Welches Netzteil für 32 Power LEDs

Schaltungen, Widerstände, Spannung, Strom, ...

Moderator: T.Hoffmann

Cossart
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Mo, 09.12.19, 14:29

Ok.

Nehmen wir obiges Bild, dann hast Du auf je 20 cm Kühlkörper 6 LEDs, die im ungünstigsten Fall zusammen 12 Watt Wärme abgeben. Der Kühlkörper besitzt je 20 cm Lauflänge einen Wärmewiderstand von 2,5 K/W. Mit den Rippen nach oben erhöht er sich auf 3,6 K/W. Macht bei 12 Watt 43 Grad Temperaturerhöhung.

Halte ich noch für tolerabel. Aufpassen, der Kühlkörper wird trotzdem so heiß, daß Du Dir gefühlt die Finger daran verbrennst.
Cossart
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Mo, 09.12.19, 14:30

Achso, mit dem Kühlkörper sind 700 mA das Maximum. Mit mehr grillst Du die LEDs.
Buddhamilch
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Mo, 09.12.19, 15:20

Cossart hat geschrieben:Halte ich noch für tolerabel.

Halte ich schon für grenzwertig.
Mit keinem Wort wurde erwähnt, wie warm es im Zimmer werden kann (im Hochsommer können es ein paar Grad mehr sein).

Anmerkungen:
falls das Licht von der Wasseroberfläche Richtung Decke reflektiert wird, darf über den Kühlkörpern kein Brett montiert werden. Damit würde auch die Luft daran gehindert werden aufzusteigen. Wenn die Leds ihre Betriebswärme nicht oder nur unzureichend weg bekommen, leben diese nicht all zu lange.

Man könnte unterstützend noch einen Lüfter montieren, der beim Überschreiten einer Temperatur (zum Beispiel: 85°C) anläuft und die Rippen frei bläst. Dafür benötigst Du aber ein zusätzliches Netzgerät.
Cossart
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Mo, 09.12.19, 15:34

Buddhamilch hat geschrieben: Mo, 09.12.19, 15:20 Halte ich schon für grenzwertig.
Kannst Du das auch begründen?

Laß es im Zimmer 35 °C warm werden, dann hat der Kühlkörper 80 °C. Das ist immer noch weit davon entfernt, für die LEDs gefährlich zu werden. Abgesehen davon habe ich mit 2 Watt Wärme gerechnet, in der Realität sinds rund 1/3 weniger.
ustoni
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Mo, 09.12.19, 16:01

Nehmen wir obiges Bild, dann hast Du auf je 20 cm Kühlkörper 6 LEDs, die im ungünstigsten Fall zusammen 12 Watt Wärme abgeben. Der Kühlkörper besitzt je 20 cm Lauflänge einen Wärmewiderstand von 2,5 K/W. Mit den Rippen nach oben erhöht er sich auf 3,6 K/W. Macht bei 12 Watt 43 Grad Temperaturerhöhung.
Bin ich nicht mit einverstanden. Das wäre korrekt, wenn auf dem 20 cm langen Kühlkörperabschnitt eine Wärmequelle von 12 W mittig montiert wäre. Verteilt man die Wärmequelle gleichmäßig, kann die Wärme besser abgeführt werden.

Die LEDs sind in 2 Reihen angeordnet. Auf je 6,25 cm des Kühlkörpers sind also 2 LEDs montiert.
Ein Kühlkörper mit einer Länge von 6,25 cm hat gemäß Diagramm von Fischer Elektronik einen Wärmewiderstand von ca. 3,5 K/W, lagekorrigiert ergeben sich ca. 5 K/W.
Bei 4 W Wärmeleistung würde sich eine Temperaturdifferenz von 20 K ergeben. In der Praxis eher etwas weniger, da auch hier die 4 W nicht mittig eingespeist werden, sondern sich auf 2 Quellen verteilen.

Im Betrieb dürfte der Kühlkörper mit den 32 LEDs gerade mal gut handwarm werden.
Cossart
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Mo, 09.12.19, 16:06

Einspruch: Ganz unabhängig voneinander sind die Kühlkörperabschnitte ja nicht, wie ich es bei der Rechnung annahm. Die Rechnung ist nur eine gute Näherung, aber ich habe die Annahmen so getroffen, daß man auf der sicheren Seite ist.

Zustimmung: Der Kühlkörper reicht aus.
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Mo, 09.12.19, 16:11

Ich halte die Bedenken von Buddamilch durchaus für begründet.

Die Atmosphäre über dem Aquarium ist zumindest nicht für alle Typen der Klebepads geeignet.

Eine vorläufige Verbindung mit den Wärmeleitpads wurde innerhalb eines Jahres so weit von Algen unterwandert dass auf beiden Seiten praktisch keine Verbindung zu den Aluprofilen mehr vorhanden war.

Da es bei mir nicht so sehr auf die Wärmeleitfähigkeit ankam war ich nur froh, dass mir die Elektrik nicht ins Wasser gefallen ist.

Bei Verschraubung mit Wärmeleitpaste ist mir diese Unterwanderung noch nicht passiert.
ustoni
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Mo, 09.12.19, 16:55

Einspruch: Ganz unabhängig voneinander sind die Kühlkörperabschnitte ja nicht, wie ich es bei der Rechnung annahm.
Das ist zwar korrekt, die Beeinflussung untereinander (Kopplung von Wärmeenergie) ist aber so gering, dass man sie problemlos vernachlässigen kann.

Der Wärmewiderstand, den man dem Diagramm entnimmt, ist der Wärmewiderstand, den eine Wärmequelle "sieht", die mittig auf der Grundfläche montiert wird. Wenn Du nochmal ins Diagramm schaust, wirst Du feststellen, dass auch ein Abschnitt von 15 cm Länge einen Wärmewiderstand von 2,5 K/W hat - offensichtlich hat ein Kühlkörperabschnitt von 15 cm Länge also den gleichen Wärmewiderstand wie ein Abschnitt von 20 cm Länge; aber eben nur für eine Wärmequelle, die mittig montiert wird.

Die beste Näherung erreichst Du, wenn Du den Kühlkörper gedanklich in gleich große Abschnitte für jede Wärmequelle unterteilst.
In diesem Fall wären das bei 32 LEDs dementsprechend 32 Kühlkörperabschnitte von 5 x 6,25 cm. Damit lässt sich aber aus dem Diagramm kein Wärmewiderstand mehr ablesen. Daher ist die für die Praxis beste Näherung die Unterteilung in 16 Abschnitte.

Man darf die Wärmeleitfähigkeit der Grundplatte des Kühlkörpers nicht überschätzen. Die von der Wärmequelle eingespeiste Wärmeenergie wird über die Grundplatte in alle Richtungen weitergegeben. Auf dem Weg nach außen wird aber bereits eine erhebliche Menge Wärmeenergie an die Umgebungsluft abgegeben. Auf der Grundplatte stellt sich dadurch ein recht großes Temperaturgefälle ein.
Deshalb ist die ideale Grundfläche eines Kühlkörpers immer ein Kreis. In der Praxis wird aus Kostengründen häufig ein Quadrat verwendet. Selbst bei sehr dicken Grundflächen (5 oder 10 mm Stärke) ist es nicht sinnvoll, über ein Seitenverhältnis von 1:1,5 hinauszugehen.

Nimm z.B. ein beliebiges Aluminiumprofil von 1 m Länge, halte es an einem Ende fest und erhitze das andere Ende mit einem Schweißbrenner. Du wirst Dir garantiert nicht die Finger verbrennen.
Ich halte die Bedenken von Buddamilch durchaus für begründet.
Die Bedenken beziehen sich auf die Wärmeableitung bzw. die LED-Temperatur. Und die halte ich für völlig unbegründet.

Von Wärmeleitpads halte ich allerdings auch absolut nichts. Entweder mit Wärmeleitkleber kleben oder - wie Du geschrieben hast - Wärmeleitpaste und verschrauben. In beiden Fällen aber dann eine möglichst dünne Schicht; je dünner die Schicht Kleber oder Paste ist, desto besser ist die Wärmeableitung.
Cossart
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Mo, 09.12.19, 17:12

Ich kann die Ressentiments gegen die Wärmeleit-Klebepads in keinster Weise nachvollziehen. Bei mir läuft eine LED-Wachstumsleuchte seit 7 Jahren vollkommen problemlos mit den Dingern und die ist nicht mit Single-Star-, sondern mit Triple-Star-Platinen bestückt.

Verschrauben ist einfach nur ein umständliches Gehample und bei Verwendung von Optiken teilweise auch gar nicht möglich, weil die Schraubenköpfe den Optiken bzw. deren Haltern im Weg sind.

Ich mag die Wärmeleitpads.
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Mo, 09.12.19, 22:51

Das gab ja eine richtige (fachliche) Diskussion - das freut mich sehr, gab viel Input für mich.
Danke an euch alle dafür.

Da die Meinungen sich so Spalten und ich von weder mit Verschrauben, noch mit den Klebepads Erfahrung habe, werde ich wohl erstmal den Versuch mit den Pads wagen. Ist wohl die anfängerfreundlichere Methode.
Zum Kühlkörper: Dieser sollte sich keinesfalls auf 70° erhitzen. Auf eine aktive Kühlung auf dem Körper wollte ich auch eigentlich gerne verzichten.

Soll ich also lieber einen 20 - 40mm hohen Kühlkörper nehmen?

Meine jetzigen fertig LED Lampen haben 129 LEDs bei einer Gesamtleistung von 31 Watt - diese sind kaum bis minimal wärmer als die Umgebung.
ustoni
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Mo, 09.12.19, 23:13

Zum Kühlkörper: Dieser sollte sich keinesfalls auf 70° erhitzen.
Das wird er auch nicht. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass er frei von Luft umflossen werden kann. Über dem Kühlkörper darf sich also keine weitere Abdeckung befinden.
Sollte sich eine geschlossene Abdeckung über dem Kühlkörper befinden, würde die Kühlkörpergröße keinerlei Rolle spielen; durch den dann entstehenden Luftstau würde jeder Kühlkörper überhitzen.

Obige Rechnungen haben bereits den Worst-Case-Fall dargestellt. Da keine LED 100% der zugeführten Leistung in Wärme umsetzt, wird die berechnete Temperaturdifferenz eher zu hoch angesetzt sein.

Da die Lufttemperatur direkt über dem Aquarium meist etwas höher ist als die Raumtemperatur, gehe ich mal von einer Kühlkörpertemperatur von maximal 50°C aus.
Am besten lässt sich das mit einem Infrarotthermometer überprüfen. Falls keines vorhanden ist: wenn Du die Handfläche einige Sekunden auf dem Kühlkörper lassen kannst, ohne dass es unangenehm wird, ist alles im grünen Bereich.

Weiterführende Infos zum Thema findest Du hier:
http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f= ... 13#p202513
Cossart
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Di, 10.12.19, 08:21

ustoni hat geschrieben: Mo, 09.12.19, 23:13Am besten lässt sich das mit einem Infrarotthermometer überprüfen.
Nö.

Ein IR-Thermometer ist so ziemlich das ungeeignetste Instrument, um die Temperatur eines blanken Metallkörpers festzustellen.

Ein Ein-Euro-Flüssigkeitsthermometer, zwischen die Kühlrippen geklemmt, fertig. Quadratisch, praktisch, gut.
ustoni
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Di, 10.12.19, 09:30

Sowas passiert, wenn der Fragesteller Informationen nur tröpfchenweise und unvollständig herausgibt. :wink:

Sollte er tatsächlich den Kühlkörper aus blankem Aluminium verwenden, hast Du selbstverständlich recht.

Ich bin natürlich von eloxierter Oberfläche (egal ob natur oder schwarz) ausgegangen. Da würde ein Infrarotthermometer bei voller Genauigkeit funktionieren.

Abgesehen von der besseren Wärmeabstrahlung wäre ein eloxierter Kühlkörper speziell über einem Aquarium schon wegen der Korrosionsfestigkeit zu empfehlen. Ich möchte gar nicht wissen, wie blankes Aluminium nach ein paar Jahren über einem Aquarium aussieht. :D

Der Link zum Thermometer ist übrigens sehr interessant. Bei dem Preis werde ich mir gleich mal ein paar bestellen.
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Di, 10.12.19, 10:09

Cossart hat geschrieben: Mo, 09.12.19, 17:12 Ich kann die Ressentiments gegen die Wärmeleit-Klebepads in keinster Weise nachvollziehen. Bei mir läuft eine LED-Wachstumsleuchte seit 7 Jahren vollkommen problemlos mit den Dingern und die ist nicht mit Single-Star-, sondern mit Triple-Star-Platinen bestückt.

Verschrauben ist einfach nur ein umständliches Gehample und bei Verwendung von Optiken teilweise auch gar nicht möglich, weil die Schraubenköpfe den Optiken bzw. deren Haltern im Weg sind.

Ich mag die Wärmeleitpads.
Habe ich nicht.

Wie Du selbst andeutest hat jede Methode ihre Daseinsberechtigung. Es kommt auch darauf an, welche Anforderung neben der Wärmeleitung noch an die Verbungsstelle gestellt wird.

Klebepads verwende ich gerne wenn 2 Materialien im Spiel sind (z.b. Alu-Platine auf Kupferkühlkörper).
Dann ist kleben mit Wärmeleitkleber aus Erfahrung für mich tabu, da hatte ich schon Rissstellen im Kleber.

Für mechanisch beanspruchte Verbindungen benutze ich überwiegend die Verschraubung, z.B. im Auto oder an Bord.

Dass ich mit den von mir verwendeten Pads schlechte Erfahrungen über einem Aquarium gemacht habe muss sich nicht mit jedem Typ bestätigen. Beobachten sollte man das Verhalten der verwendeten Pads über dem Wasser aber schon.
St4y Tun3d
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Di, 10.12.19, 16:35

Über dem Kühlkörper soll kein weiterer Aufbau sein. Der KK ist sozusagen der höchste Punkt der Lampe. ich werde einen etwas höheren nehmen um der Wärmethematik keine größere beachtung schenken zu müssen.

Ok - ein letztes Thema noch, dann habe ich alles :)

Könnt ihr bei dem Netzteil:
Netzteil

einmal erklären wie das mit der Dimmung funktioniert?

Mal angenommen ich würde ein 100k Ohm Potentiometer nehmen, diese würde ja von 0 - 1050mA dimmen oder wie? d.H. ganz "zugedreht" wären aus und ganz "aufgedreht" wären dann 1050mA?

Muss ich dabei noch irgendwas beachten?
Borax
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Di, 10.12.19, 17:04

ganz "zugedreht" wären aus und ganz "aufgedreht" wären dann 1050mA?
Ja. Ganz "aufgedreht" (=100KOhm) wären 1050mA und ganz "zugedreht" (=0Ohm) wäre aus. Aber:
Im Datenblatt steht: Min. dimming level is about 8% and the output current is not defined when 0%< Iout<8%.
Was also zwischen ganz "zugedreht" und 8% "aufgedreht" passiert ist nicht definiert. Wahrscheinlich ist es ein wenig 'besser' als die hier garantiere Spezifikation, also z.B. bis auf 5% oder 6% noch halbwegs linear runter und danach ist es dann aber abrupt aus.
ustoni
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Di, 10.12.19, 17:15

Borax hat die Frage zwar schon beantwortet, aber hier nochmal:

Wenn man etwas über die Eigenschaften eines Netzteils wissen möchte, ruft man einfach das Datenblatt auf, das auf jeder Produktseite angeboten wird. Dort findet man diese Informationen:
ELG.jpg
ELG.jpg (241.45 KiB) 14817 mal betrachtet
Hier sieht man, wie das Netzteil mit LEDs und Poti verdrahtet wird. Beachte den Knick in der Linie zwischen 0 und 10% in der Grafik. Das ist das, was Borax beschrieben hat.

Wieso hast Du dieses Netzteil ausgewählt? Laut Deinen bisherigen Angaben sollen die LEDs doch mit maximal 700 mA betrieben werden. Bei einem Betrieb mit 1050 mA dürften die LEDs maximal ein paar Stunden funktionieren.

Korrektes Netzteil:
https://www.elpro.org/de/mean-well-elg- ... 0b-3y.html

Da Du bisher nirgendwo angegeben hast, welche LEDs genau verwendet werden sollen:
sind die 700 mA wirklich der Betriebsstrom der LEDs oder handelt es sich um den maximalen Strom, den die LEDs vertragen?
Buddhamilch
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Di, 10.12.19, 17:19

Über dem Kühlkörper soll kein weiterer Aufbau sein. Der KK ist sozusagen der höchste Punkt der Lampe. ich werde einen etwas höheren nehmen um der Wärmethematik keine größere beachtung schenken zu müssen.

Ob dieser Kühlkörper geeignet ist, die Leds bei einem Strom von 1050mA ausreichend zu kühlen, können wir ohne einen Wärmewiderstand (K/W) nicht sagen.

Der zuvor berechnete Kühlkörper ist geeignet, die montierten Leds bis max. 700mA zu kühlen.
Cossart
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Di, 10.12.19, 17:30

ustoni hat geschrieben: Di, 10.12.19, 17:15 Wieso hast Du dieses Netzteil ausgewählt?
Weil er anderswo auch gefragt und ich ihm darauf dieses Netzteil empfohlen habe.
Bei einem Betrieb mit 1050 mA dürften die LEDs maximal ein paar Stunden funktionieren.
Die Cree XP-G3, die er einsetzen will, kann bis 2000 mA. Ich gehe allerdings davon aus, daß bei 1050 mA der SK 546 nicht mehr zur Kühlung ausreichen wird, deshalb weiter oben mein diesbezüglicher Hinweis.
ustoni
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Di, 10.12.19, 17:48

Ok, danke für den Hinweis.
Dass dieser LED-Typ verwendet werden soll, habe ich wohl überlesen.

Allerdings wäre ich damit trotzdem vorsichtig. Der Soll-Betriebsstrom der Cree beträgt 350 mA.
700 mA sollten noch möglich sein, über diesen Wert würde ich nicht hinausgehen.

Grund: die LED wird mit Star-Platine verwendet. Der Wärmewiderstand solcher Star-Platinen liegt zwischen 5 und 10 K/W.
Bei 1050 mA bedeutet dies bereits eine Temperaturerhöhung des LED-Chips um weitere 30°C.

Ehrlich gesagt verstehe ich ohnehin nicht, warum es 32 Einzel-LEDs sein müssen. Mit wenigen COBs wäre das viel einfacher zu lösen.
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Di, 10.12.19, 19:02

ustoni hat geschrieben: Di, 10.12.19, 17:48 Ehrlich gesagt verstehe ich ohnehin nicht, warum es 32 Einzel-LEDs sein müssen. Mit wenigen COBs wäre das viel einfacher zu lösen.
War mir bis eben nicht bekannt.

https://m.reichelt.de/led-cob-kaltweiss ... D_BwE&&r=1

Das wirft natürlich wieder einige neue Fragen auf.

Schon 10 Stück würden mich ja auf meine 8000Lumen kommen lassen
Ist sogar wesentliche billiger.
_____

nehmt mir den tropfenartigen Fluss der Informationen und die ganzen Fragen bitte nicht krumm.
Ich beschäftige mich erst mit dem Thema seit des ersten Beitrages und bin deshalb sehr sprunghaft was Materialien, etc betrifft.
Nun wirft jemand mal den begriff COB in den Raum und meine ganze Idee ist direkt hinfällig :mrgreen:

Nun schaue ich mir gerade die oben verlinkte an.
Dort steht Bestriebsspannung max.
Und Vorwärtsstrom max.
Ist das nun womit sie maximal betrieben werden kann? Was ist da nun der optimale Betriebswert? Nun muss ich mir das auch wieder alles ausrechnen
Und was ist dann wieder der Max. peak Pulse Current wert?

Max vorwärtsstrom wäre das, womit sie maximal betrieben werden kann ohne Haltbarkeit einbüßen zu müssen...?

Macht es sinn 6 von denen Anstatt 20 von den ursprünglichen LEDs zu nehmen - abgesehen vom Preis?
Zuletzt geändert von St4y Tun3d am Di, 10.12.19, 19:15, insgesamt 1-mal geändert.
ustoni
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Di, 10.12.19, 19:14

Um Gottes Willen! Bloß nicht!

Es sollten qualitativ hochwertige COBs sein, z.B. von Nichia. Bei Firmen wie Conrad, Reichelt etc. sucht man besser nicht nach LEDs.
Du holst Dir Deine Brötchen doch auch beim Bäcker und nicht in der Apotheke. :D

Gerade bei einer Aquarienbeleuchtung würde ich dabei auf eine möglichst gute Farbwiedergabe, also einen möglichst hohen CRI-Wert achten.

Schau Dir mal diesen Thread komplett an:

viewtopic.php?f=34&t=25943

Dort dürften schonmal einige Fragen beantwortet werden (hab keine Lust, alles 2x zu schreiben).
St4y Tun3d
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Di, 10.12.19, 19:17

Ok - ich lese mir den Thread mal durch - Danke :)
St4y Tun3d
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Di, 10.12.19, 20:13

Ich fange nun nochmal ganz von vorne an:

ISTZUSTAND
Das Aquarium:
100x40x40 (LxB/TXH)
160Liter

In Betrieb genommen am 26.11.2019 (befindet sich also noch im Wuchs alles)
-Co2 Düngung
-Javamoos Baum
-2 Verschiedene Bodendecker (Benötigen sehr viel Licht - 40 Lumen / Liter aufwärts)
-einige andere Pflanzen / Red Sakura Garnelen / 3x Stahlhelmschnecken
20191210_193952.jpg
20191210_193952.jpg (397.93 KiB) 14782 mal betrachtet
Beleuchtung:
2x No Name LED Lampen á 129 LEDs bei 31Watt ca. ~1700 Lumen = 3400 Lumen
Maße (Ohne Halterung):
Breite: ca.13 cm, Dicke: ca.1,7cm
20191210_194012.jpg
20191210_194012.jpg (353.83 KiB) 14782 mal betrachtet
20191210_194002.jpg
20191210_194002.jpg (424.81 KiB) 14782 mal betrachtet
20191210_194017.jpg
20191210_194017.jpg (317.52 KiB) 14782 mal betrachtet
SOLLZUSTAND
Eigentlich alles wie gehabt - nur die Lumen sollen auf 40+Lumen/Liter steigen. :mrgreen:

Eine fertige Lampe kaufen möchte ich nicht (Sehr teuer, nicht genug Lumen und 100cm ist anscheinend ein ungängiges Maß)
_______________________________________

Die neue LED Beleuchtung

Der Aufbau:
Den hatte ich mir wie folgt vorgestellt:

Einen Alukühlkörper in 1000mm Länge (Gesamtgröße des Beckens) auf dem die LEDs (inzwischen wahrscheinlich COB :mrgreen: ) aufgeklebt werden sollen. Das ganze soll Links & Rechts zwei Plexiglas Seitenteile bekommen, mit denen die Lampe auf dem Glasrändern steht.
So in etwa:
beispiel.jpg
beispiel.jpg (106.67 KiB) 14782 mal betrachtet
Gedacht war, dass die LEDs zum Oberen Beckenrand einen Abstand von 10cm haben.
Meine bisherigen Recherchen haben ergeben, dass man mit einer Lampe in diesen Dimensionen und LEDs mit einem Abstrahlwinkel von 120° ein Becken bis 45cm Tiefe ausreichend beleuchten kann. Alles darüber hinaus soll auf 2 Kühlkörper nebeneinander verteilt werden.

Den Aufbau der LEDs, das Netzteil, welche Art von LED muss ich nun zusammenstellen und mich dazu erstmal noch etwas belesen...
Dazu werde ich dann hier einen Beitrag wieder verfassen und hoffe ihr könnte mir dann wieder bei all meinen Denkfehlern und Unwissenheiten auf die Finger klopfen :lol:

Hoffe dieses Mal alle infos rausgehauen zu haben :)
ustoni
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Di, 10.12.19, 20:21

Jetzt wird doch alles gleich etwas klarer.

Kannst Du mal Detailaufnahmen von den Kühlkörpern der alten Leuchte machen?
Ist die Unterseite plan?
Eventuell kannst Du die alten Leuchten ausschlachten und die Halterung und Kühlung weiter verwenden.
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