Low Budget China-LED Beleuchtung

[Alex_G]

Hallo,

ich bin neu hier und habe Fragen zu meinem Plan eine Aquarien-LED Beleuchtung aus Low-Budget China Komponenten zu bauen.

Materialien:
Base Plates:
http://de.aliexpress.com/item/100pcs-lo ... 19796.html

LED Weiß:
http://de.aliexpress.com/item/100Pcs-1W ... 60821.html

LED Grow Light:
http://de.aliexpress.com/item/10pcs-lot ... 25776.html

Konstantstromquelle:
http://de.aliexpress.com/item/Constant- ... 53336.html

Die 3W LEDs werden mit 700mA Betriebsstrom angegeben, deshalb habe ich auch 650mA Konstantstromquellen gekauft. Nun habe ich jedoch überlegt zur Steigerung der Effizienz doppelt so viele der 3W LEDs mit halb so viel Strom zu verwenden.

Der Hintergrund meiner Überlegung ist, dass bei LEDs ja die Luminanz sublinear zum Strom wächst (z.B. Faktor 1,9 bei 700mA statt 350mA). Weiter wächst die Spannung auch nicht linear mit dem Strom (ist ja nicht ohm'sch).

Für die LED habe ich mit einem Labornetzteil in Strombegrenzung folgende Werte ermittelt (Jeweils Mittelwert von 3 LEDs):

Weiß:
4V * 0,35A = 1,4W => 3,36W - (2 * 1,4W) = 0,56 W gespart bei sogar etwas mehr Lichtstrom
4,8 * 0,7A = 3,36W

Grow:
3,5V * 0,35A = 1,225W => 2,94W - (2 * 1,225W) = 0,49 W gespart bei sogar etwas mehr Lichtstrom
4,2 * 0,7A = 2,94W

Zudem sollten die LEDs dadurch weniger belastet werden und das Licht durch eine Erhöhung der Anzahl von Lichtquellen besser verteilt werden.

Um nun die Exemplarstreuung und die unterschiedlichen Spannungen der beiden LED Typen zu berücksichtigen wollte ich die angehängte Schaltung nutzen und natürlich immer LEDs vom selben Typ parallel schalten.

Da ich etwa folgendes Pattern verwenden wolle (W W G W W G W W G W W G W W) würde ich dann auf 10 x 2 Weiße LEDs und 4 x 2 Growlights kommen. Bei den oben angegebenen Forwärtsspannungen käme ich auf 54V, welche im angegebenen Intervall von 30V - 60V der Stromquelle liegen.

Sollte eine LED defekt sein, sollte lediglich die dazu parallel LED mit voller Helligkeit brennen. (Ausfalltolleranz)

Soviel zur Theorie,... was haltet Ihr mit Eurer Erfahrung davon. Mir ist klar, dass es viel bessere Materialien gibt, aber ich wollte halt etwas mit dem China ramsch bauen


Viele Grüße

Alex

[Borax]

Hi Alex,
welcome on board!

Die Theorie ist so weit richtig. Meine Erfahrung: Weiße LEDs die bei 350mA schon 4V brauchen sind eigentlich schon überlastet. Üblich sind 3.5V bei maximaler Last. Gute LEDs brauchen inzwischen bei Nennlast schon weniger als 3V. Von dem her würde ich eher je 3 oder sogar 4 LEDs parallel schalten.

[Alex_G]

Versuch macht kluch...

Ich habe heute einen Versuch durchgeführt um die beste Anzahl an parallelen LEDs pro Segment zu bestimmen. Der Strom von 700mA fließt vom Labornetzteil durch eine, zwei, drei und dann vier parallel geschaltete LEDs. Der Abstand der LED-Gehäause beträgt etwa 1cm.
Die weißen LEDs wurden mit Wärmeleitpaste Silikon, 5W/m·K von RS-Components auf ein ALU-Profil gegeben und mit Heißkleber (soll ja leicht wieder runter gehen) fixiert.

Da man mit dem Auge und der Handykamera kaum einen Unterschied feststellen konnte habe ich auf meinem Vodafone Smart ultra 6 die Lux Light Meter App von Angstrom Metrology installiert und unter dem Lichtkegel im Abstand von 16cm zur LED nach dem Hellsten Punkt gesucht. Dazu habe ich jeweils die Spannungen gemessen und die Leistung berechnet.

Bei der einzelnen LED löste sich nach 30 Sekunden der Heißkleber, was die (offensichtliche) schlechtere Wärmeverteilung spricht.

Anzahl der parallelen LEDs bei 700mA | Spannung | Leistung | LUX | LUX/W
1 | 3,91V | 2,737W | 2260 | 825,7
2 | 3,57V | 2,499W | 3100 | 1240,5
3 | 3,32V | 2,324W | 3207 | 1379,9
4 | 3,18V | 2,226W | 3078 | 1382,7

Bei den vier LEDs verändert sich die Farbe zu stark ins gelbliche und der Gewinn ist recht klein.

Daher werde ich wohl immer dreier Segmente verwenden wie Borax schon vorschlug

Viele Grüße

Alex

[Borax]

Klingt gut! Sauber durch getestet!

[Alex_G]

Die LUX Messung durch den Helligkeitssensor des Smartphones ist dabei natürlich hochgeradig ungenau, aber für eine Tendenz sollte es reichen.

Glaubt man den Ergebnissen ist somit eine Effizienzsteigerung von 66% drin. So viel hatte ich nun nicht erwartet.

Da ich ein 120 cm langes Becken damit befeuern wollte werde ich wohl 2 oder 3 Einmeterstücke vom Aluprofil verwenden und mal sehen was die Wärme macht.