Handscheinwerfer mit 9 x P7

Moin,

vor ein paar Wochen habe ich meinen ersten Mod (Triple P7 Mag) erfolgreich beendet Als das Monstrum fertig war dachte ich "So, jetzt brauchst du aber nix helleres mehr!!" Aber wie das hier jeder sicherlich kennt, lässt auch die Begeisterung an der hellsten Lampe irgedwann nach.
Mir ist dann am Wochenende mein alter Handscheinwerfer mit Aluminiumgehäuse in die Finger gekommen. Dieser dient eigentlich zur Beleuchtung von Werkzeugmaschinen. Da es sich um gute deutsche Wertarbeit handelt und der Scheinwerfer sich bis ins Letzte zerlegen lässt, dachte ich mir das wäre eine gute Basis für einen etwas größeren Mod
Wie im Titel schon beschrieben möchte ich gerne 9 P7 zum befeuern des Scheinwerfers einsetzen. Um diese aufzunehmen und entsprechend zu Kühlen werde ich eine Heatsink drehen lassen, in der auch die Reflektoren eingelassen werden.

Als Reflektoren habe ich die Boom Reflektoren ausgewählt:
http://www.dotlight.de/products/de/LEDs/LED-High-Power/Seoul-Z-LED/Seoul-Z-LED-Optiken/Reflektor-18-fuer-Seoul-P7-und-Acriche.html
In der Mitte soll ein Boom-S für Throw sorgen, die vier umliegenden LEDs sollen mit Boom-M versehen werden und die vier äußeren sollen für Flood jeweils einen Boom-W erhalten.

Der Scheinwerfer soll nur eine 100% Stufe besitzen. Ich werde jedoch über einen Wahlschalter eine Möglichkeit vorsehen, damit z.B. nur 3 P7 eingeschaltet werden um Energie zu sparen. Als Stromversorgung habe ich 3 KSQ von led-tech.de ausgewählt:
http://www.led-tech.de/de/LED-Controlling/Konstantstromquellen/PowerLine-LED-Konstantstromquelle--2800mA,-30V--LT-1290_118_119.html
Es sollen jeweils 3 P7 in Reihe an einer KSQ angeschlossen und mit 12V betrieben werden. Zur Spannungsversorgung habe ich mir noch keine genaueren Gedanken gemacht. Sie soll aber definitiv extern sein, z.B. ein Motorradakku in einer Tasche, Rucksack oder am Gürtel...da lasse ich mir noch was einfallen.

Jetzt bin ich mal über eure fachkundigen Meinungen gespannt Was haltet ihr von der Idee?? Für Verbesserungen bin ich natürlich dankbar.
Ich habe ein wenig bedenken was die Wärmeentwicklung angeht. Ich habe den Kühlkörper m.M.n. ausreichend Dimensioniert (~800g Aluminium)

Anbei noch zwei CAD-Modelle

Gruß, Stefan

mopped said:

[...]
Ich habe ein wenig bedenken was die Wärmeentwicklung angeht. Ich habe den Kühlkörper m.M.n. ausreichend Dimensioniert (~800g Aluminium)

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Evtl. könnte die Wärmeableitung an die Umgebung zum Problem werden. Momentan ist deine Lösung eher ein Wärmespeicher, die problemlos kurzzeitigen Betrieb möglich macht. Die 800g Alu können schon einiges an Wärme speichern. Aber im längeren Betrieb läuft diese "Wärmesenke" irgendwann über, sprich die Wärme muss auch an die Umgebung abgegeben werden können. Ich vermute mal, dass das Gehäuse des Handscheinwerfers kaum Kühlrippen hat, weil ursprünglich eine "Halogenlampe" drin war, die es eher heiss mag ...

Gehen wir mal von 10W pro LED aus, dann sind da ca. 100W (LED+Treiber) abzuführen. Die Junction Temperature sollte nicht höher als 80°C liegen, da sonst der Output zu sehr leidet. Also bei 3 °C/W Wärmewiderstand der P7 bedeutet das eine Heatsink-Temperatur an der LED von 50°C. Differenz zur Umgebungstemperatur ist also ca. 30°C, sodass der Kühlkörper eine Leistung im Bereich von 0,3K/W haben sollte. Ohne aktive Kühlung setzt das schon einige große Kühl-Finnen voraus, daher solltest du überlegen, ob du nicht eine aktive Kühlung integrierst ... oder auf Dauerbetrieb verzichtest.

Nur als Vergleich: 100W Abwärme bei 50°C Kontakttemperatur entsprechen dem Kühlprofil einer dickeren CPU, z.B. einem Intel Q6600 Quadcore (leicht übertaktet unter Volllast). CPU-Kühler arbeiten mit Heatpipes, aktiven 120-mm-Lüftern und sind insgesamt im Vergleich zu deinem Lampenprojekt auch nicht gerade klein. Gut, Heatpipes wären nicht nötig, da die Hitze aufgrund der 9 LEDs eher "dezentral" auftritt, aber der Rest ist wohl vergleichbar.

Die P7 vertragen natürlich noch höhere Junction Temperaturen, bis 140°C sind möglich, aber der Output beträgt dabei nur noch 66% verglichen mit idealer Kühlung (Tj 25°C) ... bei 80°C ist der Output immerhin auch schon auf 90% gefallen. Zu heiss macht also, abgesehen vom Lebensdauerverlust, also keinen Sinn.

Letztendlich ist die Frage, was du haben willst ... ein kurzzeitiges Spielzeug für den dicken "Wow-Effekt" oder auch ein praktisch nutzbares Tool mit genügend langer Lebensdauer? Angesichts allein der Kosten von 9 P7s würde ich mir das halt überlegen ...

hallo,

schließe mich Rantanplan an, da du sowieso ca 100W verballerst, ist der Verbrauch eines Lüfters witzlos. Einziges Problem wäre, dass der Scheinwerfer nicht mehr wasserdicht ist, wobei ich da, entsprechend der Beschreibung, vorher schon Zweifel gehabt hätte. Das Gehäuse sollte, nachdem der Akku extern montiert wird genügend platz bieten.
Zum Akku: bei der Leistung würde ich dir auf jeden Fall nicht zu einem Bleiakku raten, um vernünftigelaufzeit zu erhalten trägst du da einiges mit dir rum (Bollerwagen angesagt....(

g
markus

Hallo,

sry erstmal wegen der verspäteten Antwort

Rantanplan hat in seinem Post ja nun sehr ausführlich beschrieben, wo die Probleme bezüglich der Wärmeentwicklung auftreten. Das Gehäuse besitzt nur ein paar Kühlrippen (habe unten noch einmal zwei Bilder angehängt), ich denke nicht das die ausreichend sind.
Da die Heatsink wirklich ein Wärmespeicher ist und ich den Scheinwerfer nicht nur im Kuzzeitbetrieb einsetzten möchte, werde ich wohl um eine aktive Kühlung nicht herum kommen. Ich habe mal bei Reichelt geschaut, da bekommt man schon 40x40 oder 60x60 Lüfter für kleines Geld. Würde es denn ausreichen, wenn ich direkt hinter die Heatsink diesen Lüfter platziere um für eine Zirkulation der Luft zu sorgen und damit diese auch an mehr Gehäusefläche zu transportieren, oder komme ich um Belüftungsöffnungen nicht herum?
Wie fishgun schon erwähnt hat, ist mir dann auch der schlechte Schutz vor Witterungseinflüsse ein Dorn im Auge. Die Wärme Abfuhr wäre sicherlich damit um einiges besser.
Oder hat jemand eine Idee, wie man die Wärmeabfuhr anders gestalten könnte?


Gruß, Stefan

Wie viel Platz hast du den in der Röhre. Kannst ja mal bei Computerzubehör schauen, da gibt es viele Lüfter. Da kannst du auch nach Heatsinks mit so Lamellen schauen. Damit vergößerst du dann die Oberfläche. Ich würde sagen, das beste ist hiten rein und dann in der Mitte an der Seite wieder raus. Wie man das wetterfest bekommt ist natürlich eine andere Frage, aber sowas muss doch nicht wetterfest sein .

mfg rayman

mopped said:

... 40x40 oder 60x60

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So aus meinen langjährigen "Ich-bau-mir-einen-möglichst-leisen-PC" Erfahrungen :

Wenn Lüfter, dann würde ich ihn so ins Gehäuse einbauen, dass er Luft von hinten anzieht und seitlich wieder abgibt (Löcher hinten und seitlich am Gehäuse) Wenn Du viel Arbeit reinstecken willst, kannst Du ja Kanäle in deine Heatsink bohren.

Nicht vergessen: PC Lüfter sind quadratisch. Für deinen Zweck würde ich von der Form her unbedingt einen großen, runden empfehlen. Entweder das, oder du feilst die quadratische Halterung ab und klebst ihn direkt mit Epoxy in das Gehäuse. Platz solltest du ja haben, wenn du die Stromversorgung extern halten willst.

Kauf einen möglichst großen Lüfter. Die 40x40 fönen wie Hölle. Je größer der Lüfter, desto leiser ist er, bei gleichem Volumenstrom (muss dann nicht so hoch drehen).

Wenn Du zusätzlich Strom sparen willst und den Lüfter noch leiser machen willst, betreib ihn mit 7V statt den normalen 12V. Der Volumenstrom ist dann natürlich geringer. K.A., ob das dann zur Kühlung ausreicht. Du sparst ca 0.3W - ok, bei 100W Aufnahme eher uninteressant

Ich habe sehr gute Erfahrungen mit dem Shop www.ichbinleise.de gemacht. Riesen Lüfter- und Zubehörauswahl. Ich persönlich habe 2 Lüfter "Noctua NF-S12-800" in meinem Rechner. Diese 2 Lüfter, beide mit 7V betrieben, sind deutlich leiser als ein 12V NoName-Lüfter und kühlen wunderbar. Kabel mit Vorwiderständen von 12 auf 9 und 7 V werden mitgeliefert, kann man also stecken, wie man's braucht.

Bei ichbinleise kriegst du auch spezielle Lüfter-Filtermatten, damit kein Dreck in die Lampe kommt (Nacht, Outdoor, Regen, ...): http://www.ichbinleise.de/Zubehoer/...ueftergitter/Filtermatte-Universial::252.html

EDIT: Wenn du erst mal rumprobieren willst, besorg dir ein altes PC Netzteil. Das solltest du für lau kriegen. Die haben 120x120 12v Lüfter drin.

Und lass Dir Kühlrippen hinten in deine Heatsink schneiden...

-Walter

hallo,

das mit dem verringern der Drehzahl hat vll nicht den richtigen Stromspareffekt, aber da du ja sagst, du willst tw nicht alle Leds gleichzeitig betreiben ist, kann hier ja die geringere Laustärke ein Grund sein.
Kühlrippen werden wohl unverzichtbar sein, um die Heatsink richtig zu kühlen und sie sollten direkt eingefräst sein, und nicht über Wärmeleitpaste angeklebt,.... sein.

Lüftungsöffnungen werden wohl auch benötigt, da die Wärmeübergabe von Metall auf Luft auf Metall sehr schlecht ist (Luft ist ja nicht umsonst ein Isolator....) -> die warme Luft muss raus
Wenn du den Treiber "oben" im Gehäuse befestigst, und die Lüftungschlitze zum ansaugen und ausblasen nach unten verlegst bekommst du zum. einen regentauglichen/ spritzwassergeschützen Aufbau.
Zur Lüfterpositionierung wäre auch noch zu überlegen, ob die KSQ´s auch aktiv gekühlt werden sollen, oder nicht. Da ich den Lüfter direkt auf den Kühlkörper schrauben würde und nicht wie zB bei einem Fön hinten (sonst hast du hinten, eben wie bei einem Fön alles offen), müssten sie so positioniert werden, dass die von der angesaugten Luft profitieren.

MfG
markus

Ich habe auch ein ähnliches Projekt vor, allerdings nicht mit 9XP7
Ich kam auf die Idee Heatpipes vom PC zu verwenden um die Wärme aus dem Gehäuse zu transportieren, weg von Treiber, LEDs. Nach hinten raus und fetten passiven Kühlkörper drauf, vielleicht reichts.
Oder: Dieses Teil ist rund und könnte die Wärme direkt vom Heatsink aufnehmen.

Hi,

also Kühlrippen direkt auf der Rückseite der Heatsink werde ich nicht machen, da zum einen da ja noch die ganzen Kabel der LEDs rauskommen und zum anderen das Teil um einiges komplizierter zu fertigen ist. Das Ding muss ja auch bezahlbar bleiben

Kanäle (also Bohrungen) durch die Heatsink habe ich auch schon gedacht, aber durchgängig ist nicht möglich da vorne die Frontscheibe sitzt. Man könne die Bohrungen trotzdem setzen und somit die Oberfläche zumindest etwas vergrößern (die könnte ich dann auch auf meiner Ständerbohrmaschine selbst borhen)

Was den Lüfer angeht:
Der Gräuschpegel ist mir eigentlich egal, muss jetzt nicht super leise werden. Das Gehäuse hat innen einen Durchm. von 110mm, also scheidet ein 120er Lüfter aus. Ich denke ich werde den Lüfter zwischen KSQs und Rückseite-Heatsink platzieren und unten abgewinkelte Abluftverschraubungen setzen. Somit ist wenigstens etwas Wetterschutz gegeben. Sollte dies nicht ausreichen, kann ich in die hintere Gehäusehälfte noch Zusatzöffnungen platzieren.
Ich werde mich dann mal bei ichbinleise.de umsehen (danke für den Tipp) und mir erstmal einen passenden Lüfter aussuchen.

Heatpipes halte ich für zu übertrieben, ich werde es erstmal so versuchen.

Besten Dank erstmal für eure Hilfe,

Gruß, Stefan