Hilfe für LED Nachtlicht

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Moderator: T.Hoffmann

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Eiskonfekt
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So, 15.04.12, 13:20

Hallo zusammen,

ich habe mir aktuell als Projekt ein kleines LED Nachtlicht auferlegt. Der grobe Aufbau sollte, denke ich, aus der Skizze hervorgehen.
Bild

Ich stelle es mir so vor, dass der Sockel von unten offen ist, und darin dann die Platine und der Kühlkörper mit der aufgeklebten LED verbaut werden. Als LED habe ich mir die Cree MC-E 4CT RGBW A5-K (http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... -Star.html)ausgesucht. Vielleicht sagen einige von euch jetzt, dass das als Nachtlicht ein bisschen zu viel ist, aber ich denke, das es gut ist, wenn man sich noch die Farbe je nach Stimmung ein wenig aussuchen kann ;)
Als Platine für die restlichen Bauteile würde ich einfach eine Streifenrasterplatine verwenden.
Welchen Kühlkörper sollte ich denn für diese LED einplanen? Die LED wird natürlich mit Wärmeleitkleber aufgeklebt.

Auf der Oberseite des Sockels wäre dann eine Einkerbung, in die das Plexiglas hinein kommt und mit Heißkleber fixiert wird. Das Plexiglas wäre eine Röhre die ich oben mit einem weiteren Stück Plexiglas verschließen würde.
In eine Seite des Sockels wird eine Anschlussbuchse für ein externes Netzteil integriert. Gerne würde ich daneben noch Potis integrieren, mit denen ich dann die einzelnen Farben der LEDs dimmen kann. Aber ist dies überhaupt möglich oder müsste ich hier auch schon auf PWM zurückgreifen?

Viele Fragen. Aber ich hoffe, dass ihr mir helfen könnt :)

Gerne würde ich den Sockel auch aus Alu gebaut haben. Einen Schreiner der mir nen Stück Holz ausfräst, würde ich wohl noch finden. Aber bei Alu hört das bei mir auf. Kennt da jemand zufällig eine gute Quelle oder hat eine andere, schöne Idee für den Sockel?
Alu hätte natürlich den Vorteil, dass ich den Kühlkörper noch zusätzlich ans Gehäuse kleben könnte und dies dann noch zusätzlich der Kühlung dient. Wobei die LED in ihrer Nachtlicht Funktion wohl eh nicht all zu Warm werden dürfte.
Beim Thema Wärme fällt mir aber noch ein, dass die Lampe auf dem Boden stehen wird. Da wir eine Fußbodenheizung haben, ist dieser grade im Winter warm. Könnte dies Probleme bei der Wärmeabfuhr bereiten? Immerhin ist der Sockel oben geschlossen, so dass die abwärme schon nicht nach oben entweichen kann.
Eiskonfekt
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Mi, 18.04.12, 07:30

Niemand hier, der mir zumindest ein klein wenig helfen kann? Wichtig wäre mir ersteinmal die Dimmbarkeit zu klären. Das Gehäuse etc bekomme ich schon irgendwie selbst hin
Borax
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Mi, 18.04.12, 08:16

Also versuch ich mich mal an einer Antwort ;)
1. Wenn Du den Kühlkörper 'einsperrst', dann bringt er fast nichts.
=> Ich würde einen vorsehen, der 'frei in der Luft hängt' .
Wenn Du die LED nur mit sagen wir mal maximal 300mA pro Farbe betreibst (so dass insgesamt mit allen Farben nie mehr als 4W verbraten werden), dann sollte z.B. so ein Kühlkörper passen: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High ... -85mm.html
Da könnte man ein Rohr drunter und drüber bauen (z.B. 10cm Satinice Plexiglas drüber und 10cm Alu-Rohr drunter) dann hat der Kühlkörper auch einen Sinn (weil der Luftaustausch mit den Lamellen möglich ist - 'Kamin-Effekt'). Alu-Rohr bekommt man bei http://www.alu-verkauf.de/
Dimmen mit Potis ist möglich aber nicht soo toll, weil:
- mind. 2W Potis erforderlich sind (groß + teuer)
- Nicht linear
Mit ein bisschen 'Einmessaufwand' aber durchaus halbwegs sinnig machbar.
Ich hab da mal eine Schaltung dafür entworfen: viewtopic.php?p=137067#p137067 Müsste man halt noch an die Cree MC-E anpassen.
Wegen der Fußbodenheizung... Ich glaube kaum, dass die wärmer als etwa 30°C wird. Und so warm wird es im Sommer auch ohne Heizung...
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stoske
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Mi, 18.04.12, 08:22

Ich vermute mal, dass deshalb keiner was dazu sagt, weil das alles schon ziemlich fertig erscheint.
Was mir dazu durch den Kopf geht...

- Als Nachtlicht zu hell. Oder du definierst Nachtlicht anders.
- Farbe aussuchen? Das machst du ein, zwei Mal, dann nie wieder.

Ich würde eher eine Handvoll LowPower-LEDs verwenden, schon um den Zylinder besser auszuleuchten
und mir Farbe, Dimmer und jegliche Kühlung ersparen.
Borax
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Mi, 18.04.12, 11:17

Ganz so würde ich das nicht sehen... Ein Bekannter von mir hat sich auch so was gebaut (hat dann eher die Qualität einer schwachen Nachttischlampe/Moodlight - reicht aber sogar zum Lesen aus). Dort sind 3 Triple Rebel RGB verbaut. Steuerung allerdings mit ATMega8... (einschließlich Poti-Regelung mit Umschaltung RGB / HSV und diverse Automatik Farbwechsel).
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Mi, 18.04.12, 21:31

Das mit dem eingesperrten Kühlkörper hab ich mir schon gedacht. Würde es helfen, wenn der Sockel z.B. nur die Wände aus Holz hat, die Deckplatte aber wiederum aus Alu oder Edelstahl ist, und der Kühlkörper daran festgeklebt wird? Das wäre dann ein Kompromiss aus günstigem Holz und teurem Metall und wäre für mich wohl noch bezahlbar. Vielleicht würde ich dann auch zu Lochblech greifen, so dass die Luft wirklich auch durch die Lamellen strömen kann.

Dass es mit den Potis nicht die beste Lösung ist, ist mir bewusst. Allerdings hab ich mich mit PWM noch nie beschäftigt und kann daher weder den Aufwand noch die Größe der dafür benötigten Bauteile einschätzen. Und das Nachtlicht soll ja kein Monstrum werden. Wenn natürlich die PWM letztendlich kompakter wäre als die 4 Potis, dann würde ich auch gerne auf sie zurückgreifen.

Ob sie als Nachtlicht zu Hell ist, wird sich ja dann zeigen. Notfalls muss ich in den sauren Apfel beißen und die Lampe nachträglich modifizieren damit sie dunkler wird. Aber laut Datenblatt reicht die Weiße LED mindestens hinunter bis 100 lm, die Blaue geht gar auf 8,2 lm runter rot liegt bei 30,6 lm und grün bei 67,2 lm. Ich denke mit der Möglichkeit der Farbmischung dürfte da schon was bei rumkommen, was nur so grade eben vor sich hinleuchtet und nicht beim schlafen stört.

Das mit der Ausleuchtung des Zylinders dürfte keine all zu großen Probleme bereiten. Die LED wird schließlich am unteren Ende des Zylinders mittig platziert. Damit dürfte, meiner Meinung nach, der Zylinder ziemlich gleichmäßig ausgeleuchtet sein. Vom untersten rand einmal abgesehen, den die LED einfach nicht erreicht. Aber damit kann ich leben. Zumindest vorerst ;)


Und jetzt, aus gegebenem Anlass, mal ein klein wenig Off Topic:
Mir ist vor ein paar Minuten das Netzteil meiner bisherigen Schreibtischlampe abgeraucht. Die Lampe an sich ist aber noch heile. Nun kam mir die Idee, auch diese auf LED umzubauen. Ein neues Netzteil ans Kabel, die Elektronik der alten Energiesparlampe ausgebaut und stattdessen mit LEDs füttern. Welche LEDs würdet ihr für diesen Zweck empfehlen? Dimmbar sein muss in dem Fall nichts. Stecker in die Steckdose, ein Schalter zum Ein- uns Ausschalten und ein paar LEDs die für angenehmes Licht beim arbeiten sorgen. Als Platz für die LEDs stünde der ca 20cm Lange bereich zur Verfügung, in dem die Energiesparlampe ihr Dasein fristete und der praktischerweise mit einem Reflektor ausgestattet ist.
Borax
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Mi, 18.04.12, 22:48

die Deckplatte aber wiederum aus Alu
Wenn das Alu dann hinreichend groß (mind. 15cm Durchmesser) und dick ist (mind. 3mm besser 4 oder 5mm) dann ja. Dann kannst Du auch gleich auf den Kühlkörper verzichten (außer es ist wirklich Lochblech und es kann hinreichend gut die Luft durchströmen.
Größe der Potis/Schaltung... Schwer zu sagen... Klar kann man die PWM-Schaltung kleiner machen, aber dann vmtl. auch nur unter Verwendung von einem µC und SMD Bauteilen.
Ohne PWM gäbe es z.B. diese 4W Potis bei Reichelt: http://www.reichelt.de/Mehrgang-Potis/P ... ICLE=54288 Höhe=12mm, Durchmesser=24mm
Ein Poti was für eine PWM Steuerung reichen würde ist schon wesentlich kleiner (und billiger):
http://www.reichelt.de/6mm-Potis-mono/R ... ICLE=73844
Aber laut Datenblatt reicht die Weiße LED mindestens hinunter bis 100 lm, die Blaue geht gar auf 8,2 lm runter...
Versteh ich jetzt nicht... runter geht immer bis 0 lm

Wegen Offtopic... Erst passende LED(s) + ggf. Optik/Linse(n) aussuchen und dann passende Ansteuerung überlegen.Ohne Foto und eine grobe Vorstellung was da raus kommen soll, kann man Dir da schlecht einen Tipp geben
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Mi, 18.04.12, 23:25

Die 15cm Durchmesser dürften nicht das ganz große Problem darstellen, genau so die Dicke des Materials.
Bisher war es so geplant, dass ich den Sockel für den 85mm Kühlkörper baue, allerdings sollte der Sockel quadratisch werden. So käme ich auf eine Kantenlänge von 9 bis 10 cm. Bei deinen besagten min. 15cm Durchmesser komme ich auf eine Oberfläche von 176,71mm². Bei der besagten Kantenlänge dürfte es demnach von der Größe her keine Probleme geben, oder sehe ich das Falsch? Wenn ich mir dadurch den Kühlkörper sparen kann, wäre das natürlich eine um so bessere Option

So lang ich den µC nicht selbst programmieren muss, würde mich das nicht stören. SMD hab ich bisher noch nicht gelötet, würde mich da aber wohl rantrauen. Wobei ich dann wahrscheinlich abschied von der Streifenrasterplatine nehmen sollte :D
Das große Poti würde ich aber wahrscheinlich noch relativ gut im Gehäuse untergebracht bekommen.
Wobei ich hier für mich sagen muss, dass es ein kleiner Interessenkonflikt ist. Ich würde gerne so viel es geht selbst bauen, weil ich einfach Spaß daran habe. Auf der anderen Seite verwende ich aber auch gerne "moderne" Techniken. Daher hat auch die PWM ihre Reize. Ich denke hier muss ich mich mal schlau machen wie genau ich das mit der PWM umsetzen kann und wie viel Aufwand das bedeutet. Wenn es die Kosten nicht sprengt, würde ich mich wahrscheinlich für sie entscheiden.

Mit "geht runter bis" meinte ich die Mindesthelligkeit. Klar, 0 lm geht immer. Aber danach fängt es dann erst bei besagten 100 lm, 8,2 lm etc an. Dunkler geht dann nicht, sonst ist ganz aus ;)

Zum Off Topic werde ich dann wohl mal einen eigenen Thread mit Bildern der Lampe starten. Allerdings erst morgen. Im Zimmer stinkts noch immer schrecklich nach dem verbrannten Zeug und die Lampe selbst liegt jetzt über Nacht auf der Terasse. Da stört der Geruch wenigstens niemanden.

Von daher sage ich hier nun erst einmal gute Nacht und melde mich dann morgen wieder zum Thema

Achso, bevor ich es vergesse. Sowohl von der Nachttischlampe wie auch von der Schreibtischlampe werde ich höchst wahrscheinlich ein How To schreiben. So kann ich bin zumindest ein wenig für eure nette Hilfe bedanken, wenn auch nicht direkt bei euch, sondern eher beim Forum.
Borax
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Do, 19.04.12, 13:23

Mit "geht runter bis" meinte ich die Mindesthelligkeit.
Es gibt keine Mindesthelligkeit. Auch mit Potis kann man stufenlos zwischen 0 und der maximalen Helligkeit (die gibt es :) ) regeln. Ich bin allerdings jetzt 2 Wochen im Urlaub (Segeln - daher kein Internet). Bis dahin muss Dir jemand anderes helfen...
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Do, 19.04.12, 13:42

Stufenlos von 0 bis Max doch dann aber nur mit PWM, oder? Weil über ein normales Poti würde ich doch dann irgendwann die benötigte Spannung unterschreiben, woraufhin die LED einfach ausgehen würde
Borax
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Do, 19.04.12, 23:42

Aber bis die benötigte Spannung unterschritten wird kannst Du ja regeln. Und das (theoretisch) beliebig genau. Praktisch ist die Regelung halt nicht linear, so dass nach ca.50% der Regelbereichs schon die benötigte Spannung unterschritten wäre. Aber dass kann man (einfach) ändern. Bei dieser Schaltung habe ich das gemacht:
viewtopic.php?p=137067#p137067 Müsste man halt noch an die Cree MC-E anpassen.
In etwa so: Betriebsspannung 5V, Poti 22Ohm, Vor- und 'Nachwiderstände' zwischen 5 und 27Ohm. Muss aber wie schon erwähnt 'eingemessen' werden - sprich auf die Flussspannung von genau Deiner Cree MC-E angepasst werden. Dann kann man damit auch halbwegs linear von 0% bis 100% regeln auch ohne PWM...
Eiskonfekt
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Fr, 20.04.12, 13:06

Okay. Ich denke, mit der von dir gezeigten Dimmerschaltung sollte ich mich nochmal in Ruhe auseinandersetzen und wirklich versuchen sie zu verstehen. Aber das sollte ich schon irgendwie hinbekommen. Und vor allem ist sie wohl wirklich die günstigere Alternative. PWM würde bei 4 Kanälen doch schon recht teuer werden.

Aber um jetzt überhaupt erst einmal weiter zu kommen, würde ich gerne so langsam die ersten Sachen bestellen. LED und Kühlkörper sind klar. Aber was soll ich als Netzteil wählen? Und brauche ich außer dem Netzteil noch weitere Bauteile, von den Widerständen und Potis abgesehen?
Borax
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Mo, 07.05.12, 08:59

Nein, Außer einem Netzteil, Widerständen und Potis brauchst Du nichts weiter. Mal abgesehen von 'Verbrauchsmaterial' wie Kabel und Lötzinn... Als Netzteil würde ich eines mit stabilen 5V und etwa 1.5A Belastbarkeit verwenden.
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