Bastelprojekt: Küchenbeleuchtung

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

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stoske
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Mi, 27.04.11, 12:51

Hi,

hier mal wieder eine Bastelarbeit von mir...

Unsere Küche ist klein und lang und wird bislang nur von zwei 20 W-Halogenlampen
beleuchtet, die sich in der Dunstabzugshaube über dem Herd befinden. Rechts und Links
sind Hängeschränke, daneben eine Spüle.

Idee: Unter die Hängeschränke, unter die Dunstabzugshaube und über die Spüle kommen
sechs Aluleisten á 60 cm, gefüllt mit Nichia SuperFlux Raijin, 50/50 weiß/warmweiß, 15
Stück pro 60 cm, also 90 insgesamt auf 3,60 Meter. Die gesamte Beleuchtung soll nach
wie vor über den Schalter der Dunstabzugshaube geschaltet werden, dort soll auch noch
ein Dimmer integriert werden. Nun denn...

Das ganze soll super günstig werden, nicht weil wir uns fertige LED-Leisten oder die
teuren Aluschienen nicht leisten könnten, sondern weil ich ein DIY-Enthusiast bin, der
für sein Leben gerne bastelt, improvisiert und dabei oft Reste, Müll oder Fundsachen
verarbeitet.

Zuerst die Aluleisten. Da gibt es im Baumarkt einfache U-Profile 15 x 15 mm für rund
3 Euro pro Meter. Es gibt aber auch Industrieware für 1.20 Euro die nicht für den Wohnraum
geeignet ist, weil sie von sichtbaren Längsstreifen durchzogen und von Macken übersäht sind.
Hier mal ein kleines Stück davon...

Bild

Der Preisunterschied ergibt sich aus dem eingesparten Vorgang des Schleifens, der aber mit
einem sogenannten Schleifgummi leicht und schnell nachträglich selbst ausgeführt werden kann...

Bild

Und schon ist die Leiste perfekt, sauber und optisch ansprechend. Nachdem ich die Leisten
auf die nötigen Längen gesägt habe, schleife ich sie sorgfältig und schütze diese Fläche dann
mit DC-Fix-Resten. Für die Abschlüsse rechts und links...

Bild

... habe ich im Baumarkt diese Abschluss-Stopfen gefunden, die 15 x 20 mm groß sind. Mit einem
Skalpell kürze ich diese Stopfen auf 15 mm Höhe und schneide auch eine Kerbe in den oberen Rand.
Die nun offene Seite wird später nicht zu sehen sein, da sie nach oben zur Unterseite der Hängeschränke
zeigt. Die Dinger kosten übrigens 10 Cent, da darf man sich auch mal verschneiden :)

Bild

Die Leisten sollen nach unten natürlich nicht offen bleiben, weil sich sonst Dreck und Fett auf die
LED legt, sie müssen auch mit einem feuchten Lappen abwischbar sein. Dazu habe ich transparentes
Weich-PVC benutzt, knapp 3 mm stark und als Rolle mal auf dem Sperrmüll gefunden. Gibt es aber
auch preiswert im Laden. Ich schneide mir daraus Streifen, die gut einen halben Millimeter breiter
sind, als die Öffnung der U-Profile. Dadurch lässt sich der Streifen unter Druck in die Leiste pressen
und sitzt dicht und fest. Leider sitzt der Streifen nie wirklich plan, weil er natürlich weiter in die
Leiste rutsch und sich dabei auch schräg stellt. Dieses Problem löse ich sehr einfach, indem ich auf
beiden Seiten einen Streifen Papier in die Leisten klebe. Dieser lässt nach oben zur Kante genau drei
mm Platz und verhindert das Durchrutschen des PVC-Streifens...

Bild

Hier das Teststück mit dem ich das alles vorher probiert hatte. Das PVC klemmt fest in der Leiste,
die Stopfen schliessen das Ganze bündig ab, und dienen teilweise auch als Kabeldurchführung.
Pro Meter kostet mich die ganze Choose alberne 1.92 Euro pro Meter. Die tatsächlichen Leisten sind
natürlich sauberer gearbeitet und gereinigt, sehen nicht so wie dieses Teststück aus :)

Bild

Auf den Fotos ist das leider alles nicht so im Detail zu erkennen, aber rein optisch ist das recht
gelungen. Das Licht ist wunderbar, nicht zu weiß, nicht zu gelb, lediglich in den Spiegelungen ist
der Farbwechsel zu erkennen, was aber nicht schlecht aussieht. Aufgrund der Menge der LED
bilden sich keine Schattenfächer, die Beleuchtung ist sehr angenehm diffus und weich, fast mit
leichtem Studio-Ambiente.

Bild

Hier ein Foto aus vertieften Standpunkt, damit die LED-Punkte mal zu sehen sind. Normalerweise
liegt der Augenhorizont darüber, darunter blenden die LED aber auch nicht. Über der Spüle ist die
Leiste gehängt. Durchgängig an gleicher Position war nicht möglich, weil sich rechts ein Fenster
anschliesst. Oben in der Dunstabzugshaube sieht man übrigens die Achse des Potis.

Bild

Ganz links in der Ecke sieht man noch ein Stück des weissen, elektronischen Halogentrafos.
Der wird mit der Taste vorne und über ein Relais mit Netzspannung versorgt. Ich habe ihn abgeklemmt
und statt dessen per Lüsterklemme ein altes Schaltnetzteil angeschlossen. Das hatte ich noch von
einer defekten, externen Festplatte hier rumliegen. Liefert 12.18 Volt bei max. 3 A.
Rechts, mit grüner LED, sieht man den Dimmer. Ein inneres Blech zwang mich dazu, den Dimmer
weiter von der Taste weg einzubauen, als ich wollte, dadurch sieht das nicht ganz wie aus "einem
Guss" aus, aber das ist gerade noch akzeptabel :)

Man sieht hier, wenn auch schlecht, die LED-Streifen. Wie üblich drucke ich mir auf selbstklebendem
Papier kleine Vorlagen aus, die ich auf Balsaholzstreifen klebe. LED, Widerstände und Kabel kann
man dort einfach durchdrücken. 30 solcher "Stäbchen" mit je drei LED und Vorwiderstand klebe ich
mit Pattex und kleinen Balsa-Füsschen in die Leiste. Um Kurzschlüsse durch das Alu zu verhindern
habe ich vorher noch weisse Moosgummistreifen in die Leisten geklebt. Die Zwischenräume zwischen
den Stäbchen nutze ich für Schraublöcher. Da die Kabel gleich von innerhalb der Leisten in die
Dunstabzugshaube geführt werden, sind von aussen keine Anschlüsse oder Kabel zu sehen.

Bild

Hier noch ein Bild mit "Knopf" :) Eben gekommen.

Zu den technischen Daten:

90 LED in 30 Reihen á 3 LED mit 47 Ohm Vorwiderstand, 45 Weiß, 45 Warmweiß.
Die LED bekommen knapp 60 mA, was 1758 mA Gesamt bzw. 21.41 Watt Total sind.
Im ganzen kostet das knapp 23 Watt für runde 2000 Lumen. Die Effizienz beträgt
etwas über 93 Lumen pro Watt Total, also inkl. Netzteil. Damit bin ich zufrieden.

Allerdings gibt es auch zwei negative Punkte:
- Der Dimmer pfeift (Art. 95019)! Gerade weil er nun in Gesichtshöhe liegt, nur durch einen
Stahlblechkasten vom Raum getrennt, ist ein hohes Summen/Sirren/Pfeifen zu vernehmen,
wenn es still ist, auch noch auf 2 Meter Abstand. Bei Stellung 0 und 100 ist das Ding still,
dazwischen variiert der Ton in der Höhe. Das ärgert mich sehr und ich weiß noch nicht, ob
ich damit auf Dauer klarkomme - man wird sehen, äh hören.
- Die Farbe der warmweißen Raijin Superflux variiert deutlich. Einige sind gelb, andere
orange, andere rötlich. Ich hatte bislang über 100 von diesen LED, etwa 20(!) davon, was
ein Fünftel(!) ist, unterscheiden sich optisch (farblich) gut sichtbar. Die Konsistenz ist
also lange nicht so gut wie ich mir das wünschen würde und bei den kommenden Projekten
werde ich selber aufwendig selektieren müssen. Bei den weissen gibt es auch Abweichungen,
die sind aber seltener und schwächer - gerade noch so, dass man nicht selektieren muss.

Grüße, Stephan Stoske
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Mi, 27.04.11, 13:33

Fein, fein, endlich mal wieder ein schönes HowTo (5*). :wink:
Sehr schön gemacht, auch die Anleitung. Was, glaube ich, noch wünschenswert wäre, Fotos von der eigentlichen Arbeit mit den Leds. :mrgreen:
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Mi, 27.04.11, 15:47

Sehr schöne Anleitung, wenn auch mit etwas wenig Fotos vom "Produktionsprozess", aber auf jeden Fall 5 Sterne Wert! Schön viele hochwertige Fotos vom gelungenen Endergebnis.

Dass die warmweißen Nichias derart in der Farbtemperatur variieren hätte ich niemals gedacht, deren Preis ist mit 1,39€/stk. dafür dann doch deutlich zu stolz, IMHO. Und dass es sich ausschließlich um das Beste Binning oder überhaupt mal gelegentlich um das Beste Binning handelt ist ja auch nicht gesagt.
Vermutlich wird einfach jede Nachlieferung in die gleiche Lager-Kiste geworfen, denke nicht, dass die LEDs innerhalb einer VPE seitens Nichia bereits so stark variieren.

Ein wenig Kritik noch: weich-PVC, bzw. PVC allgemein steht bei mir unter dem Verdacht nach wenigen Jahren zu vergilben. Das scheint auf einige andere Kunststoffe aber ebenfalls zuzutreffen. (Welche nicht vergilben kann ich aber auch nicht sagen, ich wäre Polystyrol, Polyethylen, Acryl und evtl. noch Polypropylen als nicht-vergilbend ansehen, weiß es aber auch nicht von allen sicher)

---

Einen geräuschlosen Dimmer kannst Du mit einem MOSFET + Poti + 2 Festwiderständen sehr günstig realisieren. Der Widerstandswert des Potis ist dabei fast egal, kann bei 12V von 2,2kOhm bis 4,7 Mega-Ohm eigentlich alles sein.

Einfach die Mittelanzapfung des Potis ans Gate, die "Enden" an + und - --- jetzt kannst Du schon regeln, aber nur in einem winzigen Stellbereich. Es gilt jetzt experimentell zu ermitteln, welcher Widerstand sich von Mittelanzapfung zu den Enden der Widerstandsbahn ergibt, wenn die LEDs gerade so eben aus und gerade so eben an sind. Diese Widerstände nun einfach noch in Reihe mit den Schleifbahnanschlüssen des Potis schalten und schon hat sich der Regelbereich massiv vergrößert.

Ich habe das so im Einsatz an 2x4 LEDs (1A pro Reihe, also 2A gesamt) in Reihe an einem auf 13,4V geänderten 12V-Eco-Friendly-Schaltnetzteil mit 0,5-Ohm-Vorwiderständen. MOSFET ist ein BUZ11, geht aber jeder ab ca. 10A Belastbarkeit.

Dieser Dimmer ist natürlich linear und bringt etwas Verlustwärme, insbesondere, das bei Dir dann >3V verheizt würden (bei mir sinkt der Strom unter 11V ja bereits gegen Null, da 4 LEDs in Reihe, das geht mit 2A Maximalstrom problemlos ohne Kühlblech am TO220-Gehäuse), ich denke aber spätestens mit einem kleinen Kühlblech sollte es auch mit Deinen 3 LEDs in Reihe gehen.

Die Effizienz ändert sich IMHO auch nicht groß, bzw. dürfte eher steigen. Klingt komisch, ist aber so zu erklären: da Deine LEDs mit Vorwiderständen betrieben werden, entsteht die Verlustwärme so oder so, nur würde sie mit der vorgeschlagenen Lösung zum Dimmer hin verlagert. EDIT: Bei genauer Überlegung dürfte im auf 15-30% gedimmten zustand bis zu 50% mehr Wirkungsgrad drin sein! :!: :idea:

Da aber die Effizienz der LEDs bei geringerem Strom noch weiter ansteigt, steigt sogar der Gesamtwirkungsgrad im gedimmten Betrieb! :-)

Vorteile:
-absolut kein Flimmern mehr, was u.U. bei Foto- und Videoaufnahmen ein Vorteil sein könnte :!:
-im gedimmten Betrieb deutlich höhere Effizienz ggü. PWM-Dimmung (LED wird bei PWM ja immer mit 100% bestromt)
-die LEDs werden NOCH weniger warm, Lebensdauer dürfte ein Menschenleben locker übersteigen
-billiger ist das ganze auch noch :mrgreen:

Nachteil:
-die Farbtemperatur und Farbwiedergabequalität (ist bei diesen LEDs aber ohnehin nur ca. CRI 60-70) wird über den Dimmbereich minimal variieren
Zuletzt geändert von CRI 93+ / Ra 93+ am Mi, 27.04.11, 19:44, insgesamt 1-mal geändert.
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Mi, 27.04.11, 17:33

Besten Dank.

Tja, das mit den Fotos vom Basteln und den LED habe ich leider vergeigt. Ich wollte zuerst
gar keinen Beitrag schreiben, weil mir das zu simpel vorkam. Als ich dann doch Fotos machte,
war ich schon fertig. Richtige Bauberichte gehen anders, das ist klar.

> Dass die warmweißen Nichias derart in der Farbtemperatur variieren...

Ich hab' auch gestaunt und bin gespannt wie sich das weiterhin verhalten wird. Ich habe ja
noch ein paar Projekte in der Pipeline und werde davon sicher noch einen Haufen verbasteln.
Allerdings habe ich auch noch nichts besseres gefunden. Die Bauform ist sehr praktisch,
die Effizienz sehr gut, nur der Preis ist heftig - das bedingt sich wohl.

> weich-PVC, bzw. PVC allgemein steht bei mir unter dem Verdacht (...) zu vergilben...

Verdacht ist gut :) Diese olle Rolle vom Sperrmüll ist überall da, wo Sonne hinkam,
nikotingelb geworden. Ein paar Stellen waren abdeckt und noch klar, die habe ich genommen.
Da dort aber keine Sonne, bzw. kaum noch UV-Licht mehr hinkommt, schätze ich mal,
hält das eine Weile. Sonst - man wird sehen... allgemein ist das natürlich nicht zu empfehlen,
hätte ich sagen sollen.

> Einen geräuschlosen Dimmer kannst Du mit einem MOSFET...

Das ist ja nett, besten Dank. Das kannte ich noch nicht - hätte ich aber gerne (vorher).

Schön zu lesen, dass du auch Eco Friendly-Netzteile verwendest. Schade dass es die nicht
auch hier im Shop gibt (bei Reichelt aber neuerdings).
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Mi, 27.04.11, 19:49

IMHO ist die Bezeichnung "Eco-Friendly" eine Reichelt-eigene, die Netzteile werden von MW (also vermutlich MeanWell) oder auch GooBay (klingt schon nicht mehr so vertrauenerweckend, IMHO) hergestellt.

Das 27W-Modell (12V, 2250 mA) heißt z.B. MW3IP25GS und lässt sich relativ einfach auf z.B. 13,4V "sabotieren".
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Mi, 27.04.11, 20:04

Ich glaube bei Pollin oder ELV gab es die schon früher, aber vom wem die sind ist mir eigentlich
auch egal. Die Normen, bzw. Eckpunkte die sie einhalten, sind mir wichtig.

Ein MW3IP25GS habe ich hier noch, es würde mich sehr(!) interessieren wie man das auf
andere Spannungen "sabotiert". Ich bräuchte 11.5 und 12.7 wechselbar. Kann man auch
zwei nutzbare Schalterstellungen manipulieren? Ich würde gerne mehr erfahren.

Nachtrag:

Bild

Alles klar, war doch einfacher als ich dachte. Der Umschalter wählt entsprechende Widerstände
aus, die kann ich rauspopeln und durch passende Widerstände zwischen den entsprechenden
Punkten ersetzen, sodass ich per externem Schalter zwischen meinen beiden gewünschten
Spannungen umschalten kann. Große Klasse. Besten Dank.
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