welche LED für eine 12V Akkubeleuchtung?

Haben Sie produktspezifische Fragen ?

Moderator: T.Hoffmann

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frestyle
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So, 27.11.11, 20:21

Hallo.

die frage ist welche LED sollte ich nehmen um einen Autoscheinwerfer eines Golf 1 zu ersetzen, und nein ich will keinen scheinwerfer in einem auto ersetzen ich will nur meine Akku lampe erleichtern.

Ich habe mir eine "Akku" lampe gabaut mit drei alten autoscheinwerfern, Leuchtmittel sind H4 und ich habe den Abblendlicht missbraucht also pro Glühfaden 55W, mit dem verlust auf der leitung wären wir dann bei ca. 180W, das ganze an einer 85AH autobatterie, rein theoretisch also 5,6h leuchtdauer in der praxis denke ich weniger habe es noch nicht versucht.

So jetzt meine frage ich würde gerne die schwere Autobat gegen eine kleinere ersetzen und die Leuchtkraft erhöhen, habe bei LEds geschaut da kann ich Led´s finden mit 4V (also drei in reihe) oder eine mit 45V die kann ich nicht ohne weiteres aus 12V zaubern.

Meine habe mal gelesen das ein abblendlicht 1200 Lm haben soll, wenn ich jetzt in den scheinwerfer drei Cree XM-L T6, weiß, 910 Lumen einbaue, das ganze in reihe dann wäre ich ja bei 3A und einem Bratwiederstand, und einer Lichtausbeute die über einem abblendlicht liegen sollte oder? Der verbrauch sollte auch um einiges geringer sein als mit einer herkömlichen H4.

Die nächste frage ist man benötigt kühlkörper, wie groß sollten diese sein?

Oder wie realisier ich eine guten strahler welcher wo licht bringt und nichts verbraucht?
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Sailor
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So, 27.11.11, 21:22

Fangen wir mal bei der Autobatterie an:

Die Nennspannung ist 12 Volt, die tatsächliche Spannung sollte jedoch höher sein. Häufiges entladen unter 50% der Kapazität shadet der Lebensdauer. Dafür ist sie nicht gebaut, vielmehr soll sie kurzzeitig hohe Ströme bereitstellen können, danach aber auch gleich wieder geladen werden.

Anhaltspunkte, die je nach Hersteller und Typ etwas variieren können:

ganz leer bis kaputt: 11 Volt, leer 11,8 Volt, 1/4 voll 12,1 Volt, 1/2 voll 12,25 Volt, 3/4 voll 12,45 Volt, voll > 12,7 Volt.

Für die Messung sollte der Akku mindestens 4 Stunden nicht geladen oder entladen worden sein, sonst werden die Werte verfälscht.

Mit der Spannung verhält es sich bei einer LED so dass die Spannungsangabe typisch ist. Wenn sie typisch 4 Volt hat, wie Du oben schreibst, kann die tatsächlich auch 3,7 oder 4,2 Volt haben.

Deshalb kann die typische Spannung auch nur zur Planung der Anzahl von LED´s in Reihe an eine Anschlusselektronik herangezogen werden, eingeschränkt auch zur Berechnung eine Vorwiderstandes.

Kriterium zum Betrieb der LED ist der Strom, nicht die Spannung. Wenn Du den richtigen Strom einstellst, ergibt sich die für die LED richtige Spannung automatisch, wenn Du die typische Spannung einstellst, kann zu wenig Strom fließen, was Helligkeitsverlust bedeutet, es kann aber auch ein für die LED viel zu hoher Strom fließen, was eine Schädigung oder gar den Tod der LED bedeuten kann.

Vor diesem Hintergrund können wir an Dein Projekt gehen.

Da Du die Besonderheiten des Autoscheinwerfer wohl nicht brauchst (z.B. asymetrischen Lichtkegel), dürfte die Aufgabe nicht allzu schwierig werden.

Folgende Begriffe solltest Du jedoch kennen: Konstantstromquelle (KSQ) sowie Strom, Spannung und Widerstand und deren Abhängigkeit voneinander (Ohmsches Gesetz). Wenn das steht, können wir loslegen, alles andere kommt mit dem Projekt.

Herzlich Willkommen im Forum!

Edit:
Oder wie realisier ich eine guten strahler welcher wo licht bringt und nichts verbraucht?
Sowas suche ich auch noch, wenn Du es findest ist Dir der Nobelpreis sicher! :idea:
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Di, 06.12.11, 22:30

Ok habe mich in der euphorie etwas blöd ausgedrückt.

Das mit der Autobat, ist mir schon geläufig für mich wars das einfachste da ich an die "kostenlos" ran komme und die scheinwerfer auch so rum lagen, und da ich in der regel meisten "nur" die 5mm Led´s schnell mal in irgendein auto einbaue hatte ich ganz vergessen, das die LEd´s welche licht bringen nicht über wiederstände und spannung geregelt werden sondern über den Strom *sry

Ja mit dem thema Konstantstromquelle hatte ich mich bisher noch nicht wirklich auseinander gesetzt, und jetzt stehe ich wieder am anfang, wenn ich bei Lumitronixs schaue dann gibt es KSQ bis 1,4A, wäre ja zu wenig :(

Ohmsches gesetz, das kenne ich.

Dann muss ich mich jetzt mal mich mit der KSQ auseinandersetzen.

Gilt das mit der KSQ nur für die hellen LED´s oder auch schon für die kleinen? Stripes, Lichterkette, randbegrenzungen, etc ?

Jetzt bin ich aber am We mit einem kumpel auf montage gewesen, der hat sich einen LED strahler ( ich nenne ihn mal "Chinacracher") geholt. der ist von Lux.pro, hat angeblich 10W, IP 65 und leuchtet nicht schlecht war positiv überrascht, kann man fast mit einem schlechten 100W Halogenstrahler vergleichen. Hatte aber einen fehler gemacht ich schaute direkt in die LED rein, 3 min sterne sehen waren kein problem :(

Er hat gemeint den strahler hat er für 11€ geholt, das gehäuse ist Guss mit reflektor, schaut massiv aus, fühlt sich massiv an und hat auch schön dicke Kühlrippen, die KSQ ist aber leider auf AC ausgelegt von 180-260V. Und er meinte er hat sich jetzt noch einen von der Firma bestellt welcher 50W haben soll, wenn der auch so leuchtet wie der kleine, dann kommt der fast an einen 500W halogenstrahler hin, aber eben auch wieder für 230V AC.

So jetzt meine Frage, kann ich so einen strahler missbrauchen? Ok es weiß wahrscheinlich niemand welche LED oder LED´s in dem ding verbaut sind, also kann auch keiner sagen, welche KSQ ich verbauen müsste anstatt der orginalen oder?

Mich hat es nur faziniert, der strahler (10W) kostet "nichts", hätte gehäuse (IP65) LED und müsste nur noch Beinchen dran bauen und die KSQ austauschen. Was der 50W strahler jetzt kostet weiß ich leider nicht, denke mal das der ein kleines vermögen kosten wird, ich sag mal bis 150€ wäre es doch ein versuch wert oder kann ich mir komplett einen strahler billiger selber bauen?
Die haltbarkeit kenne ich leider nicht, und ein großes manko hat der strahler, man sollte unbedingt eine folie über das glas kleben welches das glas michlig macht und man nicht direkt in die Lichtquelle schauen kann.
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Di, 20.12.11, 21:22

Sailor hat geschrieben:
Kriterium zum Betrieb der LED ist der Strom, nicht die Spannung. Wenn Du den richtigen Strom einstellst, ergibt sich die für die LED richtige Spannung automatisch, wenn Du die typische Spannung einstellst, kann zu wenig Strom fließen, was Helligkeitsverlust bedeutet, es kann aber auch ein für die LED viel zu hoher Strom fließen, was eine Schädigung oder gar den Tod der LED bedeuten kann.
ok, dann bin ich bei LED´s total auf dem falschen dampfer, ich habe mal Funkendratzer gelernt und mit den spielerreichen mit den 5mm LED´s wurde der Strom immer durch einen Vorwiederstand begrenzt über den Spannungsabfall.

Aber wenn das so ist das ich einer LED einen gewissen strom zuführen muss, wäre das einfacher, da man mit schwankeneden spannungen ohne probleme arbeiten könnte. sowei einer Batterie, die bis zum bitteren ende eine fast gleiche leuchtkraft bringen würde.

Ich durfte heute auch bei meinem Kumpel den 50W LED Strahler begutachten, einen 500W Halogen ersetzt er nicht aber leuchten tut er nicht schlecht, war dann so frei und habe das teil mal hinten aufgeschraubt, und dort war eine KSQ verbaut Eingang 230V AC und Ausgang 1500mA Dc keine Spannung angegeben. Aber wenn ich rechne 50W und 1,5A müssten die LED´s mit 34 V betrieben werden, ausser spannung ist zweitrangig, dann könnte ich den gleichen strahler aber bei ähnlicher leuchtkraft auch bei 12V und 1,5A betreiben oder?

Habe mir heute auch noch ein Datenblatt eines 12V zusatzscheinwerfers für die landwirtschaft angeschaut, dort wurde auch immer nur geschrieben Leistung 27W aber spannung von 9V bis 33V, also wird die klassische leistungsberechnung bei LED´s ausser kraft gesetzt?

EDIT:
Gibt es für 12V DC fertige KSQ zu kaufen oder muss ich meinen Lötkolben wieder ausgraben und anfangen ein paar Transen zusamzulöten?
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Sailor
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Di, 20.12.11, 22:02

Bei LED´s gelten alle Gesetze der Elektrotechnik, wie Du sie gelernt hast.

Über einer (weißen) LED fallen bei 1,5 Ampere etwa 3,4 Volt ab. In dem Scheinwerfer sind als0 10 LED´s in Reihe geschaltet, so dass 34 Volt abfallen.

Die Krux liegt in der Strom-Spannungs-Kennlinie (Widerstandskennlinie) der LED. Wenn die LED bei 1,5 Ampere einen Widerstand von 2,7 Ohm hat, ist der Widerstand bei 2,4 Volt und darunter gegen unendlich und bei 4,4 Volt und darüber schon gegen Null. Nimm Dir mal die Strom-Spannungskennlinie einer weißen LED und rechne die Widerstände bei einigen Spannungen aus.

Eine relativ kleine Spannungsänderung hat also eine große Stromänderung zur Folge. Deshalb wird mit einer Stromquelle gearbeitet. Nun kann aber eine Stromquelle nur dann den geforderten Strom durch die LED fließen lassen, wenn sie die Spannung entsprechend regeln kann. Dieser Spannungsbereich ist bei der KSQ angegeben, manchmal auch verschlüsselt durch die Aussage "für 3 bis 10 LED´s". Gemeint sind dann weiße LED´s und der Spannungsbereich wäre 9 Volt bis 36 Volt.

Es gibt auch Konstantsromquellen, die für 12 Volt geeignet sind.

An einem Abwärtswandler (Buck) wären je nach Typ 2 bis 3 weiße LED´s in Reihe anschließbar,
an einem Aufwärtswandler (Boost) auch mehr, abhängig von der höchst-möglichen Ausgangsspannung.

Da der Wirkungsgrad bei einem Boost-Wandler schlechter ist und weil er bei höheren Leistungen teurer ist, wird er nur in besonderen Fällen eingesetzt.

Deine 34 Volt Leuchte wirst Du an 12 Volt nur mit einer Boost-KSQ betreiben können. Dann fließen auf der Primärseite aber mehr als 4,5 Ampere (eher mehr als 5 Ampere) wenn auf der Sekundärseite 1,5 Ampere fließen sollen.
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Di, 20.12.11, 22:30

*grml das hatte ich leider schon vermutet, das die LED die physikalischen gesetze nicht aushebelt :(

Jetzt steh ich aber iwie auf dem schlauch, wie kann eine KSQ die jeweils benötigte spannung bereitstellen ohne zuviel oder zuwenig spannung zu liefern?

Bitte nicht auslachen, meine ausbildung ist ein zwei tage her.

Ich habe schon gesehen, das thema ist nicht mehr so easy wie damals, gibt es gute Literatur darüber?

Und als übergegriffenene Übung, könnt ihr mir helfen einen strahler auf 9V bis 16V betriebsspannung zu bauen, also eben KFZ-Spannung?
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Sailor
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Di, 20.12.11, 22:39

Klar können wir Dir helfen. Dazu brauchen wir zunächst Deine Vorstellung zur gewünschten Helligkeit. Danach bestimmt sich dann die Anzahl der LED´s, die Größe des Kühlkörpers, die Anzahl der KSQ ...

Achja, und es soll ein KFZ-Akku (Bleiakku) sein?
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Di, 20.12.11, 22:51

Mal ein wenig Grundlagen zu KSQ gibt es hier:
viewtopic.php?f=31&t=7920&start=0

Ist zwar für einen speziellen Typ von KSQ, aber ggf. ist auch dieser Typ für Deine Anwendung geeignet.
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Di, 20.12.11, 22:55

ok wie schon geschrieben greifen wir gleich mal nach den sternen, einen 500W Halogenstrahler ersetzen gegen einen Satrahler aus LED´s und das ganze an 12V DC ala Autobat.

wieso Autobat, davon habe ich genug ohne ende und ich komme sehr preisgig an alte ran, muss aber nicht sein wenn ihr andere bessere bat´s wisst würde ich sie mir mal gerne mal anguggen

das ganze sollte eben ein autarges systhem sein
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Sailor
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Mi, 21.12.11, 10:07

Da greifst Du wirklich gleich sehr hoch.

Willst Du nicht zuerst mal Erfahrung mit einem kleineren Projekt machen? Mit der Leistung hast Dun nicht nur Kosten > 200 Euro am Hals, auch die Konstruktion im Bereich Kühlung wird aufwändig - ggf. ist eine aktive Kühlung erforderlich.

Mit verteiltem Licht durch mehrere Strahler steht man sich auch nicht so schnell im Licht. Ich würde 4 Strahler vorsehen, die in der Gesamtleistung auf die gewünschte Lichtmenge kommen. Auf einem Träger hättest Du dann den starken Baustrahler, gleichzeitig wäre aber auch eine Art Lichtleiste möglich oder die getrennte Nutzung in verschieden Räumen. Also mehr Flexibilität bei weniger Aufwand und mehr Möglichkeiten zum Anpassen an die Anforderungen, wenn der erste Strahler nicht ganz den Vorstellungen entspricht.
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Mi, 21.12.11, 13:18

Um das Ganze mal anhand eines Beispiels in konkrete Zahlen zu packen:

Ein guter 500 W Halogenstrahler erzeugt etwa 9000 Lumen. Ausgehend von einer Autobatterie ergeben sich damit folgende Kosten (nur ein Beispiel):

- 30 x Samsung LED 3535, weiss (ungefähr 300 lm x 30 = 9000 lm) kosten ca. 150 €
- je 2 LEDs in Reihe an einer KSQ: Art.Nr. 95017 = 15 KSQs, Kosten ca. 190 €
- erforderliche Optik (müsste man heraussuchen), ca. 30 x 3 € ergeben ca. 90 €
- Kühlkörper für 72 W, z.B. Bürklin 72B996, 20 x 30 x 4 cm: 59 €

Summe: 489 €

Hinzu kommen noch Verbrauchsmaterialien wie Wärmeleitkleber, Kabel, etc.

Das Ganze wäre also für etwa 520 € machbar.

Bei 60 Amperestunden Akkukapazität kann man von einer Leuchtdauer von 8 - 10 Stunden ausgehen.

Wenn dies Deinem "Griff zu den Sternen" entspricht: los geht's.
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