Ceag Umbau

[tux666]

Hallo allerseits,

ich hoffe ihr könnt mir etwas auf die Sprünge helfen.
Ich möchte eine CEAG Grubenlampe auf LED umrüsten.
Der Akku liefert ca. 3,8 V . 14 Ah
Welche LED kann man da am besten verbauen , es sollten so um die 700 Lumen bei rauskommen.
Problem könnte auch die Kühlung werden , Hintergrund: Den recht robuste Kopf dieser Lampen möchte ich ganz gerne erhalten.
Gruß

[Kunibert93]

700 Lumen erreicht man am besten mit 2-4 High Power LEDs.

2 von diesen hier
oder 1 diese hier

Allerdings müssen die Leds gekühlt werden, bei einem Strom von 700mA, vllt kann man diese am Gehäuse anbringen,wenns aus Metall ist.
Wie groß ist denn der Spannungsunterschied zwischen vollen- bzw. leeren Akku?

[Simse]

Hi,

Willkommen im Forum.

Es gab hier im Forum schon zwei Grubenlampen, guck mal in diesen Threats, vielleicht bringt das Ideen:

viewtopic.php?f=31&t=5020&p=78771&hilit ... hte#p78258

viewtopic.php?f=31&t=5541&start=0&hilit=grubenlampe

Der Akku liefert ca. 3,8 V . 14 Ah
Welche LED kann man da am besten verbauen , es sollten so um die 700 Lumen bei rauskommen.
Problem könnte auch die Kühlung werden , Hintergrund: Den recht robuste Kopf dieser Lampen möchte ich ganz gerne erhalten.

In diesen Bereichen bin ich noch nicht ganz so erfahren, da sollten ein paar Profis ihr Wort dazugeben.

Bei 3.8V würden sich 3 Cree XP-G R5 parallel geschaltet anbieten, bei 700mA. Das wären dann 750 Lumen.
Das Problem wäre dann die passende Konstantstromquelle (Highpowerleds sollte man nicht mit Widerstand betreiben) weil ich weis nicht, ob es welche gibt die einen Drop von nur 0.6V hätten.( 3,8V [Akku] - 3,2V [Led Flussspannung]= 0,6V = zu vernichtende Spannung)


EDIT: Kunibert93 war schneller ...

[tux666]

Danke für die schnelle Antwort.

Die Cree MC-E 752lm M hatte ich auch schon ins Auge gefast. Kommt diese LED dauerhaft mit doch etwas höheren Spannung klar oder sollte man doch schon was zum regeln einbauen ?
Was den Akku angeht, ich habe es jetzt selber noch nicht gemessen habe aber mal irgendwo gelesen das der Voll bis ca 4 Volt rauf geht und zum ende hin bis ca 3,3 v runtergeht.
Das ist leider Kunststoffgehäuse.
Die beiden Beiträge hatte ich auch schon gelesen, nur in beiden Fällen ist der Kopf der Lampe geändert worden, was ich irgendwie vermeiden möchte, nur ich befürchte langsam es wird kein weg drum rum führen wegen der Kühlung.

[Beatbuzzer]

Was den Akku angeht, ich habe es jetzt selber noch nicht gemessen habe aber mal irgendwo gelesen das der Voll bis ca 4 Volt rauf geht und zum ende hin bis ca 3,3 v runtergeht.

Weisst du zufällig, ob das ein Lithium-Akku ist, oder ein Paket aus 3x NimH in Reihe?

Eine Stromregelung braucht man in jedem Fall. Und die Spannung passt auch schon fast perfekt zur LED, man wird also kaum Verluste haben.
An der LED muss man mit 3,1-3,2V rechnen. Hat der Akku leer 3,3V, dann bleibt nur 0,1V zur Regelung.

[Kunibert93]

Die LEDs dürfen auf keinen Fall ohne Vorwiderstand/KSQ/etc betrieben werden. Der Strom steigt nicht linear an, sonder beschreibt eine Kurve.
Wenn man nun 0,8V zuviel hat, fließt zuviel Strom und die LED wird trotz Kühlung einen Hitzetod sterben.

(ist jetzt nur irgenteine Beispiel LED).
@ Beatbuzzer: Mit einem Widerstand bleibt aber die Helligkeit nicht konstant.
Für eine gleichbleibene Helligkeit bietet sich ein Step Up Regler an, ich finde gerade nur keinen geeigneten.

[Beatbuzzer]

@ Beatbuzzer: Mit einem Widerstand bleibt aber die Helligkeit nicht konstant.
Für eine gleichbleibene Helligkeit bietet sich ein Step Up Regler an, ich finde gerade nur keinen geeigneten.

Ich sag ja nichts von Widerstand... hab nur mal die Spannungsverhältnisse dargelegt
Eine OP-amp-KSQ könnte was werden, evtl. kriegt man die bei min. 3,3V noch zum laufen.

Ideal wäre ein Buck-Boost-Konverter... der kann mit Spannungen oberhalb und unterhalb der LED-Spannung arbeiten. Dann kann man den Akku noch etwas besser ausnutzen bis 2,9-3V runter. Dazu muss aber erstmal geklärt werden, ob es Lithium oder NimH ist...

[Sailor]

Mit einem Widerstand nicht, aber mit einer solch einfachen KSQ.

Die ist sicher effizienter als ein Wandler.

[tux666]

Es handelt es um einen 3 Zelligen NiCd Akku. (Im Einsatz weil sehr robust, das Teil ist >20 Jahre alt und kaum Kapazitätsverluste.
Bei den Reglern gibt es ein Problem ich konnte bisher noch nichts passendes finden. Ich denke langsam das ich mich doch von dem Lampenkopf verabschieden muss, und mir einen neuen Kopf aus Alu drehe (integrierter Kühlkörper)

[Sailor]

Die oben verlinkte LOW-DROP-KSQ ist perfekt für Dein Vorhaben.

Zum Lampenkopf: Ist es noch einer aus Metall oder schon ein Kunststoffkopf?

[tux666]

Der Kopf ist aus Kunststoff. Gibt es so ein LOW-DROP-KSQ schon fertig zu beziehen?
Zum Vorwiederstand das wären dann 1 Ohm mit 250mw oder täusche ich mich , was spricht gegen Vorwiderstände ?

[Kunibert93]

Der Vorwiderstand muss auf die höchst mögliche Spannung ausgelegt werden, allerdings sinkt die Spannung bei der Entladung ab. Deshalb wird die LEDs nur bei geladener Batterie richtig hell Leuchten, danach nimmt die Helligkeit immer weiter ab. Die KSQ hält den Strom konstant, auch wenn die Spannung sinkt --> somit gleichbleibende Helligkeit

[Sailor]

Fertig habe ich eine LOW-DROP-KSQ noch nicht gesehen, es sind jedoch nur sehr wenige Bauteile, die zusammengelötet werden müssen.

Der Kunststoffkopf ist natürlich jetzt sehr ungünstig. Wenn Du die Möglichkeit hast, einen Alu-Kopf herzustellen, solltest Du das vorziehen. Dabei können einige Zierstreifen an der Außenseite als gutaussehende Kühlrippen dienen.

[Kunibert93]

Man könnte auch passend ein quadratisches Loch in das Kunstoffgehäuse sägen und einen Kühlkörper durchstecken.
Mal eine andere Frage, wie weit sind die Kühlkörper rostfrei? Es steht ja nirgents dran, welches Matrial verwendet wird.
Speziell denke ich an diese beiden KK : Stern-Kühlkörper 51x51mm und Kühlkörper 23 x 23mm

[Sailor]

Die Kühlkörper sind aus Alu, nicht eloxiert.

[tux666]

ja viele Teile sind es nicht.
Wenn ich wirklich einen Cree MC-E 752lm nehmen sollte müsste man so ein Teil vor jeden Chip bauen im Parallelbetrieb oder ? Da stellt sich nur die Frage wo unterbringen , ich merke so langsam , mal eben umbauen ist nicht.

[Beatbuzzer]

Mal eine andere Frage, wie weit sind die Kühlkörper rostfrei?

Ein kleines "i" dazu am Rande:
Nicht eloxiertes Aluminium bildet, wenn es mit Luftsauerstoff in Verbindung kommt, sofort eine Oxidschicht mit einer Stärke im nm-Bereich. Diese verhindert eine weitere Oxidation und weist ausserdem eine enorme Härte auf. Deshalb kann man Aluminium praktisch als rostfrei bezeichnen, wenn man sich im Gegenzug ein komplett durchgerostetes Stück Stahl-Blech vorstellt...

Diese Oxidschicht wirkt aber nicht elektrisch isolierend! Das bringt nur ein eloxiertes Teil mit.

Im übrigen werden geschätzt 90% aller Kühlkörper aus Aluminium und etwas seltener auch Kupfer, oder aber beidem kombiniert hergestellt.
Ganz selten findet man welche aus verzinntem Messing, und Stahl ist mir noch nicht untergekommen (ausser vielleicht eine zweckentfremdete Gehäusewand...)


Zu tux666:
Nein, du brauchst nicht vor jedem Chip eine. Die Chips innerhalb einer MC-E ähneln sich wie ein Ei dem anderen und sind auch noch sehr dicht beieinander, sodass es thermisch und elektrisch keine Differenzen gibt. Einfache Parallelschaltung mit einer KSQ reicht vollkommen.

[Fabi]

Im übrigen werden geschätzt 90% aller Kühlkörper aus Aluminium und etwas seltener auch Kupfer, oder aber beidem kombiniert hergestellt.
Ganz selten findet man welche aus verzinntem Messing, und Stahl ist mir noch nicht untergekommen (ausser vielleicht eine zweckentfremdete Gehäusewand...)

Was vielleicht daran liegt, daß nur Kupfer und Alu eine vernünfige Wärmeleitfähigkeit haben, wenn man mal richtig teure Materialien außen vor lässt.

Deshalb sollte man bei selbstgebastelten Kühlkörpern (z.B. den Anschluß ans Gehäuse, LED-Träger) auch nichts anderes verwenden - es sei denn man hat noch etwas Silber rumliegen oder nen größeren Diamanten, den gerade keiner braucht

Kupfer ist zwar ein fast dopplet so guter Wärmeleiter als Alu, hat aber eine 3 mal so hohe Dichte. Wenn also viel Wärme von einem sehr kleinen Punkt weggebracht werden muß, ist Kupfer die erste Wahl. Soll die Wärme großflächig verteilt werden (um an die Luft abgegebenzuwerden) oder ist die Kühlung an sich schon nicht so kritisch, ist Alu besser, da es auch leichter zu verarbeiten ist und nicht korodiert (siehe oben).

Fabi

[tux666]

Zu tux666:
Nein, du brauchst nicht vor jedem Chip eine. Die Chips innerhalb einer MC-E ähneln sich wie ein Ei dem anderen und sind auch noch sehr dicht beieinander, sodass es thermisch und elektrisch keine Differenzen gibt. Einfache Parallelschaltung mit einer KSQ reicht vollkommen.

Also bei einem Cree MC-E in Parallelschaltung würde man also bei dem Einsatz eines KSQ ein Teil 700mAX4 = 2800mA bauen müssen ? Wenn mich nicht alles täuscht würde das schon ein ganz schöner Brocken.

[Sailor]

So groß wie es sich anhört wird es nicht.

Die Maximallast der KSQ ist etwa 2 Watt wenn die Akkus frisch geladen sind. Sie geht relativ schnell auf etwa 1 Watt zurück.

[tux666]

So hab mich gerade mal LT Spice beschäftigt, nettes Tool , aber leider kennt das Teil nicht die Cree LED und hat auch nichts vergleichbares, wie kommt man da weiter jemand eine Idee ? Oder hat jemand schon einmal ein KSQ mit 3,8v und 2800ma gestrickt und mag das hier mal posten ?
Irgendwie muss ich da passen soweit reichen meine Elektronik Kenntnisse nicht mehr.

[Sailor]

Da es sich hier um einen reinen Gleichstromkreis handelt, machst Du einfach einen Widerstand in der Größe des Ersatzwiderstandes der LED´s an ihre Stelle.

Bei vier LED´s mit 3,5 Volt und 700 mA parallel wären das 1,25 Ohm.