DIY LED-Beleuchtung für 20l Cube

[Connorus]

Hallo liebes Forum,

nachdem ich schon länger im Forum mitlese und bis jetzt auch auf alle meine Fragen eine Antwort gefunden habe, würde ich gerne bei meinem aktuellen Projekt auf die Erfahrung hier zurückgreifen.

Wie der Titel schon sagt, möchte ich eine Beleuchtung für meinen 20er Cube anfertigen.
Bis jetzt wird er mit 2 11W Dennerle-Leuchten betrieben, welche mir aber vom Design nicht wirklich gefallen.

Aus aktuellen anderen Themen und Anleitungen bin ich auf folgende Zusammenstellung gekommen und würde gerne eure Meinung dazu hören.

LED: 2x LED SmartArray, 6x Nichia LED, 4W
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip-On-Board-LEDs/LED-SmartArray-6x-Nichia-LED-4W-kaltweiss-6500K.html
Nach dem Lichtrechner würde das etwa 50 lm/l ergeben, was ausreichen sollte.
Lichtfarbe hätte ich einmal 6500 K und einmal 4000 K gewählt

KSQ: 1x Konstantstromquelle 350 mA, IP20
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-und-Spannung/Konstantstromquelle-350mA-IP20.html
Würde im Unterschrank untergebracht werden, daher dürfte die Schutzklasse reichen, außerdem gefällt mir der Anschluss besser als bei der IP67 Version

Kühlkörper: Kühlkörper für Extreme-Lines
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High-Power-LED-Zubehoer/oxid-oxid-3.html

Befestigung LEDS Wärmeleitendes Klebepad für SmartArrays
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High-Power-LED-Zubehoer/Waermeleitendes-Klebepad-fuer-SmartArrays.html



Jetzt meine Fragen :roll:

1. Lichtverteilung:
Ich hätte beide Leisten längs nebeneinander angeordnet, ist damit eine gleichmäßige Beleuchtung zu realisieren?
Wenn ich den mit Moos "getarnten" Innenfilter abziehe müsste nur noch eine Fläche von (BxT) 25 x 20 cm ausgeleuchtet werden.

2. LED-Auswahl:
Macht die Auswahl Sinn, bzw gäbe es hierbei etwas zu verbessern?

3. Kühlkörper
Hierbei bin ich noch am meisten am überlegen. Von der Kühlleistung müsste dieser nach überschlägiger Rechnung auch bei Kürzung auf Beckengröße ausreichen.
Allerdings bin ich mir unschlüssig, wie ich die LEDs montieren soll.
Möglichkeit 1. in die Aussparung
- Vorteil: Minimales Design, weniger Bearbeitungsaufwand
- Nachteil: Einschränkung des Abstrahlwinkels, schlechtere Wärmeabfuhr
Möglichkeit 2. auf glatte Fläche
- Vorteil: keine Abschattung, bessere Konvektion an Kühlrippen
-Nachteil: mehr Bearbeitungsaufwand, größere Bauform

4. Abdichtung
Brauche ich einen Schutz der LEDs wenn ich das Becken mit Glasabdeckung betreibe?

Aus dem Bauch heraus würde ich nein sagen, da ich an den Dennerle-Lampen keine Anzeichen von Feuchtigkeit im Gehäuse erkennen kann, lasse mich aber gerne eines besseren belehren da ich nicht nach kurzer Zeit die LEDs austauschen mag....


Vielen Dank schon mal an alle, die durchgehalten haben um den ganzen Text durchrzulesen und natürlich auch für die kommenden Kommentare
:tnx:

 

[buddyholly]

Hallo und herzlich willkommen im Forum!

Was die Kühlung betrifft bin ich leider auch überfragt, da rätsel ich an meinem Plan auch noch. Müssen dir die LED-Profis hier weiter helfen.
Der Bereich der Ausgangsspannung der geplanten KSQ beträgt 30-72VDC. Zwei der genannten Arrays in Reihe bei 350mA sind erst 24,4V. Ich befürchte, dass der Plan so nicht aufgeht.
Die Lichtverteilung ist ja abhängig davon, wie hoch die LED über dem Becken hängt. Falls dir durch den Abstrahlwinkel von 120° zu viel Licht verloren geht, kannst auch bei den SmartArray-Linsen mal schauen, ob was brauchbares für dich dabei ist. Je nachdem wie dicht das wird, hast dann auch schon einen Kondenswasserschutz. :wink:

 

[Connorus]

Danke für den Hinweis und das FeedbackDaniel,
die Ksq hatte ich ausgesucht als ich noch 3 Ledstreifen verwenden wollte. Wird dann gegen 350mA 3-12W ausgetauscht.
Den Abstrahlwinkel werde ich heute Abend mal mit Schablone " am lebendigen Objekt " testen.

Mfg

 

[Connorus]

Fertige Beleuchtung

Hallo liebes Forum,

nachdem meine Lampe seit etwa 2 Wochen erfolgreich läuft, wollte ich kurz ein paar Bilder und die letztendlich verwendete Hardware posten.

Zum Einsatz kamen 3 x 4Watt LED SmartArray, 6x Nichia LED @ 350mA
zwei mit 65000K eine mit 4000K, welche mit passenden Wärmeleitpads auf den schon geposteten Alukühlkörper geklebt wurden und mit einer 3-12W KSQ betrieben werden.

cube1

• Connorus
• 2 Mai 2014

Wie man auf dem Bild hoffentlich erkennen kann, ist die Ausleuchtung sehr gleichmäßig.
Grob gerundet kommt die Beleuchtung auf 75lm/l.
Die im Becken lebenden Yellow-Fire Garnelen haben offensichtlich nichts gegen die Sonnenbank, da Sie trotz genügend Versteckmöglichkeiten ( Moos als Rückwand etc.) sich regelmäßig auf den Steinen aufhalten.

cube2

• Connorus
• 2 Mai 2014

Leds sind in der "Nut" des Kühlkörpers verbaut, dadurch sind keine weiteren Profile o.ä. nötig um ein blenden zu verhindern.

cube3

• Connorus
• 2 Mai 2014

Die Seitenteile bestehen aus 3mm Plexiglasstreifen.
Diese wurden auf die Breite des Kühlkörpers geschnitten und anschließen eine Seite erwärmt ( Toaster :thumbs: ) und wie hier gut zu erkennen ist gebogen. Zum Schluss wurde der Überstand abgesägt und geschliffen.
Die Befestigung am Kühlkörper erfolgte je Seite mittels 2 Blechschrauben welche einfach in die Kühlrippen geschraubt wurden.

cube4

• Connorus
• 2 Mai 2014

Die sichtbare Seite des KK wurde mit feinem Schleifpapier so geschliffen, dass ein "gebürsteter Aluminium Look" entstand.
(Vor dem Foto hätte noch der letzte Schleifstaub entfernt werden sollen feifen: )

Materialkosten beliefen sich um die 60€
Arbeitszeit: ein Abend

Mfg
Dominik

 

[Pan]

Hallo Dominik, sehr interessant, baue auch gerade und hätte auch lieber 3 smart Arrays anstatt nur 2.
Jetzt die Frage: Hast du da jetzt 3 Kühlkörper drunter also für jeden Array einen?
Ich werde jedoch 3x 6500k verbauen wollen.
Vielleicht kannst du mir mal ein Bild zeigen auf dem vom inneren etwas zu sehen ist? !
Wie warm wird deine Lampe?
VG und Dank im Voraus

 

[Connorus]

Hallo Hendrik,

Zuerst noch mal 2 Bilder:

cube7

• Connorus
• 3 Mai 2014

Ich verwende keinen Schutz oder "Lackierung" für die Leds, da das Becken mit Glasscheibe betrieben wird und unter der Lampe keine Feuchtigkeit aufsteigt.

Das verwendete Kabel könnte auch etwas weniger Querschnitt haben, war aber vorhanden...

cube6

• Connorus
• 3 Mai 2014

Nochmals eine Aufnahme vom inneren des Beckens, zum Farbton muss gesagt werden, dass ich letzte Woche einige Seemandelbaumblätter im Becken als "Ferienfutter" eingebracht habe was ein wenig die Farbtemperatur ins bernsteinfarbene verschiebt.


Zum Kühlkörper:
Ich habe alle 3 Arrays auf einem Kühlkörper befestigt.
Die Temperatur dessen liegt bei etwa 55°C direkt oberhalb der Leds gemessen.

Ich habe die Kühlleistung überschlagsmäßig nach dem Fischer Elektronik Merkblatt gerechnet.
Der verwendete KK besitzt einen Wärmewiderstand von 3K/W.
Je nachdem welche Werte für das Array zugrunde gelegt werden (habe leider keine Herstellerangabe für das komplette Array gefunden, nur Werte von "Nutzern") komme ich auf einen benöigten Wert von 2,5 - 3,5 K/W für den KK.
Hierbei wurde jedoch die ganze aufgenomme Leistung (12W) als Wärmeleistung berücksichtig und nur geringe Sicherheitswerte auf Sperrschichttemperatur und Umgebungstemperatur auf- bzw. abgeschlagen.
Die etwas eingeschränkte Konvektion (Kühlkörperrippen nach unten zeigend) wurde mangels verlässlicher Korrekturwerte vernachlässigt.

Ich würde sagen, dass sich das Wärmemanagement im oberen Grenzbereich befindet. Angesichts der Tatsache, dass sich die Kosten der Leds im Rahmen halten, die Technik sich ja im Moment noch weiterentwickelt und ich davon ausgehe, dass in 2-3 Jahren ein Austausch gegen effizientere Leds erfolgen könnte, gebe ich der Optik den Vorzug vor einer eventuell etwas längeren Lebensdauer durch eine bessere Kühlung.

Ich hoffe ich konnte weiterhelfen, ansonsten gerne nochmals fragen :?

 

[Pan]

Okay danke, dass würde bedeuten, dass ein delta T von ungefähr 35K vorliegt.
Das hätte ich jetzt nicht gedacht, dachte die ganze Sache wird wärmer.
Wenn es im Hochsommer 35ºC warm wird hat die Lampe ca. 70ºC :?
Wie lange läuft die Lampe jetzt schon so?
Ich hätte auch einen Kühlkörper genommen der vielleicht etwas breiter ist, aber was passendes zu finden ist echt nicht leicht.
Zum Kabel reicht sicher auch (0, 5...0, 75)mm^2....
Wie hoch ist die Lampe über dem Becken?
Schon mal besten Dank...

 

[Wuestenrose]

Servus…

Die etwas eingeschränkte Konvektion (Kühlkörperrippen nach unten zeigend) wurde mangels verlässlicher Korrekturwerte vernachlässigt.

Hier findet man einen guten Artikel über die LED-Kühlung inkl. Korrekturwerte in Abhängigkeit von der Einbaulage.

Grüße
Robert

 

[Connorus]

Wie lange läuft die Lampe jetzt schon so?

etwa 2 Wochen, 10h/Tag mit 2h Pause

Ich hätte auch einen Kühlkörper genommen der vielleicht etwas breiter ist, aber was passendes zu finden ist echt nicht leicht.

Das stimmt leider, weswegen meine Wahl letztendlich auf diesen gefallen ist.
Alternativ bin ich bei meiner jetzigen Planung für eine Beleuchtung für mein neues Becken auf das Coverline Profil V2 gestossen, allerdings habe ich dafür noch keine Wärmewiderstand gefunden und lese mich grad durch das Forum wieviel Watt andere User daran betreiben.

Zum Kabel reicht sicher auch (0, 5...0, 75)mm^2....

Es würde sogar noch weniger gehen....Habe mal kurz einen Onlinerechner bemüht, bei 2m Länge würden 0,5mm^2 0,014W Verlust bedeuten

Wie hoch ist die Lampe über dem Becken?

Unterkante KK ist 8cm über Beckenrand

 

[Connorus]

Danke für die Atwort Robert,
leider funktioniert der Link (bei mir?) nicht.
Es wäre nett wenn du diesen nochmals posten könntest, das nächste Projekt steht schon an, wofür ich die Infos gut gebrauchen könnte.
:tnx:

 

[Wuestenrose]

Hallo,

ich habe gerade das Team gebeten, den Link zu reparieren. Hier die Schrift von Cree: http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/XLamp%20Application%20Notes/XLampThermalManagement.pdf

?????
??

 

[Connorus]

Vielen Dank für das Paper, das bringt mich schon mal einen guten Schritt weiter.
Endlich macht sich auch die Thermodynamik Vorlesung bezahlt :lol: