Handlampe modernisieren

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Guten Abend !

Ich besitze noch eine ältere Bergwerkslampe, identisch wie  diese hier,
aber mit Metallgehäuse.
http://imageshack.us/a/img820/9703/f3tv.jpg

Das ist  nur Bastelei und Spielerei,
aber ich möchte diese Lampe gern auf den aktuell möglichen techn. Stand aufrüsten.
Soll für Notfälle, Exkursionen, Höhlen, Camping und Nachtwanderung dienen.
Ich weiss , dass es auch vielleicht besser und günstiger möglich wäre, was fertiges zu kaufen, aber ich will  basteln, und was einzigartiges haben.

Ich habe mich nun auch schon mehrere Stunden oder Tage dazu im Internet belesen,
und auch einiges herausgefunden. Da ich aber mit der LED-Technik keinerlei Erfahrung habe, seid Ihr nun gefragt:

Also erstmal eine Bestandsaufnahme:
Die umzurüstende Lampe hat einen super gut verspiegelten Reflektor, (der vermutlich garnicht mehr so wichtig ist, Durchmesser Lichtaustrittsscheibe ist 110 mm),
und der hat eine Öffnung für die Lampenfassung von 40 mm Durchmesser.
Weiterhin bin ich bei der Wahl der Stromquelle völlig frei, ich habe erstmal einen Batteriekasten von den Baustellenbeleuchtungen bestellt, da passen 2 Stück der Batterien 4R25 rein, die haben 6V und 7 Ah.
Es wäre auch kein Problem, 2 solcher Batteriekästen mit dann  4 solcher Batterien einzusetzen.
Die sind nicht schwer, und auch nicht teuer, und erst  am Ende, wenn alles klappt, werde ich  das Gehäuse dazu bauen.

So, nun sind die Experten gefragt:
Ursprüglich hatte die Lampe eine 4,8 V 1,5 A Glühlampe.
Ich dachte erst an so Sockel-LED, passend für Boote, hab das auch probiert, ist schon besser, aber nicht so toll. Die Lichtbündelung mit dem Reflektor funktioniert garnicht. War ja  auch zu erwarten.
Ich will schon was richtig helles… das max mögliche, mit den Batterien. So für 4 Stunden Voll-Licht, ansonsten gibt es noch eine kleine LED für eine Art „Standlicht“, die dann sehr lange leuchten dürfte.

Nun, im Internet gesucht, CREE LED,
http://www.leds.de/out/pictures/z1/sol_68435_pic1_1_…
wäre sowas vielleicht OK?
Mit Kühlkörper, Wärmeleitkleber, Konstantstromregler, Linsenaufsatz.  Platz in der Lampe ist genug vorhanden.

So rein mechanisch bekomme ich den Aufbau problemlos hin,
hab aber mit der ganzen Elektrik meine Probleme, weil ich da einfach keine Erfahrung habe.

Vielleicht kann mir jemand paar Tipp´s geben, oder auch den Hinweis, dass es so nix wird,
oder wie es vielleicht anders besser geht.

Grüße, Edelherb!

#2

Link zum Leuchtmittel
Nochmal der Link zu dem Leuchtmittel:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Cree-High-Power-L…

#3

Hallo Edelherb,

hier ein Link zum Leuchtmittel mit Kühlkörper, 17W bei 36V und 0,5A.
Es gibt 3 Abstrahlwinkel , und 3 Weißtöne - hier empfehle ich Neutralweiß (4000°K).
Es sind Cree-Chips verbaut.
Der Link:
http://www.edison-opto.com.tw/Datasheet/EdiPower/Edi…
Der Treiber muss also einen konstanten Strom von 0,5A liefern und eine Mindestausgangsspannung von 36V (40V mein Vorschlag) haben.
Hier gibt es 2 Möglichkeiten:

  1. selber bauen (Internet-Recherche)
  2. einen fertigen Treiber kaufen (DC-Eingang beachten). Danach richtet sich dann Deine Batteriespannung.

Gruß
realhanno

#4

Wenn die Leuchte ein Kunststoffgehäuse hat, dann wirst du Probleme bei der Wärmeableitung bekommen.
Einen LED-Chip mit drei LEDs kannst du nicht sauber fokussieren.
Besser wäre eine Einzel-LED.
Die thermischen Probleme nicht beachtend könnte man eine Cree XM-L nehmen.
Dann einen vernünftigen LED Treiber. pcb-components.de hat welche, bei denen du mit Lötbrücken den Ausgangsstrom einstellen kannst. So könnte man verschiedene Helligkeitsstufen realisieren. Kaufe keine Längsregler! Beachte, dass deine Batterien beim Bezug von 10W eventuell schnell in der Spannung einknicken. Lithium-Akkus (immer MIT Schuztbeschaltung kaufen), z.b. die 18650er Bauform, sind da leistungsfähiger.

Die Treiber sind simpel:
Eingang + und -, Ausgang + und -.
Dazu oft ein Steuereingang (PWM) - brauchst du nicht.
Und eben die Lötbrücken zum Codieren des Ausgangsstroms.
Wenn man die uf Schalter legt, dann hat man eine schöne Stufenschaltung.

#5

Moins
wenn die Wahl des Leuchtmittels noch nicht endgültig ist, dann schau doch mal bei xenonbeamer.de vorbei, das Leuchtmittel ist vielleicht auch besser zu fokussieren.

#6

Hallo,
vorab, ich habe mit LED-Lampen einige Erfahrungen und mir sind umständliche und sehr aufwendige Lösungen nicht so sympathisch wie ganz einfache und zuverlässige.
Anschauen kannst du dir das hier:
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/LED_LA…
Meine älteste LED-Handlampe ist von 2003.

Damals hatte die hellsten LED gerade mal so um 40…50lm/W, was heute eher jämmerlich wäre.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/LED_LA…

Derzeit will ich eine etwas größere Handlampe mit 6x 10W-Strahlern und der Linsenoptik von dieser TaLa basteln:
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/LED_LA…
Das wären dann ca. 60W LED-Leitung mit einem Lichtäquivalent von ca. 600W Glühlampe oder ca. 500W Halogen.

Als einzelne Hochleistungslichtquelle kann man so was kaufen:
http://www.led-tech.de/de/High-Power-LEDs-Cree/CREE-…
Die haben bei Nennstrom eine Ausbeute von ca.150lm/W
An der richtigen Stelle platziert, kann die als Ersatz für einen Glühfaden mit dem Reflektor wahrscheinlich ganz gut korrespondieren.

Ich besitze noch eine ältere Bergwerkslampe, identisch wie
diese hier, aber mit Metallgehäuse.
http://imageshack.us/a/img820/9703/f3tv.jpg

so weit ein netter Ausgangspunkt.
Jede LED-Lampe, die da da rein bastelst, sollte bei Dauerbetrieb thermisch gut an das
Außengehäuse gekoppelt werden oder zusätzlich hinten einen Kühlkörper dran montiert bekommen.
Rechne pro 1W LED-Leistung mit einer effektiv wirksamen Kühlfläche von mind. ca. 10cm², besser sind ca. 20cm².

Das ist  nur Bastelei und Spielerei,
aber ich möchte diese Lampe gern auf den aktuell möglichen
techn. Stand aufrüsten.

Formuliere mal, was du gern möchtest.
Auch mal richtig Power zum Angeben, dann braucht man stärkere strahler,m aber die sind nicht mehr sinnvoll in Verbindung mit dem Reflektor zu verwenden.
Extra Optikteille für LED gibt es aber auch.

Soll für Notfälle, Exkursionen, Höhlen, Camping und
Nachtwanderung dienen.

Also kein reiner Thrower.
Willst du den Strahler verschiebbar machen, so das man die Strahlcharakteristik verändern kann?

Ich weiss , dass es auch vielleicht besser und günstiger
möglich wäre, was fertiges zu kaufen, aber ich will  basteln,
und was einzigartiges haben.

Genau, fertiges ist entweder sauteuer oder eben doch auch nur auf Billig gemacht.

Also erstmal eine Bestandsaufnahme:
Die umzurüstende Lampe hat einen super gut verspiegelten
Reflektor, (der vermutlich garnicht mehr so wichtig ist,
Durchmesser Lichtaustrittsscheibe ist 110 mm),

Kannst du verwenden, wenn die LED genau an die Stelle bekommst, wo sonst der der Glühfaden ist. Am besten Surface, also mit der LED nach innen.
Ist mechanisch nicht ganz einfach, weil man ja die Wärme wegbekommen muß.
Ein massiver Kupferstab oder noch besser eine Heatpipe, di seitlich durch den reflektor geht, konnte man nutzen.
Alternativ könntest du die Frontscheibe durch eine große Linse ersetzen.
Z.B. diese große Lupe (D100mm) kann man vorsetzen.
Je nach Abstand zur LED bekommt man einen mehr oder weniger großen Lichtfleck, der schön homogen ist.
http://www.pollin.de/shop/dt/MTkyOTk0OTk-/Werkstatt/…
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/LED_LA…

Weiterhin bin ich bei der Wahl der Stromquelle völlig frei,
ich habe erstmal einen Batteriekasten von den
Baustellenbeleuchtungen bestellt, da passen 2 Stück der
Batterien 4R25 rein, die haben 6V und 7 Ah.

Ich empfehle NiMH-Standardzellen R6 oder Baby, evtl. auch Monozellen.
Vorteil: leicht zu beschaffen, leicht zu laden
Ladegeräte befinden sich oft schon im Haushalt.
4 x Zellen in reihe ergibt eine Betriebsspannung von 4,8V…5V.
Die Akkus sind je nach Größe und Qualität gut belastbar bis 2…3A.
Wenn man die modernen „ready to use“ Akkus nimmt, kann man die auch viele Monate ohne nachladen lagern.

Die weißen LED habe bei max. Strom eine Flußspannung von ca. 3,5V
Da hat man bis 4,8V noch genug Regelreserve für die Stromquelle.
Die Effizienz ist mit 3,5/4,8V= ca. 73% nicht schlecht.
Auch Stromversorgungen mit Schaltreglertechnologie werden nicht relevant besser sein, aber der Aufwand ist deutlich höher.

Es wäre auch kein Problem, 2 solcher Batteriekästen mit dann
4 solcher Batterien einzusetzen.

Bei hohen Spannungen z.B. 12V /24V wäre ein Schaltregler natürlich unverzichtbar.

Ich dachte erst an so Sockel-LED, passend für Boote, hab das
auch probiert, ist schon besser, aber nicht so toll.

Vergiss das. Willst du wirklich mal richtig Licht, brauchst du ein wirksames Kühlkonzept.

Die Lichtbündelung mit dem Reflektor funktioniert garnicht.
War ja  auch zu erwarten.

Ja, die LED müßte korrekt platziert werden.

Ich will schon was richtig helles… das max mögliche, mit den
Batterien. So für 4 Stunden Voll-Licht, ansonsten gibt es noch
eine kleine LED für eine Art „Standlicht“, die dann sehr lange
leuchten dürfte.

Überflüssig, wenn man schon sow as konzipiert, ist eine Dimmung unverzichtbar.
Wenn auch bei Full Power die Akkus nur 20min halten, kannst du mit gedimmten Licht eine Woche lang und länger leuchten.

So rein mechanisch bekomme ich den Aufbau problemlos hin,
hab aber mit der ganzen Elektrik meine Probleme, weil ich da
einfach keine Erfahrung habe.

Ja nachdem was du machen willst, sieht das elektronische Konzept aus.
Bei 6V-Nennspannung kann man auch noch solche sehr einfache analoge Stromquellenschaltung machen.
Ich würde aber eh Akkus empfehlen. Die habe auch deutlich bessere Entladeeigenschaften (niedrigerer Innenwiderstand).
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/LED_LA…
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/LED_LA…

Vielleicht kann mir jemand paar Tipp´s geben, oder auch den
Hinweis, dass es so nix wird, oder wie es vielleicht anders besser geht.

Du hast die Wahl. Wenn du 10 Experten dazu befragst, bekommst du 10 unterschiedliche Konzepte.
Gruß Uwi

#7

Rückmeldung, überarbeitet
Hallo!

Ganz vielen Dank für die interessanten Antworten.
Na, ich bin jetzt auch beruhigt, dass ich nicht der einzige Verrückte bin, der sich mit solch Bastelei beschäftigt. (Hab mir da schon Sorgen gemacht wg. meinem geistigen Zustand)
Uwi schrieb:
Formuliere mal, was du gern möchtest.
Auch mal richtig Power zum Angeben, dann braucht man stärkere strahler,m aber die sind nicht mehr sinnvoll in Verbindung mit dem Reflektor zu verwenden.
Hmm, ja, erwischt, auch dazu. Ansonsten hab ich den Verwendungszweck schon beschrieben.
Also die Lampe hat ein Metallgehäuse, das mit der Kühlung bekomme ich in den Griff, denke ich.
Xenon habe ich auch schon überlegt, aber Brenner im Bereich von 10 Watt konnte ich nicht finden,
und mit Batterien / Akku´s sind 35 Watt ein Problem.
Spannungen über 30 V sehe ich auch als Problem.

Ich hab mich nun mal weiter mit der Sache befasst.

Also ich habe entschieden, dass der Reflektor der Lampe nur noch eine Halte-und Kühlfunktion für die LED übernehmen soll. LED in den Brennpunkt, das wird wohl wegen der Kühlung nichts.
Ich glaube, die von Uwi empfohlene LED ist am besten geeignet, weil ich da mit 6 oder 12 V hinkomme, bei den von mir ausgewählten 3er Satz auf der Star-Platine hab ich eben bemerkt, dass es mit 12 V sehr eng wird.
Muss blos noch sehen, ob ich dazu passende Vorsatzlinsen mit ca. 18° Abstrahlwinkel finde, die elektronischen Komponenten incl. Dimmer, dann mache ich es so.

Wird vielleicht so werden, dass ich das Leuchtmittel mit Wärmeleitkleber auf einen runden Spiral-Kühlkörper klebe, dann einen Passring aus Aluminium drehe, der auch mit darauf geklebt wird, und das dann im Reflektor fixiert.
Dann mal bei Betrieb die Temperatur messen, und sehen, ob ich noch mehr Kühlung brauche.

Zwecks Elektrik / Stromversorgung bin ich noch etwas im Zweifeln.
Ich werde es mit 2 solcher Batterien erst mal versuchen:
https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9…
Das ist bei 12 V und 7Ah ja nicht gerade wenig, wenn ich es mit den Akku´s vergleiche.
Ich denke, das geht schon. Kostet auch nur 3 € pro Stck.

Danke für die Aufmerksamkeit.
Weitere Tipps und Hinweise sind sehr erwünscht.

Ich werde die Arbeit mit Foto´s dokumentieren,
und zum Schluss hier vorstellen, das kann aber noch dauern, ich muss zwischendurch auch noch etwas arbeiten…

Und ganz wichtig:
Schöne Weihnachten !

Viele Grüße, Steffen!

(Beitrag einmal bearbeitet, sorry)

#8

Hallo

Ganz vielen Dank für die interessanten Antworten.
Na, ich bin jetzt auch beruhigt, dass ich nicht der einzige
Verrückte bin, der sich mit solch Bastelei beschäftigt.
(Hab mir da schon Sorgen gemacht wg. meinem geistigen Zustand)

Keine Sorge, da gibt es tausende.

Uwi schrieb:
und mit Batterien / Akku´s sind 35 Watt ein Problem.

nicht wirklich.
Ich habe für meine 60W-Lampe LiIon-Akkus bestellt.
Die haben einen zlässigen Entladestrom von 25A.
Aber auch höhere Ströme sind für NiMH Akkus im Modellbaubereich normal.

Also ich habe entschieden, dass der Reflektor der Lampe nur
noch eine Halte-und Kühlfunktion für die LED übernehmen soll.
LED in den Brennpunkt, das wird wohl wegen der Kühlung nichts.

Geht eben mit einem massiven Kuperstab (z.B. 10x10mm).
Wärmewiderstand auf ca. 10…20mm Länge bis zum größeren Kühlkörper könntest du ja mal ausrechnen

Ich glaube, die von Uwi empfohlene LED ist am besten geeignet,
weil ich da mit 6 oder 12 V hinkomme,

Da kommt aber am besten mit ca. 4,5…5V hin.
Bei 12V braucht man einen Schaltregler (KSQ) zu runtertransformieren.
Oder willst du doch 3 Stück in Reihe nehmen? Da passt es.

bei den von mir ausgewählten 3er Satz auf der Star-Platine hab ich eben
bemerkt, dass es mit 12 V sehr eng wird.

Nö, gar nicht. Max. ca. 3,4V x 3 = 10.2V
Da hast du bis 12V noch gute Regelreserve.
Optimiert kann man gut unter 1V Regelspannung kommen, dann dürften die Spannungsquelle bis ca. 11,2V einbrechen.
Mit eher leeren Batterien wird man die max. Leistung aber auch nicht mehr abholen müssen. Wenn dann noch 1A kommt, ist es immer noch sauhell.

Muss blos noch sehen, ob ich dazu passende Vorsatzlinsen mit
ca. 18° Abstrahlwinkel finde,

http://www.led-tech.de/de/High-Power-Zubehoer/CREE-O…
Dann lasse den Reflektor ganz weg und nimm lieber 3 Einzelstrahler, die du auf eine dickere ALU-Platte montierst, Da kannst du die Linsen besser platzieren.
Die ALU-Platte mußt du dann hinten thermisch gut an Gehäuse koppeln

die elektronischen Komponenten incl. Dimmer, dann mache ich es so.

Wird vielleicht so werden, dass ich das Leuchtmittel mit
Wärmeleitkleber auf einen runden Spiral-Kühlkörper klebe,

Vergiss den Kleber. So was schraubt man solide an. Hat doch eine Trägerplatte,
die du mit M2,5 oder M3 fest anschrauben kannst, oder mit großeren Schrauben auch fest klemmen. Wärmeleitpaste gehört natürlich zwischen LED-Träger und Kühlkörper.

??? Vergiss diese Kühlkörper. Die Struktur vom KK bringt doch im Gehäuse nix, oder?.

Oder willst du den als Verlängerung nach hinten ins Lampengehäuse verwenden.
Problem bei so kugelförmigen Gehäuse ist eine gute thermische Ankopplung.
Ich denke, es ist besser das Gehäuse hinten abzuschneiden und einen größeren
Rippenkühlkörper dran zu montieren.
Das Design der Lampe ändert sich dann natürlich schon erheblich.
Die wirksame Oberfläche von so einer Halbkugel mit ca. D100mm ist aber auch nicht sehr groß. Das reicht für kaum mehr als ca. 10W im Dauerbetrieb.
Kurzfristig geht natürlich fast unbegrenzt was, weil die Wärmekapazität der Massen erst mal die Wärme ausnehmen.

einen Passring aus Aluminium drehe,

Wenn du was drehen kannst, gibt es natürlich einige weitere Möglichkeiten.
der auch mit darauf

geklebt wird, und das dann im Reflektor fixiert.
Dann mal bei Betrieb die Temperatur messen, und sehen, ob ich
noch mehr Kühlung brauche.

Zwecks Elektrik / Stromversorgung bin ich noch etwas im Zweifeln.

Kann ich dir fertige Schaltungen zum selber bauen anbieten.
Ist extrem einfach und (fast) idiotensicher :wink:
Allerdings macht es die Sache erst einfach, wenn man die Versorgungsspannung
gut an die LED-Spannung anpasst.
Also optimal ist: max. U_LED + ca.2V = Batteriespannung
Mit 3 LED und 12V passt das gut.

Ich werde es mit 2 solcher Batterien erst mal versuchen:
https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9…
Das ist bei 12 V und 7Ah ja nicht gerade wenig, wenn ich es
mit den Akku´s vergleiche.
Ich denke, das geht schon. Kostet auch nur 3 € pro Stck.

Für eher seltene Benutzung kann man so rechnen.

Aber Achtung: Auf dem verlinkten Bild steht: „FOR LOW POWER PRODUCTS“
Die sind nicht für Anwendungen mit höheren Strömen gedacht und haben vermutlich einen elend hohen Innenwiderstand.
Wenn die Spannung dann unter Last deutlich einbricht, hast du keine Freude an der Lampe.
Gruß Uwi

1 Like
#9

Hi Uwi!

Danke für die Antwort!

Ich hab jetzt mal eine Bestellung vorbereitet:
1x LT-2079, CREE XM-L2 U2 auf Star
1x LT-1952, MyTinySun 3A Buck Konstantstromquelle
1x LT-2135 1Kanal PWM Dimmer mit Poti
1x LT1818 Gaggione LLS05 Optik 32mm
2x LT1389 Sternkühlkörper rund 70 mm

Wenn die Abwärme wirklich so ein Problem ist, dann hau ich den Reflektor gleich raus,
löte in das Scheinwerfergehäuse einen Flansch ein, montiere die LED auf eine Aluminiumplatte,
und schraube die ringsum mit vielen Schrauben und Wärmeleitpaste auf den Flansch auf. Die 2 Kühlkörper als Puffer noch hinten ran.
Dann kommt noch eine Scheibe davor, damit die Lampe halbwegs original aussieht.
Das sollte dann aber reichen…

Mit den 2 Batterien werde ich sehen, ob es reicht.
Das kann ich nur ausprobieren.

Viele Grüße,
Steffen!