Luxeon K2 an Maglite

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

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Sa, 12.08.06, 12:13

so......hab jetzt nen 0,47 Ohm , 5W Widerstand genommen. Is hell genug...und wenns für die LED besser is...solls so sein ;)


EDIT: Wenns noch jemanden interessiert, die wärmeentwicklung ist jetzt auch deutlich geringer. während ohne widerstand die fassung recht warm wurde, ist es jetzt kaum noch zu spüren (ich weiß, dass finger kein genaues thermometer sind, aber man spürt den unterschied nunmal trotzdem :) )
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C.Hoffmann
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Do, 17.08.06, 21:07

Hier in dem Topic sind zwei Beiträge die technisch nicht ganz richtig sind.

Also 1. Kann die LED ruhig mit 4.5V betrieben werden. Denn selbst wenn die Lebendauer um das 10 fache sinkt, wird Sie noch über 1000h halten (41 Tage Dauerbetrieb). Eine Taschenlampe wird ja nur alle paar Wochen mal Minutenweise gebraucht. (asureichende Kühlung ist Voraussetzung)

und 2. Oben steht die Spannung ist nicht wichtig sondern der Strom. Das stimmt nicht, da der Strom von der Spannung abhängt. Wenn eine LED mit 4.9V ca 1000mA erreicht, dann wird sie bei 4.5V IMMER unter 1000mA haben. Wenn man also von 4,9V in diesem Zusammenhang schreibt, dann meint man eigentlich nur "die Spannugn die zum maximal Strom (in diesem Fall 1000mA) führt". Das ist im Luxeon Fall halt 4,9V. Man nennt als Maximalwert nur einfachheitshalber immer die Spannung, da diese einfacher zu Regeln ist, sofern man keine Konstantstromquelle oder Labornetzteil besitzt.
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Do, 17.08.06, 21:23

naja gut, aber anhand der wärmeentwicklung sehe ich ja, dass die LED ja trotzdem eiune höhere lebensdauer hat mit widerstand. und da die helligkeit in ordnung ist, werde ich es wohl so lassen...


EDIT: wenns gewünscht ist, wär n howto hilfreich??
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C.Hoffmann
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Do, 17.08.06, 21:51

HowTo: Na Klar !
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Do, 17.08.06, 22:03

jut, dann schreib ich die tage mal eins ;)
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Fr, 18.08.06, 14:39

C.Hoffmann hat geschrieben: und 2. Oben steht die Spannung ist nicht wichtig sondern der Strom. Das stimmt nicht, da der Strom von der Spannung abhängt. Wenn eine LED mit 4.9V ca 1000mA erreicht, dann wird sie bei 4.5V IMMER unter 1000mA haben. Wenn man also von 4,9V in diesem Zusammenhang schreibt, dann meint man eigentlich nur "die Spannugn die zum maximal Strom (in diesem Fall 1000mA) führt". Das ist im Luxeon Fall halt 4,9V. Man nennt als Maximalwert nur einfachheitshalber immer die Spannung, da diese einfacher zu Regeln ist, sofern man keine Konstantstromquelle oder Labornetzteil besitzt.
So das Problem ist jedoch, dass der Verlauf der Strom/Spannungskurve einer LED nach überschreiten der Flussspannung einen explosionsartigen Sprung macht bezüglich des Stroms selbst wenn die Spannung nur minimal steigt. Das Verhältnis ist eben nicht proprtional wie beim ohmischen Widerstand, deshalb ist eine Stromquelle auch besser als eine Spannungsquelle, weil z.B. das überschreiten des max. Stroms nicht direkt dazu führt das viel mehr Spannung anliegt.

Zum anderm unterliegt die Flussspannung geiwssen Schwankungen (zumindest bei den 3/5 mm LED's), weshalb man auch nicht sagen kann, wenn genau 3,1V anliegen ein Strom von 20mA fließt.
Klar, Strom und Spannung stehen auch bei einer LED im einem bestimmten Zusammenhang ( :arrow: Spannungs/Stromverlauf einer LED), jedoch ist dieser keineswegs mit dem eines ohmischen Widerstandes zu vergleichen :!:
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Do, 02.11.06, 23:12

Hab auch mal ne Frage, wo wir gerade bei Strom, Verlustleistung und der gleichen sind.
Mein Problem: ich habe
4x 1,2V Akkus mit je 3200mA Saft, also 4,8V und 12,8A
und möchte daran
3x K2 mit 3,7V und insgesammt 3A anschließen.
3A daher, weil ich sie parallel anschließen will, denn ich hab ja nur 4,8V zur Verfügung...
Wenn ich jetzt einen Vorwiderstand von 0,1Ω benutze (laut Widerstandsrechner),
dann muss ich eine Leistung von guten 14W in Form von Wärme duch den Widerstand verheizen :!:
Das muss doch auch anders gehen, zumal ein geeigneter Widerstand nicht gerade billig ist...
Ich habe also an eine Konstantstromquelle gedacht, die allerdings wieder 3A leistem müsste und das gibt es nach meinem jetzigen Wissensstand leider nicht zu kaufen.
FRAGE: Was kann ich tun???
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Do, 02.11.06, 23:16

nuja, da tun sich ein paar sachen auf.

denn wenn du akkus oder batterien in reihe schaltest, werden zwar die spannungen addiert, aber nicht der strom. daher hast du nur 3,2Ah bei 4,8V.
Des weiteren frage ich mich, wie du 3 K2 LEDs in die maglite bekommen willst, denn bei einer ists schon ganz schön voll dort...
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Do, 02.11.06, 23:36

3,2A? Dann sieht das ganze anders aus, man lernt ja nie aus :D ...
Sind dann also nur noch knappe 3,5W, die ich vernichten muss, folglich hat sich die Sache mit dem Konstantstrom also auch erledigt, denke ich.
Des weiteren frage ich mich, wie du 3 K2 LEDs in die maglite bekommen willst, denn bei einer ists schon ganz schön voll dort...
In meine Mag kommt dann nur eine, aber das ist eine andere Baustelle...
Mir ging es um meinen Pseudo-Flakscheinwerfer den ich mir ans Fahrrad bauen will. Und da verbau ich 3 K2.
Kannst du auch hier sehen viewtopic.php?t=1074
Das mit der hohen Wattzahl hat sich dann dank deiner Berichtigung ja erledigt.
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Fr, 03.11.06, 13:01

Erstmal.. du hast da was falsch verstanden. Die angaben von z.B. 3200mAh beziehen sich nicht auf den entladestrom, sondern auf die kapazität des Batterie. Also sie kann 1 stunde 3,2A bei den 1,2V liefern (optimal gesehen... begrenst aber durch runter gehen der spannung und so). Wie hoch der Entladestrom ist hängt von den Batterien bzw Akkus ab und welche last angeschlossen ist. Bei einem "idealen" Kurzschluss würde der Strom nur durch den innenwiderstand der Batterien begrenst werden. Und es würde den Akku noch durch überhitzung töten...
Diese kapazätätsangabe ist aber für deine anwendung nur für die leuchtdauer von bedeutung. Aber Man sieht rceht schnell, dass deine lampe nict allzu lange leuchten würde.. Rechnerisch ca 1h. allerdings würde ich ihr eher so 45min geben. Nicht gerade sooo viel.
Die verlustleistung von ca 3,3W ist aber schon recht ordenlich! Ich würde mir in diesem falle evt eine begrenzung durch eine PWM-regelung überlegen. Diese habe ich für meine Lampe gewählt. Habe das ding klein genug bekommen, dass es komplett mit allem in die endkappe der MagLite passt. Ist kein zu großes Problem. Sogar mit normalem Aufbau (in SMD würde es noch bedeutend kleiner gehen!). Als Leistungs MOSFET würde ich hier einen IRF3205 empfehlen. Der ist bei reichelt noch recht günstig, hat einen geringen RDSon von ca 8mohm und steckt die paar wenigen Ampere locker weg. Das TO220 gehäuse (wahlweise auch als SMD) ist zudem recht klein und handlich.


Und zum Thema platz. Alles kein Prob. Bei mir kommen 4 Luxeon K2 in eine 5D MagLite. Es müssen zwar einschränkungen getroffen werden (reflektor muss raus).

Hier wäre z.B. eine PWM-dimmerschaltung mit einem LM339:

http://www.led-treiber.de/html/leds_grundlagen.html

Dieser ist scheinbar für LED's entwickelt und sollte auch recht klein aufbaubar sein. den LM339 gibt es sicher auch als SMD. aber DIP tuts sicher auch. Alles schön beschrieben und sicher gut nachbaubar.

Ich habe zwar eine andere genommen, finde aber gerade den link ned mehr..



Mfg Max
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Fr, 03.11.06, 18:52

Ich denke ich muss noch einiges lernen was die Beschaltung von diesen K2s angeht... :lol: Zum Glück gibt es hier ja kompetente Leute die da etwas mehr duchsteigen wie ich.
Danke für den Link; tolle Schaltung. Ich glaube ich werde gleich am Montag nocheinmal nach Stuttgart reingehen und mir die Teile kaufen. Ich merke schon wie sich der Geist des Bastelns in mir breit macht...
Eine Stunde oder auch nur 45 Minuten Leuchtdauer? Das würde heißen, wenn ich einen Akku mit 5000mAh (DAS wars...) nehme, dann habe ich länger Licht. Und wenn ich vier Stück von denen hintereinander schalten würde, dann addieren sich nur die Spanungen, nicht jedoch die Leuchtdauer meiner daran betriebenen LEDs. Soweit richtig? Stimmt eigendlich, jetzt wo ich drüber nachdenke... Wenn ich die ganze Sache an ne Autobatterie hängen würde hätte ich ja fast ewig Licht. Apropos Leuchdauer: wie berechne ich denn so was?
Noch ne Frage zu dem Schaltplan: da wo rechts dann die gestrichelten Linien sind, da kommt dann der MOSFET mit Vorwiderstand und den LEDs hin? Sehe ich das richtig? Die PWM-Schaltung zerhackstückt mir also meine Energie aus den Akkus und gibt sie in kleinen Häppchen an den MOSFET weiter, der dann die LEDs quasi mit nicht mehr sichtbarer Geschwindigkeit an- und ausknipst. Je nach Poti-Zustand mal mehr schneller, mal langsamer. So in etwa richtig?
Und zum Thema platz. Alles kein Prob. Bei mir kommen 4 Luxeon K2 in eine 5D MagLite. Es müssen zwar einschränkungen getroffen werden (reflektor muss raus).
Das klingt interessant... musst dann mal ein paar Bilder machen, denn das mit der Kühlung...
Ich lass mich mal überaschen! Hab nämlich ne 4er und will die auch ein wenig pimpen, wenn nicht sogar ein wenig kräftig. Bisher ist so ein halblebiges cluster von 36 weißen 5mm drin. Hab halt keine Möglichkeit mir was zu drehen oder dergleichen
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Do, 09.11.06, 17:17

das ist ja alles schön und gut, aber den reflektor aus der maglite zu entfernen ist eigentlich qutasch.
denn dieser ist ja optimal auf die lampe abgestimmt und bringt somit auch die beste lichtausbeute und fokussierung.

wenn ihr mal eine k2 ohne reflektor anschließt, wird man diese wohl kaum als taschenlampe benutzen können. bei einer maglite 5d wäre es vielleicht sinnvoller, eine batterie durch einen dummy zu ersetzen, und dort die elektronik einbauen...
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Mo, 13.11.06, 10:03

Das habe ich auch schon überlegt. Aber da gibt es 1 nachteile und 1 Problem. Das Problem ist, dass die spannung mit 7,5V so ziemlich 2 in reihe geschalteten K2 entspricht. Sprich man bekommt eine gut Leistungsausbeute. Die Nachteile sind ganz klar die geringere Leuchtdauer (4 K2's verbrauchen um einiges mehr als die standart-birne!!!)

Aber so als info.. Die komplette Elektronik passt wie schon gesagt in die Endkappe! Dort lässt sich auch super ein rädchen anbringen, womit gedimmt werden kann. Falls dies nicht erwünscht ist, kann dort auch nur die Elektronik für Strombegrenzung usw. untergrebracht werden. Der Platz dort ist echt genügend weil normal dort die ersatzbinre platz findet. Diese ist bei LED's aber nicht emrh von Nöten und würde wohl sowieso entfernt werden.


Zum Thema Reflektor:
Das ist Schwachsinn! Der reflektor einer Maglite ist auf die Standartbirne angepasst und optimiert! Nicht für eine LED. Eine Glühbirne hat gut 180-240° abstrahlwinkel (mal geschätzt). Die K2 meiens wissens 120° oder so. Also von perfekter abstimmung kann hier eh nicht die rede sein.
Aber für ein einzelnes Replacement durch eine K2 ist es Sinnvoll den Reflektor zu belassen und die vorteile auch eines Zooms zu nutzen.
Bei einem High-power-Replacement wie bei mir durch 4 K2's ist es schlichtweg nicht mehr möglich! Die Kühlung erfodert bei dieser Leistung besonderes Augenmerk! Sie produzieren jede menge wärme, die abgeleitet werden muss! Man sollte dies nicht unterschätzen! Ich bin mir nichtmal sicher, ob der Kopf der Maglite überhaupt in der Lage ist die produzierte Wärmemenge gut abzuleiten. Dies müssen erst praktische tests ergeben!
Aber ganz unrecht hast du auch nicht. Ohne Reflektor würde es nicht so wirklich sinn ergeben. Ich habe diese Problem gelöst, in dem ich einzelreflektoren an die LED's klebe. Das sind kleine plastikrflektoren für 5mm LED's. durch absägen eines kleinen Teiles passen sie gut auf die K2 und bündel das licht einigermaßen. Der abstrahlwinkel ist zwar immernoch recht hoch, aber der fehlende zoom wird einfach du pure leistung ausgeglichen.



Mfg Max
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Mo, 13.11.06, 10:44

"High-power-Replacement" :shock: alter Schwede :roll:
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Mo, 13.11.06, 11:47

NOX hat geschrieben:Zum Thema Reflektor:
Das ist Schwachsinn! Der reflektor einer Maglite ist auf die Standartbirne angepasst und optimiert! Nicht für eine LED. Eine Glühbirne hat gut 180-240° abstrahlwinkel (mal geschätzt). Die K2 meiens wissens 120° oder so. Also von perfekter abstimmung kann hier eh nicht die rede sein.
Aber für ein einzelnes Replacement durch eine K2 ist es Sinnvoll den Reflektor zu belassen und die vorteile auch eines Zooms zu nutzen.
Genau das sehe ich auch immer als größten Nachteil an, K2 Strahlen lt. Datenblatt 140° und Glühlämpchen 200-300° ... da passt der Reflektor überhaupt nicht.

Reflektoren müssen her die an den Abstrahlwinkel der K2 Angepasst sind :)

cu zubbu
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Mo, 13.11.06, 12:12

nuja, aber im praktischen versuch klappts ja echt super.
und wenn das so schlimm wäre, würde maglite nicht auch led birnen verticken für ihre lampen.
von daher wirds da wohl einen gewissen spielraum geben...
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Mo, 20.11.06, 16:32

Hi leute,

hier mal meine Version:

Geringfügig modifiziert...

Benötigtes Material:
- Einen isolierten draht, am besten mit Teflonisolation,
- Kupferplättchen,
- Kupferfassung (gedreht, aus dem vollen{auf dem 1. Bild leider noch aus alu},
- Wärmeleitpaste,
- gedrehter Kunststoffring (leider nicht auf dem Bild zu sehen) und
- Natürlich die LED

Sehr nützlich ist auch etwas geschick... :-)
1084_Material_1.jpg
Die Kupferfassung und den kunststoffring habe ich selbst angefertigt. Diese Fassung ist massiv, mit einer Bohrung für das Kabel... Somit kann die Wärme besser abgeführt werden!!

Dann wird das ganze verlötet (wärmeleitpaste nicht vergessen). Wie im Datenblatt zu sehen drei pins auf die
Kupferfassung. Dann wird das kabel durch das loch geführt und an den 4. pin gelötet, mit dem Kunststoffring,
der als Isolation dient.

das sieht dann in etwa so aus:
1084_LED_von_hinten_1.jpg
1084_LED_von_hinten_1.jpg (9.26 KiB) 37884 mal betrachtet
1084_LED_von_vorn_1.jpg
1084_LED_von_vorn_1.jpg (8.4 KiB) 37882 mal betrachtet
Hier hab ich das ganze nochmal im Detail:
1084_Detail_1.jpg
Das mit dem Widerstand habe ich mir nach all dem, was ich gelesen habe trotzdem gespart, weil sonst ja die
Leistung verloren geht, mal schaun wie lang es hält, die LED hat ja net umsonst einen Spannungsbereich von 3,7
bis 4,9V oder so...

Hier zum Vergleich:

Rechts Maglite mit normaler Birne (3D cell)
links Maglite mit Luxeon K2 LED (3D cell)
1084_Vergleich_im_Dunkeln_1.jpg
1084_Vergleich_im_Dunkeln_1.jpg (10.65 KiB) 37885 mal betrachtet
gruß Freak
Zuletzt geändert von Freak am Mo, 20.11.06, 16:39, insgesamt 1-mal geändert.
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Mo, 20.11.06, 16:36

wahu, das schaut echt gut aus. vor allen dingen muss man dann nicht immer eine birne kaputtmachen.

jetzt sag mir doch aber mal, wie du die fassung gemacht hast und wie teuer der massive kupfer war...
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Mo, 20.11.06, 16:41

Also das könnte sich für nen leien etwas schwierig gestalten...

Ich bin gelernter IE GE und arbeite als Werkzeugbauer und hab das ding gedreht... so teuer kann des net sein,
weil is ja net viel Material... :-)
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Mo, 20.11.06, 16:49

oooookay...gewonnen :)

ich weiß nur, dass es nicht so günstig ist, für einen laien an kupfer heranzukommen.

ich hatte schon dran gezweifelt, dass du ein homemade-drehen veranstaltet hast, da das teil echt professionell ausschaut. vielleicht kannst du diese dinger ja mal verkaufen :)
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Mo, 20.11.06, 16:53

daraus wird wohl nix werden fürchte ich, weil ich das rechtlich net machen darf...

ansonsten würde ich das schon machen... :-)
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Mo, 20.11.06, 16:54

warum darfst du das nicht?
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Mo, 20.11.06, 17:02

ich weiß des au net so genau, ich weiß nur, dass des ein kündigungsgrund is,
wenn ich aus sowas provit mach oder so...

das reicht mir als grund eigentlich!! :-)
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Mo, 20.11.06, 17:04

ach, ich meinte ja auch nicht, dass du das schwarz während der arbeitszeit machen sollst :)
ich könnte mir nur vorstellen, dass so eine K2 led-fassung bei leds.de auch öfters gekauft werden würd...

das tollste an der sache ist, dass man, wenn das dingen innen hohl wäre, vielleicht sogar einen widerstand integrieren kann...
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