Deckenfluter-/Wallwasher-Modul mit Nichia COBs

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
ustoni
Hyper-User
Hyper-User
Beiträge: 1882
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Mi, 09.09.15, 14:12

Vor ein paar Tagen habe ich einen recht einfach aufgebauten Fluter zusammengesetzt. Ziel war dabei ein Lichtstrom, der einen 500 W Halogenfluter übertrifft.

Die Wahl fiel auf Nichia COB Module der Serie 108 mit einer Farbtemperatur von 5000 K.
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... directed=1

Um auf den gewünschten Lichtstrom zu kommen, sind 3 Module erforderlich. Diese werden in Reihe geschaltet an einer KSQ Typ HLG-80H-C700A mit einem Strom von 700 mA betrieben:
http://www.elpro.org/shop/shop.php?p=HLG-80H-C700A

Als Kühlkörper verwende ich je Modul einen ModuLED9980-B:
https://www.elpro.org/shop/shop.php?p=ModuLED9980-B
Für diese Leistung sind die Kühlkörper sogar noch reichlich überdimensioniert.

Das Licht sollte gerichtet, dabei aber trotzdem recht breit abgestrahlt werden. Also kamen noch 3 Reflektoren mit einem Abstrahlwinkel von 72° hinzu:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Lins ... directed=1

Als Gehäuse für die KSQ und Halterung für die Kühlkörper dient ein Gehäuse TEKO 335:
http://www.reichelt.de/1-4W-1-100-Ohm-9 ... TEKO%20335

Hinzu kommen noch diverse Kleinteile wie Schalter, Netzkabel, Kleber etc.
Der Aufbau ist recht simpel:
In die Gehäuseunterschale habe ich entsprechende Löcher für den Schalter, das Netzkabel und die KSQ angebracht, die Teile montiert und verdrahtet:
01 Gehäuse unten.JPG
Die Kühlkörper haben einige Löcher, die für selbstschneidende M3-Schrauben gedacht sind. Es funktioniert aber auch mit normalen Blechschrauben 3,5 x 12. In die Gehäuseoberschale habe ich entsprechende Löcher (muss man halt am Kühlkörper ausmessen) gebohrt. Zusätzlich kamen 6 Löcher zur Durchführung der Kabel hinzu. Die Kühlkörper habe ich dann zusätzlich zu den Schrauben mit etwas Uhu Endfest 300 montiert:
02 Gehäuse oben.JPG
Anschließend kamen an die Lötpads der COBs ca. 20 cm lange Kabel:
03 Modul 108.JPG
Bei dem Kabel handelt es sich um diesen Typ:
http://www.ryanelectronics.com/Products ... 16878_BEE/
Davon habe ich mal vor ca. 10 Jahren eine Rolle abgestaubt; sollte noch für alle zukünftigen Projekte reichen. :D

Die Module habe ich dann mit Arctic Silver auf die Kühlkörper geklebt, die Kabel ins Gehäuse geführt, auf passende Länge gekürzt und verdrahtet. Auch hierbei hab ichs mir einfach gemacht und Wago-Klemmen verwendet.
Nach Verschrauben der Gehäusehälften erfolgte natürlich zunächst ein kurzer Funktionstest.
Um die Reflektoren plan auf die COB-Module kleben zu können, müssen an der Position der Lötpads passende Vertiefungen in den Reflektor gefräst werden. Mit einem Dremel ist das innerhalb weniger Sekunden erledigt. Die Reflektoren habe ich mit 2K-Kleber aufgeklebt. Ergebnis:
04 Komplett.JPG
Im Betrieb beeindruckt der Fluter schon etwas:
05 an.JPG
Daten:
Die Leistungsaufnahme beträgt 80 W. An den COB Modulen messe ich eine Spannung von jeweils 34,7 V. Bei 700 mA entspricht das einer Leistung von 24,3 W je COB-Modul, zusammen also 72,9 W. Der Wirkungsgrad der KSQ liegt damit bei 91%.

Bei einer Raumtemperatur von 24°C erreicht der mittlere Kühlkörper eine Temperatur von 47°C, die beiden äußeren je 46,4°C. Die COB-Module haben einen maximalen Wärmewiderstand von 1,1 K/W, entsprechend einer Temperaturdifferenz von 26,7 K. Selbst wenn man noch ein paar Grad für die Klebeverbindung hinzurechnet, bleibt die Chiptemperatur damit immer noch deutlich unter 80°C. An der Unterseite des Gehäuses messe ich eine Temperatur von 33°C.

Ausgehend von den auf der Produktseite von Lumitronix angegebenen Werte liegt der Lichtstrom bei insgesamt ca. 11000 lm, was eine Systemeffizienz von 137,5 lm/W ergeben würde. Das sollte man aber relativ sehen.

Beim Nennstrom von 860 mA gibt Lumitronix einen typischen Lichtstrom von 4600 lm an. Tatsächlich kann der Lichtstrom bei den angegebenen Binnings G4450-4850 zwischen 4450 lm und 5050 lm liegen.

In einem Abstand von 1 m über den Reflektoren messe ich eine Beleuchtungsstärke von knapp über 10000 lx. Laut dem Umrechnungswerkzeug von Lumitronix entspricht dies bei einem Öffnungswinkel von 72° einem Lichtstrom von 12000 lm.
Benutzeravatar
R.Kränzler
Moderator
Beiträge: 1698
Registriert: Mo, 26.11.07, 08:49
Wohnort: Haigerloch

Mi, 09.09.15, 14:15

Ja schön! 5 Sternchen.
ustoni
Hyper-User
Hyper-User
Beiträge: 1882
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Mi, 09.09.15, 17:58

Danke!
Hier mal als Nachtrag der Versuch, die Lichtwirkung der einzelnen Beleuchtungen an meiner Fensterfront darzustellen. Ich hab dabei versucht, Lichter und Schatten im direkten Vergleich so zu korrigieren, dass es in etwa mit dem subjektiven Eindruck übereinstimmt. Zu 100% haut es nicht hin, ein CCD-Sensor arbeitet nun mal linear, unser Auge annähernd logarithmisch. Kommt der Sache aber recht nah.

Ich habe drei "Leuchten" montiert:

1. 3 x COB 216A im Fenstersturz auf gleichen Kühlkörpern mit gleicher KSQ wie oben beschrieben, Farbtemperatur 5000 K, zusammen ca. 10000 lm, Öffnungswinkel der Reflektoren 48°, die hauptsächlich Pflanzen und Fensterbank beleuchten.

2. 2 x Osram SubtiTUBE advanced, 1500 mm, 28W, 4000 K mit zusammen 6800 lm, die den Raum allgemein beleuchten

3. oben beschriebener Fluter mit 12000 lm

Fotos von oben nach unten, alle Fotos gegen 18 Uhr bei sonnigem Wetter aufgenommen:

- Beleuchtung aus
- nur Strahler im Fenstersturz
- Strahler im Fenstersturz plus LED Tubes
- Strahler im Fenstersturz, LED-Tubes plus Fluter
F1.JPG
F2.JPG
F3.JPG
F4.JPG
Noch krasser werden die Unterschiede an trüben Regen- oder Wintertagen; und genau dafür ist die Beleuchtung gedacht. Hellt die Stimmung auf.
An schönen Tagen wie heute (zumindest hier) habe ich meist nur die Strahler im Fenstersturz an.
Im Winter kann ich mir das an sonnigen Tagen auch noch sparen, da dann die Sonne direkt ins Fenster scheint.

Diese Beleuchtung erkaufe ich mir allerdings auch für einen relativ hohen Preis. Alle drei Beleuchtungen verbrauchen zusammen rund 210 W, also rund eine Kilowattstunde in 5 Stunden. Hier muss man einfach Kompromisse eingehen. Um tatsächlich Sonnenlicht auch nur annähernd zu simulieren wäre mindestens die 10fache Leistung erforderlich.

Vor etwa 30 Jahren hatte ich eine Souterrain-Wohnung (neudeutsch für Kellerwohnung). Da hatte ich etwa 2 kW Halogenlicht installiert. War aber damals auch aufgrund der Stromkosten egal, hatte sogar Heizkosten gespart. :lol:
Gerd12
Mega-User
Mega-User
Beiträge: 239
Registriert: Di, 13.08.13, 17:32

Mi, 09.09.15, 23:23

Ich finde das wirklich alles sehr gut und ich mag solide Arbeit. Insbesondere der Fluter hat es mir angetan.

Die Daten sind wirklich beeindruckend, insbesondere die Effizienz.

Grob überschlagen fallen da Materialien von ca. € 150,- an. Die Arbeit muss man da eher als Hobby verbuchen.

100-W-Fluter gibt es ab ca. € 30,-. Dass diese nichts taugen, kann ich an diversen Verkaufsständen sehen. Nicht nur die Lichtstärke, sondern auch die Qualität und (leider) auch die Lebensdauer sind sehr begrenzt. Deshalb tendiere ich auch zum Eigenbau.

Deine Erfahrungen nehme ich da gern mit. Danke dafür.
ustoni
Hyper-User
Hyper-User
Beiträge: 1882
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Mi, 09.09.15, 23:53

Grob überschlagen fallen da Materialien von ca. € 150,- an.
Das haut inklusive der Kleinteile ganz gut hin.
Die Arbeit muss man da eher als Hobby verbuchen.
Naja, viel Arbeit war das wirklich nicht. :)

Ausgehend von der Temperaturmessung erwarte ich eine Lebensdauer von deutlich über 50000 Stunden. Mit 30€ China-Müll sind schon 5000 Stunden kaum zu erreichen. Qualität hat eben ihren Preis. :D
Benutzeravatar
TomTTiger
Ultra-User
Ultra-User
Beiträge: 547
Registriert: Mo, 23.06.08, 11:54
Wohnort: Weyerbusch / RP

Do, 10.09.15, 11:48

Sehr schön :D
Auch von mir 5 Sterne, wenn du dein Alugehäuse noch erden würdest :lol:
Der Erdanschluß am HLG ist eine FG also "functional ground" für den eingebauten EMV Filter keine Sicherheitserde....

grüße
Tom
ustoni
Hyper-User
Hyper-User
Beiträge: 1882
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Do, 10.09.15, 11:52

Der Erdanschluss des HLG ist mit dem Gehäuse des HLG verbunden. Hab ich durchgemessen. Damit erfolgt die Erdung des TEKO Gehäuses über die vier Schrauben, mit denen das HLG befestigt ist. :wink:
Benutzeravatar
TomTTiger
Ultra-User
Ultra-User
Beiträge: 547
Registriert: Mo, 23.06.08, 11:54
Wohnort: Weyerbusch / RP

Do, 10.09.15, 11:54

Diese Art der Erdung ist zwar nicht zulässig, aber trotzdem 5 Sterne allein weil du daran gedacht hast, das Gehäuse zu erden :D :lol: :mrgreen:
ustoni
Hyper-User
Hyper-User
Beiträge: 1882
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Do, 10.09.15, 12:08

Diese Art der Erdung ist zwar nicht zulässig,
Da hast Du natürlich völlig recht, aber ich hab ja schon im ersten Post geschrieben, dass ich ein fauler Mensch bin. :lol:

Der Fluter bleibt in meinen eigenen vier Wänden und ich kann damit leben.
Wenn ich das Gerät für jemand anderen gebaut hätte, hätte ich selbstverständlich eine 3er Wago-Klemme verwendet und eine zusätzliche Erdleitung über einen Kabelschuh zu einer der Schraubbefestigungen geführt. Das macht zwar elektrisch keinen Sinn, ist aber nun mal Vorschrift. :D
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Fr, 11.09.15, 11:36

Wie müsste die Erdung denn korrekt aussehen?
Das Teko Gehäuse ist aus dünnwandigem Aluminium. Dort kann man nichts anschweißen.

@ ustoni
Die Lampe ist ja schön und gut, aber rund 29.000 Lumen nur im Fensterbereich halte ich für mächtig übertrieben.
Der Standort des Deckenfluter gefällt mir gar nicht. Der beleuchtet viel mehr die Wand als die Decke.
ustoni
Hyper-User
Hyper-User
Beiträge: 1882
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Fr, 11.09.15, 12:27

Wie müsste die Erdung denn korrekt aussehen?
Wenn ich mich richtig erinnere, lässt sich die DIN VDE 0100 über die mechanische Ausführung der Erdung nicht näher aus. Was allerdings vorgeschrieben ist, ist dass der Übergangswiderstand zwischen Erdleiter und Gehäuse 0,1 Ohm nicht überschreiten darf.

Das geerdete Gehäuse der KSQ liegt flach auf dem Boden des TEKO-Gehäuses auf und ist mit 4 M3 Schrauben mit selbstsichernden Muttern befestigt. Eine entsprechend niederohmige Verbindung kann auf diese Art nicht dauerhaft sichergestellt werden.
Eine Möglichkeit, die ich recht häufig gesehen habe: eine weitere Bohrung im Gehäuseboden anbringen und eine extra Erdleitung über Kabelschuh und Zahnscheibe mit dem Gehäuse verschrauben. Korrekte Reihenfolge dabei (von unten nach oben):
- Schraubenkopf (meist versenkt)
- Gehäuseblech
- Zahnscheibe
- Kabelschuh (Ringschuh)
- ggf. Federring
- Mutter

Die sichere und dauerhafte niederohmige Verbindung zwischen Kabelschuh und Gehäuseboden wird durch die Zahnscheibe erreicht.
aber rund 29.000 Lumen nur im Fensterbereich halte ich für mächtig übertrieben.
Das ist Geschmackssache, ich mag es eben hell. :)
Der Standort des Deckenfluter gefällt mir gar nicht. Der beleuchtet viel mehr die Wand als die Decke.
Deshalb in der Überschrift auch der Begriff "Wallwasher". :wink: Der Raum wird so auf jeden Fall schön gleichmäßig indirekt ausgeleuchtet.
Aber auch das ist natürlich Geschmackssache.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Fr, 11.09.15, 12:58

So ähnlich hätte ich es auch gemacht.

Ich hätte allerdings zuerst die Schraube mit einer Fächerscheibe + Mutter festgeballert.
Erst danach den Ringschuh + Federscheibe + Unterlegscheibe + Mutter montiert.
Antworten