Taucher Tanklampe Eigenbau

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

Antworten
Tümpeltaucher
Mini-User
Beiträge: 7
Registriert: Do, 11.12.14, 13:40

Sa, 27.12.14, 16:24

Ich hoffe ich bin im richtigen Unterforum.

Servus liebe Gemeinde.

Ich habe mich schon fleißig durch dieses hilfreiche Forum gelesen und viele neue Anregungen für neue Projekte gesammelt, jedoch konnte ich mir meine Fragen anhand bestehender Themen nicht zu genüge beantworten. Daher hoffe ich nun hier auf eure Mithilfe.
Ich habe einige Themen gefunden in bezug auf Taucherlampen, aber meist keine Tanklampe oder recht alte Projekte, wo verschiedene Bauteile mitlerweile veraltet sind oder ein anderes Konzept haben.

Konstruktive Kritik und sinnvolle Änderungsvorschläge sind jederzeit willkommen.

Hier nur kurz ein Link zur Übersicht, was ich vor habe.
http://www.t-tec-tauchlampen.de/tanklampen.htm

Mein Projekt soll grob folgende Rahmenbedingungen erfüllen:

-Akkus mit hoher Kapazität, um später evtl weitere Teile wie eine Heizweste oder ähnliche Bauteile anzuschließen
Die Spannung selbst kann nach euren Vorgaben gerne von 12V abweichen, wenn die nötigen Bauteile dadurch stabiler oder effizienter laufen, dann werden mehr oder weniger Zellen verbaut.
-als Akku Technologie wollte ich aus Preis/Leistung und Ladegerät gerne NiMh Zellen verbauen
-als Lichtleistung sind ca 3000lm angestrebt, gerne auch mehr
-Abstrahlwinkel sollte nicht bloß ein Spot sein, sondern mehr Richtung 30° Flood (mit einem zu hellen Laser Schwert tauchen macht mir keinen Spaß)
-evtl eine Möglichkeit zu dimmen, in festgelegten Stufen würde schon reichen
-schön wäre auch die Möglichkeit, die Lampe über Wasser betrieben zu können, ohne das die Leds überhitzen
-ein Unterspannungsschutz wäre super, aber kein absolutes muss

Zur Zeit habe ich folgende Kompomnenten rausgesucht in der Hoffnung, das diese zusammenpassen.

Akku Zellen
http://www.conrad.de/ce/de/product/2503 ... r?ref=list

Schalter mit 2 verschiedenen Schaltstufen um eine oder 2 Quellen/Leds anzusteuern
http://www.conrad.de/ce/de/product/7097 ... =searchDet

Dichtkappe zu Schalter
http://www.conrad.de/ce/de/product/4694 ... view1&rb=2

Kabelverschraubungen an Tank und Lampenkopf dementsprechend nach Erfordernis
Kabel selbst natürlich auch nach Erfordernis



Konzept A
In Schaltstufe 1 wird eine LED angesprochen, in Schaltstufe 2 beide

2 mal diese LED
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... Lumen.html

dazu 2 mal diese Konstantstromquelle
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... 000mA.html



Konzept B
In Schaltstufe 1 wird die LED mit der kleinen Quelle angesprochen, in Stufe 2 mit der großen

1 mal diese LED
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... 800lm.html

dazu eine Konstantstromquelle für fast volle Lichtleistung
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... 400mA.html

und eine Konstantstromquelle für weniger Licht in der anderen Schaltstufe
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... 800mA.html

Passt das so oder habe ich einen fürchterlichen Denkfehler?
wie oben schon geschrieben, bin ich für Anregungen offen.

Welches Konzept verursacht weniger Wärmeentwicklung?
Welches funktioniert besser bzw ausfallsicherer?
Welches Ladegerät empfehlt ihr mir? Zur Auswahl habe ich zur Zeit ein Ctek Ladegerät für meine GelBatterie im Auto und ein Labornetzgerät, welches 0-30V mit 0-3,5A generieren kann.
Falls beide Ladegeräte ungeeignet sind, empfhelt mir bitte was passendes.

Vielen Dank schon mal vorab.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Sa, 27.12.14, 23:11

Willkommen im Forum.
Die Spannung selbst kann nach euren Vorgaben gerne von 12V abweichen, wenn die nötigen Bauteile dadurch stabiler oder effizienter laufen, dann werden mehr oder weniger Zellen verbaut.

Die Led benötigt @ 1000mA ungefähr 12V.
Die Konstantstromquelle muss eine etwas höhere Spannung erhalten, wenn diese am Ausgang die ca. 12V bereitstellen soll.
Der Drop der Konstantstromquelle beträgt (abhängig von der Höhe des Strom am Ausgang der KSQ) bis zu 3,4V.
Die Eingangsspannung darf max. 35V betragen.

Die getaktete Konstantstromquelle entnimmt den Akkus weniger Strom, wenn die Eingangsspannung höher ist.
Für eine lange Leuchtdauer ist es ratsam, die Eingangsspannung auf die höchstmögliche Spannung (max. 35V) zu setzen.
als Akku Technologie wollte ich aus Preis/Leistung und Ladegerät gerne NiMh Zellen verbauen

Die Energiedichte von NiMh Zellen ist doppelt so gut wie Blei-Akkumulatoren, aber nur halb so gut wie Lithium Zellen.
Mit Lithium Zellen würde es deutlich leichter werden. Auch haben diese eine höhere Spannung, sodass weniger Akkus notwendig wären.

NiMh Zellen liefern nominal 1,2V (wenn die Akkus voll geladen sind ca. 1,25V). Die Spannung fällt allerdings im laufenden Betrieb (auch abhängig von der Stromentnahme).
Unter der Annahme einer 20V Spannung wären 16 Zellen notwendig.
Für eine 35V Spannung wären 28 Zellen notwendig.

Wieviele Ladegeräte willst Du kaufen, um alle Zellen laden zu können?
schön wäre auch die Möglichkeit, die Lampe über Wasser betrieben zu können, ohne das die Leds überhitzen

Luft kühlt schlechter als Wasser. Dafür wären Kühlrippen erforderlich (abhängig von der Leistung, die weggekühlt werden muss).
Zur Zeit habe ich folgende Kompomnenten rausgesucht in der Hoffnung, das diese zusammenpassen.

Akku Zellen
http://www.conrad.de/ce/de/product/2503 ... r?ref=list
Was willst Du mit Mignonzellen?
Die Akkus haben eine Kapazität von 2400mAh.
Für 20V wären 16 Zellen notwendig.
Bei einer Stromentnahme von (Wert geschätzt) 1500mA sind die Akkus nach 1,6 Stunden (= 96 Minuten) leer. Das reicht noch nicht einmal für einen 2. Tauchgang.
Mindestens Baby-Zellen, besser Monozellen.

Noch besser ein Modellbauakku mindestens 6S1P (6 Zellen in Reihen/1 Parallel. Spannung: nominal 22,2V; geladen 25,2V).
Zum Beispiel (Link zu Hobbyking, EU-Warenhaus):
Turnigy 2650mAh 6S LiPo-Pack
L x B x H: 139 x 44 x 31 mm
Gewicht: 380g
Preis: 21,71 EUR zzgl. Versandkosten

Für eine längere Laufzeit kann man 2 oder mehr Akkupacks parallel schalten.
2x 2650mAh parallel = 5300mAh. Gewicht: 2x 380g = 760g
3x 2650mAh parallel = 7950mAh. Gewicht: 3x 380g = 1140g

Als Gehäuse wäre ein Stahl-/Alurohr (Innendurchmesser mindestens 54mm) praktikabel, wo beide Enden zugeschweißt werden.
Die Akkus werden dort der Länge nach hinein gesteckt, das Gehäuse neben der Taucherflasche befestigt.

Zum Hinausführen der elektrischen Leitungen reicht unter Umständen eine Kabelverschraubung (typisch: IP68).
Erforderlich wäre IP69K (erhöhter Wasserdruck je nach Tauchtiefe).
Tümpeltaucher
Mini-User
Beiträge: 7
Registriert: Do, 11.12.14, 13:40

Mo, 29.12.14, 14:44

Erstmal vielen Dank für die ausführliche und konstruktive Antwort.

Da ergeben sich bei mir direkt die nächsten Fragen.
Thema Akku
wenn ich die Zellen in Reihe Schalte, erhöht sich dann nicht auch die Kapazität, so wie bei der Spannung? oder nur dann, wenn ich die Zellen Parallel schalte?
sry, ziemliche Anfängerfrage.

Ich hätte gedacht, wenn die Zellen in Reihe verbunden sind, könnte ich einen Ladestecker integrieren, an den ich zb, je nach Spannung das Ctel oder das Labornetzteil hänge und somit alle auf einmal lade. Denkfehler? funktioniert ja niormal auch im Modellbau bei (nur als Beispiel) 7,2V akku packs mit Tamiya Stecker.
Sowas meine ich
http://www.conrad.de/ce/de/product/2060 ... ya-Stecker

Der von dir empfohlene Akku sieht von den Leistungswerten und dem Preis auch sehr interessant aus. 2 Stück Parallel sollte schon eine Zeit lang halten.

Das Gewicht und die Größe der Akkus sind für mich zweitrangig. wenn der Akku schwerer ist, muß ich weniger Blei einpacken, also das ist kein Problem.
Das Gehäuse, wird typischerweise aus POM Kunststoff gedreht. Ich habe hier eine runde massive Stange von 30cm länge und 90mm Durchmesser und diverse Drehbänke zur Verfügung. Das gehäuse für den Lampenkopf wird aus einem Stück Aluminium gedreht, das übernimmt ein Freund für mich. Die Fläche, wo die LED(s) mit Wärmeleitkleber im Lampenkopf aufgeklebt werden sind dementsprechend mit dem äußeren Teil des Gehäuse verbunden und können über dieses die Wärme abführen. Im Wasser dürfte das kein Problem sein, an Land bin ich mir da unsicher. Gibt es da Formeln oder Erfahrungswerte für die Wärmeabfuhr?

Wie sieht es mit dem bisherigen Konzept der 2 versiedenen Leucht bzw Schaltstufen aus? kann man das so machen oder Schwachsinn?
ich möchte eine zusätzliche Durchführung für einen Dimmer oder Ähnliches vermeiden.

Sind die Leds so OK von der Auswahl oder habt ihr besseres im Sinn? Ich bin da für Vorschlage offen.

Vielen Dank, ich hoffe weiterhin auf Mithilfe.
ustoni
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 2105
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Mo, 29.12.14, 15:21

Für Deine Anwendung würde ich eher folgende Kombination empfehlen:

LED:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... weiss.html

Reflektor:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Lins ... ot-30.html

KSQ:
http://www.elpro.org/shop/shop.php?p=LDH-45A-700W

Die KSQ (Step-Up-Wandler) hat den Vorteil, dass sie im Bereich von 9 bis 18 V einen konstanten Strom und damit auch eine konstante Helligkeit liefert. Der Lichtstrom bei dieser Kombination liegt bei 3500 Lumen.

Nachteil:
Die Leistungsaufnahme liegt bei etwa 25 W. Bei einem Akku mit einer Kapazität von 25 Wh (bei 12 V: ca. 15 Ah) liegt die Betriebszeit bei 1 Stunde.

Bist Du Dir sicher, dass Du 3500 Lumen anstrebst? Bei kristallklarem Wasser ist das ok, wenn aber schon eine leichte Konzentration an Schwebstoffen im Wasser ist, siehst Du nur noch eine weiße Wand (ähnlich Fernlicht im Nebel).

Die KSQ ist per PWM und Spannung dimmbar.
Tümpeltaucher
Mini-User
Beiträge: 7
Registriert: Do, 11.12.14, 13:40

Mo, 29.12.14, 16:03

danke ustoni für deinen vorschlag.

Generell finde ich die LED interessant, da sie eigentlich recht effizient ist. nur im dc/dc bereich mit step up geht, wie du schon geschrieben hast reichlich Strom durch. und eine Stunde Betriebszeit ist dann auch recht knapp. ich denke eine andere lösung wäre besser.
Dimmbare Quelle ist gut, aber wie steuer ich das an? Ich möchte so wenige Schalter oder Knöpfe wie möglich verwenden um fehlerquellen aus zu schließen. Daher auch die Idee mit den 2 Quellen und 2 Schaltstufen in einem Schalter.

Ich strebe deshalb die 3000 und mehr lumen an, da ich denke, das in der Realität davon weniger ankommt. Durch diverse Brechungen von glas und wasser und nicht optimalen reflektoren/Optiken....
falls es doch zu viel Licht wird, kann ich immernoch eine schwächere quelle verbauen, bzw die dunklere der beiden schaltstufen verwenden.

Bei dem Problem mit den Schwebeteilchen, da hast du wohl recht, aber dunkler machen geht sogar recht spontan schneller, heller machen erfordert im schlimmsten Fall ein komplett neues Konzept.
ustoni
Auserwählter
Auserwählter
Beiträge: 2105
Registriert: Sa, 04.06.11, 12:39
Wohnort: Mechernich

Mo, 29.12.14, 17:32

War auch nur eine Idee. Von Tauchlampen hab ich ehrlich gesagt auch wirklich keine Ahnung, :?

Viel Erfolg. :D
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Mo, 29.12.14, 18:15

Wer benutzt den heutzutage noch Glas? Es gibt doch transparentes Alumimium.

Kein Scherz - das gibt es wirklich.
Der transparente keramische Werkstoff nennt sich allerdings ALON (Aluminiumoxidnitrid), ist härter als Glas und verträgt Temperaturen bis 1200°C.
Tümpeltaucher
Mini-User
Beiträge: 7
Registriert: Do, 11.12.14, 13:40

Mo, 29.12.14, 21:52

ALON klingt als Werkstoff wirklich interessant.
Du hast nicht zufällig eine Bezugsquelle?
Ansonsten greife ich gerne auf schon fertige Scheiben zurück, die ich unter anderem hier in allen gängigen Größen bekomme.
http://shop.dev-pein.de/Selbstbau/Glaeser/
Kosten nicht die Welt und sind für das Einsatzgebiet ausgelegt.

Zu dem 2 Stufigen Schalter mit 2 (verschiedenen) Quellen hat sich konkret noch niemand geäußert.
Funktioniert das vom Prinzip oder hatte mein Hirnmatsch nur eine schmutzige Fantasie?

Vielen Dank für die Beteiligung an meinem Projekt.

Edith sagt:
Den Teil mit der Kapazität bei Reihen und Parallelschaltung habe ich mir dann mal eben gegoogled.
Die Kapazität addiert sich nicht bei Reihenschaltung.
Also werde ich in Reihe und Serie Schalten müssen, sonst wird das ein kurzer Spaß.
Ich fang dann mal mit verschiedenen Akkutypen an zu rechnen, was ich so unter bekomme.
Benutzeravatar
Achim H
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 13067
Registriert: Mi, 14.11.07, 02:14
Wohnort: Herdecke (NRW)
Kontaktdaten:

Di, 30.12.14, 13:46

ALON klingt als Werkstoff wirklich interessant.
Du hast nicht zufällig eine Bezugsquelle?

Sorry, war etwas OffTopic.
Eine Bezugsquelle habe ich nicht.
Was ich hierzu gelesen habe, bewegte sich zwischen 13.000 bis 25.000 EUR je Quadratmeter (Preis von 2005) und dürfte daher uninteressant sein.
Aber schon mal interessant, dass es sowas überhaupt gibt.
Zu dem 2 Stufigen Schalter mit 2 (verschiedenen) Quellen hat sich konkret noch niemand geäußert.
Funktioniert das vom Prinzip oder hatte mein Hirnmatsch nur eine schmutzige Fantasie?
Prinzipiell ist das machbar.

Zum Schalter selbst:
Die Gummitülle ist druckfest (der Berstdruck ist mit 1500 PSI angegeben, was in etwa 103 Bar bzw. 1030m Wassertiefe entspricht). Die Verschraubung ist mit 1,5 PSI angegeben (entspricht nur ca. 0,1 Bar Überdruck. bzw. ca. 1m Tauchtiefe).
Kurz und bündig: nicht geeignet zum tauchen in bis zu 60m Wassertiefe.

Wasser kommt unter Druck durch die kleinsten Ritzen, daher sollte die Mechanik nicht direkt mit der Elektronik im Innern des Gehäuse verbunden sein.
Man kann auch per Reedkontakte schalten. Von außen wird nur ein Stellrad mit einem Neodymmagnet benötigt.
Tümpeltaucher
Mini-User
Beiträge: 7
Registriert: Do, 11.12.14, 13:40

Mo, 05.01.15, 15:06

Achim,

vielen Dank für deine Erklärung.
Dann werde ich einen als wasserdichten Schalter ausgewiesenen bei dev pein bestellen. Ist dann ebbes teurer als der oben aufgezeigte, aber immernoch günstiger, wie wenn mir der Tank einmal voll läuft.

Ich denke in Bezug auf Redundanz werde ich mich für die Variante mit 2 Quellen und 2 LEDs entscheiden.
Wie oben schon geschrieben:

2 mal diese LED
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree ... Lumen.html

dazu 2 mal diese Konstantstromquelle
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... 000mA.html

Brauchen die KSQ mit 1000ma einen Kühlkörper? oder können die den Dauerbetrieb ab?
Oder habt ihr eine Empfehlung einer anderen KSQ, die zb 1200ma bringt und dabei nur eine akzeptable Erwärmung hat?
Bei "nur" 1000ma würden die LEDs dementsprechend länger leben und weniger Wärme produzieren, richtig?
Hätte zur Folge das grob über den Daumen statt den (unter Laborbedingungen) 1670lm dann nur noch knapp 1300lm bei rum kommen, richtig?

Die LEDs, muß ich die mit Platine oder nur als Emitter bestellen?
Ich hätte jetzt gedacht, mit Platine. Diese dann mit Wärmeleitkleber auf das Gehäuse/Kühlkörper kleben.

Ich merke gerade, bei so vielen ungeklärten Fragen, hätte ich auch problemlos im Anfänger Unterforum statt im Modding posten können.

Vielen Dank euch allen für die Mithilfe.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 11980
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Mi, 07.01.15, 12:19

Brauchen die KSQ mit 1000ma einen Kühlkörper?
Ein 'richtiger' Kühlkörper ist nicht nötig. Aber ein Stück Alu-Blech mit Kontakt zum Gehäuse wäre schon ratsam.
Bei "nur" 1000ma würden die LEDs dementsprechend länger leben und weniger Wärme produzieren, richtig?
Richtig. Bei vollem Strom sind diese LEDs fast nicht mehr sinnvoll zu kühlen.
Ich hätte jetzt gedacht, mit Platine. Diese dann mit Wärmeleitkleber auf das Gehäuse/Kühlkörper kleben.
Korrekt.
Wichtig ist aber speziell bei Tauchlampen auch eine passende Optik. Schau mal diesen Thread an: viewtopic.php?p=186452#p186452 und viewtopic.php?p=186930#p186930
Viel Erfolg!
Tümpeltaucher
Mini-User
Beiträge: 7
Registriert: Do, 11.12.14, 13:40

Do, 15.01.15, 18:02

Hallo Borax,

auch dir ein Dankeschön.
Die Themen mit den Linsen und Optiken hatte ich schon vorweg gelesen. Dem Ersteller ging es dort um eine sehr starke bündelung des Lichtstrahls, ich würde einen recht weiten Winkel bevorzugen, ähnlich vielen Videolampen um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu haben. Zum ausprobieren habe ich allerdings verschiedene Optiken, Linsen und Reflektoren bestellt. Wenn mich keine davon überzeugt, wird eine aus Aluminium gedreht und hochglanzpoliert, bis die gewünschte (nicht starke) Bündelung erreicht ist.

Als Stromversorgung habe ich vergünstigte 4/3 NiMh Zellen bestellt. Diese sind im Durchmesser 0,3mm dicker als sie sein sollten, bei gleichen Kapazitäten, deshalb waren sie zum halben Preis angeboten. Das ganze natürlich bei einem renomierten Shop, der die Zellen auch misst und matched, damit das Paket gut zusammen passt. Messprotokolle werden beigefügt, bin gespannt, ob die Werte eingehalten werden.

Bestellt sind 20 Zellen, 1,2V mit 4500mah.
Wie erreiche ich eine längere Brenndauer mit den oben angegebenen KSQ?
Bei 24V 4,5Ah (20Zellen in Serie), weil die KSQ dann effizienter arbeitet oder

bei 12V 9,0Ah(2x10Zellen in Serie), weil dann mehr Kapazität vorhanden ist oder

hebt die eine Tatsache die andere auf, weil der Strom ja nicht mehr wird?

Vielen Dank euch allen für die Beantwortung meiner bisher gestellten Fragen, ich hoffe auf weiterhin fachkundige Lösungen und Ratschläge.
Borax
Star-Admin
Star-Admin
Beiträge: 11980
Registriert: Mo, 10.09.07, 16:28

Do, 15.01.15, 22:25

Bei 24V 4,5Ah (20Zellen in Serie), weil die KSQ auch ein wenig Spannung braucht. 12V reicht nicht.
Antworten