (die LED ausgenommen) viel Hitze entsteht?

Über eine Antwort würde ich mich sehr freuen.

Gruß Robert
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Achim H
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Fr, 27.04.18, 22:04

Du befindest Dich im Forum von Lumitronix = leds.de
Dort wo es die Powerline Slim Konstantstromquelle gibt, existiert auch ein Forum.
Nun da Du aber schon mal da bist, können wir die Fragen auch hier beantworten.

Die Powerline Slim ist eine lineare Konstantstromquelle.
Jede Spannung, die zuviel für die Led ist, wird verbraten. Dabei entsteht Wärme.
Falls diese Wärme nicht erwünscht ist, muss eine getaktete Konstantstromquelle gewählt werden.

Bei einer getakteten Konstantstromquelle wird die überschüssige Spannung nicht vernichtet, sondern umgewandelt.
Je höher die Spannung, desto weniger Strom wird der Spannungsquelle (Batterie/Akku) entnommen.
Nun die Frage: Kann ich bei der Konstantstromquelle auch eine mit höherem Strom wählen, oder muss die Quelle genau abgestimmt
sein auf die LED?

Für jede Led gibt es ein Datenblatt, aus dem ersichtlich ist, wie hoch der Strom durch die Led (ausreichende Kühlung vorausgesetzt) maximal sein darf. Höher als was maximal erlaubt ist, schadet der Led und verkürzt deren Lebenserwartung. Bei gravierender Überschreitung des Stroms kann die Led innerhalb von Sekunden sterben. Für eine lange Lebenserwartung sollte die Led nicht höher als mit 2/3 des maximal erlaubten Strom betrieben werden. Falls mehr Licht benötigt wird, dann sollten entsprechend 2 oder mehr Leds eingekauft werden.

Frage hierzu:
Wieviel Volt hat die Spannungsquelle (Batterie/Akku)?
Und welche Kapazität (angegeben in mAh oder Ah)? --> damit könnte man die ungefähre Leuchtdauer berechnen.
robby2001
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Sa, 28.04.18, 10:25

Moin!

Vielen dank für die Info. Das hat mir jetzt weitergeholfen.
Jetzt wird auch einiges klarer. Die Versorgungsspannung des Ubootes liegt bei etwas über 12 Volt.
Dann ist es ja kein Wunder, dass die KSQ so warm wird.

Ich muss also Ausschau halten nach einer getakteten KSQ.
Oder ich könnte mal versuchen, 2 LEDs in reihe zu schalten, dann würde weniger Spannung vernichtet werden müssen.

Noch kurz zum Akku: Der Akku ist ein Paket aus Li-Ion-Zellen.
Die Spannung ist etwas über 12 V, die Kapaziät um die 15 Ah (wird wohl noch erweitert auf 30 Ah)
Energie ist also reichlich vorhanden.

Gruß Robert
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Achim H
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Sa, 28.04.18, 12:25

Die Spannung ist etwas über 12 V, ...
3 oder 4 Zellen?
3 Zellen = voll geladen: 12,6V; nominal: 11,1V.
4 Zellen = voll geladen: 16,8V; nominal: 14,4V.
... die Kapaziät um die 15 Ah (wird wohl noch erweitert auf 30 Ah)
Energie ist also reichlich vorhanden.

So reichlich ist das gar nicht.
Damit wird doch wahrscheinlich alles betrieben, also auch die 4 Schrauben, die elektro/mechanische Steuerung zum Auftauchen/Versenken des Ubootes, usw.
Und jetzt kommt noch Licht dazu.

Etwas problematisch ist es, für die XML eine geeignete getaktete Konstantstromquelle zu besorgen, Es gibt sie zwar, aber reichlich teuer.


Günstiger wäre es geworden, wenn man eine andere Led verwendet hätte.
Led + Konstantstromquelle würden weniger kosten als eine Konstantstromquelle mit 2000mA (oder mehr) für eine Cree XML.

Nur als Beispiel:
Nichia NFCWL060B-V2 COB-LED, 2760lm, 6500K, CRI 80
Benötigt ca. 35V @ 460mA.
Output @ 350mA (ca. 12 Watt): ca. 0,75 des nominellen Output (2760 Lumen).
2760 Lumen x ca. 0,75 = ca. 2070 Lumen. Entspricht in etwa dem Licht einer 100 Watt Halogenlampe bzw. 130 Watt Glühlampe.
Ca. 14% mehr Leistung als eine Cree XML-U4, dafür aber 950 Lumen (85%) mehr Licht. Also fast doppelt so hell.

Geeignete Konstantstromquelle:
Meanwell LDB-350LW
Eingangsspannung: 9-36V.
Ausgangsspannung @ -strom: 2-40V @ 350mA.
robby2001
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Sa, 28.04.18, 13:02

Moin!

Es sind 3 Zellen, insofern wären es 12,6V Ladeschlussspannung.
Damit wird doch wahrscheinlich alles betrieben, also auch die 4 Schrauben,
Es sind sogar 6 Motoren, 4 für die horizontalen Bewegungen und 2 für die vertikalen. Wenn man
einen "moderaten" Fahrstil mit dem Uboot einhält, halten 15Ah knapp 1,5 Stunden. Jetzt würden da
noch 2 LEDs dazukommen.

Die CREEs hab ich vor einigen Jahren gekauft und hatte die hier noch liegen. Definitiv sind seitdem
leistungsfähigere LEDs auf den Markt gekommen, aber ich versuche es erst mal mit den CREEs.
Zumal ich die Gehäuse dafür genau angepasst habe. Wenn ich mir jetzt andere besorge, muss
ich ggf. wieder neue Gehäuse und Reflektoren haben.

Mal schauen wie das funktioniert. Ich kann ja mal Bilder zeigen, wenn´s klappt.

Gruß Robert
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Sa, 28.04.18, 13:16

Ok, dann such mal im anderen Shop, wo es die PowerLine SLIM LED Konstantstromquelle gibt, nach
LT-3201 (Strom: 2000mA) oder LT-2982 (Strom: 3000mA).
Bei der 3000mA Konstantstromquelle (Poti on Board) solltest Du den Strom etwas runter drehen (um ca. 45°), die Led lebt dann etwas länger.

Leider darf ich von hier aus nicht auf die Produkte verlinken, da es sich um einen konkurrierenden Led-Shop handelt.
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