Brunnen beleuchten...

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Ratman2000
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Mi, 27.06.07, 21:54

Hallo,

ich habe da mal eine Frage...

Und zwar möchte ich einen Brunnen von oben ausleuchten.
Das heist der Brunnen (Zimmer Brunnen) ist ca 40 cm tief mit wasser gefüllt und die Leds wären ca 15 cm über der Wasseroberfläche.

Ich hab jetz die Hyperhelle LED weiß 16000mcd 20° 5mm 3.6V ausprobiert, muste aber leider feststellen, dass das Licht (die Helligkeit) nicht ausreicht.

Ursprünglich wurde der Brunnen mit einem 30 Watt Halogen Spot beleuchtet was prim war, nur die Hitze entwicklung ist mir dabei deutlich zu hoch...

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen, die optimalen LEDs zu finden.

Für mich sind lediglich folgende Kriterien ausschlaggebend:

Hitze entwicklung
und Kosten

Das Problem daran ist, dass die LED direkt über dem Wasser ist und sich somit zwischen wasser und Lampe / LED eine hitze von ca 35 - 40 Grad entwickelt (bei dem Halogen Spot) deshalb such ich nach einer alternative.

Ich bin für jeden tipp dankbar!!!

MFG

Michael
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Mi, 27.06.07, 22:13

wieviele leds hast du denn verwendet? nur eine? Weil wenn du nur eine probiert hast kann ich verstehen dass es zu dunkel ist.
Ratman2000
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Mi, 27.06.07, 22:34

Hallo,

ich hab es mit 5 LEDs probiert (testweise) aber der kleine Bereich, den ich beleuchtet habe,
finde ich, sah nicht wirklich hell aus.

MFG

Michael
Andy
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Mi, 27.06.07, 23:57

Ich würde dir, sofern du viel Licht haben möchtest, zu 3 x P4 raten, die dann in Reihe mit einem kleinen Vorwiderstand an 12 Volt.
Die Hitzeentwicklung ist dabei sehr gering und die sollten einen 30 Watt Spot an helligkeit locker übertreffen.
Nur solltest du dann das passende Kühlblech nicht vergessen.
Ok, die P4´s werden Teurer als ein Halostrahler aber in Punkto Effektivität, Stromverbrauch und Hitzeentwicklung liegen die P4´s weit vorraus und halten wesentlich länger als ein Spot.
Alos bezahlt machen die sich auf Dauer dann schon.
DnM
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Do, 28.06.07, 00:02

naja ich weiß nicht genau wie hell du es haben willst und ich hab auch keine 30W strahler da um den mit ner p4 zu vergleichen allerdings würde ich sagen das könnte auch schon mit 2 p4s klappen und das wären dann auch günstiger
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Do, 28.06.07, 01:23

Ich würde zu folgender Konstellation raten:

3*P4 + Konstantstromquelle für den 230V Betrieb von pollin.de (lässt 3 P4 in Reihe z.B. auf 350mA laufen...)
So könntest du vielleicht noch bestehende Strukturen der 30W Lampe übernehmen.

Grüße
luckylu1
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Do, 28.06.07, 01:44

mmm, mit hätte und könnte, ist ihm doch nicht geholfen, eine 30W halolampe würde bei einer angenommenen lichtausbeute von 18 lumen/Watt etwa 540lumen an licht erbringen. eine P4 der hellsten bin, bringt maximal
120 lumen bei 350mA, bei verwendung von 4 x P4 wären das 480 lm, wenn du den strom etwas erhöhst, kommst du folglich auf die gleiche lichtmenge. wenn du 3 x P4 bis zum schluss ausknautschst, kommst du auf 720 lm, allerdings mit wesentlich schwierigerer kühlung und einem viel schlechterem wirkungsgrad. bei verwendung von
4 x P4 brauchst du etwa 5W an leistung und wenn dann nach 25000 betriebsstunden, die helligkeit um 25% nachgelassen hat, erhöhst du die leistung eben auf 6W, dann hält das ding bis zu deinem lebensende Lol

bei der variante mit 3 x P4, hast du nach 50000h eben nur noch 360 lm, bei täglich 8h betrieb sind das aber
6250 tage oder 17 jahre. da es bald hellere leds geben wird, dürfte dann nur noch die stromaufnahme eine rolle spielen.

eine kleine vergleichsrechnung:
5W x 8h x 365d ergibt 14,6 KWh : 0,7 (netzteilwirkungsgrad)~ 21 KWH/jahr, bei einem preis von 20cent ergibt sich etwa 4,20 €/jahr

bei 3 x P4 hättest du etwa 7,5 W verbrauch, 7,5W x 8h x 365d : 0,7 = ~31 KWh x 20 cent = 6,2 €

der verbrauchsunterschied beträgt etwa 2 € pro jahr, das heisst, in 4 jahren wäre der unterschied in der anschaffung spätestens ausgeglichen, da ja die strompreise weiter steigen werden. der vorteil der höheren effiziens und der weniger aufwändigen kühlung, bei höherer lebensdauer, spricht für die variante mit 4 x P4.
die kosten für die netzteile wurden nicht berücksichtigt, mit einer versorgung von von 700mA durch eine KSQ
wäre ein parallelbetrieb von 2 x 2 P4 möglich, dann sollte allerdings vor jeden strang ein 0,1ohm widerstand geschaltet werden, damit der strom auch gut aufgeteilt wird.
DnM
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Do, 28.06.07, 02:11

zustimm du hast wie immer recht. nach der durchrechnung schleiße ich mich dem vorschalg natürlich an und verzcihte auf meine 2 p4s.

allerdings ist halt die frage ob das ding wirklich auch 8 stunden am tag läuft oder vll nur alle paar tage 2 stunden
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 04:18

Hallo,

vielen Dank für eure Antworten!

Habt ihr evtl einen Link zu der P4? Ich bin nicht sicher, welche ihr meint :)

Wie muss die LED gekühlt werden? Da hab ich noch keine Erfahrung mit!

Weiss jemand ca, wie heiss die LED wird?

Vielen herzlichen dank, für eure Unterstützung!!

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 07:32

Am einfachsten zu verarbeiten ist diese P4. Wenn man mit dem Löten keine großen Probleme hat, geht natürlich auch die "Emitter", die ist halt ohne die kleine Platine.

Lucky´s Berechnung der Helligkeit der Halo´s ist sehr optimistisch, bei den kleinen Werten haben sie wohl bestenfalls 15 Lumen pro Watt und davon geht noch einiges an dem Reflektor verloren (es sei denn, es sind wirklich teure Halo-Birnchen).

Aber das macht den sichtbaren Erfolg ja nur größer.

Zur Wärmeentwicklung: Die vier LED´s erzeugen bei einem schlechten Wirkungsgrad (alle Energie wird in Wärme umgesetzt) maximal 4,5 Watt Wärme. Das stimmt natürlich nicht, da ein nicht unerheblicher Teil der Energie ja in Licht umgesetzt wird.

Eine Halo-Birne mit gutem Wirkungsgrad gibt bei 30 Watt Gesamtleistung etwa 20 Watt Wärme ab.

Eine Leistungs-LED wie die P4 muss auch nur deswegen gekühlt werden, weil ein Halbleiter nicht so gut mit der Wärme umgehen kann, wie dies bei einer Glühbirne der Fall ist.

Je heißer eine LED wird, desto schlechter wird der Wirkungsgrad und desto kürzer wird die Lebensdauer. Deshalb benutzt man eine Kühlung.

Mit der Lebensdauer einer LED ist das so eine Sache: Im Verhältnis zu anderen Leuchtmitteln ist sie schon enorm - im Prinzip eine Anschaffung fürs Leben. :wink:

Bei den meisten Anwendungen dürfte sie wohl voll funktionsfähig mit der Anwendung verschrottet werden. :oops:
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 14:04

Hallo,

das heist, dass ich 4 von den P4 Dioden benötige um einen Halogen-Spot zu ersetzen richtig?

Wie sieht das mit flächen-beleuchtung aus?

Wenn ich z.b. den Brunnen vergrössere... z.b. auf 80 cm Länge und 40 cm wasser stand,
würden die 4 LEDs das schaffen, oder bräuchte ich da eher 6 - 8 ?

Vielen Dank für eure Hilfe!

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 14:14

Mit 6 P4 wäre die Ausleuchtung gleichmäßiger, wenn es zu einer rechteckigen Ausleuchtung kommen soll.

Natürlich kannst Du auch mit weniger P4 arbeiten (und die gleiche Helligkeit erreichen), aber es soll ja auch eine mehr gleichmäßige Beleuchtung her, wenn ich Dich richtig verstanden habe,

Noch besser könnten wir Dir helfen, wenn der Brunnen zu sehen wäre. So hat doch jeder seine eigene Vorstellung ... :wink:
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 14:42

Hallo,

der Brunnen ist momentan aus einem in holz eingelassenem Aquarium gemacht und hat einen kleinen Wasserfall der an einer Scheibe hinunter läuft.

(ist momentan nicht in Betrieb)

Ich wollte den Brunnen halt neu aufbauen und hatte dabei daran gedacht, ein neues grösseres Aquarium zu verwenden (masse wie oben beschrieben ca)

Ich hab auch überlegt, ob ich das Aquarium diesmal evtl auf das Holz setze, so dass man in das Becken schauen kann da es doch interessant aus sieht wenn man einen Brunnen hat, den man beleuchtet und z.b. unter dem Brunnen / Seitwärts in eine Scheibe schauen kann und z.B. Schildkröten sehen könnte.

Vorstellen bzw. die Funktionsweise entspricht einem normalen Aquarium.

Ich hoffe, ihr versteht was ca ich meine :)

Das kleine Becken wird momentan wie gesagt mit ca 30 Watt Halogen beleuchtet, soll aber nun neu aufgebaut werden. Das neue Becken habe ich ausprobiert, müsste ich mit 2 - 3 Halogen Spots beleuchten, wobei das Licht nicht schön verteilt ist (man sieht stark die Kegel) und hat somit dunkle stellen / Schatten.

Ich hoffe ihr könnt mir da gute Tipps geben!

Der oben beschriebene P4 auf der Platine, muss da noch irgend etwas dazu, oder ist die Platine zur Kühlung und zum Anschluss gedacht?

Vielen Dank für eure Geduld mit mir :)

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 15:11

Die P4 mit der Platine muss noch auf einen Kühlkörper(z.B. CPU-Kühlkörper oder die Kühlkörper aus dem Shop oder ein Alu-Blech als Abdeckung der Lichtanlage).

Ein Licht/Schattenspiel wirst Du wohl immer haben, wobei mehr Lichtquellen natürlich eine bessere Ausleuchtung bringen.

Bei der Größe sollten es schon 6 sein, die dann auch mit dem billigen Steckernetzteil aus dem Shop betrieben werden können.
DnM
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Do, 28.06.07, 15:18

hättest du den mal ein foto von dem brunnen? ich glaube die vorstellungen der leute hier unterscheiden sich doch teilweise sehr ich selbst weiß immernoch nicht wie ich mir das geanu vorstellen muss. und n foto von dem wasauchimmer wo die leds hinsollen wär auch net
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 15:43

Hallo,

wie gesagt, der Brunnen ist im moment nicht im Betrieb (hab ihn im Keller gefunden) deshalb kann ich leider kein Foto machen!

Im prinzip ist es ein Aquarium mit ner glasplatte dran, wo wasser runter läuft ins Aquarium. Im Aquarium ist ein Loch wo ein Motor dran hängt, der das Wasser nach oben auf die Glasplatte befördert.

Und über dem Aquarium hängt eine Halogen Lampe momentan.

Ich möchte wie gesagt nur das Aquarium austauschen und die Beläuchtung auf LED Technick umstellen.

Ich hab bereits ein Steckernetzteil (APS 1512) ( 180 mA, Output: DC 3 - 12 V einstellbar, max 1.5 A (9VA) )
Das sollte eigentlich reichen oder?

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 15:54

Das Netzteil kannst Du nur nehmen, wenn es stabilisiert ist.Ansonsten ist es wegen der vielen Schalterstellungen gut als Universalnetzteil für alle möglichen Anwendungen geeignet und zu schade für die geplante Anwendung. Ich würde schon die 4 Euro für ein neues, stabilisiertes Netzteil investieren.

Zur Ausleuchtung: die P4 hat einen sehr großen Abstrahlwinkel. Nach dem, was Du oben beschreibst, hast Du Halogenspots mit einem 30° Winkel benutzt. Von daher wird die Ausleuchtung mit den LED´s schon gleichmäßiger bzw. ohne scharfe Ränder.

Hast Du vor, Dir eine "Lichterbrücke" zu bauen, also die LED´s an einem ALU-Träger über dem Brunnen anzubringen?
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 16:01

Hallo,

wie genau ich die befästigen werde, weiss ich noch nicht.
Das problem, was ich haben werde ist, dass man die LEDs auch leicht wechseln können sollte.
Also werde ich mir denke ich irgend einen Sockel basteln müssen oder gibt es da bereits einen?

Ich denke die LEDs werden auf einem Stahl 4-Kant Rohr aufgearbeitet werden. Würde das reichen?

Oder wäre der Leiter zu schlecht?

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 16:09

Natürlich geht es auch mit Stahl. Ich bevorzuge halt Alu, weil es besser die Wärme abführt, einfacher zu bearbeiten ist, nicht rostet und nicht zuletzt auch in jedem Baumarkt günstig zu bekommen ist.

Um das Auswechseln der LED´s würde ich mir nicht so große Gedanken zu machen - die werden wohl den Brunnen um einiges überleben ... :lol:
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 16:18

Hallo,

aber was ist, wenn die LED kaputt geht, wärend der Brunnen noch in meinem Wohnzimmer steht? :)

Dann müsste ich die LED ja auswechseln :) Und nochmal anfangen zu löten will ich da nicht :D

Ausserdem bin ich gerade am überlegen, ob ich die LEDs evtl mal an einem meiner Aquarien (hab 25 :) ) Teste, deswegen die Frage wegen dem Stahl.

Die komplette Anlage steht nämlich auf Stahl trägern (4 Kant Stahl) und da ich momentan eine neue Zuchtanlage plane, wäre das ja auch ne gute alternative... Zwar in der Anschaffung etwas teurer aber im entdefekt ja günstiger...

Wie sieht dass denn aus, wenn die LED mal Nass wird?
Geht sie dann gleich kaputt? Und wie sieht es mit hoher Luftfeuchtigkeit aus?

Und was mich noch interessiert, wie warm (°C) wird so eine LED im Normalfall?

Wie sähe denn eine Optimale Kühlung für die LEDs aus?

So viele Fragen gleich :)

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 16:56

jo, 6 P4, alle in reihe, gleichmässig aufgeteilt, da kommt kein glühobst mehr mit!^^

und sailor, guckst du hier, quarz-halos bringen es auf bis zu 24 lm/W, im glaskolben stehen hier 16 lm/W
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtausbeute

bei leds rechne ich im moment immer mit etwa 15% lichtausbeute (rest 85% sind wärme), das gilt natürlich nicht für alle und ändert sich ja, wie man bei der neuen cree sehen kann, laufend!
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Do, 28.06.07, 17:16

Hallo,

bei wieviel Grad Celsius liegen denn die P4 ca?
Und wie werden sie optimal gekühlt?

Danke!

MFG

Michael
Ratman2000
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Do, 28.06.07, 19:46

Hallo,

weis das keiner?

MFG

Michael
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Do, 28.06.07, 20:05

Die P4 werden optimal gekühlt, indem sie auf einen Kühlkörper geklebt oder geschraubt werden. Um den Wärmekontakt möglichst gut hinzubekommen, benutzt man entweder Wärmeleitkleber, Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpads.

Deshalb auch meine Frage nach einer Lichtbrücke aus Aluminium. Aluminium ist das gängigste Material, um Kühlkörper herzustellen. Besser wäre wohl Kupfer, aber das hat gerade in dem von Dir vorgesehenen Einsatzbereich einige Nachteile.

@Lucky: Dass es diese Halos gibt, ist mir schon bekannt. Aber ich denke, wir sprechen hier von den Groschenhalos aus dem Baumarkt, und die sind nach meiner Erfahrung meilenweit von diesen Traumwerten entfernt.
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Fr, 29.06.07, 13:38

Hallo,

wie sieht das aus, wenn ich eine Alu strebe ziehe, auf die ich die P4 aufsetze?

Wie heiss wird sie da ca?

Vielen Dank!

MFG

Michael
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