LED statt Neonröhre

[Heinerseiner]

Ich möchte in meinem Reisemobil zwecks Energieersparnis alle Neonröhren durch LED s ersetzen. Es handelt sich dabei um 4 Neonröhren a 13 Watt (50 cm lang) und 2 Neonröhren a 8 Watt (30 cm lang). Außerdem 4 Glühlampen a 20 Watt. Während der Fahrt habe ich eine Batteriespannung von über 14 Volt. Ist es sinnvoll, jeweils 4 hyperhelle LED s, Art. Nr. 15006 (U=3,4V) mit einem Vorwiderstand von ca 50 Ohm in Serie zu schalten, oder klappt das nicht, weil nach Stillstand des Motors die Batteriespannung auf 12,4 Volt oder weniger absinkt. Sollte ich warmweiß bevorzugen, oder mischen? Wie viele LED s benötige ich insgesamt um 15 W/8W - Neonröhren zu ersetzen?

[rbt]

schau mal nach ob du irgendwi infos über die leistung deiner ls röhren bekommen kannst, also lux oder lumenangaben. dann kann man auch abschätzen wieviel leds du brauchst usw.

[Sailor]

Von diesen LED´s wirst Du sehr viele brauchen, um das benötigte Licht zu erreichen. Ich habe noch eine Lampe im Betrieb, in der die 8 Watt-Röhre dürch 36 LED´s ersetzt wurde. Allerdings in 3er-Reihe mit Vorwiderstand (auf 14,4 Volt berechnet), weil die 4er-Reihe nicht mehr geht -> viel zu dunkel bei halbleerer Batterie. Der Unterschied zwischen Ladebetrieb und Batterie halb leer ist aber auch bei der 3er-Reihe deutlich zu sehen.

Meine Alternative: 2 Cree Q 5 auf einem Aluwinkel mit jeweils 200 mm Schenkel und 30 cm lang (passt genau in mein Gehäuse) und diese 350 mA Konstantstromquelle: bedeutend besseres und über den gesamten Spannungsbereich gleichbleibendes Licht.

Zur Zeit mache ich Tests mit den Crees mit wärmeren Lichttönen.

Hier und hier einige Eindrücke von den Bastelarbeiten.

Edit:
Herzlich Willkommen im Forum!

[Heinerseiner]

Ich habe mal nachgeschaut. Die 13-Watt -Röhre hat einen Lichtstrom von etwa 930 lm, die 8-Watt-Röhre einen Lichtstrom von 470 lm. Danke für die Hilfen.

[Sailor]

Ich habe mal nachgeschaut. Die 13-Watt -Röhre hat einen Lichtstrom von etwa 930 lm, die 8-Watt-Röhre einen Lichtstrom von 470 lm. Danke für die Hilfen.

Aus eigener Erfahrung: Diese Werte sind selbst bei neuen Röhren sehr optimistisch, nach einem Jahr Betrieb sieht´s dann trübe aus ...

[rbt]

@ sailor : das sidn aber trotzdem schonma werte mit denen man arbeiten kann.

wenn wir über all 10-20% abziehen kann man schonmal gut peilen was er so braucht.

die 8 watt röhren könntest du dann mit 2 q5 @700 ausgleichen, die 13w mit vieren @700. macht mit ner guten ksq mhh 6-7W und 10-12 für die große. der sparerfolg hält sich also in eng gesteckten grenzen.

[Sailor]

Grundsätzlich hast Du recht, rbt. Aber ich kenne diese Lampen nun schon sehr lange.

Die Probleme liegen im Detail, sprich im Gehäuse, das lausig reflektiert (und mit zunehmendem Alter immer weniger), an den Kontakten, die durch den Betrieb im Fahrzeug den Strom begrenzen (da spürt man an der entwickelten Wärme den Verlust) und der oft lausig verarbeiteten Elektronik.

Wenn ich selbst mit meinen teuren Lampen mit 2 x 8 Watt nicht zufrieden bin und dafür einen Ersatz suchte, hat das schon seinen Grund.

Hier mein Prototyp zum Ersatz der 8 Watt Röhren, KSQ 350 mA, umschaltbar auf 500 mA:

[Heinerseiner]

Benötige ich denn unbedingt die Konstantstromquelle, oder kann ich den Strom nicht durch einen Widerstand von ca 50 Ohm begrenzen? Oder funktioniert das wieder nicht wegen der unterschiedlichen Spannungen von 12 - 14,.. Volt? Ich benötige ja dann 6 KSQ. Ob sich dann der Aufwand noch rechnet? Danke für eure fleißigen Diskussionsbeiträge.

[Sailor]

Ich rate Dir zur Konstantstromquelle (KSQ), schon wegen dem gleichmäßigen Ergebnis über den gesamten Spannungsbereich.

Angefangen habe ich mit den Halos, weil da das größte Einsparpotential ist. Dazu benötigst Du 2 KSQ und 4 LED´s, wenn sie nicht einzeln geschaltet werden sollen.

[rbt]

naja bei den stark schwankenden spannungen im kfz bereich würd ich schon zu ksqs raten.
die finanziellen einsaprungen werden eh minimal sein, wenn überhaupt. die vorteile scheinen eheer in den von sailor beschriebenen sachverhalten zu liegen.

[Ragnar Roeck]

Ich sehe da auch eher mechanische Vorteile, LED sind halt weitgehenst unempfindlich gegen Erschütterungen und langlebiger. Wenn man die Kühlung in den Griff kriegt kann man zusätzlich erheblich mehr Licht auf gleicher Fläche erzeugen. Ich glaube es gehört auch immer ein wenig Bastlerstolz dazu wenn man mit LEDs arbeitet, das lässt sich in Geld dann nicht ausdrücken.

[Heinerseiner]

Zunächst einmal Danke an Alle, die geantwortet haben.
Ich habe mal ein wenig gerechnet.
Ist es nicht möglich, 4 Stück Cree XR-E7090 ohne Vorwiderstand hintereinander zu schalten? Sie bringen lt. Datenblatt 100 lm/W. Der Spannungsbereich ist mit 3,3 V - 3,7 V (bei einem Strom von 350 bis 1000 mA) angegeben. Das bedeutet doch bei 4 Cree s einen Spannungsbereich von 4x3,3 =13,2 V bzw. 4x 3,7V = 14,8 Volt ohne! Einsatz eines Vorwiderstandes. Damit liege ich doch etwa im Normalspannungsbereich meiner Autobatterie. Oder liegt da ein Denkfehler vor? Der angestrebte Lichtstrom einer 13 W Leuchtstoffröhre ( 900 lm) müßte doch auch erreicht werden. Ich bin ja gerne bereit zu basteln, wenn Aussicht auf Erfolg besteht. Wie ist eure Meinung?

[Borax]

Oder liegt da ein Denkfehler vor?

Nein, Denkfehler nicht, aber Du hast die 'Rechnung ohne den Wirt' (LED Hersteller) gemacht...
1. Wie Sailor schon sagte, das Ergebnis wäre eine sehr große 'Bandbreite' in der Lichtleistung, je nach Ladezustand der Batterie
(vmtl. zwischen ~50lm pro LED bei 'halbleerer' Batterie und 150-200lm pro LED bei voller Batterie)
2. Warum so wenig? Die CREE LEDs haben anscheinend überwiegend eine höhere Flussspannung. Siehe z.B. hier: viewtopic.php?f=14&t=5344&p=84625
Also müsstest Du die LEDs erst selbst selektieren...

Eine KSQ regelt das aus.

[Heinerseiner]

Hallo Sailor, du sprichst in einem deiner Beiträge von einer KSQ, die du von 350 mA auf 500 mA umschalten kannst. Offenbar gibts diese KSQ aber nicht im Shop. Wenn ich nun mit dieser KSQ 4 Cree s betreiben will, muss ich diese dann in Reihe, oder parallell schalten? Danke für eine baldige Antwort. Vielleicht hast du ja sogar einen Schaltplan. Gibt es auch stufenlos regelbare KSQ?

[der Papst]

Warum eigentlich immer Konstantstromquellen und Widerständen bei schwankender Spannung?

die billigste und beste Alternative ist ein Fixspannungsregler (fast ideale Spannungsquelle) und ein kleiner Widerstand in Serie zur Last:

Vor den Fixspannungsregler hängt ihr einen ElKo (von V+ auf Masse, Polung beachten). Der Spannungsregler hat 3 Beine, Eingang, Masse und Ausgang. Dahinter noch ein kleiner ElKo (etwa 1µF reicht völlig), nun ein Widerstand und dann die Last.
Der Widerstand macht die Kennlinie der Last etwas weniger Steil, aber Spannungsregler sind extrem zuverlässig.
Betreibt ihr die Schaltung zB an einer Batterie, dann reicht am Eingang ein 1µF-ElKo. Bei gleichgerichtetem Wechselstrom braucht ihr einen größeren ElKO um die Nulldurchgänge auszugleichen.
Es sollte auch noch drauf geachtet werden (aus Gründen des Wirkungsgrades), dass die Differenz von Eingangs- und Ausgangsspannung nicht zu groß ist.
Spannungsregler sind keine Schaltregler, dh. sie verheizen die Spannung die sie vermindern.

Also bei dem Beispiel hier (12-14V=) einen 9-10V Spannungsregler benutzen und dann entsprechend viele LEDs in Serie schalten, auch hier den Widerstand nicht vergessen.

Festspannungsregler haben erfahrungsgemäß eine Spannungstolleranz von max. 2%, hier braucht ihr euch also keine Sorgen machen.
Ausserdem sind sie Kurzschluss-, Temeratur- und Überlastsicher.

[Sailor]

@Heinerseiner

Die Umschaltung von 350 mA auf 500 mA habe ich hier beschrieben. Das ist die 350 mA KSQ aus dem Shop, die sich auch dimmen lässt (z.B. mit dem Dimmer aus dem Shop).

@der Papst

Mit solchen Spannungsreglern lässt sich auch einfach eine KSQ bauen. Beides habe ich in Fahrzeugen getestet, jeweils mit 3 Cree Q5 in Reihe.

Die Nachteile der linearen Spannungsregler:

für die vorkommenden Spannungsspitzen sind die Regler zu langsam, je nach Fahrzeugtyp muss noch eine Schaltung zum eliminieren von Spannungsspitzen vorgesehen werden.

die Regler müssen gut gekühlt werden, da eine Menge Leistung in Wärme umgesetzt wird

Beispiel:

angenommen die LED´s haben 3,3 Volt bei 350 mA und 3 LED´s in Reihe

3,3 V x 3 = 9,9 Volt LED-Spannung

bei 12 Volt Batteriespannung ist die Verlustleistung 2,1 Volt x 0,35 A = 0,735 W

bei 14,4 Volt Lichtmaschinenspannung ist die Verlustleistung 4,5 Volt x 0,35 A =1,575 W

Zum Vergleich: die Leistung der LED´s zusammen liegt bei 3,465 W.

Werden weniger LED´s in Reihe geschaltet ist die Energiebilanz noch schlechter.

Für mich Gründe genug, auf nichtlineare KSQ umzusteigen.

[Sailor]

3 Leuchtstoffröhren sind jetzt ausgetauscht.

Ergebnis neue 8 Watt Leuchstoffröhre gegen 3 x Cree - LED im 350 mA Betrieb an dieser Konstantstromquelle

Warmweiss:
Lichtfarbe und Helligkeitseindruck im Raum identisch,

Spannung 13,8 Volt, Strom Leuchtstoff 734 mA, Strom LED´s 311 mA
Spannung 12,4 Volt, Strom Leuchtstoff 822 mA, Strom LED´s 321 mA

Bei Kaltweiss und Neutralweiss (Leuchtstoff und LED) sind die Messwerte bis auf 1 Digit am Messgerät identisch, der Helligkeitseindruck im Raum ist bei den LED´s in Richtung heller als Leuchtstoffröhre, bei Kaltweiss sehr deutlich.