100W LED Chip f. Drohne

Gerry273 · Do, 01.06.17, 15:58

Hallo liebe Forumsmitglieder!
Ich habe eine DJI Phantom 3 Standard Drohne die ca. 400g tragen kann.
Mir sind von einem Projekt noch ein paar 100W LED Chips von Bridgelux übriggeblieben (Bild im Anhang), die ich gerne je einen unter jeden Rotor (also insgesamt 4 Stk.) montieren möchte, damit sie direkt vom Luftstrom gekühlt werden. Die LEDs werden jeweils nur wenige Sekunden lang eingeschaltet. Das 230V Netzteil mit dem der 100W Chip betrieben wurde hat 20-36V und 3000mA. Aber das 230V Netzteil kann ich am Kopter natürlich nicht verwenden

Ich möchte gerne den Kopter so ähnlich nutzen, wie in diesem Video: https://www.youtube.com/watch?v=YSym6-3yyHc
Alles sollte so wenig wie möglich wiegen. Mit welchem Akku und welcher Schaltung kann ich die betreiben? Habt ihr eine Idee?
Vielen Dank im Vorhinein!

Borax · Do, 01.06.17, 16:12

Das wird teuer... Boost Treiber von pcb-components: https://pcb-components.de/led-aufwaerts ... etail.html . Bei 100W ist dann aber auch ein Treiber pro LED nötig. Und ein Akku, der das kann. Also z.B. LiPo mit mind. 16V bei 30A Belastbarkeit (die Spannung muss ja auf ca. 36V hoch und das bei 3A; die led-senser-xtreme verträgt aber nur maximal 8A Eingangsstrom; 4 Stück mit 8A gibt dann rund 30A)

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 07:33

Hallo Borax,
vielen Dank für die schnelle Antwort!
Gibt es auch eine Lösung mit nur einem Boost Treiber der alle 4 Stk. 100W Chips gemeinsam schafft? Vielleicht wäre das auch billiger.

Borax · Fr, 02.06.17, 08:02

Es gibt China Boost Treiber mit solchen Leistungen (Beispiel: https://www.amazon.de/tinxi-10-60V-Span ... 6GFDC9PA0M ) Ob die was taugen weiß ich aber nicht. Und er schafft auch 'nur' 10A max. Ausgangsstrom.

ustoni · Fr, 02.06.17, 08:30

Mal eine Anmerkung:
Bei dem abgebildeten "COB-Modul" handelt es sich definitiv nicht um ein Bridgelux-Modul. Bridgelux hat zu keinem Zeitpunkt diese Bauform verwendet. Genau genommen hat kein Markenhersteller jemals Module in dieser Bauform auf den Markt gebracht.
Bridgelux COB-Module sehen so aus:
https://www.bridgelux.com/resources/gen ... tion-guide

Es handelt sich vielmehr um ein typisches China-Billigst-Produkt. Die dabei vom Händler angegebenen Werte bezüglich Lichtstrom und Effizienz sind reine Phantasiewerte. Solltest Du die Module tatsächlich als Bridgelux-Module gekauft haben, bist Du ganz einfach auf einen China-Scharlatan hereingefallen.
Du kannst davon ausgehen, dass mindestens 80% der zugeführten Leistung in Wärme umgewandelt wird. Das bekommst Du auch mit dem Luftstrom der Rotoren nicht gekühlt - auch nicht für wenige Sekunden.

Das Video stammt aus dem Jahr 2015. Mit aktuellen Modulen erreichst Du den gleichen oder höheren Lichtstrom mit einer Leistung von 30 W oder weniger. Sinnvoll wäre z.B. ein solches Modul:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... R8000.html
Bei einem Strom von 700 mA entsprechend einer Leistung von 25 W werden rund 4200 Lumen erreicht. Zum Vergleich: ein Fernlicht am Auto vom Typ H7 erzeugt 1500 Lumen. Durch das eingesparte Gewicht kann man dem Modul dann auch noch einen vernünftigen Kühlkörper gönnen.

Achim H · Fr, 02.06.17, 09:35

Diese Antwort ist leider nicht so ganz korrekt.
Bridgelux produziert zwar solche Leds (wie die abgebildete) nicht, sie verkaufen aber ihre Led-Chips an andere Produzenten.

siehe auch diesen Beitrag von mir vom 06.10.2016: viewtopic.php?f=24&t=22612&p=205725#p205725

Keine Ahnung, wieviel für die Leds bezahlt wurde.
Ich würde den Preis irgendwo dazwischen ansiedeln: günstiger als Original Bridgelux Leds, aber teurer als den zuhauf angebotenen China-Schrott.

ustoni · Fr, 02.06.17, 09:55

Interessant. Besonders die zitierte Antwort von Bridgelux im DX-Forum.
Das bedeutet aber nur, dass das eigentliche Chip, also die blauen LEDs, von Bridgelux seien könnten.
Welches Phosphormaterial verwendet wurde, ist unbekannt. Damit wären wir wieder bei der Qualität.

Neben der Effizienz des Chips, also der blauen Lichtquelle, ist nämlich genau dieses Phosphormaterial entscheidend für Effizienz und Spektralverteilung der weißen LED.

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 10:17

Ich habe vom Chinesischen Hersteller für High Bay Lights diese COB Module als original Bridgelux geliefert bekommen. Traurig, wenn er mich da über Ohr gehaut hat!
Für diese Projekt ist das aber nicht so wesentlich, ob das jetzt original Brigdelux sind oder nicht. Ich habe noch einige von denen übrig und würde sie gerne für meine Drohne verwenden. Da sie nur jeweils ein paar Sekunden leuchten, sollte die Hitzentwicklung kein großes Problem sein, da die Module sowieso direkt im Luftstrom unter den Propellern montiert werden.

Achim H · Fr, 02.06.17, 10:26

Ein Propeller wird aber kaum in der Lage sein, die Wärmeleistung von einer Led wegzukühlen.
Bei 100W Leistung wären das Pi mal Daumen 80W Wärmeleistung.
Das klappt nie und nimmer. Und schon gar nicht ohne Kühlkörper.

Siehe auch die Antwort von ustoni

ustoni hat geschrieben:Das bekommst Du auch mit dem Luftstrom der Rotoren nicht gekühlt

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 10:28

Was ist dann der leichteste und kleinste Kühlkörper den ich nehmen kann?

Achim H · Fr, 02.06.17, 10:32

Das Gewicht mal 4 wird zu schwer werden (wahrscheinlich über 1kg insgesamt). Da hebt die Drohne nicht mehr ab.

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 10:36

Wie hat der User aus dem Youtube-Video das dann geschafft?

ustoni · Fr, 02.06.17, 10:41

@ Achim:
Uuuups. Peinlich.

Danke für den Hinweis, hab ich direkt korrigiert.

@ Gerry273:
Unter der Voraussetzung, dass sich der Kühlkörper im Luftstrom befindet und kein Dauerbetrieb nötig ist:
https://www.elpro.org/de/led-kuhlkorper ... 750-b.html
Sind dann 131 Gramm je Kühlkörper. Mit einem einzelnen Nichia-COB-Modul wäre es also möglich.

Aus dem Video geht nicht hervor, welche Leistung tatsächlich umgesetzt wird. Es ist zwar die Rede von 10 W-Chips, was aber nicht heißt, dass jedem Chip auch 10 W zur Verfügung stehen. Ausserdem ist es viel leichter, die Leistung für eine gewisse Zeit abzuführen, wenn die Leistung auf eine größere Fläche verteilt wird, also relativ viele Chips mit relativ wenig Leistung verwendet werden.

400 Watt sind illusorisch und werden wohl eher ein Traum bleiben.

Achim H · Fr, 02.06.17, 10:47

Selbst wenn ein Kühlkörper für die 100W Leds gefunden wird, müsste dieser direkt unter den Propellern verbaut werden.
Damit blockiert er aber den Luftstrom, damit die Drohne abheben kann.

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 10:50

Der hier schafft sogar noch mehr:
https://www.youtube.com/watch?v=QhOeky8yEow
Also irgendwie muss es schon funktionieren, ich frage mich nur wie?

ustoni · Fr, 02.06.17, 11:07

Hast Du Dir das Video genau angesehen? Die Drohne schleppt da einige Kilogramm an Masse.
Bei Deiner Drohne sind 400 Gramm möglich. Alleine die 4 verbauten Lüfter dürften soviel wiegen.

Also: entweder die Leistung anpassen oder eine stärkere Drohne kaufen.

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 11:08

Was ist dann das Maximum an Lumen, die ich mit meiner Drohne heben kann? Und welche Bauteile brauche ich da?

Achim H · Fr, 02.06.17, 11:25

Willst Du das ganze Tal ausleuchten oder nur einen Bereich unterhalb der Drohne beleuchten?
Im zweiten Fall brauchst Du nicht viele Lumen, weil der engere Abstrahlwinkel eine höhere Beleuchtungsstärke produzieren würde.

Nur mal als Beispiel:
Led: 1000 Lumen
Entfernung: 5m

Abstrahlwinkel: 120°
Größe des Leuchtfleck: ca. 17,3m im Durchmesser
Beleuchtungsstärke: 12,7 Lux --> ungefähr so hell wie eine Straßenlaterne im Wohnviertel (nicht Hauptverkehrsstraße)

Abstrahlwinkel: 20°
Größe des Leuchtfleck: ca. 1,8m im Durchmesser
Beleuchtungsstärke: 419 Lux = ca. 33mal soviel.

Oder anders herum:
Wenn Du 33 Leds nimmst und das Licht nicht fokussierst, dann ist die Beleuchtungsstärke genauso hoch wie eine einzelne Led, dessen Licht gebündelt wird.
33 Leds sind natürlich auch 33mal schwerer als nur 1 Led.

ustoni · Fr, 02.06.17, 11:50

Was ist dann das Maximum an Lumen, die ich mit meiner Drohne heben kann? Und welche Bauteile brauche ich da?

Es wäre nett, wenn Du die Beiträge hier auch lesen würdest. Die Frage wurde bereits beantwortet.
Den Buck-Boost-Wandler, den Borax verlinkt hat auf 700 mA verdrahten und verwenden, COB-Modul und Kühlkörper habe ich bereits verlinkt.
Sinnvoll wäre noch ein Reflektor, z.B.:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Lins ... de-28.html

Alles zusammen dürfte auf ein Gewicht von ca. 200 Gramm kommen, damit stehen Dir noch 200 Gramm für den Akku zur Verfügung.

Achim H · Fr, 02.06.17, 12:07

Bei einer Flughöhe von 46cm ist die Beleuchtungsstärke wie bei einer Operationsleuchte (dafür werden 100.000 Lux gefordert).
Sonnenbrille nicht vergessen!

Um ein Loch in den Schnee brennen zu können, brauchst Du noch ein paar Lux mehr.

Bei einer Flughöhe von 3,78m hättest Du die erforderliche Beleuchtungsstärke (1500 Lux), um mechanische Armbanduhren reparieren zu können.

Gerry273 · Fr, 02.06.17, 13:16

@ustoni
Sorry, mir war nicht klar, dass das schon das Maximum ist. Ich habe gehofft, da geht irgendwie noch mehr.

ustoni · Fr, 02.06.17, 13:31

Schau Dir mal die beiden letzten Fotos in diesem Beitrag an:
viewtopic.php?f=31&t=21173

Das sind "nur" 2500 Lumen, die Fotos sind in der Dämmerung entstanden. Auch wenn es auf den Fotos anders wirkt (liegt an der Belichtungsautomatik der Kamera), man hätte zu dem Zeitpunkt noch ohne Licht fahren können. Nachts sind die 2500 Lumen irre hell.

Wenn Du die vorgeschlagenen Teile verwenden willst, wäre es sogar eine Überlegung wert, die KSQ auf 350 mA einzustellen, was einen Lichtstrom von ca. 2300 Lumen ergeben würde. Vorteil: doppelte Betriebsdauer.

Bei der ganzen Geschichte darf man nicht vergessen, dass das Auge logarithmisch arbeitet. Eine Verdopplung des Lichtstroms bewirkt keinesfalls eine Verdopplung der Helligkeit. Der doppelte Lichtstrom bewirkt eher eine Helligkeitsänderung von 12 bis 15%.