Cree XP-G R5 über Aquarium Juwel Vision 180

xMartin · Mo, 25.10.10, 14:36

Hallo zusammen,

ich möchte mein 180l Aquarium von Juwel mit LEDs beleuchten. Aktuell sind zwei T5 Röhen drin, Juwel nennt das High-Lite Einsatzleuchte 92 cm mit 2 x 35 W. Mir ist mal das Vorschaltgerät abgeraucht und ich habe ein dimmbares EVG eingebaut. Seit dem hab ich einen sehr hohen Verschleiß an Röhren... irgendwie vertragen die das dimmen nicht. Daher verzichte ich aktuell darauf.

Seit gut einem Jahr habe ich 6x Q5 LEDs über einem 54er Becken mit einem 24V 400mA Schaltnetzteil von einem Drucker als Stromversorgung. Die LEDs werden mit 350mA von einem Led Slave befeuert. Bei der Stromstärke ist die Kühlung problemlos und obwohl ich die LEDs nicht geschützt habe, läuft alles einwandfrei.

Nach den guten Erfahrungen habe ich mir für das große Becken jetzt aber eine etwas bessere Umsetzung vorgenommen. Ich habe mir Aluvierkantrohre und ein U-Profil besorgt und möchte diese jetzt mit LEDs bestücken. Da das Wasser vom Filterauslauf durch die Vierkantrohe fließt, habe ich wohl keine Probleme mit der Kühlung. Die LEDs werden mit Silikon Vergußmasse für Solarzellen wasserdich gemacht.

Die Frage ist jetzt nur, wieviele LEDs nehme ich? Als KSQ sollen zwei Led Slave verwendet werden, die auf 1000mA eingestellt werden. Ich möchte zwei Leisten bauen und je eine KSQ pro Leiste, jeweils 2x R5 werden parallel geschaltet und bekommen so ca. 500mA.

Von welcher Spannung pro LED kann ich bei dem Strom ausgehen? Im Anhang hab ich mal eine kleine Tabelle gebastelt, wieviele LEDs ich je nach durschnittlicher Spannung anschließen könnte. Aktuell gehe ich von 2x6stk pro Leiste aus, wären dann 24x R5 á 500mA. Sind ggf. auf 2x 7 möglich pro Leiste möglich?

Auf eine höhere Spannung wollte ich nicht gehen, da 24V Schaltnetzteile sehr günstig zu bekommen sind (z.B. für Notebooks).

Das wären dann "nur" 12Watt LED Leistung gegen 70 Watt T5. Meint Ihr das reicht aus? Oder gibt es günstige dimmbare KSQ mit denen ich 12 weiße LEDs mit 750 bis 1000mA befeuern kann?

Gruß

Martin

Sailor · Di, 26.10.10, 07:13

xMartin hat geschrieben:Das wären dann "nur" 12Watt LED Leistung gegen 70 Watt T5. Meint Ihr das reicht aus?

Nein, das wird nicht reichen. Um die Röhren zu ersetzen wirst Du etwa die Hälfte der Röhrenleistung als LED-Leistung einkalkulieren müssen. Je nach Beckentiefe und Bepflanzung kommst Du auch mit etwas weniger hin, ein sechstel Leistung reicht jedoch sicher nicht.

xMartin · Di, 26.10.10, 10:01

Ich glaube ich hab mich da ziemlich verrechnet

) Laut Lumitronix hat eine R5 bei 1000mA ca. 3,3 Watt. Mal 24 wäre ich bei 79,2 Watt! Wenn ich davon ausgehe, dass ich bei halbem Strom pro LED ca. die Hälfte an Licht habe, komme ich auf ca. 40 Watt. In der Praxis aufgrund der höheren Effiziens bin ich damit sicher drüber und die 8880 Lumen bei 1A brauche ich sicher nicht.

Wenn ich das damit vergleiche was die 6x Q5 bei 350mA leisten, bin ich mit der vierfachen Menge an R5 auf jeden Fall auf der sicheren Seite. Ich denke ich werde die LEDs dann wohl häufig dimmen...

Achim H · Di, 26.10.10, 10:18

Über die Leistung solltest Du nicht rechnen.
Der Output in Lumen ist viel interessanter als wieviel Watt diese oder jene Beleuchtung dafür benötigt.

Um das Licht von Röhren nachbilden zu können musst Du annähernd genauso viele Lumen mit Leds erzeugen können. Annähernd deshalb, weil Leds ihr Licht nur nach vorne abstrahlen und Röhren auch den Deckel beleuchten würde. Ich denke, mit 60% Output hast Du schon ein annähernd gleiches Licht wie mit Röhren.

1 Röhre wird geschätzt um 3300 Lumen erzeugen, 60% davon wären also 1980 Lumen. Für 2 Röhren müsstest Du also annähernd 4000 Lumen mit Leds nachbilden. Wenn es anschließend zuviel ist, runter dimmen kann man das Licht dann immer noch. Unabhängig davon, wieviel Watt die Leds dafür benötigen werden.

mfg Achim

Sailor · Di, 26.10.10, 10:37

Die Betrachtung kannst Du für Aquarien nicht übernehmen. Es sind nicht nur die Verluste "in der Luft" sondern auch die geringeren Verluste beim Eintritt des Lichts ins Wasser zu berücksichtigen: LED-Licht dringt deutlich sichtbar tiefer ein.

Die Leuchtstoffröhre hat dafür sichtbar mehr Licht oberhalb der Wasserfläche. Mit einem geschlossenen Leuchtenkasten auf dem Aquarium und leicht abgesenktem Wasserspiegel kann man die Unterschiede deutlich mit dem Auge erkennen.

Ich habe ein Becken (ca. 80 Liter) mit Randbepflanzung bei etwas unter 40% der Röhrenleistung mit einem helleren Eindruck im Wasser, bei einem anderen Becken (ca. 200 Liter) liege ich bei etwa 50% der Röhrenleistung bei vergleichbarem Lichteindruck, wobei gezielt Bereiche unterschiedlich beleuchtet werden (Pflanzbereiche etwas dichter gruppierte LED´s).

xMartin · Di, 26.10.10, 15:49

Na toll!

Und wieviele LEDs soll ich jetzt nehmen? 24 stk gehen ja auch ganz schön ins geld und wenn ich auch mit 15 stk auskommen könnte...

Das mit der ungleichmäßigen Beleuchtung ist sicher eine interessante Idee die nur mit LEDs umgesetzt werden kann. Vielleicht lasse ich den Hintergrund dann auch etwa stärker beleuchten.

Kann noch jemand was zu den Spannungen der R5 bei 500 bzw. 1000mA sagen? Was würde denn passieren, wenn die Spannung bei 500mA noch ausreicht, bei 1000mA aber nicht. Bleibt es dann bei 1000mA einfach dunkel oder erreicht die KSQ dann den Strom nicht?

Und bevor ich das passende Netzteil kaufe, messe ich lieber mal den Strom der primäseitig aufgenommen wird. Probiern geht über studieren

Werde mich jetzt mal an die mechanischen Arbeiten machen und dann Fotos zeigen.

Gruß

Martin

Sailor · Di, 26.10.10, 16:08

Ich arbeite aktuell mit dieser KSQ (teilweise 350 mA, teilweise 700 mA), im Becken eines Enkels wid ein Teil der LED´s gedimmt (Nachtlichtfunktion), dort ist ein Netzteil und zwei PWM-dimmbare KSQs im Einsatz.

Die mögliche Anzahl von LED´s bestimmt sich aus der Netzteilspannung - der Summe der LED-Spannungen - dem Drop der KSQ.

Ist die Summe der LED-Spannungen und der Drop der KSQ höher als die Netzteilspannung, wird der Strom niedriger als der Nennstrom der KSQ. Die höhe der Abnahme des Stromes ist nicht linar, daher kaum abschätzbar. Es kann sein, dass die KSQ wegen Überlast abschaltet.

Wenn Du allerdings mit den LED-Spannungen sehr dicht an die Netzteilspannung herankommst, solltest Du eine der beiden hier vorgestellten Konstantstromquellen einsetzen.

xMartin · Di, 26.10.10, 17:27

Die KSQ hat einen Drop von ca. 1V und als Eingangsspannung wollte ich 24V nehmen. Die Frage ist, wie hoch ist die Spannung pro LED! Daher ja auch die Tabelle... wenn ich es richtig verstanden habe, ist diese Abhängig vom Strom. Da ich diesen auf 500mA begrenzen wollte, wäre die Frage wieviele LEDs bekomm ich mit 23V noch gut versorgt?

CRI 93+ / Ra 93+ · Di, 26.10.10, 18:18

7 Stück. (2,8 bis 3,3V kann man annehmen, bei wenig Strom eher unteres Ende, wenn die LEDs recht warm werden auch eher unteres Ende, trifft beides zu (was aber unlogisch wäre), dann erst recht unteres Ende)

Meine Cree-LEDs haben bis ca. 400..500 mA alle 3,1 V pro LED oder sogar noch unter 3,0V wenn minimal wärmer geworden.

xMartin · Mi, 27.10.10, 12:09

OK, dann bleibe ich bei 6stk und gehe auf Nummer sicher. Aber mal eine ganz blöde Frage, wie kann ich denn die Spannungen der einzelnen LEDs messen? Muss ich das einzeln machen oder kann ich aus der Reihenschaltung auch den Spannungsabfall jeder einzelnen LED messen? Macht da eine selektion in irgend einer Weise Sinn?

Sailor · Mi, 27.10.10, 12:54

xMartin hat geschrieben:Macht da eine selektion in irgend einer Weise Sinn?

Sie macht Sinn, wenn der Abstand der LED-Spannungen zur Versorgungsspannung eng wird.

xMartin hat geschrieben:... wie kann ich denn die Spannungen der einzelnen LEDs messen? Muss ich das einzeln machen oder kann ich aus der Reihenschaltung auch den Spannungsabfall jeder einzelnen LED messen?

Die Spannung der LED wird direkt an den Anschlüssen gemessen. Zur Kontrolle die Spannung der LED-Reihe (entspricht der Ausgangsspannung der KSQ, kann also direkt a deren Ausgang gemessen werden).

Bei der Messung der jeweiligen LED-Spannung ist es egal, ob diese in einer Reihe mit anderen LED´s oder alleine an der KSQ angeschlossen ist. Wichtig ist nur, dass die KSQ in der Lage ist, den vorgegebenen Strom durch die LED´s zu treiben.

Stimmt der Strom durch die LED nicht, ist die Spannungsmessung ohne Aussage, da eine wichtige Komponente nicht bekannt ist.

xMartin · Mi, 27.10.10, 13:15

ah ok, also KSQ auf 1000mA einstellen, ein Amperemeter in Reihe zur Kontrolle und dann bei jeder einzelnen LED die Spannung direkt an den Anschlüssen messen. Aber im Prinzip sagt das doch auch nicht viel aus, oder?

Verteilt sich denn der Strom immer genau gleichmäßig auf die beiden Stränge wenn ich 1000mA auf zwei 6er Ketten verteile? Also bekommen beide, bzw. jede LED dann 500mA?

Sailor · Mi, 27.10.10, 13:32

xMartin hat geschrieben:Verteilt sich denn der Strom immer genau gleichmäßig auf die beiden Stränge wenn ich 1000mA auf zwei 6er Ketten verteile? Also bekommen beide, bzw. jede LED dann 500mA?

Nur dann, wenn die Summe der LED-Spannungen des einen Stranges genau die Summe der LED-Spannungen des anderen Stranges ergibt fließt durch beide Stränge ein Strom von 500 mA.

Nur dann ist der Ersatzwiderstand beider Stränge und damit der Strom durch beide Stränge gleich.

Ein Amperemeter benötigst Du dazu nicht, die KSQ liefert 1000 mA. Toleranzen beim Strom spielen bei dieser Messung auch keine Rolle, wenn nur der gleiche Strom durch beide Reihen fließen soll.

CRI 93+ / Ra 93+ · Mi, 27.10.10, 15:12

Wenn Du 2 Stränge parallel an einer KSQ betreiben willst, sollten die LEDs beider Stränge aus einer Produktions-Charge sein oder aber die Gesamtspannung der einzelnen Stränge bei alleinigem Betrieb ausgemessen werden (die dürfen max. 0,1V abweichen, eigentlich ist das auch schon zuviel).

Man kann jedem Strang noch einen Widerstand spendieren, z.B. 0,33 Ohm. Der kompensiert dann ein wenig unterschiedliche Spannungen der Stränge bei nicht ganz identischen Temperaturen und/oder Vorwärtsspannungen.

Aber wieso überhaupt die XP-G mit nur 500 mA betreiben (es sei denn, Du benutzt sie auf Alukern-Platine, dann wird's IMHOa ab 1000 mA pro LED schon knapp wenn das ganze sehr lange leben soll und es dürfte in der Tat sinnvoll sein, nur 500 mA zu nutzen)

xMartin · Do, 28.10.10, 09:12

Ja richtig, es soll sehr lange halten und ich dachte bei nur 500mA sind die LEDs auch effizienter? Außerdem sind 1500 oder 2000mA KSQ noch eher selten. Ja, ich verwende Alusternplatinen, aber dank der Wasserkühlung sollte ich mit der Temperatur keine Probleme bekommen.

CRI 93+ / Ra 93+ · Do, 28.10.10, 11:45

Stimmt und bei Dauerbetrieb mag das sinnvoll sein, wobei man sich mal die Effizienzkurve angucken müsste. Die höchste Effizienz dürfte so bei ca. 100 bis 200 mA liegen, aber das wird dann sehr teuer wegen der vielen LEDs

xMartin · Do, 28.10.10, 20:44

Wir wollen es ja mal nicht übertreiben

Ich denke 500mA sind ein guter Kompromiss und wenn es nicht reichen sollte, kann ich immer noch auf 700..1000mA gehen und dann doppelt so viele KSQs einsetzen.

Sailor · Do, 28.10.10, 20:58

xMartin hat geschrieben:Ich denke 500mA sind ein guter Kompromiss

Finde ich auch, wobei 700 mA bei mir zur Zeit die Grenze sind.

loefel · Fr, 29.10.10, 18:03

Es wird erstens sehr teuer wegen den Leds und hast du dir schon mal überlegt wegen dem Pflanzen wachstum ?!
Oder seh ich da was falsch ? Weil die Röhren geben ja ein anderes Licht ab als Leds?

Sailor · Fr, 29.10.10, 19:51

loefel hat geschrieben:Oder seh ich da was falsch ?

Ja, Du siehst was falsch. Erstens sind die Mehrkosten schnell wieder drin, nicht nur wegen der Energiekosten und zweitens ist das Licht besser, weil es Pflanzenwachstum fördert und Algenwachstum behindert.

Da kannst Du im Forum einiges sowohl unter dem Suchwort "Pflanzenwachstum" als auch unter dem Suchwort "Aquarium" finden.

Loong · Sa, 30.10.10, 20:08

Sailor hat geschrieben:Die Betrachtung kannst Du für Aquarien nicht übernehmen. Es sind nicht nur die Verluste "in der Luft" sondern auch die geringeren Verluste beim Eintritt des Lichts ins Wasser zu berücksichtigen: LED-Licht dringt deutlich sichtbar tiefer ein.

Soso. Und welche physikalische Eigenschaft hat das LED-Licht, die Leuchtstofflampen-Licht nicht besitzt, um es tiefer eindringen zu lassen?

Ich bin bislang davon ausgegangen, daß die Dämpfungskoeffizienten nur von der Wellenlänge abhängen, aber nicht davon, von welcher Quelle das Licht erzeugt wird.

Aber ich lasse mich gerne eines besseren belehren, sofern die Begründung stichhaltig und physikalisch nachvollziehbar ist.

Ich bin mal gespannt...

Sailor hat geschrieben:...-und zweitens ist das Licht besser, weil es Pflanzenwachstum fördert und Algenwachstum behindert.

Sorry, aber das ist totaler Quatsch! Die Aquaristikindustrie tut sich zwar hin und wieder damit hervor zu behaupten, sie habe eine Lichtquelle erfunden, die das Pflanzenwachstum fördere und das der Algen behindere, aber das ist unhaltbares Marketinggeschwafel. Pflanzen und Algen sammeln Licht ein. Licht, das nur von den Pflanzen eingefangen wird und an den Algen vorbeisegelt, gibt es nicht. Auf diese einfache Formel läßt sich die Photobiologie von Algen und Pflanzen bringen. Aus, Ende, Äpfel.

xMartin · So, 31.10.10, 15:27

Hey Leute,

hier geht es nur um die technische Realisierung mit LEDs und nicht um Aquaristik. Dafür gibt es haufenweise andere Foren und ob es jetzt sinnvoll, ökologisch oder einfach nur teuer ist, spielt keine Rolle. Ich habe mit einem kleinen Becken + LEDs gute Erfahrungen gemacht und möchte es jetzt mit einem größeren Becken probieren.

Zum Abschluß bezüglich der Algen: Die Faktoren für ein gut laufendes AQ sind so unterschiedlich und es kommt mehr auf die Lichtmenge, die Temperatur und die vor allem die Stoffe im Wasser an, ob Pflanzen und/oder Algen wachsen. Und das wichtigste ist Zeit und viel viel Geduld.

Meine Meinung nach der wichtigste Grund für LEDs überm Aquarium: Das Licht bleibt lange gleich (ob jetzt gut oder schlecht). Wenn die anderen Faktoren ebenfalls nicht zu stark schwanken, hat man mit seinem AQ weniger Probleme.

zum Thema:

Der erste Test mit 12x Cree Q5 bei 500mA sieht schon mal sehr gut aus. Werde jetzt 24x R5 auf Keramik bestellen und dann den Kram zusammenbauen. Für die Wasserkühlung werde ich wohl erst einmal eine extra Pumpe vorsehen.

Gruß

Martin