Tauchlampenumbau

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

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hftt
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Di, 01.05.07, 09:25

Verwendetes Material:

4 x SSC P4, ArtNr.: 6600224012
8 x 0,22 Ω / 1 Watt SMD-Metallfilmwiderstand
4 x 6°-Optik (ähnlich ArtNr.: 6022011010)
4 x Linsenhalter
2K-Epoxydharz, schnell härtend
Hohlstecker / Holsteckerbuchsen
Cu-Litze, ca. 1,5mm²
1 x Kupferscheibe, Dicke + Durchmesser = unten mehr dazu
Wärmeleitkleber Arctic Silver, ArtNr.: 6001000020
Lötzinn
Tauchlampe (hier Kowalski-Nachbau)

9 x NiCd-Akku 1,2V 2400mAh, Bauform Sub-C mit Lötfahnen
Miniaturrelais 3V 4A DC oder Power-MOSFET IRLZ 34N mit 1 x R=1M Ω / ¼ W
Kleines Stück Leiterplatte
Mustertaschenklammern
2 Druckfedern ( ca 7 x 30)

Werkzeug:
Inbusschlüssel
Lötkolben ca. 40-60W
Bohrmaschine
Gewindeschneider (für 1/8Zoll-Innengewinde)
HSS-Bohrer
Heißklebepistole

Bei der Tauchlampe eines Kollegen war der Akkupack defekt und da das Leuchtmittel ein herkömmlicher Halogenreflektor (12V 50W) war, war es also höchste Zeit für einen Umbau.
Bei der Lampe handelt es sich um einen Kowalski-Nachbau. Im Verlauf des Umbaus habe ich mich für eine Änderung hinsichtlich des Schalters entschieden. Deshalb habe ich hier mal eine Variante mit Relais und eine Variante mit Power-MOSFET beschrieben. Auch mit der Stromzuleitung zum Lampenkopf gibt es zwei Varianten. Doch dazu gleich mehr.
1596_LampeOriginal_500x500_50KB_1.jpg
Da ich bereits Akkus besorgt hatte und diese etwas größer als die Originalen waren, war die Variante mit 10 Akkus und 12V bzw. 6V bereits ausgeschlossen. Nach reiflichem Überlegen habe ich mich dazu entschlossen wegen den Platzproblemen ohne KSQ zu arbeiten und auf 3,6V mit Vorwiderstand zu gehen.

Als erstes wird die Tauchlampe aufgeschraubt und das komplette Innenleben ausgebaut. Die Akkus werden (wenn defekt) entsorgt, ebenso der Rest bis auf den Boden mit dem Reedkontakt und die am Boden befestigten Abstandshalter.
1596_Inneleben_500x500_50KB_1.jpg
Die Akkus habe ich jeweils drei Stück in Reihe (ergibt dann 3,6 V) und drei dieser Packs dann parallel (ergibt 7200mAh).

VARIANTE POWER MOSFET
Wer die Variante mit dem MOSFET vorzieht beginnt als erstes mit dem Einbau des MOSFET in den Boden. Dazu mit etwas Klebeband den Boden von unten abdichten und beim MOSFET den Widerstand anlöten und die Anschlüsse etwas nach oben biegen.
1596_FetRohEinlage_500x500_50KB_1.jpg
Dann den MOSFET mit etwas Epoxydharz vergießen. Die Anschlüsse bleiben aber noch frei. Dadurch, dass der MOSFET sehr flach am Gehäuseboden liegt kann dieser später mit einem Klecks Wärmeleitpaste bestrichen werden und hat nach dem Einsetzen in das Gehäuse eine optimale (Wasser-)Kühlung.
1596_FetVergossen_500x500_50KB_1.jpg
Den Akkupack habe ich nach dem Zusammenlöten auch mit Epoxydharz fixiert, geht aber auch mit der Heißklebepistole. Die Kabel, die vom MOSFET nach oben Richtung Lampe gehen habe ich durch die Mitte des Akkupacks gelegt und dann am MOSFET angelötet.
1596_FetAngeschlossen_500x500_50KB_1.jpg
Und hier der Schaltplan mit Power-MOSFET (n-Kanal). Sicher gibt es noch zahlreiche andere Transistoren die dafür geeignet wären. Ich habe mich hier im Forum schlau gemacht und dabei wurde mir unter anderem der IRLZ34N empfohlen. Dieser hat vor allem einen sehr geringen Innenwiderstand (R[DS]on 0,035 Ω)
1596_nKanal_500x500_50KB_1.jpg
1596_nKanal_500x500_50KB_1.jpg (23.89 KiB) 19047 mal betrachtet

VARIANTE RELAIS

Vor dem endgültigen Zusammenbau der Lampe habe ich mit der oben beschriebenen Schaltung die Stromaufnahme mit 4 x P4 gemessen. Diese lag rund 500mA unter der Stromaufnahme bei direktem Anschluss an den Akkupack (natürlich immer mit Vorwiderstand). Beim direkten Anschluss an den Akkupack ziehen die vier LEDs 2600mA. Es sind zwar ausgewiesene Hochstromakkus, aber mehr geben die nicht her. Aus diesem Grund habe ich kurz vor dem finalen Zusammenbau den MOSFET durch zwei Miniaturrelais (1,5V 3A DC in Reihe mit 22 Ω Vorwiderstand; aus meinem Fundus) ersetzt.
Dann muss man einfach anstatt der MOSFETS die Relais im Boden des Akkupacks unterbringen. Der Schaltplan sollten dann so geändert werden, das die Relais + schalten.


Der Lampenkopf

Der Lampenkopf hat einen Innendurchmesser von 50,8mm. Ich habe mir eine Cu-Scheibe mit 50,65mm Durchmesser und 8mm Dicke drehen lassen. (Diese Dicke war gerade übrig). In die Scheibe habe ich in die Mitte ein Loch für das Hohlsteckergewinde gebohrt und etwas weiter am Rand zwei gegenüberliegende Löcher für M3-Schrauben.
1596_Cu3Loch_roh_500x500_50KB_1.jpg
Die äußeren Löcher dienen nur dem besseren Handling beim Einsetzen und Herausnehmen der Cu-Scheibe aus dem Lampenkopf. Dann habe ich die Linsen in die Linsenhalter gesetzt, die mit etwas Epoxydharz fixiert und nach dem Aushärten die Haltenasen entfernt. Dann liegen die Linsen auch schön plan am Lampenglas an. Die Linsenhalter musste ich mit dem Dremel noch an den Ecken etwas abschleifen, da beim Einsetzen der vierten Linse mit Halter der Platz alle war. Es fehlte aber nur ca. 1mm. Dann die Linsen mit Halter so einsetzen, dass eine der Aussparungen an der Unterseite des Halters zur Mitte zeigt und mit den P4 bestücken.
1596_4Linse2P4_500x500_50KB_1.jpg
Jetzt jeden P4-Boden dünn mit Wärmeleitkleber bestreichen und die Cu-Scheibe einsetzen. Dabei etwas Druck ausüben und die Cu-Scheibe ganz leicht hin und her bewegen. So hat man eine dünne gleichmäßige Schicht zwischen der P4-Platine und dem Kühlkörper. Nach dem Aushärten des WLK habe ich dann die SMD-Widerstände angelötet. Und zwar jeweils zwei 0,22Ω / 1Watt am +-Anschluss der P4 parallel, so dass sie in die Mitte der Cu-Scheibe zeigen. Dann wird von der Unterseite der Hohlstecker eingeschraubt und mit den LED’s verbunden.
1596_CuP4Aufgeklebt_500x500_50KB_1.jpg

Der Lampekörper mit der entsprechenden Buchse sieht vor dem vergießen so aus:
1596_AnschlussHohlsteckerRoh_500x500_50KB_1.jpg
Und danach so:
1596_AnschlussHohlstecker2_500x500_50KB_1.jpg

Der zweite Hohlstecker ist zum anschließen an das Ladegerät.

Im Verlauf des weiteren Zusammenbaus musste ich aber feststellen, dass der neunte Akku (welcher oben quer lag) es nicht ermöglichte die Hohlbuchse genau Mittig zu platzieren. Die Folge davon war, dass durch das Auf- und Zuschrauben der Lampe der Hohlstecker sich erst lockerte und dann abbrach. Wer also nicht mit den Originalakkus arbeitet sondern ebenfalls auf z.B. SUB-C verwendet der sollte direkt Variante 2 montieren.
Dazu habe ich den Kern des bereits eingebauten Hohlsteckers in der Bohrung gelassen und die Mitte mit Lötzinn ausgegossen. Danach wurde in der Mitte ein Stück Draht (Anschlussbeinchen von einem Widerstand oder ähnliches) eingelötet...
1596_SchleifkontaktMitteRoh1_500x500_50KB_1.jpg
… und ein Stück Leiterplatte aufgebracht. Am günstigsten ist Leiterplattenmaterial, bei dem keine Leiterbahnen vorgegeben sind. Anderes geht aber zur Not auch.
1596_SchleifkontaktMitteRoh2_500x500_50KB_1.jpg
Die Leiterplatte wurde auf der Unterseite mit Epoxydharz auf die Cu-Scheibe geklebt. Nach dem Aushärten des Harzes wird das Stück Leiterplatte dick verzinnt. Anschließend mit einem Kugelkopffräser vom Dremel das Zinn so bearbeiten, dass die Oberfläche zur Mitte hin abfällt, also eine Vertiefung hat. Dies verhindert später beim Zusammenschrauben der Lampe das wegrutschen des Pluspols.
1596_SchleifkontaktMitte_500x500_50KB_1.jpg
Jetzt muss noch das Lampengehäuse mit Kontakten versorgt werden. Ich habe die Hohlbuchse in der Mitte wieder entfernt und durch eine andere Konstruktion ersetzt.
Aus „Mustertaschenklammern“ habe ich mir Kontakte gebaut. Mustertaschen klammern sehen so aus:
1596_Mustertaschenklemme_500x500_50KB_1.jpg
Links im Bild noch im Originalzustand rechts mit verzinntem Kopf.

Der verzinnte Kopf wurde an einem Ende einer Druckfeder angebracht.
Nachdem ich den Platz zwischen Lampenkopfboden und Gehäuse ermittelt habe wurden zwei Druckfedern unter Zugabe von ca. drei bis vier Millimeter gekürzt und im Gehäuse fixiert. Dazu habe ich etwas „Pattex-Power-Knete“ benutzt. (Das ist eine Knete auf der Basis von 2-Komponenten-Epoxydharz, lässt sich sehr gut verarbeiten, tropft nicht, wird steinhart und härtet schnell aus.) Dann noch die Stromzufuhr angeschlossen (+ = Mitte)…
1596_SchleifkontaktePowerknete_500x500_50KB_1.jpg
….und noch etwas Epoxydharz aufbringen.
1596_SchleifkontakteVergossen_500x500_50KB_1.jpg
Fertig.
1596_LampeLEDan_500x500_50KB_1.jpg
8)

Dieses How² soll allen Umbauwilligen Tauchern nur eine Hilfestellung geben. Varianten für den Umbau gibt es viele. Zum Beispiel bei der Wahl des Schalters. Abhängig von der zur Verfügung stehenden Spannung und vom Platz gibt es hier mehrere Alternativen. Aber ein Schalter muss sein, da der Reed-Kontakt nur maximal 500mA verträgt.
In Abhängigkeit vom zur Verfügung stehenden Platz kann auch die Wahl der Stromübertragung vom Gehäuse zum Lampenkopf verschieden sein. Sicherlich könnte man auch die LED’s so verbauen, dass sie nicht mit dem Lampenkopf sondern dem Gehäuse verbunden sind. Doch in Bezug auf eine optimale Kühlung habe ich mich für die Variante „fest im Kopf“ entschieden. Der sehr geringe Spalt zwischen dem Lampenkopf und der Cu-Scheibe in Verbindung mit Wärmeleitkleber sichert eine sehr gute Kühlung. Kabel fest anschließen scheidet aus, da zum Zuschrauben der Lampe einige Umdrehungen nötig sind und so die Kabel nicht lange halten würden.
Also soll sich jeder die beste Variante für sein „Pimp my Tauchlampe“ hier mitnehmen.

Der Test der Leuchtdauer ist auch abgeschlossen. Mit voll geladenen Akkus sind es 2,5 Stunden. Nach ca 2 Stunden 10 Minuten lässt langsam die Leuchtkraft nach, ist aber immer noch ausreichend. Bei dem Test habe ich die Lampe in einen Eimer Wasser gelegt wegen der Kühlung. Ich hatte sie zwar schon 10 Minuten am Stück an ohne dass das Gehäuse warm wird, aber sicher ist sicher. Und beim endgültigen Verwendungszweck ist die Wasserkühlung ja auch vorhanden.
Bilder von der Ausleuchtung/Leuchtweite/Leuchtkraft habe ich mir gespart. Ohne die entsprechenden Fotokenntnisse werden die Bilder kaum aussagekräftig. Es liegt wirklich alles extrem über der Norm. Und eins sei noch gesagt:

BEIM TEST NICHT IN DIE LAMPE SCHAUEN!


Viel Spaß beim Umbau!
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Sh@rk
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Di, 01.05.07, 09:43

Ein wirklich sehr schönes und auch sehr ausfürhliches How², also wirklich spitzen leistung!:shock:

mfg Sh@rk
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Di, 01.05.07, 10:31

Fürr dieses wirklich gelungene How2 gebe ich 200 Credits !

Gruß
Olaf
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Di, 01.05.07, 10:53

Gratz

Eine der ausführlichsten und schönsten Bauanleitung hier im Forum. :) :)

Tolle Idee, Umsetzung und Beschreibung.

Einzige Frage:
Bei Werkzeug steht G1/8 Gewindeschneider. Wo hast du den benutzt? Du hast an der Kupferscheibe M3 beschrieben.


mfg Martin
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Qs'Tree
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Di, 01.05.07, 10:58

Super How², Tauchlampen mit LEDs umzurüsten ist eine wirklich feine Sache, da die Leuchtdauer um einiges verlängert wird. :wink:

Tipp am Rande
Ich würde solche Umbauten aber nur machen, wenn die Lampe definitiv in keine Flugzeuge mehr muß.
So ein modifiziertes Teil bekommt man vermutlich durch keine Röntgenkontrolle und wenn der Akkupack vergossen ist und nicht mehr herausnehmbar ist bei der Kontrolle Schluß mit lustig :cry:

Die Beschreibung ist echt Klasse und super gemacht. Sind etliche kreative Ideen umgesetzt. Da muß man erst mal drauf kommen... :wink:

greetz
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hftt
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Di, 01.05.07, 11:47

Dafür kannst Du aber den Lampenkopf (mit dem Leuchtmittel) und das Gehäuse getrennt transportieren. Kommt dann auf das selbe raus. Wenn du die Stromquelle und das Leuchtmittel, welcher Art auch immer das ist, nicht miteinander verbunden hast, dann geht das i.O.
Zuletzt geändert von hftt am Di, 01.05.07, 19:52, insgesamt 1-mal geändert.
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Di, 01.05.07, 19:37

Gut zu wissen! Dann steht einem Umbau ja nichts mehr im Weg :wink:
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Robo9
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Mi, 02.05.07, 12:20

echt Super.
Ich tauche auch gernen und ich finde das die Lampen im Laden sehr Teuer sind das selber um zu bauen find ich Super.
Weiter so :lol:



Mfg Robo9
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hftt
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Mi, 02.05.07, 12:33

Wenn man jemand an der Hand hat der vernünftig Alu drehen kann, dann dürfte das mit dem Gehäuse kein Problem sein. Eine andere Lampe als Muster wird man wohl sich ausleihen können. Nur würde ich dann nicht irgendeine Lampe nachbauen, sondern komplett selbst entwerfen. Dann hat man mehr Spielraum hinsichtlich der Wahl der Akkus, kann eventuell KSQ's benutzen und mit einem zweiten Reed-Kontakt im Boden sogar unterschiedliche Helligkeitsstufen schalten. Das wäre dann die beste Lösung. Wenn man aber günstig an ein Gehäuse kommt ist dieser UMbau sicher eine Alternative.
Für Videoaufnahmen bei Nacht ist die aber schon etwas zu hell. Außerdem könnten die Farben nicht so rüberkommen wie mit HDI-Lampen (Xenonbrenner), wegen der höheren Farbtemperatur der LEDs. Dann würde ich sogar eine zweite Lampe mit SSC P4 2 x Weiß und 2 x Amber einsetzen. Das dürfte besser aussehen.
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Gundom
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Mi, 02.05.07, 13:12

@ hftt: !! super howTo !!

könntest du mal sagen, was du überschlagsweise für die neue lampe bezahlt hast ??
gehe auch gerne tauchen. nur waren mir lampen etc bisher zu teuer, bzw nicht zwingend nötig.

wenn jetzt aber zumindest ein ebenbürtiger preis zu den originalen rauskommt würde ja noch der pastelspaß dazu kommen und dann würde ich mir doch son ding zulegen!

mfg
Dom
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Mi, 02.05.07, 14:05

Schönes HowTo.

Allerdings glaube ich nicht, dass der 'niedrige' Strom von 2600mA durch den Innenwiderstand der Akkus bestimmt wird, sondern eher von der Kombination Widerstände+LEDs. Ich verwende in meinem Modellrennboot NiMH-Akkus mit 3600mAh (auch SubC) und kann da problemlos 70A (!) rausziehen (werden dabei aber etwas warm... :mrgreen:). Und NiMH-Akkus haben im Allgemeinen einen höheren Innenwiderstand, als NiCd-Akkus.
Wahrscheinlich reicht einfach die Spannung nicht mehr aus, um einen höheren Strom fließen zu lassen. Die LED-Kennlinien sind schließlich nur steil, aber nicht senkrecht...
Franky
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Mi, 02.05.07, 14:08

@hftt

Kannst du mir mal sagen wo du die Linsenhalter her hast? Kannst mir auch PM sagen :)
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hftt
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Mi, 02.05.07, 14:14

Franky hat geschrieben:@hftt

Kannst du mir mal sagen wo du die Linsenhalter her hast? Kannst mir auch PM sagen :)
Einfach mal die Jungs von Google fragen. Gib da mal "carclo linsenhalter" ein.
Franky
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Mi, 02.05.07, 14:19

Merci :-)
Jan-et
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Mi, 02.05.07, 16:03

könntest du mir mal sagen wo du den 4mal reflektor 6° herbekommen ahst suche schon länger so was
Olav
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Mi, 02.05.07, 16:10

@Jan-et
ich glaube das sind einzelne

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hftt
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Mi, 02.05.07, 18:52

Genau. Das sind Einzelne Linsen und einzelne Halter. Vierfach-Halter habe ich noch nicht gesehen.
Jan-et
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Mi, 02.05.07, 19:30

ich habe bislang einen gesehen 4 p4 in einer maglite
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Do, 03.05.07, 04:31

Also ich kenne für die Mag nur diese Variante:
1596_mag_1.jpg
1596_mag_1.jpg (18.2 KiB) 19040 mal betrachtet
Wo gibt's denn die Upgrade-Kits mit 4 x P4?
Jan-et
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Do, 03.05.07, 12:41

hab ich mal in einem americanischen forum gesehen
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