Aquarium mit 3x 500 Lumen umsetztbar?

[Kasuro]

Hallo zusammen,

nachdem ich mir einen Überblick über die LED Technik verschafft habe, versuche ich die passenden Bauteile zu finden.

Ich Plane zur Zeit ein kleines Aquarium. Für die LED-Auswahl sind folgende Eckdaten relevant:
Ein Becken, 40x25x25 mit 25l Wasser. Beleuchtung: 3x 500-700 Lumen
Es sollen 3 (maximal 4) LED´s auf Sternkühlern mit je 500 (maximal 700) Lumen montiert werden. Ein Reflektor ist auch vorgesehen, kann aber geklebt sein. Die KSQ soll dimmbar sein.

Wenn ich jetzt nach passenden LED´s suche, lande ich bei Dieser, die meiner Meinung nach am ehesten passt:
Nichia CoB Serie 36
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... CRI90.html

Es gelingt mir nicht, eine passende KSQ mit <160mA zu finden. Die LED´s Parallel zu betreiben, um auf einen höheren Strom zu kommen ist wohl zu unsicher. Wie ich gelesen habe, wird das eher nicht praktiziert.

Könnt ihr mir da weiterhelfen, wie ich den Aufbau mit drei Lichtquellen umsetzen kann?

Vielen Dank und liebe Grüße,
Kasuro

[Handkalt]

Hallo Kasuro,

beispielsweise ein T-LED 80/350 von TCI kann per DIP-Switch auf 140 oder 155 mA eingestellt werden und geht von 30 bis 250 V Ausgangsspannung. Dimmbar per Taster oder 1-10-V-Schnittstelle. In Deutschland zumindest bei DG-Licht erhältlich.

-Handkalt

[Kasuro]

Hallo Handkalt,

danke für Deine Antwort.
Der LED Treiber ist mir leider viel zu teuer. Wegen des Preises versuche ich auch eine Lösung mit Nichia Led´s zu finden.
Bisher habe ich nur die Lösung der Parallelschaltung gefunden.

Wenn ich es richtig verstanden habe:
3x NSCWL036A aus meinem obigen Link, parallel an einem Netzteil mit 500mA wie diesem:
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Stromqu ... 500mA.html
Somit hat jede LED etwa 166mA. Selbst wenn eine LED ausfällt, sind die anderen Beiden mit je 250mA nicht am Maximum.
Wäre das eine funktionierende Lösung?

Liebe Grüße,
Kasuro

[Achim H]

3x NSCWL036A aus meinem obigen Link, parallel an einem Netzteil mit 500mA wie diesem:
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Stromqu ... 500mA.html

Das ist kein Netzgerät, sondern eine aufwärts_wandelnde Konstantstromquelle. Eingangsspannung = 9 bis 18V DC.

Eine etwas günstigere Lösung als das T-LED 80/350 von TCI wäre ein Selbstbau.

Edit
Beschreibung war falsch, da nicht (nur sehr schlecht) dimmbar. Habe ich wieder gelöscht.

[czutok]

bei so einem kleinem aquarium reicht eine 20W LED oder höchstens 2 x 10W

[Kasuro]

Lieber Achim, vielen Dank für die ausführliche Antwort.
Ich habe das Gefühl, je mehr ich mich mit der Thematik beschäftige, desto mehr Möglichkeiten gibt es.

Was ist der Vorteil Deines Vorschlages gegenüber meiner Idee der Parallelschaltung mit zusammen 500mA an einer KSQ?
Ebenso wichtig ist für mich die Dimmbarkeit, da die >1500 Lumen schon ne Menge sind. Besteht die Möglichkeit bei Deinem Aufbau?

Dazu auch eine Antwort an zcutok: Mir ist die Dimension bewusst, ich möchte 60-80 Lumen pro Liter haben. Über die Dimmung kann ich die Beleuchtungsstärke dann an das jeweilige Layout anpassen.

Liebe Grüße,
Kasuro

[Mühli]

Nimm doch eine Powerbar, die hat wenigstens ne schön flächige Verteilung. Dafür gibts diverse KSQ auch mit Dimmfunktion. Kostet wahrscheinlich in Summe auch nicht mehr.

Gruß

[Achim H]

Was ist der Vorteil Deines Vorschlages gegenüber meiner Idee der Parallelschaltung mit zusammen 500mA an einer KSQ?
Ebenso wichtig ist für mich die Dimmbarkeit, da die >1500 Lumen schon ne Menge sind. Besteht die Möglichkeit bei Deinem Aufbau?

Kommando zurück. Ich hatte das mit der Dimmbarkeit schon wieder vergessen.


Neue Variante (alle Links zu Elpro):
1x Meanwell LPV-60-48 (48V/max. 1,25A = max. 60W, wasserdicht IP67).
3x Meanwell LDD-300H (Konstantstromquelle, 300mA, dimmbar, Printversion, wasserdicht IP67)
alternativ
3x Meanwell LDD-300HW (Konstantstromquelle, 300mA, dimmbar, Ausführung mit Kabel, wasserdicht IP67).

Zum Dimmen wird ein PWM-Dimmer benötigt.

[Kasuro]

Vielen Dank Achim, diese Variante sagt mir wegen der fertigen Komponenten sehr zu.

Dazu noch zwei Fragen: Da die KSQ 300mA liefert und die LED´s so am Maximum wären, müsste ich die Dimmung zum Regulieren auf <160mA benutzen?
Und wie viele der Kombinationen von KSQ und LED kann ich an dem genannten Netztteil LPV-60-48 betreiben? 5 maximal?

[Achim H]

Da die KSQ 300mA liefert und die LED´s so am Maximum wären, müsste ich die Dimmung zum Regulieren auf <160mA benutzen?

Du könntest 2 Leds parallel schalten. Dann erhält jede ca. 150mA.
Fällt 1 Led aus, überlebt die andere, würde aber am erlaubten Maximum betrieben werden.

Für 2 KSQs brauchst Du dann aber 4 Leds.

Und wie viele der Kombinationen von KSQ und LED kann ich an dem genannten Netztteil LPV-60-48 betreiben? 5 maximal?

Max. Leistung für 1 Led = ca. 38V x 0,3A = ca. 11,4W.

Das Netzgerät kann max. 60W liefern.

60W / (11,4W / 0,97 [97% Wirkungsgrad der KSQ]) =
60W / 11,75...W = 5,1... abgerundet (halbe Leds gibt es nicht): 5 Stück.

Das Netzgerät kann zwar nur 1,25A liefern, aufgrund der höheren Eingangsspannung (48V) in die Konstantstromquellen wird aber weniger Strom entnommen als am Ausgang geliefert wird.

[Kasuro]

Kannst Du mir einen PWM-Dimmer empfehlen? Der 95019 (http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Steueru ... egler.html kommt hier im Forum wegen des Piepsen ja nicht so gut weg. Wäre aber für mich erträglich, da sich der Aufbau in einem unbewohnten Zimmer befindet.

Wenn ich doch diesen nehme, benötige ich dann ein separates Netzteil für den Dimmer, da das Meanwell LPV-60-48 mit 48V zu viel Spannung liefert?

[Achim H]

Dafür reichen 2 gleiche Widerstände (Spannungsteiler).
Genutzt wird nur das PWM-Signal (Ausgang 3 = PWM), nicht die Leistungsstufe des Dimmer.

Um auf 24V zu kommen benötigst Du 2 Widerstände mit 2,4k (E24-Reihe). Die 10mA sollten für den Dimmer ausreichen.
Bei 2x 2,2k (E12-Reihe) sind es 10,91mA.

Online-Tool (Link zu Groth Electronic): Spannungsteiler
Eingangsspannung (V): 48
Ausgangsspannung (V): 24
Strom (I): 0.01 (muss mit einem Punkt eingegeben werden).

[Kasuro]

Vielen Dank!

So langsam blicke ich durch. Sehe ich es richtig, dass ich die Nichia Serie 36
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... CRI90.html
auch gegen Serie 66
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... CRI90.html
tauschen kann, ohne die KSQ und das Netzteil zu ändern und somit einen besseren Wirkungsgrad bekomme?

Lediglich die maximale Anzahl an LEDs reduziert sich auf zwei, wenn man mit Maximalwerten rechnet, richtig?

[Achim H]

Ja könntest Du.
600mA halte ich aber nicht für ratsam, besser nur max. 500mA. Dann kannst Du sogar 3 Leds an das Netzgerät anklemmen.
Auch dafür gibt es eine Konstantstromquelle: Meanwell LDD-500HW.

[Kasuro]

Okay, ich glaube ich habe eine Zusammenstellung, die gut zu meinem Vorhaben passt.

6x Nichia CoB Serie 66, je zwei Stück parallel an einer KSQ LDD-300HW. Somit bekommt eine LED 150mA und leistet 690lm bei einem Wirkungsgrad der LED von 148lm/W.

Um zu schauen, wie viele LEDs an das Netztei LPV-60-48 passen, rechne ich wie folgt:

Leistung einer LED ist: 31V x 0,15A = 4,65W
Je zwei LEDs an einer KSQ, macht 2 x 4,65W = 9,3W,
Abzüglich Wirkungsgrad der KSQ: 9,3W / 0,97 = 9,59W
Wie viel schafft das Netzteil: 60W / 9,59W = 6,26 Doppel LEDs, also 12 LEDs

Mir reichen 6 LEDs, somit benutze ich 3 KSQ mit je zwei LEDs parallel und reize das Netzteil um etwa 50% aus.
Habe ich das richtig berechnet?

[Achim H]

Korrekt.

[oscar]

Somit bekommt eine LED 150mA und leistet 690lm bei einem Wirkungsgrad der LED von 148lm/W.

Wobei die 690lm nicht stimmen. Laut Datenblatt sind es ca. 570lm bei 150mA, also ca. 123lm/W.

[Kasuro]

Hallo Oscar,
wo finde ich denn die Angaben dazu im Datenblatt? Oder wird das ausgerechnet? Wenn ja, wie?
Mich würde auch interessieren, welche Werte die LEDs bei 250mA haben.

[Borax]

Z.B. in diesem Datenblatt: http://www.leds.de/out/media/NSBWL066A-R90-E.pdf
auf Seite 11 in der Grafik: Forward Current vs Relative Luminous Flux
Lichtstrom beim typischen Strom = 1; dieser ist auf Seite 1 mit 1150 lm bei 320mA angegeben.
Bei 250mA wären es etwa 0,8 * Lichtstrom beim typischen Strom also 0,8 * 1150 lm = 900 lm
In der Grafik daneben siehst Du auch gleich, wie stark der Lichtstrom bei höherer Temperatur abnimmt.

[Kasuro]

Sehr gut, danke!
Angesichts der neuen Werte passe ich meine Planung an und benutze eine KSQ mit 500mA. Somit resultieren folgende Werte:

6x Nichia CoB Serie 66, je zwei Stück parallel an einer KSQ LDD-500HW. Somit bekommt eine LED 250mA und leistet etwa 900lm.
3 der KSQ parallel an dem Netztei LPV-60-48, jeweils mit PWM Dimmer gedimmt

Leistung einer LED ist: 32V x 0,25A = 8W
Je zwei LEDs an einer KSQ, macht 2 x 8W = 16W,
Abzüglich Wirkungsgrad der KSQ: 16W / 0,97 = 16,49W
3 x je 2 LEDs sind 49,47W und somit ist das Netzeil zu etwa 83% ausgelastet

Als Kühlkörper möchte ich den MexhaTronix ModuLED Pico 4750, Rth 5.3°C/W nehmen. Nachdem was ich gefunden habe, müsste der Kühlkörper passen. Kann das jemand bestätigen?

Besteht Interesse an der weiteren Dokumentation?
Für eine Aquarien-Forum mache ich es sowieso, somit könnte ich es parallel auch hier einstellen.

[Achim H]

Als Kühlkörper möchte ich den MexhaTronix ModuLED Pico 4750, Rth 5.3°C/W nehmen.

Laut Datenblatt nur 5,2°C.

5,2°C/W x 8W x 0,7 [70% Wärmeleistung]= 29,12°C.

Fällt die parallel geschaltete Led aus, dann wird die verbleibende Led mit 500mA bestromt. Mit einem höheren Strom verändert sich auch dessen Vorwärtsspannung auf ungefähr 35V.
35V x 0,5A = 17,5W Leistung.
5,2°C/W x 17,5W x 0,7 = 63,7°C.

Rechnet man hier noch die Temperatur am Ort des Einbau drauf, bist Du schon bei ca. 85°C (ab 70°C verbrennt man sich die Finger).

Allerdings hängt der KK nicht frei in der Luft, sondern wird einseitig an eine Trageschiene befestigt. Damit wird der Luftstrom behindert und der Wärmewiderstand verschlechtert sich. Um wieviel schlechter weiß ich nicht.

Besser geeignet wäre der (Link zu Elpro) ModuLED Nano 7050-B.
Dieser KK ist ebenfalls 50mm hoch, aber 70mm im Durchmesser. Seine Wärmewiderstand beträgt nur 2,2°C/W.
2,2°C/W x 8W x 0,7 = 12,32°C.
2,2°C/W x 17,5W x 0,7 = 26,95°C.

[Kasuro]

Dafür reichen 2 gleiche Widerstände (Spannungsteiler).
Genutzt wird nur das PWM-Signal (Ausgang 3 = PWM), nicht die Leistungsstufe des Dimmer.

Um auf 24V zu kommen benötigst Du 2 Widerstände mit 2,4k (E24-Reihe). Die 10mA sollten für den Dimmer ausreichen.
Bei 2x 2,2k (E12-Reihe) sind es 10,91mA.

Hallo Achim, kannst Du mir sagen, wie ich ausrechne, wie viel Watt die Widerstände haben müssen?

[Achim H]

Spannung (U) x Strom (I) = Leistung (P).
24V x 0,01A = 0,24W.

[Kasuro]

So langsam habe ich alle Bauteile zusammen. Heute habe ich mir mal den möglichen Aufbau auf einer Platine angeschaut. Diese soll möglichst mit der gesamten Schaltung in einem Gehäuse untergebracht werden. Ist es möglich, das Netzteil, Dimmer und die drei KSQ zusammen in einem geschlossenen Gehäuse unter zu bringen oder wird das zu warm da drin?

[Kasuro]

Was benutzt ihr denn für Gehäuse für solche Aufbauten?