LED ca 1-4 W regelbar, high CRI, an akku betrieben

[Stulle]

Moin moin,

Die Semesterferien fangen gerade an und ich bin auf die glorreiche Idee gekommen mir mal ein Bastelprojekt zu suchen =D
Ich hab leider eher relativ wenig Ahnung von Elektronikbauteilen aber hab genügend Fingerfertigkeit Sachen zusammenzulöten.

Das Ziel wäre eine kleine Arbeitsleuchte, die im Nahfeldbereich 30-40cm einen recht kleinen Punkt mit ca 10cm Durchmesser gleichmäßig hell ausleuchtet, am besten mit einem klar definierten Rand (also der Lichtkegel soll nach außen nicht langsam schwächer werden sondern am besten abrupt enden.
Am ende soll die LED in einem kleinen (selbstgebauten?) Lampenkopf sein (der gleichzeitig als Kühlkörper funktioniert) mit einem externen Akkupack, an dem sich ein An/Aus Schalter befindet, ein Regler für die Helligkeit und am besten auch noch ein Anschluss für ein Ladegerät. Alternativ war mein Gedanke einfach Akkus im AA Format zu benutzen und die in einem externen Ladegerät zu laden. Ich hab mich jetzt ein wenig durch das Forum und andere Websites gewühlt und hatte mir erstmal folgende Sachen ausgeguckt:
Als Akku dachte ich an einen LiIon Akku im 18650 Format zB....
Dann als Step Down Converter zB: https://www.*********/de/BUCK-V2-Kons ... 1500mA-35V
und als LED eine CREE XP-G3 R3 CRI 90+.
Als Optik zB.: https://www.*********/de/CREE-LXP2-Optik-7-15

gerade bei dem Step Down Converter bin ich mir aber noch reichlich unsicher! Nach welchem Prinzip arbeitet der in dem Buck Converter eingebaute Dimmer? wird die "wegedimmte" Leistungs als abwärme abgeführt? die Regulierbarkeit wäre mir schon wichtig und auf der Seite werden ja noch weitere Step Down Converter mit PWM Eingang angeboten. Ich hab aber irgendwie immer noch keine Vorstellung davon wie so ein PWM da angeschlossen werden soll. (https://www.*********/de/BUCK-V2-Kons ... 1500mA-42V) (Anstatt des normalen Eingangs, also in der Reihenfolge Akku, Ein/Aus Schalter, PWM, Buck, LED?) Auf den unterschiedlichen LED Shop Seiten ist mir kein PWM ins Auge gefallen.....

Welche Platine sollte man am besten für eine LED wählen? macht eine Kupferplatine für eine besser Wärmeleitfähigkeit Sinn?

Das Gehäuse für Akku/Buck lass ich mir dann evtl 3D Drucken. Sollte noch ein Metallkühlkörper am Buck befestigt werden? Und den Lampenkopf evtl in Alu CNC fräsen wo ich dann die LED (+Wärmeleitpaste) + die Optik einkleben könnte....

Macht das einen halbwegs möglichen Eindruck? Ich hab mir das irgendwie in den Kopf gesetzt und wäre über eine Rückmeldung von euch erfreut

[Stulle]

Ich hoffe das posten von Shop links ist erlaubt .... wenn nicht bitte entfernen..

[dieterr]

Das Ziel wäre eine kleine Arbeitsleuchte, die im Nahfeldbereich 30-40cm einen recht kleinen Punkt mit ca 10cm Durchmesser gleichmäßig hell ausleuchtet, am besten mit einem klar definierten Rand (also der Lichtkegel soll nach außen nicht langsam schwächer werden sondern am besten abrupt enden.
...

Ich nenne sowas Taschenlampe

[Stulle]

naa, der Lampenkopf soll wie bei einer Stirnlampe am Kopf zwischen den Augen sitzen und gleichzeitig so klein wie möglich sein. Die Lampen die ich mir diesbezüglich angeguckt hab, haben eigentlich nie so einen engen Fokus.
Vllt hab ich auch einfach Lust mal selbst etwas zu machen?...
Wenn du der Meinung bist, dass sich so etwas besonders günstig aus einer umfunktionierten Taschenlampe basteln lässt ist das natürlich etwas anderes.

So in etwa in die Richtung: https://www.amazon.de/BONEW-Dental-chir ... B07DKBMJQM


Bekommt man so etwas mit hochwertigen teilen zu einem ähnlichen Preis nicht besser hin (klar das ding ist in einer Massenproduktion Made in China entstanden, deshalb wird der Selbstbau wahrscheinlich schon teurer. Aber wenns dann auch besser ist und nicht viel mehr als um den Faktor 2 teurer...)? oder sollte man das Teil auseinanderpflücken und gucken was man mit den Teilen+ Austauschteilen anstellen kann?

Wenn euch meine Herangehensweise zu uninformiert ist, dann sagt mir das bitte. Dachte nur LED Hilfeforum in der Abteilung Anfänger... da geht das noch..

[dieterr]

Erster Knackpunkt an er Sache ist imho der Reflektor. Und den kannst du in "Industriequalität" fast nicht selber machen, egal ob metallisiertes Plastik oder Vollmetall. Wie da einer deine Erwartungen erfüllt kann ich aber nicht sagen, in Fertiglampen sind genauso gute wie schlechte verbaut - ebenso wie du bei Einzelteilen gute und schlechte bekommen kannst.
Da kann ich mangels Erfahrung aber nichts beitragen. Eventuell hilft es, eine Auswahl treffen und dann gezielt nachfragen.

Beim Kopf und dem Rest ist DIY je nach Anspruch und Werkstatt meiner Ansicht nach gut machbar.

[Stulle]

Naja beim Reflektor wollte ich schon auf "Fertigware" zurückgreifen. Evtl auch nicht mit einem Reflektor sondern einer Linse arbeiten. Kann man einen diffus auslaufenden Lichtkegel durch eine Einblendung gezielt eingrenzen oder funktioniert das in den Maßstäben eher nur ungenau? Selber einen Reflektor bauen.. soviel DIY war jetzt nicht mein Anspruch

Könnte evtl nochmal jemand ein Wort zu der Regulierbarkeit der Konstantstromquellen verlieren und wie ich an diese eine PWM anschließe (und wo ich eine entsprechende Regelelektronik erwerben könnte/nach was ich suchen muss?)
In der KSQ die ich oben erwähnt habe, ist ja schon eine Reguliermechanismus verbaut, nur ich finde keine Angaben dazu, wie diese arbeitet...

beste grüße Georg

[Borax]

Für einen eng fokussierten Bereich sollte die Lichtquelle so klein (punktförmig) wie möglich sein. So gesehen liegst Du mit der CREE XP-G4 schon recht gut (3.5 x 3.5 mm). Noch kleiner wäre die Nichia: https://www.leds.de/nichia-nvsle21at-sm ... 65503.html (2.1 x 2.1 mm; ist allerdings weniger stark belastbar und hat nur CRI 80+).
Ob Reflektor oder Linse musst Du testen. Ist halt die Frage, wie stark der Lichtstärke-Abfall außerhalb des Hauptlichtkegels sein muss.
Betrieb an einen LiIon Akku im 18650 Format ist eher schwierig, weil Step Down KSQs meist mehr Eingangsspannung brauchen und mind. 1V Differenz zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung. Möglich wäre ein Betrieb am einer 18650 mit einer linearen LowDrop KSQ (muss man aber selbst bauen) oder Du nimmst 2 LiIon Akkus, dann reicht die Spannung für die BUCK V2 oder eine Anvilex KSQs aus.
Wie willst Du denn eigentlich regeln? Drehpoti oder lieber Tasten? Machbar ist beides.

[Stulle]

Danke für die ausführlichen Infos!
Mir wäre die hohe Farbwiedergabeindex doch recht wichtig, deshalb würde ich bei der Cree LED bleiben. Ich war mir der Auswirkung der Größe der Lichtquelle noch gar nicht so bewusst (ist aber logisch). Sozusagen Glückstreffer
Da das Ganze noch ein Gedankenkonstrukt ist und ich mich erstmal über die Machbarkeit informieren wollte, bin ich bei der Wahl der Komponenten noch sehr offen für Vorschläge (gerade weil ich mit dem Thema relativ wenige Berührungspunkte vorher hatte)

Da ich noch nicht weiß, auf welche Werte ich die Beleuchtung am Ende rasten möchte, würde ich bevorzugt erstmal einen stufenlosen drehbaren Mechanismus verwenden. Wenn ich mit einem Drehpoti regeln würde wäre das ja über einen Widerstand an dem eine Verlustleistung anfällt oder? Gibt es die Möglichkeit über eine PWM mit einem Drehregler zu regeln? (hab nur irgendwo gelesen, dass dort keine/kaum Verlustleistung anfällt, kenne mich jetzt nicht näher damit aus..)
Gibt es zwischen der Anvilex oder Buck V2 zu bedenkende Unterschiede?

Beste Grüße Georg