GU10 - Strahler -> Untersuchung

Moderator: T.Hoffmann

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Di, 09.12.14, 12:06

Schönes Gerät! Leider nicht ganz billig... 5*
ustoni
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Sa, 13.12.14, 14:25

Und hier das nächste Innenleben: Samsung-Strahler 6,5W, Herstellercode SI-M8V072BD1EU

Von diesen Strahlern habe ich seit 2 Jahren 3 Stück im Dauereinsatz, geschätzte Betriebsstunden: 6000 - 7000 h.
Bild01 Strahler seitlich.jpg
(Die bräunlichen Verfärbungen am Übergang Keramiksockel/Alukühlkörper sind raucherbedingte Ablagerungen. :oops: )
Bild02 Strahler Front.jpg
Herstellerseite:
http://www.samsung.com/de/consumer/home ... rmer-serie

Der Strahler ist nicht mehr aktuell und wird von Samsung nicht mehr hergestellt. Bei Amazon ist er allerdings noch zu einem Preis von ca. 15€ sowohl mit einem Abstrahlwinkel von 25° als auch mit 40° erhältlich.

Herstellerangaben: 6,5W, 48 mA, 380 lm, 3000 K, 59 lm/W, 80 Ra, Leistungsfaktor >= 0,6, (Schwer-) Gewicht: 115 g.

Gemessene Wirkleistung: 6,4 W bei 235 V, Temperatur: 57°C bei 25°C Umgebungstemperatur.

Gemessene Beleuchtungsstärke 30 cm über dem Zentrum: 10000 lux. Bei einem Abstrahlwinkel von 40° entspricht dies einem Lichtstrom von 340 lm. Nach mehr als 6000 Betriebsstunden dürfte die Differenz zu den angegebenen 380 lm der normalen Alterung entsprechen.

Die Frontscheibe ließ sich mit einem kleinen Flachschraubendreher und etwas (mehr) Gewalt heraus hebeln:
Bild03 Front offen.jpg
Die 4 LEDs sind anscheinend hauseigene Power-LEDs der 3535-Serie und in Reihe geschaltet. Das T-förmige Teil in der Mitte der Platine ist - wie sich herausstellte - ein Steckverbinder, der die Verbindung zwischen LED-Platine und KSQ herstellt. Löst man die beiden äußeren Schrauben, kann der Kühlkörper mitsamt der LED-Platine vom Keramiksockel abgezogen werden. Die dritte Schraube fixiert die LED-Platine auf dem Kühlkörper.

Im Sockel befindet sich ein Schaltnetzteil (KSQ), das allerdings mit einer ziemlich harten Vergussmasse vergossen ist:
Bild04 KSQ.jpg
Bild05 KSQ 2.jpg
Ein weiteres Freilegen der KSQ wäre zwar mit einem Dremel und entsprechenden Aufsätzen möglich, aber mit einem sehr großen Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden. Deshalb habe ich darauf verzichtet. Im Betrieb habe ich zwischen TP1 und TP2 auf der LED-Platine eine Spannung von 11,55 V gemessen. Damit liegt die Vorwärtsspannung der LEDs bei 2,9 V. Anhand der Effizienz der LEDs (121 lm @ 350 mA) und der erzielten Lichtleistung kann man eher von einer mäßigen Effizienz der KSQ ausgehen.

Vorteil der begrenzten Zerlegeaktion: ich hab alles wieder zusammengeschraubt und der Strahler funktioniert immer noch einwandfrei. :D

Die Blindleistung des Strahlers kann ohne entsprechende Messgeräte (siehe Loongs Beitrag) bestenfalls grob abgeschätzt werden und könnte hier bei ca. 10 Var liegen. Ein Schaltnetzteil (platzbedingt einfachster Art) erzeugt nicht nur eine Phasenverschiebung, sondern auch nicht unerhebliche Oberwellen. Streng genommen gelten die entsprechenden Gleichungen hier deshalb nicht.

Aufgrund meiner völlig falschen Interpretation der Daten bezüglich Blindleistung (nochmals Dank an Loong) habe ich Excel beauftragt, die Berechnungen zukünftig für mich zu übernehmen. :lol:

Herausgekommen ist zunächst eine Tabelle bezogen auf 1 W Wirkleistung:
Bild06 Blindleistung.jpg
In der Excel-Datei befinden sich rechts unten entsprechende (rot markierte) Eingabefelder, die eine jeweils individuelle Berechnung erlauben.
Blindleistung.xls
(23 KiB) 222-mal heruntergeladen
Nächste Woche folgen 2 weitere Berichte über GU10-Strahler von Osram und LG. Von den Markenherstellern fehlt dann eigentlich nur noch Toshiba.
Vielleicht kann Lumitronix mir da ja entgegenkommen? :wink:
ustoni
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Mo, 22.12.14, 11:50

Zwei weitere Innenleben:
Osram Star Spot PAR16 GU10 5W
http://www.leds.de/LED-Lampen-Leuchtmit ... weiss.html
und LG LED Spot PAR16 GU10 4.2W
http://www.leds.de/LED-Lampen-Leuchtmit ... ss-35.html

Beide Strahler haben ein Kunststoffgehäuse. Da die Wärme ja irgendwie abgeführt werden muss, bin ich von einer guten Wärmeleitfähigkeit der Gehäuse ausgegangen und hab ein wenig gegoogelt. Es gibt inzwischen anscheinend tatsächlich Kunststoffe, die eine gute Wärmeleitfähigkeit haben. Interessant fand ich diesen Artikel:
http://www.iisb.fraunhofer.de/content/d ... Mz_ges.pdf

Was mir bei beiden Strahlern zunächst aufgefallen war: beide Strahler weisen bei Untersuchung mit einer Digitalkamera nicht das geringste Flimmern auf.
Wer den Effekt nicht kennt: richtet man eine Digitalkamera auf eine Lichtquelle, kann man schnelle Helligkeitsunterschiede anhand dunkler Streifen auf dem LCD-Display sehen. Der Abstand der Streifen hängt mit der Frequenz des Flimmerns zusammen, die Helligkeitsunterschiede mit der Stärke des Flimmerns. Je nach Kamera muss man dabei etwas mit dem Abstand "spielen".

Richtig "lustig" wird es z.B. bei einer Leuchtstoffröhre mit KVG.

Zunächst zu Osram:
Osram01 seitlich.jpg
Osram02 Front.jpg
Im Datenblatt sind nur sehr rudimentäre Angaben vermerkt. Auf dem Strahler ist allerdings ein Strom von 41 mA angegeben. Das würde einer Scheinleistung von 9,4 W entsprechen. Da es sich hier offensichtlich um ein Schaltnetzteil handelt, wäre eine Angabe der Blindleistung bestenfalls eine Schätzung (ca. 8 W).
Die gemessene Wirkleistung beträgt 5 W, das Gehäuse erreicht im Dauerbetrieb 57°C bei 25°C Raumtemperatur.

Ich habe meine 3 alten Samsung-Strahler durch Osram-Strahler ersetzt. Die Spotwirkung der Osram-Strahler ist sehr weich, d.h. trotz einem Öffnungswinkel von 36° wird noch relativ viel Licht außerhalb dieses Winkels abgestrahlt. Der Raum ist dadurch erheblich besser ausgeleuchtet.

Die Frontabdeckung besteht aus 2 Teilen und läßt sich mit einem kleinen Flachschraubendreher relativ leicht heraushebeln:
Osram03 Abdeckung.jpg
Nach Entfernen der Frontabdeckung ist die LED-Platine sichtbar:
Osram04 offen.jpg
Nachdem ich die beiden Anschlüsse entlötet hatte (Entlötlitze, Flussmittel, Lötstation auf 450°C) konnte ich die Platine vorsichtig heraushebeln. Sie besteht aus ca. 0,5 mm starkem Blech und ist flächig mit dünnem, doppelseitigen Klebeband auf dem Grundkörper befestigt. Die 5 LEDs sind in Reihe geschaltet und haben eine Vorwärtsspannung von etwa 5,8 V. Daraus ergibt sich eine Versorgungsspannung von ca. 29 V.

Um den Grundkörper (bestehend aus Blech, ins Kunststoffgehäuse eingelassen) zu entfernen, musste ich Dremel mit Trennscheibe und etwas Gewalt anwenden:
Osram05 KSQ.jpg
Das Netzeil ist komplett vergossen. Glücklicherweise ist die Vergussmasse relativ weich und lässt sich relativ "einfach" mit einem Skalpell schneiden. Also habe ich zunächst das restliche Gehäuse mit Dremel und Trennscheibe stückweise entfernt, anschließend die Vergussmasse so weit wie möglich mit dem Skalpell entfernt und die Reste weitestgehend mit Dremel und Drahtbürstenaufsatz entfernt. Dabei sind natürlich die Beschriftungen (und - auf der Unterseite - wohl auch ein SMD-Bauteil) verloren gegangen. Hierbei ging´s mir aber auch nur darum, herauszufinden, um was für ein Netzteil es sich handelt. Ergebnis:
Osram06 KSQ frei tio.jpg
Osram07 KSQ frei bottom.jpg
Es handelt sich um ein recht hochwertiges Schaltnetzteil, allerdings offensichtlich - wie auch aufgrund der Platzbeschränkung zu erwarten - ohne PFC-Kreis.
Fazit: trotz kostenbedingter Einschränkungen (Fronthalterung, Blech) von meiner Seite aufgrund des Lichtstroms, der Lichtverteilung und der ansonsten hochwertigen Verarbeitung zur Zeit eine klare Kaufempfehlung. Mit 70 lm/W spielt dieser Strahler auch in der oberen Liga der GU10-Strahler mit.


Nun zu LG:
Aus Kostengründen hatte ich mich für den kleinsten Vertreter entschieden (ich wollte ihn ja auseinandernehmen und damit zerstören). Dieser Strahler ist im Gegensatz zu allen bisherigen

Strahlern dimmbar. Der Strahler:
LG01 seitlich.jpg
LG02 Front.jpg
Auch bei dem LG-Strahler ist die Spotwirkung eher weich. Die Frontabdeckung besteht ebenfalls aus 2 Teilen, ist allerdings nicht ganz so einfach zu lösen:
LG03 Abdeckung.jpg
Zum Vorschein kommt die LED-Platine:
LG04 offen.jpg
Nach Lösen der beiden Anschlusskabel und Entfernen der beiden Schrauben kann das Gehäuse in 2 Teile zerlegt werden. Die LED-Platine ist dann nur noch mit Wärmeleitpaste (flächig) mit dem "Kühlkörper" verbunden. Die 4 LEDs sind in Reihe geschaltet und haben eine Vorwärtsspannung von ca. 5,4 V, was einer Betriebsspannung der Platine von ca. 21,6 V entspricht.

Im unteren Bereich des Strahlers befindet sich das Schaltnetzteil (bzw. die KSQ):
LG05 KSQ.jpg
Bauteilseite:
LG06 KSQ top.jpg
Lötseite:
LG07 KSQ Bottom.jpg
Das Gleiche nochmals mit den bedrahteten Teilen zur Seite gebogen:
LG08 KSQ bottom.jpg
LG09 KSQ top.jpg
Bei dem IC handelt es sich um ein SSL2101T:
LG10 IC.jpg
Datenblatt und Application Notes sind hier zu finden:

http://www.nxp.com/products/power_manag ... l#overview

Fazit:
Auch der LG-Strahler ist für mich eine klare Kaufempfehlung. Die relativ geringe Effizienz von 54 lm/W relativiert sich bei den leistungsstärkeren Modellen.
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Mo, 22.12.14, 12:56

Was mir bei beiden Strahlern zunächst aufgefallen war: beide Strahler weisen bei Untersuchung mit einer Digitalkamera nicht das geringste Flimmern auf.
Wer den Effekt nicht kennt: richtet man eine Digitalkamera auf eine Lichtquelle, kann man schnelle Helligkeitsunterschiede anhand dunkler Streifen auf dem LCD-Display sehen. Der Abstand der Streifen hängt mit der Frequenz des Flimmerns zusammen, die Helligkeitsunterschiede mit der Stärke des Flimmerns. Je nach Kamera muss man dabei etwas mit dem Abstand "spielen".

Flimmern tun diese Lampen auch, allerdings mit einer Frequenz, die außerhalb des Wahrnehmungsbereiches liegt.
Die typische Oszillatorfrequenz eines NXP SSL2101 liegt bei 100kHz (10-200kHz). Das würde man selbst mit Hochgeschwindigkeitskameras nicht sehen.

Zum besagten IC gibt es ein Demoboard für ein GU10-Gehäuse.
Man müsste die Applikation mit der tatsächlichen Lampe (ein LG Leuchtmittel mit annähernd 7 Watt Leistung) vergleichen. Ich könnte mir aber vorstellen, dass dort nicht allzuviel anders ist.

Im PDF zum Demoboard ist auch eine Dimmerliste (Phasenan-/-abschnitt) mit auch in Deutschland erhältlichen Dimmern von Berker, Busch-Jaeger, Jung und Gira. Sehr vorteilhaft ist der Dimmbereich des Demoboard. Mit einigen Dimmern ist eine Dimmung bis auf 0,1% möglich (zum Beispiel: Bush-Jaeger 2250U (im PDF steht nur Bush 2250U, es dürfte aber klar sein, wer gemeint ist)). Anhand einiger Graphen kann man die max. Spannung ablesen, für die diese Platine konzipiert wurde. Diese reicht bis 255V und deckt damit eine 230V Spannung + 10% ab (max. Schwankung im deutschen Stromnetz).

Link zum PDF des Demoboard (230V/7W Flyback Konverter für GU10 Leuchtmittel):
UM10560 (PDF, 22 Seiten, englisch)

5 Sternchen für die Arbeit.

Noch was: Leuchtmittel kann man auch verwenden, die muss man nicht alle schlachten. :wink:
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Mo, 22.12.14, 15:01

Flimmern tun diese Lampen auch, allerdings mit einer Frequenz, die außerhalb des Wahrnehmungsbereiches liegt.
Möglicherweise, allerdings nicht nur außerhalb meines Wahrnehmungsbereichs, sondern auch außerhalb meiner Canon SX220HS. :)
Und die ist gut und schnell. :D

Gerade mit einer (guten) Digitalkamera wird hochfrequentes Flimmern sichtbar; besonders außerhalb des für mich normalen Wahrnehmungsbereichs.

Edit:
Selbst bei Eigenbauten mit Meanwell KSQs ist mit der SX220HS ein leichtes hochfrequentes Flimmern nachweisbar. :(

Es soll allerdings auch Leute geben, die solch hochfrequentes Flimmern als störend wahrnehmen. Ich selbst nehme höchstens 100 Hz wahr, glaube aber schon, dass andere Menschen höhere Frequenzen als störend wahrnehmen.

Edit:
Noch was: Leuchtmittel kann man auch verwenden, die muss man nicht alle schlachten. :wink:
Schon, aber nicht, wenn man >120 lm/W im Selbstbau gewohnt ist. :lol:
Zuletzt geändert von ustoni am Di, 23.12.14, 01:01, insgesamt 3-mal geändert.
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Mo, 22.12.14, 16:49

Speziell für die archäologische Ausgrabungsarbeit der Elektronik hast du ein paar Extrasterne verdient!
ustoni
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Mo, 22.12.14, 17:11

Speziell für die archäologische Ausgrabungsarbeit der Elektronik hast du ein paar Extrasterne verdient!
Na ja, ich bin zwar ein ziemlich alter "Sack", als archäoligisch hab ich mich bisher aber nicht betrachtet.

Man lernt eben nie aus. :D

Mit Ägypten werde ich eher nie was zu tun haben. :)

Edit:
War ein Scherz....
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Di, 23.12.14, 11:04

Solange Du solche diffizilen Freilegungsarbeiten in Deiner Werkstatt erledigen kannst, kannst Du ja auch die teuren Auslandsausgrabungen anderen überlassen.
ustoni
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Di, 23.12.14, 11:12

:lol: :wink:
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Mi, 24.12.14, 23:24

Ich war heute Vormittag im Hellweg-Baumarkt. Kein Wunder, dass alle möglichen Leute Billigangebote z.B. über ebay kaufen.
Der gleiche Osram-Strahler wie oben zerlegt kostet dort sage und schreibe 13,99 € !!!!

Das ist mehr als das Doppelte des Lumitronix-Preises!!!!

Also: Finger weg von jeglichen "Baumarktangeboten" ! Die haben sie einfach nicht mehr alle !
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