Bergbau-Helmleuchte, die Zweite.

[Stollnfex]

Hallo liebe LED-Freunde!

Im April hatte ich über meine Helmleuchte für unter Tage berichtet und angekündigt, daß eine verbesserte Neukreation folgen sollte. Die neue Lampe ist nun fertig. Das Bauprinzip ist das gleiche. Die Lampe wurde aber erheblich verbessert. Die Kühlwassermenge wurde auf ein Drittel reduziert - dennoch reicht die Wassermenge in Verbindung mit dem Blechgehäuse aus, drei Seoul-P4- LED's effektiv und vor allem auch sicher zu kühlen. Das Gesamtgehäuse wurde umgestaltet, das Gewicht reduziert, trotz stärkeren und sehr stabilem Gehäuseblech. Das Grundgehäuse besteht aus zwei sehr stabilen, verchromten Eisenblechdeckeldosen, die in einem Sonderpostenmarkt zu finden waren und eigentlich als Verpackungsdosen für Wachskerzen gedient haben („Welch ein grandioser Aufstieg dieser Dosen vom Kerzengehäuse zur P4-High-Tech-Lampe…“). Der Lichtaustritt wurde wiederum mit einer genarbten Streufolie realisiert, der Reflektor ist eine 10°-Tripel-Linse. In den Bildern ist jedoch gerade eine 40° -Tripel-Linse eingesetzt. Die Linse selbst presst durch die mittig hindurchgeführte Befestigungsschraube die LED's auf das Bodenblech (dort greift die Schraube in eine angelötete Gewindebüchse), dadurch ist in Verbindung mit Wärmeleitpaste ein guter Wärmeübergang gewährleistet und keine Schraub- oder Klebverbindung der Hexagonplatinen notwendig. Die Beinchen der Linsen wurden entfernt. Durch die mittige Befestigung mit der Schraube (M3) erhalten alle drei LED's gleichen Anprßdruck. Ein Kippeln oder Wackeln der Linse ist durch die drei Auflagepunkte auf den LED's ausgeschlossen. Die verwendete Knickschutztrompete stammt von einer DDR-Bergbaukopfleuchte. Zum Schalten der Lampe fanden zwei Kleinschiebeschalter Verwendung, Kontaktbelastbarkeit 3 Ampere. Abgedichtet wurden die einzelnen Leuchtenteile und die Spannungskabel mit Silikon. Vorgesetzt ist der Lampe eine KSQ von 700 mA. Betrieben wird die Lampe über ein Kabel von einem 12V-Bleigelakkumulator mit 7,5 Ah Kapazität, der in einer Lampentasche am Gürtel getragen wird.

Die Lampe kann nun so betrieben werden, daß entweder alles abgeschaltet ist oder nur eine (die obere in den Bildern) oder alle drei P4 leuchten. Bei einem gemessenen Leistungsverbrauch von 8,36 W (alle P4 zusammen) ergibt sich bei dem verwendeten Akku eine Betriebsdauer von ≈ 27 Stunden für Betrieb mit einer LED und ≈ 9 Stunden bei voller Leistung (alle drei P4 zusammen).
Die Lampe ist seit Fertigstellung am 13.08.2008 jeden Tag mindestens 6 Stunden im harten unter Tage-Einsatz und hat sich vollkommen bewährt. Bei mehrstündigem Betrieb erreicht die Gehäusetemperatur höchstens 45°C. Die Lichteffizienz ist wie immer bei diesen P4-„Brennern“ fulminant und unübertroffen! Vielen Dank auch für die gute Qualität der von Lumitronix gelieferten P4! Wer Wert auf höhe Betriebssicherheit, lange Lebensdauer und kleines Gehäuse legt, sollte auf Wasserkühlung der High-Power P4-LED's zurückgreifen, denn da ist man immer auf der sicheren Seite. Anbei ein paar Bilder zum Bau und Fertigstellungnder Helmleuchte. Viel Erfolg beim Nachbau!

[Morbus]

Hallo,

ich kann mich noch gut an deine "alte" Lampe erinnern, die du im April vorgestellt hast. Aber deine neue Lampe ist sehr schön geworden. Auch finde ich, dass die Lampe sehr sauber verarbeitet ist und das mit der Wasserkühlung ist, wie bereits im April erwähnt, echt eine gute Idee.

Ich würde an deiner Stelle mal darüber nachdenken, die Lampe patentieren zu lassen, denn eigentlich ist sie ja perfekt für deine Zwecke geeignet. Ist die Lampe eigentlich EX geschützt?

Grüße,

Morbus

P.S.: 5 Sterne .

[Stollnfex]

Hallo Morbus,
vielen Dank für Deinen Post. Hat mich sehr gefreut.
Die Lampe ist zwar in der Ausführung Ex-geschützt, besitzt als Einzelgerät allerdings keine offizielle Ex und Schlagwetterzulassung. Dies ist bei mir im Berg-Museum Markt Höhler auch nicht notwendig, hier gibt es keine Schlagwetter oder explosionsgefährdete Bereiche (siehe: www.markthoehlerlobenstein.de). Da ich keine Drehmaschine zur Verfügung habe, bin ich beim Gehäusebau immer darauf angewiesen zu schauen, ob in Bau- oder Sonderpostenmärkten geeignete Gehäuse zu finden sind. Die sind natürlich nicht für solche Zwecke gedacht. Immerhin, die Lampe ist mechanisch äußerst robust und trotzdem leicht geworden sowie außerordentlich zuverlässig für den Zweck, für den sie gebaut ist. Vielleicht kann man solche Lösungen eines Tages noch etwas leichter machen, wenn die Effizienz der LED's verbessert ist…
Beste Grüße aus Thüringen!

[alexStyles]

Was noch denkbar wäre und platzsparend unterzubringen ist wäre ein HP Led Treiber..der noch den letzten Saft aus dem Akku saugt.
Wobei das mit so einem Klotz von Akku eher unnötig ist.
Jedoch aufjedenfall für eine weitere Ausführung mit eventuell nur noch AA Akkus eine gute Lösung.
Aufjedenfall wieder TOP Arbeit
SELBST IST DER MANN (natürlich auch die Frau)
MfG Alex

[Stollnfex]

Hallo Alex,
besten Dank für die Anregung mit dem HP-LED-Treiber, jedoch ist die Lampe bereits mit einem solchen ausgestattet. Dadurch ist ja erst die lange Betriebszeit der Lampe möglich, was mit LED-Vorwiderständen nicht erreichbar ist, weil dort Leistung unnötig in Wärme „verbraten“ wird.
Was die Größe des Akkus betrifft: Die Gesamtleistung des Akkus in Wattstunden (Wh) errechnet sich aus Nennspannung (hier 12 V) x Nennkapazität (hier 7,5 Ah bei I/20 Entladestrom) und Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Batterie ( bei Bleigelakkus erfahrungsgemäß 85 %). Die Betriebstemperatur der Batterie hat zwar auch noch einen gewissen Einfluß, der allerdings unberücksichtigt bleiben kann, wenn die Batterie nicht gerade bei sibirischer Kälte oder in der Sauna betrieben wird. Und ca. 3 Watt Bedarf je P4 ergiebt bei 10 Stunden Betrieb halt ca. 30 Watt Verbrauch und bei 3 P4 x 3 W immerhin 60 Watt Verbrauch. Der verwendete Akku hat effektiv einen nutzbaren Energieinhalt von 76,5 Watt unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades. Wenn dann noch die (allerdings geringen) Verluste in der KSQ (Konstantstromquelle) hinzugerechnet werden, ergiebt das bei Betrieb aller 3 Stück P4 mit diesem Akku eine Betriebsdauer von ≈ 9 Stunden.
Viel Spaß beim Nachrechnen und Grüße aus Thüringen!

[dieter_w]

Viel Spaß beim Nachrechnen und Grüße aus Thüringen!

Das kann man ja gar nicht nachrechnen, da der "Verbrauch" sicherlich in "Wh" angegeben werden sollte ...

[Stollnfex]

Hallo Dieter,

Du hast natürlich Recht, physikalisch/elektrisch korrekt müßte der Leistungs„verbrauch“ in Wattstunden (Wh) angegeben sein. Ich bin aber davon ausgegangen, daß im allgemeinen Sprachgebrauch bei den meisten elektrischen Gegenständen nur die elektrische Leistung angegeben wird, die Bezug auf eine Stunde nimmt (z.B. kWh). Der „Verbrauch“ an Energie, d.h. physikalisch korrekt: die geleistete elektrische Arbeit, ergibt sich ja immer aus Leistung multipliziert mit einer Zeiteinheit, d.h. eine 60 W - Glühlampe hat also einen Leistungsverbrauch von 60 Watt je Stunde, während sie in einer halben Stunde Betriebszeit mit ihrer 60 Watt Leistung nur 30 Watt verbraucht hat.

Eine einzelne P4 hat eine Leistung von ≈ 3 Watt. In einer Stunde verbraucht diese P4 deshalb ≈ 3 W Elektroenergie (3Wh), bei 2 Stunden Betrieb dann ≈ 6 W (2 x 3Wh), bei 4,5 Sunden Betriebsdauer dann ≈ 13,5 Watt (4,5 x 3 Wh). Der Energieinhalt eines Akkus in Wattstunden dividiert durch die Leistungsangabe in Watt (W) ergibt dann die Betriebsdauer des Verbrauchers an dem zur Verfügung stehenden Energieinhalt des Akkus in der Zeiteinheit Stunden: Z.B. Akku hat 12 V (Nennspannung) und 7,5 Ah (Nennkapazität), ergibt 12 V x 7,5 Ah = 90 Wh (1 Volt x 1 Amperestunde = 1 Wattstunde). Nimmt man davon entsprechend dem Wirkungsgrad eines Bleigelakkus nur 85% der angegebenen Nennkapazität an (die sich übrigens bei Bleibatterien in der Regel auf einen Entladungszeitraum von 1/20 der auf dem Akku angegebenen Nennkapazität bezieht, während dies bei NiCd-Akkus auf 1/5 oder 1/10 der Kapazität bezogen ist), dann verringern sich diese 90 Wh Energieinhalt auf tatsächliche 76,5 Wh. Dieser Wert wird durch den Leistungswert des Verbrauchers (1 x P4 ≈ 3 W) dividiert, so daß man die maximale Betriebszeit in Stunden erhält, im Beispiel also 76,5 Wh (Energieinhalt der Batterie) / (1 x 3 W, d.h. 1 Stück P4) = 25,5 Stunden, bei 76,5 Wh (gleiche Batterie angenommen) / (3 x 3 W, d.h. 3 Stück P4) = 8,5 Stunden.

Deshalb kann man den Vorschlag von Alex mit der Verwendung von AA-Betterien bei dieser 3xP4-Lampe nur dann wirklich ernsthaft in Erwägung ziehen, wenn diese Lampe nur ganz kurze Zeit in Betrieb bleiben soll. Ansonsten ist die in den AA-Batterien enthaltene Leistung viel zu gering, um stundenlangen Betrieb zu gewährleisten, es sei denn man wechselt die Batterien alle 3/4 Stunden. Eine durchschnittliche AA-Primärzelle hat nur einen Energieinhalt von ø 2,5 W, bei Verwendung von drei Zellen wäre der Energieinhalt zusammen also ≈ 7,5 Watt. Bei Betrieb von 3 x P4 mit zusammen 9 Watt je Stunde Leistungsbedarf wären diese drei Zellen nach spätestens 7,5 W / 9 Wh = 0,833 Stunden restlos leer. Um also 9 Stunden Betriebszeit mit diesen vorgeschlagenen AA-Batterien zu erzielen, wären demnach: 9 h (Gewünschte Gesamtbetriebszeit) / 0,833 h (Betriebszeit je AA-Batteriesatz) ≈ 10,8 Batteriesätze à 3 Stück AA-Zellen, d.h. im Gesamten 10,8 Batteriesätze * 3 Stück AAA-Zellen, d.s.≈ 32 Stück (!) AA-Einzelzellen notwendig . Dies zeigt hoffentlich genügend, das man da besser mit einem Akku oder einer Batterie größeren Energieinhaltes fährt . Und diese 32 Stück AA-Zellen haben zusammengenommen auch ein hübsches Gewicht. Der Spaß wäre bei Verwendung von Primärzellen dann auch noch überaus teuer…

Es ist halt wie beim Auto: Man kann einen 90 kW starken PKW mit 60 Liter Tankinhalt bewegen, jedoch auch mit nur noch 1 Liter Tankinhalt. Wie lange ich mit 1 Liter diesen 90 kW - PKW aber fahren kann, kann sich wohl jeder denken.

Nochmals viel Spaß beim Nachrechnen und viele Grüße aus Thüringen!

[tomu]

Hi Dieter,
wirklich gelungene Lampe hast du da. Vor allem das Bergbau typische Aussehen gemischt mit moderner Technik. Wirklich TOP!
Drei Mal P4 an 700mA ist natürlich schon ein Brett gegen ein Grubenlampe Zwickau oder Ceag 9.2. Machst du Führungen in Lobenstein? Würde mir das gerne mal anschauen. Ich komme selbst aus Bad Steben wohne also nur ein paar Kilometer entfernt.

Ich selbst treibe mich auch Untertage herum um habe mir selbst etwas gebastelt.
2x Cree XR-E Selektion ? an 500mA. Der Treiber ist Programmierbar bis 1000mA und bietet 2 oder 5 Helligkeitsschritte. Bei mit 500, 250, 125, 62.5 und 32mA.
Ich bin auch im Gebirgshöhlen unterwegs so dass ich mit jedem Gramm rechnen muss. Energiespender sind 10xAA Primärzellen oder 12V Bleiakku mit 2,2 oder 3,4 Ah

Grüße aus dem Frankenwald! tomu

Hier ein paar Bilder:

[Stollnfex]

Hallo tomu!

Vielen Dank für den Post. Entschuldigung, aber ich bin nicht der Dieter sondern der Stollnfex, der die Bergbau-Helmleuchte gebaut hat. Ist aber nicht weiter schlimm… Hübsche Lampe hast Du da gebaut. Ich vermute mal Raumlicht und Reflektorbeleuchtung. Ich bleibe vorerst bei den Seoul P4, die haben wirklich momentan die beste Effizienz im Vergleich zu allen anderen LEDs. Die beschriebene regelbare KSQ würde mich schon näher interessieren. Vielleicht kann man sich mal näher kommen und etwas fachsimpeln - Bad Lobenstein ist ja nicht weit weg von Bad Steben. Ich habe auch Interesse, mal einige Sachen bei Euch unter Tage näher unter die Lupe zu nehmen, so dies noch möglich sein sollte……

Im Berg-Erlebnis Markt Höhler gibt es übrigens Sommers wie Winters täglich, außer Montags, Führungen um 10.10 Uhr, 14.10 Uhr, 15.10 Uhr, 16.10 Uhr und 17.10 Uhr. Sie dauern etwa eine Stunde. Nähere Informationen können über meine Webseite unter www.markthoehlerlobenstein.de abgerufen werden. Über Kontakt würde ich mich sehr freuen. Ist am besten über die E-Mail Adressen auf meiner Weltnetzseite leicht möglich.

Ein herzliches Glück Auf! aus dem Lobenstein-Hirschberger Bergrevier in Thüringen wünscht der Stollnfex!

[Fightclub]

Die Idee für die Batteriebox ist echt gut

Ich frage mich nur immer wieder wo die Leute diese ganzen "R2" herbekommen, wo es sie doch eigentlich noch garnicht gibt

@tomu: brauchst keinen Link posten wo es die R2 angeblich schon gibt, ich kann mir schon vorstellen wo sie herkommt, die Frage war eher rhetorischer Natur

[alexStyles]

Hallo Alex,
besten Dank für die Anregung mit dem HP-LED-Treiber, jedoch ist die Lampe bereits mit einem solchen ausgestattet.

Ähm....achso...hm...ja eine KSQ ist drin?
Ich meinte aber eben einen wirklichen "Led Treiber"...diese kleinen netten Bausteine mit wenigen Zusatzbauteilen...die dann eben beispielsweise normale AA's ganz leer saugen
Wobei das hier bei der Lampe wohl ersteinmal keine Rolle spielt...bei dem Bleigelklopper

MfG Alex

[dieter_w]

Ich frage mich nur immer wieder wo die Leute diese ganzen "R2" herbekommen, wo es sie doch eigentlich noch garnicht gibt ...

Ähhm, das ist doch an der runden Alukern-Platine ganz leicht erkennbar ...

[Fightclub]

@tomu: brauchst keinen Link posten wo es die R2 angeblich schon gibt, ich kann mir schon vorstellen wo sie herkommt, die Frage war eher rhetorischer Natur

@dieter: war mir schon klar, die bedeutung von "rhetorisch" im Zusammenhang mit einer Frage brauch ich dir sicher nicht erklären

[tomu]

wo es sie doch eigentlich noch garnicht gibt
:

Cutter.com.au als offizieller Cree LED Distributor bietet diesen bin an.
Dort gibt es die LEDs auf Star oder runder Platine und man kann auch den tint wählen.
Die werden schon wissen was es gibt!
Ist mir neu dass es R2 nicht geben soll. Worauf stützt sich deine Vermutung?
Bin gerne bereit zu Lernen.
Wollte nur meine Lampe kurz vorstellen und nicht wild Links auf fremde Shops posten.
Ziehe das R2 hiermit offiziell zurück.

gruß tomu

[Morbus]

viewtopic.php?f=14&t=5344 @ tomu

Man konnte auch seine R2 bis zum 01.09. kostenlos testen lassen, aber die Aktion ist vorbei. Aber du kannst ja mal Fragen, ob sie das noch machen für dich (hier).

[BlackPowder75]

Alle Achtung, die Lampe ist wirklich gut gelungen und ein bestimmt ein ganzes Stück leichter als meine Variante:

viewtopic.php?f=29&t=1074

Auf die Idee Wasser, statt wie ich Kufper als Wärmeleitmedium zu verwenden muss man erst mal kommen!! Auserdem ist Deine Variante warscheinlich ein ganzes Stück güstiger vor allen bei den heutigen Kupferpreisen .

Noch viel Spaß beim Basteln - freue mich schon auf die Version 3....

[Stollnfex]

Hallo allerseits!

Nach über einem Jahr hartem unter Tage - Einsatz vorerst nur die kurze Info (trotz der landläufigen Meinung, daß Eigenlob stinkt): Die Lampe ist wirklich super. Keine Reparaturen, keine Einschränkungen, bombastisches Licht trotz täglichem Dauereinsatz von 8 - 8,5 Stunden. Habe einen Teil des Wassers (ca. die Hälfte) aus dem Kühlmittelbehälter entfernt - Kühlung reicht trotzdem ohne Probleme. Wer mehr wissen möchte - bitte Fragen stellen!

Glück Auf! wünscht aus Bad Lobenstein in Thüringen Euer Stollnfex!

[Stollnfex]

Hallo liebe LED-Freunde!
Ich wollte Euch nur die kurze Info geben, das meine Lampe immer noch unverändert und fehlerfrei funktioniert. Das Einzigste, was an der Lampe zwischenzeitlich zu wechseln war, war der Bleiakku. Das ist aber normaler Verschleiß. Der Nachbau dieser Lampe lohnt auf alle Fälle. Wer Wert auf erheblich längere Akkulebensdauer legt, sollte sich ein NiFe- oder NiCd- Naßzellenakku genügender Kapazität zulegen. Nach meinen Erfahrungen halten diese Akkus quasi unbegrenzt. Gibt's z.B. in der Ukraine und in Australien zu kaufen. Nächstes Jahr gibt‘s wieder eine kurze Nachricht, wenn die Lampe noch geht und so Gott will…

[sunshine]

Tolle Arbeit... von mir gibts natürlich Sterne dafür....

[alexStyles]

Eigenlob stinkt nicht immer! Nicht in deinem Fall.

So langsam gibt es ja auch bessere(effizientere)
LED's, allerdings solange man zufrieden ist mit den jetzigen reichts ja.

Bin gespannt ob nächstes Jahr weiter alles heile ist

[Stollnfex]

Hallo, liebe LED-Freunde!
Schon wieder ist ein Jahr vorüber. Und meine Lampe funktioniert unverändert bestens - ohne jegliche Abstriche! Am Gehäuse gibt's zwar ein paar leichte Beulen, aber die P4 strahlen und strahlen und strahlen. Ich habe bis jetzt trotz täglicher Dauernutzung von ≈ 8 Stunden (außer Montags) keinerlei Helligkeitsverlust nachmessen können. Dennoch will ich aufgrund des universellen Gehäuses der Lampe jetzt einmal die neuesten CREE XML T6 probeweise einsetzen, jedoch mit dem schon eingebauten Treiber. Vielleicht kann ich dadurch eine Steigerung der Gesamteffizienz der Lampe erreichen, obwohl ich bisher mehr als zufrieden damit bin. Es gibt dann zu gegebener Zeit einen Testbericht von mir darüber.
Beste Grüsse an Euch vom Stollnfex
www.markthoehlerlobenstein.de

[Stollnfex]

Einen schönen Abend.
Ich habe jetzt meine schon vor einigen Jahren auf Seoul P4 mit StepUp-KSQ (1,5 - 4,2V / 700 mA) umgebauten Industriekopfleuchten vor ein paar Tagen auf Leuchtmittel CREE XML T6 (als Star) unter Beibehaltung der P4-Optik und der StepUp-KSQ umgerüstet. Das Ergebnis ist umwerfend! Bei gleichem Regler (Strom: 700 mA) erreicht die CREE XML T6 mehr als 3-fache Helligkeit einer einzelnen Seoul P4. Die Wärmeentwicklung war im Vergleich sogar noch deutlich geringer als bei der P4. Bei 300 mA erreicht die CREE XML T6 immer noch eine Helligkeit wie eine mit 700 mA bestromte Seoul P4. Wenn ich meine wassergekühlte Lampe umgerüstet und getestet habe, gibt's einen neuen Bericht.
Bis dahin - Glück Auf!

[taunusrunner]

moin moin!
Ich weiss zwar nicht, ob das hier ok ist, oder ob ich lieber einen neuen Thrade eröffnen soll...aber naja...
ich möchte eine Grubenlampe Ceag HLE / L Ex umbauen auf LED... der Ex-schutz spielt dabei keine Rolle. Nun bin ich auf der Suche nach der passenden LED bzw Schaltungsdetails.
Erst mal technisches zur Lampe.
Energiequelle sind 3 NC ackkus "F" also übergrosse Monozellen mit 7Ah Also stehen 3.6 Volt zur verfügung.
Original ist eine sündteure und lichtschwache Zweifadenlampe eingebaut. (original ceag)
die idee währe , eventuell die Led über den eingebauten Umschalter auch in 2 helligkeitsstufen zu schalten.
und welche LEDs sind überhaupt in der lage so eine geringe Spannung zu verarbeiten?
Kühlung ist natürlich auch ein Thema, da der Lampenkopf aus Kunststoff ist.
über eure Anregungen würde ich mich freuen .
Mathias.

[Sailor]

und welche LEDs sind überhaupt in der lage so eine geringe Spannung zu verarbeiten?

Weiße LED´s haben typisch etwa 3,2 Volt, so dass die Aukkuspannung schon passt.

die idee währe , eventuell die Led über den eingebauten Umschalter auch in 2 helligkeitsstufen zu schalten.

Das lässt sich mit einer LED machen, indem der Strom geändert wird, oder auch mit mehreren LED´s, wobei eine zweite oder sogar 2 weitere zugeschaltet werden.

Original ist eine sündteure und lichtschwache Zweifadenlampe eingebaut. (original ceag)

Welche Leistungen sind für die beiden Stufen angegeben? Damit können wir uns in etwa ein Bild machen, wie hell es mindestens werden soll.

Herzlich Willkommen im Forum.


Edit:

Mit dem Gehäuse müssen wir uns wohl was einfallen lassen, möglicherweise auch über die Lampenhalterung. Die Wärme muss aus dem Gehäuse raus, weil LED´s es möglichst kühl mögen.

[taunusrunner]

moin moin!
schon mal danke für die Info
die Originalbirne hat folgende Daten. (Es ist eine klassische "Glühbirne" also keine Halogenlampe oder so)
3,75V 1,0/0,4 A also gewaltige 3,75W im Hauptlicht.
Rein mechanisch sieht sie vom Sockel her etwa wie die Bremslichbirne im auto aus, also ein Bajonettsockel, aber mit 3 Kontakten.