Led-Kopflampe Cree

[thomasg4077]

Hi,
ich plane eine neue Kopflampe zum Mountain Biken im Wald bei nacht,
habe den Tipp bekommen eine einzige Cree XM-L mit passender Linse zu verwenden, hört sich gut an. Kennt da jemand ein passendes Gehäuse?
Ich sollte zu dem LiFePo4 Akkus verwenden,- soweit so gut. 1.Kann mir jemand sagen wo ich die Sachen am billigsten bekomme?
2. Kann ich die LED einfach mit den Akku ohne Widerstand verbinden? 3.Was ist eine Ultra-Low-Drop-KSQ und wo bekomme ich diese?
4. Wie viel Aluminium muss das LED Gehäuse haben um genügend Wärme ableiten zu können? Möchte den Akku getrennt von der Led im Rucksack aufbewaren... 5.Welches Ladegerät bräuchte ich? Habe noch eins: http://www.conrad.de/ce/de/product/5107 ... eT-LIC-1-2 sollte doch passen,oder?

Habe noch nicht so viel Ahnung von der LED Technik hoffe Ihr könnt mir helfen, Danke Tom!

[strenter]

0. Sicher spricht nichts gegen die XM-L - bei der richtigen Kühlung.
1. Hier kannst Du sie kaufen. Ob es allerdings der billigste Preis ist...
2. Nein.
3. Eine ULD-KSQ ist eine KSQ die sich zum Betrieb weniger Spannung genehmigt; Selbstbau, gibt Bauanleitungen hier im Forum.
4. Möchtest Du die LED mit vollem Strom betreiben oder möchtest Du effizienter werden (weniger Licht, dafür aber noch weniger Leistungsbedarf)?
5. Dein verlinktes Ladegerät ist für Li-Ionen-Akkus, nicht aber für LiFePo4-Akkus spezifiziert. Ich würde die Frage verneinen.

[thomasg4077]

Ich will die Led schon mit 3000mA betreiben, also mit voller Leistung, wenn es eine Möglichkeit gäbe ohne viel Aufwand die Led "dimmen" zu können wäre das auch gut, bräuchte aber sonst auch die volle Leistung. Und mein Akku sollte schon drei bis vier Stunden halten.

[Sailor]

... bräuchte aber sonst auch die volle Leistung. Und mein Akku sollte schon drei bis vier Stunden halten.

Das ist sowas wie die eierlegende Wollmilchsau, wenn Du jetzt noch sagst, dass Du nur Platz für einen 9 Volt Block hast ist´s perfekt.

Wenn die Lampe 4 Stunden bei 3 Ampere leuchten soll muss der Akku 15 Amperstunden oder mehr haben. Bei einer getakteten KSQ und einem Akku mit höherer Spannung kann die Akku-Kapazität natürlich kleiner gewählt werden.

Eine längere Leuchtdauer kannst Du nur bei Dimmung mit einer KSQ erreichen, die über PWM dimmt. Die findest Du fertig im Shop (getaktet) oder auch als Schaltung zum Selbstbau hier im Forum.

Die LED produziert bei voller Leistung fast so viel Wärme wie mein kleinster Lötkolben oder eine 10 Watt Glühbirne und diese Wärme muss weg. Das Gehäuse muss die Kühlung gewährleisten, ohne dass Du einen heißen Kopf bekommst.

[thomasg4077]

ja das Problem Wärme ist glaube ich das größte, weiß noch nicht wie ich das Gehäuse machen möchte muss erst die Maße von der LED und der Linse haben, könnte da auch einen Lüfter einbauen.. Aber was liefert sonst die Leistung und wird nicht so heiß ??? Bin ja für alles offen habe ja noch nichts gekauft....

[Borax]

habe den Tipp bekommen eine einzige Cree XM-L mit passender Linse zu verwenden

Wenn Du statt einer drei nimmst, und die mit z.B. 800mA betreibst, bekommst Du vmtl. etwa die gleiche Lichtmenge wie mit einer einzigen Cree XM-L bei 3A. Auch die Kühlung ist einfacher. Und es ist ebenfalls einfacher Akkus mit 3 in Reihe geschalteten Zellen (10-11V) und ca. 4Ah zu bekommen, als eine einzelne Akku-Zelle mit 15Ah. Wobei ich mir nicht sicher bin, ob wirklich sooo viel Licht erforderlich ist. Aber das musst Du ausprobieren.

[thomasg4077]

meine jetzige Lampe hat 700 Lumen aber Temperatur-Probleme und wenn ich schon eine neue baue dann soll es sich ja lohnen;) zur Not könnte ich immer noch mit der Spannung runter gehen, aber die Idee ist nicht schlecht, doch die entstehende Wärme bleibt doch dann gleich viel nur auf drei Led´s aufgeteilt oder?

[Sailor]

In der abzuführenden Gesamtwärmemenge tut sich nicht entscheidend viel.

Allerdings hast Du auf dem Külkörper nicht einen heißen Punkt sondern 3 warme Punkte. daher kann die Dicke des Kühlkörpers geringer ausfallen (nicht jedoch die Oberfäche), was schon mal Gewicht spart.

Je nach Akkuspannung kann auch eine "Dimmung" durch einfaches Schalten der LED´s erfolgen, z.B.

geringerer Lichtbedarf nur mittlere LED an,
mittlerer Lichtbedarf nur die beiden äußeren LED´s an und
viel Lichtbearf alle drei LED´s an.

Alternativ bleibt Dir immer noch die Möglichkeit mittels PWM zu dimmen, insbesondere bei höherer Akkuspannung.

[Borax]

In der abzuführenden Gesamtwärmemenge tut sich nicht entscheidend viel.

Naja, aber immerhin einiges...
Für 900lm sind bei einer XM-L ja etwa 10W (3.3Vx3A) erforderlich die eben weg gekühlt werden müssen:

Code: Alles auswählen

Strom	     700 mA	   1400 mA	   3000 mA	
Spannung	    2,9 V	    3,1 V	3,3 V	
Effizienz	137 lm/W	  115 lm/W	91 lm/W	
Lichtstrom	280 lm	   500 lm	   910 lm

Wenn man 3 Stück bei 750mA (da dürfte jede auch auf 300lm kommen) betreibt ergibt das nur 6.5W (2.9Vx0.75Ax3). Das sind immerhin 3.5W weniger...

[thomasg4077]

das ist schon ein guter Unterschied!

[CRI 93+ / Ra 93+]

Dimmen geht auch mit linearer KSQ, wahlweise per PWM oder auch einfach linear. Es geht ja nur darum, ob 0,05 bis 0,15 V (3A-Betrieb) oder ca. 0,2 bis 0,3V (0,5..1A-Betrieb) verbraten werden müssen (Spannungen und Ströme sind natürlich schätzwerte, evtl. lassen sich 3A bei kalter LED mit 3,3V gar nicht erreichen!) --- lineares Dimmen geht natürlich NUR wenn die LED-Spannung SEHR NAHE an der Akkuspannung liegt. Sonst eben der erwähnte Schaltregler aka getaktete KSQ.

Die LiFePo4-Spannung von 3,3V und die LED-Spannung von 3,1..3,4V passen aber eben einfach so perfekt zusammen, dass man selbst im 1-3A-Bereich linear dimmen kann!

Längere Leuchtdauer sollte IMHO auch durch Parallelschaltung mehrerer LiFePo4-Akkus machbar sein, aber ich würde a) sicherheitshalber vor dem elektrischen verbinden alle Akkus auf gleiche Spannung (+/- 10..50 mV) bringen und b) für den Fall der Fälle vor jeden einzelnen noch eine Sollbruchstelle AKA 10-20A-Sicherung schalten. Immerhin können die 120A abgeben und erreichen dabei immer noch >2,5V, im Kurzschlussfalls vermutlich 200 bis 600 Ampere (ist allerdings Spekulation). Das ist nicht ungefährlich, kann zu Verbrennungen oder Feuer führen!

Die LiFePo4-Akkus selbst sollen allerdings nicht explodieren und/oder in Flammen aufgehen können (wie es bei normalen Li-Ion und besonders Li-Po-Akkus bei Kurzschluss oder Nageltest passieren kann)

[jkunz]

meine jetzige Lampe hat 700 Lumen aber Temperatur-Probleme

Ach, das Chinadingens.

Ich bastel auch grad mit der XM-L rum.

Wenn du keinen Plan von Elektronik hast, und danach sieht es aus, bleibt dir nix anderes als fertige Module zu verwenden.

Wo du eine XM-L auf Platine herkrigst weißt du wohl schon. Problem: Der Gastgeber hat keine passenden Linsen im Angebot. Die rote Konkurenz ist da wesentlich besser aufgestellt. Wenn du was mit kleinem Abstrahlwinkel suchst nim die LEDiL Iris Optik 11° für CREE MC-E. Die passt zufällig auch auf die XM-L.

Du brauchst eine Konstantstromquelle (KSQ), nim die Micro - 2800mA von PCB-Components. Wenn du noch einen Dimmer, Akku- und Temperaturüberwachung haben willst nim den Led Stripe V3 von PCB-Components dazu.

Akkus und Ladegeräte gibts günstig in Stefans LiPo Shop. Denk dran, dass du mindestens zwei Akkus in Reihe schalten musst damit die KSQ arbeiten kann. Z.B. zwei Lifepo4 10000mAh 10C (Headway). Bei zwei LEDs müssen es drei Akkus sein.

Zur Kühlung reicht ein Kühlkörper ICK SR40X20 von Fischer-Elektronik, erhältlich z.B. von Reichelt. Aber nur so lange du dich mit mindestens Schrittempo bewegst. => Temperaturüberwachung des Led Stripe V3 nutzen.

Ich würde zwei LEDs mit unterschiedlichen Optiken verwenden: Eine mit kleinem Abstrahlwinkel als Fernlicht und eine mit großem Abstrahlwinkel um den Boden direkt vor einem zu erleuchten.

[thomasg4077]

Top!!!
Warum müssen es bei zwei LEDs s drei Akkus sein? Und würdest du beide LEDs mit halber Leistung gleichzeitig betreiben oder immer umschalten, sonst schon mal vielen Dank hat mir richtig geholfen. Hast du eine Idee für ein Gehäuse? Wie hast du das gemacht?

[jkunz]

Warum müssen es bei zwei LEDs s drei Akkus sein?

Weil bei der KSQ, wie den meisten KSQ, die Eingangsspannung etwas höher sein muss als die Ausgangsspannung. Das ist der sogenannte "Drop". Zwei LEDs in Reihe kommen auf ca. 7 V, Drop dazu und dann sind wir bei ca. 9 V minimale Eingangsspannung. Dafür brauchst du eben drei LeFePO Akkus in Reihe.

Der zweite Grund ist die Laufzeit. Laufzeit der Lampe in Stunden mal Leistung der LEDs in Watt ist die vom Akku zu speichernde Energiemenge in Wh (Wattstunden). Die Zellenspannung ist fest vom Akkutyp vorgegeben, die Zahl der Zellen richtet sich nach dem Spannungsbedarf der Schaltung und auch der Akkugeometrie. Also teilt man die Energiemenge in Wattstunden durch die gesammt Akku-Spannung und raus kommt die Akkukapazität in Ah (Ampere-Stunden). (Volt * Ampere = Watt) Ca. 20% Reserve dazu und gut ist.
Du hast mal was von 4 Stunden geschrieben. Bei zwei LEDs zu 10 W macht das:
2 * 10 W * 4 h = 80 Wh.
Drei Zellen kommen auf 3 * 3,2 V = 9,6 V
80 Wh / 9,6 V = 8,33 Ah Minimum für die Akkus. Besagte Zellen haben 10 Ah. Sollte also passen.

Und würdest du beide LEDs mit halber Leistung gleichzeitig betreiben oder immer umschalten

Beide mit voller Leistung. Eine XM-L verbrät ähnlich viel Leistung wie dein überhitzter Chinaböller, bringt aber etwas mehr Licht dank besserem Wirkungsgrad. Wenn du also nicht mit deutlich weniger Licht zufrieden bist musst du die LEDs mit Nennleistung betreiben. Bedenk, dass sich die Strahlen der LEDs nur minimal überdecken. Eine LED soll ja nach unten und eine zweite weit voraus leuchten.

Hast du eine Idee für ein Gehäuse? Wie hast du das gemacht?

Ich hab noch garnix gemacht. Ich teste derzeit einige TIR-Optiken und Reflektoren. Meine derzeitige Idee: Besagten Rundkühlkörper nehmen, LED + Optik draufschrauben, von vorne ein Rohr drüberstülpen in das eine Frontscheibe aus (Plexi) Glas eingeklebt ist. Wobei ich noch nicht weiß wie ich Rohr und Kühlkörper verbinden soll. Falls ich einen Reflektor nehme sieht es wieder anders aus. Den kann ich nicht wie die Iris-Optik verschrauben.

[thomasg4077]

Soweit so gut werde das dann wohl so machen, mit der Linse bin ich mir dann aber noch unsicher 11° sind mir wohl zu wenig meine jetzige Lampe
(neun 10mm LEDs) haben einen Abstrahlwinkel von 40° und das war Perfekt kann man das Vergleichen?

[jkunz]

meine jetzige Lampe (neun 10mm LEDs) haben einen Abstrahlwinkel von 40° und das war Perfekt kann man das Vergleichen?

Ich denke schon. Die Optiken bzw. Reflektoren kosten ja nicht die Welt. Bestell dir halt einfach mal einige mit. Verschiedene Winkel von verschiedenen Herstellern. Denn je nach Hersteller und ob TIR-Optik oder Reflektor hat man unterschiedliche Abstrahlcharakteristik. Da muss man halt einfach mal ausprobieren, was am besten passt. Wenn man ein Linse - Linsenhaltersystem verwendet kann man die Linse meist auch recht gut wechseln ohne die ganze Lampe umbauen zu müssen.

[thomasg4077]

Wenn du was mit kleinem Abstrahlwinkel suchst nim die LEDiL Iris Optik 11° für CREE MC-E. Die passt zufällig auch auf die XM-L

Ich finde für die XM-L kaum Linsen oder Optiken, passen alle Optiken für die Cree MC-E auf die XM-L?

[jkunz]

Ich finde für die XM-L kaum Linsen oder Optiken, passen alle Optiken für die Cree MC-E auf die XM-L?

Nein, da andere Bauform. Ich hab bisher noch keine Optiken oder Reflektoren speziell für die XM-L gefunden. Man muss sich also damit behelfen was anderes umzufrickeln. Tendenziell passen die MC-E Optiken halt deshalb, weil bei der MC-E und der XM-L die lichtabstrahlende Fläche recht (ähnlich) groß ist. Die XP-G ist wesentlich kleiner. Die Einkoppelöffnung für das Licht der LED ist bei manchen XP-G Optiken einfach zu klein für die XM-L.

[thomasg4077]

Ja, ok
war länger nicht mehr hier....
Das Problem ist ich bin mit meinen Teilen schon bei 200€ ohne die Arbeit fürs verlöten und fräsen des Gehäuses einzubrechen.
Und dann noch das Risiko einzugehen keine passende Optik zu finden , ist mir zu groß!!!
Werden dann wohl mal für eine andere Led gucken glaube ich....

[thomasg4077]

Hi,
ich habe heute nochmal nach Linsen und Optiken für meine Cree XM-L 6T gesucht und wieder nichts gefunden...Denke das ich die Seoul P7 auf Star verwenden werde, hat ja auch schon 900 Lumen max . Ich habe einige Einstecklinsen für diese Led gefunden...
Jetzt meine Frage: Wo ist der Unterschied zwischen einer diffusen und einer transparenten Optik bei (fast) gleichem Öffnungswinkel in Hinsicht auf die Lichtstreuung???

http://www.*********/de/High-Power-Zu ... 6_107.html

http://www.*********/de/High-Power-Zu ... 6_107.html

Diese beiden haben bis auf ein ° den gleichen Winkel, welche ist wofür besser?

Tom

[jkunz]

ich habe heute nochmal nach Linsen und Optiken für meine Cree XM-L 6T gesucht und wieder nichts gefunden...

Wie ich schon schrieb: Die XM-L ist noch zu neu. Die Hersteller von Linsen sind grad erst dabei passende Optiken zu entwickeln. Optiken für die MC-E funktionieren i.d.R. recht gut.

Ich habe zu dem Thema einen ausführlichen Bericht im roten Nachbarforum geschrieben, Rubrik "LED Tests & Experimente", Faden "Optiken für XM-L": http://www.*********.de/ftopic16572.html

Auf Grund der Erfahrung kann ich für den Bau einer Kopflampe empfehlen: Den Kühlkörper von einem MR16 Synjet Kühler als Gehäuse. Eine XM-L auf Stern rein und dann die Reflektoren "FRC-M1-OE2B-0" oder "FRC-N1-OE2B-0" von Reichelt als Optik drauf. Das passt perfekt in den MR16 Synjet Kühlkörper. Dann noch ein 1 1/4 Zoll Gummi-Quetschring aus dem Baumarkt vorne rein stopfen. Der dient als Distanzring vom Refektor zur Gehäusevorderkante. Plexiglasscheibchen als Deckel vorne drauf, gut und fertig.

Denke das ich die Seoul P7 auf Star verwenden werde, hat ja auch schon 900 Lumen max .

Die P7 ist alter Kram und die 900 lm krigst du nur theoretisch im besten Bin. Mit einer XM-L bist du besser bedient.

[thomasg4077]

Optiken für die MC-E funktionieren i.d.R. recht gut.

Wie meinst du das? auf der XM-L?

[jkunz]

Optiken für die MC-E funktionieren i.d.R. recht gut.

Wie meinst du das? auf der XM-L?

Ja. Optiken, die eigentlich für eine MC-E gebaut sind, funktionieren meist auch gut bis sehr gut auf einer XM-L. Das ergibt sich aus ähnlichem Abstrahlwinkel und Chip-Größe der beiden LEDs. Auf Grund der unterschiedlichen Gehäusebauform von MC-E und XM-L muss man aber u.U. den Halter von MC-E Optiken für die XM-L modifizieren oder sonst wie ein wenig frickeln. Z.B. die Iris 11 Optik von LEDiL für MC-E passt mit ihrem Halter perfekt auf einen XM-L Stern und bringt mit 11 Grad einen sehr kleinen Winkel mit wenig "Spill"... Les halt mal meinen Beitrag im roten Nachbarforum. Dort habe ich ein gutes Dutzend verschiedene Optiken mit der XM-L durchgetestet. Testsieger sind die beiden genannten Reflektoren von Reichelt und die Iris 11. Letztere passt aber nicht so gut in den Synjet Kühlkörper, der eine gute Basis für ein Gehäuse darstellt.