Mikroskop Ausleuchtung mit LEDs

[Fraenk]

Ich nutze ein altes Stereomikropskop zum SMD Löten. Es hat eine Halogenlampe um Präparate oder eben Platinen auszuleuchten. Da die Lampe sehr heiß wird und auch nur von einer Richtung punktuell leuchtet haben Bauteile immer einen Schatten geworfen, die Lampe war im weg oder ich habe mich daran fast verbrannt.
Die Lampe konnte auch genutzt werden um von unten das Objekt auszuleuchten, was hin und wieder recht praktisch ist, wenn ich eine Schlatung auf einer SMD Entwurfsplatine gelötet habe um zu sehen auf welchen Pads der IC der sich auf der anderen Seite der Platine befindet nun sitzt um Drähte anlöten zu können.

D.h. es musst6 eine neue Ausleuchtung her, mit LEDs.

Verwendet wurden: http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... 157BT.html
Bei der helleren Variante (NSSL157AT-H3) hatte ich die Befürchtung, dass bei der kleinen auszuleuchtenden Fläche alles zu hell wird, da ich diese schon in der SmartArray Variante an anderer Stelle genutzt habe und diese als sehr hell empfand wobei dort eine große Fläche ausgeleuchtet wurde.

Um das Objektiv des Mikroskops habe ich ein Aluminiumrohr an der alten Halterung der Lampe befestigt. Am Rand des Rohrs habe ich dann 8 LEDs festgelötet.
Verschaltet sind sie parallel mit jeweils einem Vorwiderstand. Ich betreibe sie mit 5V und habe einen 50 Ohm Vorwiderstand verwendet in SMD 0603 Bauform.

Da Löten direkt auf Aluminium schier unmöglich ist, ohne dabei auch die LED zu zerstören, da zusätzlich zur harten Oxidschicht auch die Wärme sehr schnell abgeführt wird, habe ich ein Kupferband mit einem leitenden Kleber verwendet um daran die Kathode der LED zu löten und somit das Aluminium als gemeinsamen Minus handzuhaben.
Auch die Anode und den Reihenwiderstand habe ich auf Stücke von diesem klebendem Kupferband gelötet. Damit aber kein Kurzschluss zum Aluminium auftriff klebte ich zwischen Alu und Kupferfolie ein Fetzen Kaptonband, welches sowohl die Löttemperatur aushält als auch isolierend ist.
Im Bild sieht man die einzelnen Schritte. Blankes Alu, dann mit Kupferfolie für die Kathode. Zwischen den Stücken dann Kaptonband (schimmert dunkel orange). Die Kupferstücke für Anode, Widerstand und Draht und zwei Stellen fertig bestückt (Noch 0805 Widerstand verwendet, da ich es erst mit 75 Ohm probierte und diesen nur in 0805 Bauform hatte).


Alles fertig bestückt mit den richtigen Widerständen:


Das Löten war recht tückisch. Bei der Kathode wurde die Wärme zu schnell abgeführt, sodass das Lötzinn kaum schmolz. Ich habe auch 'nur' einen 45W SMD-Lötkolben, mit einer dicken Spitze und 380 Grad ging es jedoch einigermaßen.
Das Löten der Widerstände war auch nicht so viel einfacher, da beim Löten auf den Kupferplättchen sich der Kleber auch erwärmte und somit die Plättchen davonschwammen wenn ich nicht aufpasste. Mit einer kleinen Lötspitze und max. 350 Grad (ich löte Bleifrei) war es aber machbar, schwammen taten sie zwar immer noch, aber nicht ganz so flott und sie blieben auf dem Kaptonband.

Die Unterseite habe ich ebenfalls mit LEDs ausgeleuchtet, selbe LEDs, 9 Stück, selber Vorwiderstand. Die 'Leiterbahnen' habe ich mit einem Handdremel frei gefräßt um ein Ätzen mir zu ersparen.

Um das Licht der LEDs zu zerstreuen habe ich geöltes (WD40) Papier verwendet. Nimmt zwar auch ein bisschen Licht, war aber das beste einfache, das bei einem sehr kleinem Abstand die LEDs noch recht gleichmäßich leuchten lässt.

Endergebnis: (alle Fotos mit identischen Einstellungen vorgenommen, daher ist das Foto ohne eingeschaltene LEDs recht dunkel trotz eingeschaltener Zimmerbeleuchtung (3x14W Energiesparlampen))
Alles aus:

Unterbodenbeleuchtung an:

Objektivbeleuchtung:


Fazit:
Trotz dessen, dass ich warmweiße LEDs verwendet habe ist das Licht kälter als das der zuvor verwendeten Halogenlampe, wärmer wäre schöner gewesen.
Die Ausleuchtung ist super und ich bin zufrieden, jedoch hätten sie fast einen Tick heller sein können, d.h. ich hätte wohl besser die stärkere Variante verbaut, dafür muss ich mir jetzt keine Sorge um einen Dimmer machen. Aufgrund des hohen Abstrahlwinkels wird eben alles um das Mikroskop angenehm hell.
Durch die gleichmäßigere Ausleuchtung sieht man mit dem Mikroskop besser Details, ebenfalls blendet nichts, es fällt kein Schatten mehr und man verbrennt oder stößt sich nichts mehr.

[P.Sparenborg]

Tolle Installation und schönes Ergebnis!

Mich wundert aber eines: Du sagst dir wäre das Licht noch nicht warm genug? Die vorher verbauten Halogenlampen werden wahrscheinlich recht niedrige Farbtemperaturen gehabt haben, je nach Type könnte das 2500K oder sogar noch etwas weniger sein. Aber das ist nicht was mich wundert. Ich bin kein Spezialist der Mikroskopie muss ich zugeben, aber ist es nicht wünschenswert unter dem Mikroskop das beleuchtete Objekt möglichst naturgetreu zu beleuchten? Besonders die korrekte Erkennung von Farben müsste doch wichtig sein, oder täusche ich mich da? In dem Fall macht eine warmweiße Beleuchtung doch keinen Sinn? In der Medizintechnik und in der Fototechnik werden üblicherweise Farbtemperaturen zwischen 4000K und 6500K eingesetzt um einen möglichst unverfälschten Farbeindruck zu erlangen. Dabei ist natürlich auch ein sehr hoher CRI wichtig. Dafür perfekt geeignete LEDs sind zum Beispiel die NS6W183AT-H1 von Nichia. Die von dir eingesetzten LEDs werden hauptsächlich in der Wohnraumbeleuchtung verwendet.

[Fraenk]

Danke für das Feedback.

Das von mir verwendete Mikroskop ist für größere Objekte, also keine Objektrträger um darin Blut, Zucker, etc. zu analysieren und die von Kristallen gebrochenen Farben zu deuten. Meins ist für Leiterplatten Oder zumindest große Objekte, bspw. Spreisel im Finger . Da kam es mir auch nicht so sehr auf die Farbtreue an, eher dass es eine angenehme Farbe hat, man muss sich ja wohl fühlen.
Die von mir verwendeten LEDs haben auch schon einen recht ordentlichen CRI-Wert (85), wobei deine vorgeschlagenen natürlich noch deutlich besser sind.

Wenn ich mir das Spektrum deiner LED ansehe so sehe ich einen sehr hohen Peak bei Blau, wobei Grün und Rot unter der Hälfte liegen. Ausgeglichener ist die Intensität bei meiner LED, daher der wärmere Eindruck. Dafür ist das Spektrum bei Rot und Grün nicht ganz so konstant wie von deiner empfohlenen. Der höhere CRI Wert rührt wahrscheinlich hauptsächlich daher und dass bei 470nm die Intensität bei deiner noch ganz ok ist, bei meiner aber so gut wie nichts da ist. Im hinteren Roten Bereich fehlt beiden eben das kräftige Rot, daher wohl auch der generell kalte Eindruck von LEDs, auch von warmweißen.
Zudem hat die LED ordentlich Power, d.h. die hätte ich, wenn ich auch 8 verwenden wollte, PWM Dimmen müssen, was wieder mehr Aufwand bedeutet hätte Also ein bisschen überdimensioniert für meinen kleinen Ring.

Worauf ich hinaus will: Ich denke, wenn es einem auf richtige Farbtreue ankommt, dann ist es auch mit deiner LED nicht ganz getan, da echtes Rot eben fehlt und der Blaue Peak noch sehr dominant ist. Da wird man vermutlich mit extra LEDs in diesen Bereich nachhelfen müssen, wobei man dann wieder gekonnt mischen muss. Also wohl besser bei einer speziellen Lampen in so einer Spezialsiutation bleiben.


Dennoch vielen Dank für den Tip. In eurem Shop solltet ihr nur den Umstand der hohen Farbwiedergabe bei der LED auch hervorheben, denn es ist eine der wenigen LEDs, bei denen kein CRI dabei steht, wobei das doch das Highlight dieser LED ist.
Für großflächigere Ausleuchtungen wird diese LED dann sicherlich meine erste Wahl werden.

[CRI 93+ / Ra 93+]

Sehr schön, ist irgendwie untergegangen Dein Beitrag, aber nun mit der Beschreibung und den Fotos gebe ich 5 Sterne.

PS: An Alu kann man zwar (lt. Wikipedia) mit den richtigen Maßnahmen tatsächlich löten, aber nicht so, dass es elektronische Bauteile überleben würden.