LED-Lampe Marke Eigenbau

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

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Esa90
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Di, 25.06.13, 12:22

Hey mein Name ist Theresa,
Ich studiere Design in Köln und muss im Rahmen eines Projektes jetzt einen Leuchten-Prototypen erstellen. Das Design steht mittlerweile und das Konzept ist simpel. Es wird eine Lampe für das Krankenhaus, für den verbesserten Tagesrythmus des Patienten. Ich habe allerdings ein Platzproblem und ein Technikproblem. Ich kenne mich mit LEDs nicht sonderlich gut aus, vor allem was die Kühlung betrifft und insgesamt die Verkabelung. Ich brauche 2 Leuchtquellen einmal eine warmweiß LED und eine kaltweiß LED, die unabhängig von einander geschaltet werden können. Ich brauche 3 Taster, die am besten auch beleuchtet sind. Leider verliere ich mich in dem Angebot das es gibt.

Ich stelle zuerst mal die technische Zeichnung der Lampe hoch, dass man sich vorstellen kann um welche Größe es geht:
Technische Zeichnung Lampe 2.pdf
Das zur Größe und den Maßen der Lampe
(242.26 KiB) 612-mal heruntergeladen
Ich brauche LEDs die zu zweit in die 2cm Röhre rein passen mit der restlichen Technik. Ich brauche ca. 300-400lm, da die Lampe hauptsächlich zum lesen und als privates Licht gedacht ist, habe ich im Krankenhaus die Vorschrift von 300 lux einzuhalten.
Wobei es mir im Moment hauptsächlich darum geht, das die Lampe leuchtet ;-)
Ich hätte mich jetzt vermutlich für etwas in die Richtung der Citizen Chip on Board LED Modul 7W, warmweiß, 475lm entschieden, oder für EdiLine 3 Edison Highpower Modul 3,5W kaltweiß 330Lm oder Edison EdiPower II EPSX-VE23 4-6W warmweiß 300-420Lm.
Aber das sind wie gesagt nur Überlegungen.


So soll die Lampe eingesetzt werden:
Bett.pdf
Zur Veranschaulichung
(235.99 KiB) 318-mal heruntergeladen
Das ist im Groben das Aussehen:
lampe copic 3.jpg
Das Aussehen
Ich würde mich unheimlich freuen, wenn sich jemand bei mir melden würde, um mir zu helfen. Da mir die Zeit im Nacken sitzt.
Auch wenn jemand Lust hat sich dem Projekt anzuschließen würde ich mich freuen und ihn gerne auch dafür entlohnen.

Freue mich auf eure Antworten, Vorschläge, Verbesserungen.

Liebe Grüße
Esa
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P.Sparenborg
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Di, 25.06.13, 15:35

Hallo Theresa,

deine ersten Ideen wirken doch schon sehr gut durchdacht. Ein schmales längliches LED Modul eignet sich für die Anwendung sicher optimal. Sehr empfehlenswert ist aufgrund des hervorragend Preis/Leistungsverhältnisses auch dieses: http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/H ... ED-4W.html
Die beiden Module nebeneinander sollten in der Leuchte ja reinpassen. Wenn es von der Länge her knapp wird: Das eine Ende des Moduls brauchst du im Prinzip nicht und kannst es auch einfach mit einer Säge abtrennen. Hier hilft dir unser Techniker Herr Kränzler(rk@leds.de) auch gerne detailliert weiter wenn du wissen möchtest an welcher Stelle du gefahrlos abschneiden kannst.
Zusätzlich brauchst du noch ein kleines Modul für die Schalter. Hier wird es etwas schwieriger, denn mir ist kein Standard Modul bekannt, welches deinen Anforderungen entspricht. Technisch ist es aber im Prinzip kein großes Problem. Eventuell lässt sich hier aber mit wenig Aufwand etwas basteln. Als Netzgerät ist es sicher am einfachsten ein 24V= Steckernetzgerät zu verwenden(gibt es im Handel zahlreich) und in der Leuchte selbst eine Konstsnatromquelle für 350mA zu verwenden. Auch hier kann ich dich an unseren Herrn Kränzler verweisen, der dir sicher gerne weiterhilft! Telefonisch kannst du ihn erreichen unter 074719601475
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stoske
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Di, 25.06.13, 15:53

Hi Theresa,

ich lass' mal einfach sprudeln, was mir dazu so durch den Kopf geht. Bei Fachbegriffen und Abkürzungen
bitte googeln.

Lux ist eine Helligkeitsangabe in Bezug auf eine Fläche (lx=lm/m^2). Wie viel Lumen man braucht
um 300 Lux zu erreichen hängt also vom Abstand und vom Winkel ab. Bei einem Meter und 30 Grad
braucht man rund 70 Lumen um 300 Lux auf der Zielfläche (1m^2) zu erreichen. Bei 50 cm und 30
Grad sind es gar nur 17 Lumen. Du musst also A. den Abstrahlwinkel mit berücksichtigen und dann
B. eine max. Helligkeit festlegen. Da die Lampe gedimmt werden kann, und sicher auch universeller
eingesetzt werden soll, als zum Lesen, sind 200-300 Lumen schon angebracht. Für 300 Lux(!) muss
man sie stark dimmen, aber das macht ja nix.

Es ist sehr wichtig, ob man mit Netzspannung oder mit Niederspannung arbeitet. Bei Netzspannung
gibt es hohe und schwierige Anforderungen an die Sicherheit. Und man benötigt ein Netzteil, welches
daraus Niederspannung macht, die man für die LED braucht. Dazu muss diese Elektronik im Stecker,
im Schlauch oder im Kopf integriert sein. Das wird schwierig und wahrscheinlich sogar eine Eigenent-
wicklung nötig machen. Sehr viel einfacher wäre es mit 12 V zu arbeiten und das Netzteil auszugliedern.
Dann gibt es aber zwischen Steckdose und Lampe eine Unterbrechung und der Aufbau kann nicht wie
gewünscht realisiert werden. Das müsste man vorher klären, da es jede weitere Überlegung stark
beeinflusst.

LED werden über den Strom gesteuert, nicht über eine Spannung. Deshalb braucht man eine sog. KSQ
zwischen LED und Netzteil, die den Strom steuert. Das ist in Bezug auf Lebensdauer und Sicherheit hier
schon zwingend. Diese Elektronik muss mit in den Kopf und ist in Aufbau und Dimensionierung von den
gewählten LED abhängig.

Das was mit CRI gemeint ist, spielt hierbei keine große Rolle. Zwischen warm- und kaltweiss wählen
ist sehr gut und ausreichend. Du sprichst zwar von schalten, besser wäre aber ein fliessender Übergang,
der automatisch zwischen warm- und kalt- noch neutralweiss bieten würde. In diesem Falle braucht
man die doppelte Menge an LED und dazu einen PWM-Dimmer, also ein weiteres Stück an Elektronik.
Aber egal ob Schalten oder Übergang, die Bedienelemente dafür scheinen noch zu fehlen.

A pro pos Bedienelemente: Die Tasten gehören keinesfalls auf die Unterseite, man müsste die Lampe
erst verbiegen und ins Licht schauen, um die Tasten zu sehen. Seitlich verbietet sich, weil die Lampe
dafür zu flexibel ist, die Tasten lägen dann schonmal auf der abgewandten Rückseite. Ergonomisch
und logisch dürfen die Tasten bei diesem Körper nur auf die Oberseite. Berücksichtige überhaupt die
besonderen Umstände wie hohes Alter und starke motorische Einschränkungen bei den Bedienern.
Über Größe und Form der Tasten, sowie über die Symbole, würde ich noch mal nachdenken.

Aber zurück zum Licht: Je weniger LED man verwendet, desto härter werden Licht und Schatten, umso
unangenehmer gerade in diesem Fall. Hier muss das Licht möglichst weich sein. Dazu kommt, dass sich
die erzeugte Hitze auf einen sehr kleinen Punkt konzentriert, was eine Kühlung notwendig macht. Das
ist gerade bei den Platzverhältnissen schwierig. Je mehr LED man verwendet, umso weicher wird das
Licht und umso größer wird die Anzahl der Punkte an denen sich Hitze bildet. Würde man 10 oder 20
entsprechend ausgewählte LED nehmen, bräuchte man bei 200-300 Lumen gesamt gar keine Kühlung
mehr, das Gehäuse würde dann schon reichen.

Ich würde zwei Reihen mit je 12 LED empfehlen, diagonal abwechselnd warm- und kaltweiss, und den
Lichtaustritt fast über die ganze Länge des Körpers ziehen. In Sachen Herstellung wäre anzumerken,
dass die Verjüngung hinten und der Abschnitt vorne, schwieriger und teurer sind, als ein Einschnitt in
einen zylindrischen Körper. Zumal ein Lichtaustritt über die Kopffläche wie in der Zeichnung weder
leicht zu realisieren ist, noch sonderlich sinnvoll scheint. Ich würde den Zylinder als Urform nutzen,
rechts und links Seitenscheiben von wenigstens 5 mm frei lassen und über die gesamte Mittelstrecke
über Viertelkreis die "Milchglasrundung" (den Diffusor) laufen lassen. Der Diffusor muss abnehmbar
sein, zum Reinigen und um Schäden zu vermeiden, die Fläche darunter muss geschlossen bleiben, es
ist also noch eine Zwischenwand zu berücksichtigen.

Empfehlenswerte LED für diesen Zweck wären z.B. Nichia NS2W757AT und NSL757AT. Man müsste eine
kleine Platine entwerfen, die die LED trägt und gleich die KSQ, den Dimmer und die Logik für die
Funktionen der Tasten enthält. Einen Prototypen kann man durchaus selbst zu Hause anfertigen.

Hm, was noch... Ah, ja, Schwanenhals. Aus der Erfahrung heraus, wird der typische Schwanenhals
nach spätestens 40-60 cm nicht mehr halten. Also durch sein Eigengewicht nahe der Befestigung
abknicken und nach unten sinken. Bei 70 cm erst recht und dann fehlt ja noch der ganze Kopf, ich
denke das wird nicht klappen.

Prinzipiell: Zuerst technische und praktische Eckpunkte festlegen, dann den gesamten elektrischen
und funktionalen Aufbau konzipieren. Erst dann, am Besten in 3D, sämtliche Bauteile simulieren und
dann das Gehäuse gestalten. Zum Schluss einen Prototypen herstellen.

Ich hoffe es war was Nützliches dabei :)
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Mr Fix-it
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Di, 25.06.13, 23:11

Das mit dem Schwanenhals wird in der Tat ein Problem, da stimme ich stoskes ausgezeichneten Denkanstößen absolut zu (fünf mussten sein). Die ausgesuchten LEDs erzeugen zu viel Abwärme auf kleiner Fläche, da ist der Vorschlag von stoske schon sehr angebracht, besser Du setzt Midpower-LEDs ein, die verteilen die Abwärme besser und Du hast eine besser verteilte Beleuchtung.

Eine Idee wie Du Platz und Gewicht im Lampenkopf einsparen kannst:
Mach den Steckerteil etwas größer, setzt den Schwanenhals im Winkel von 90° zum Stecker an und lass was immer geht an Technik im Steckerteil verschwinden. Eine Steuerleitung von einigen Adern sollte in den Schwanenhals passen, sodass außer den LEDs und den Tastern nichts weiter in den Lampenkopf muss, das entlastet erheblich und die andere Montage des Schwanenhalses sollte dem Problem begegnen das derselbe am Montagepunkt abknickt, lass ihn doch, dann ist der dort wo er hin soll.

Wenn Du das Gehäuse aus eloxiertem Aluminium fertigen lässt, sollte die Kühlung nur über das Gehäuse zu machen sein, ohne das dieses Bauteil über 30-40°C erreicht, kranke und ältere Menschen sind oft sehr empfindlich und könnten bei höheren Temperaturen erschrecken. Die geringe Wärmeentwicklung ergibt sich auch daraus, das alle übrigen Bauteile im Stecker sind und damit auch deren Abwärme dort anfällt. Wenn Du die weichen Übergänge vom Zylinder in den Schwanenhals für den Prototypen auf einem 3-D-Drucker in Kunststoff fertigen lässt, spart das neben Gewicht auch erheblich Kosten ein. In der Serie kann man das im Spritzguss für sehr wenig Geld realisieren (je nach Auflage).

Sonst eine wirklich sehr gute Idee. Die wenigen Probleme bezüglich Umsetzung muss man halt noch lösen bzw. mal austesten, Schwanenhälse z.B. gibt es hier von der Stange in allen Längen:
http://www.leuchtenbau24.de/product_inf ... 34251c0709
oder:
http://www.leuchtenbau24.de/product_inf ... 34251c0709
Montagematerial gibt es auch, was immer Du brauchst, Ob Scheibennippel oder Gewindestangen mit passende Feingewindemuttern.
mit denen kannst Du ja mal testen ob es trägt.

Über die Verteilung des Lichts würde ich mir auch nochmal Gedanken machen, so wie die Zeichnung "Bett" es derzeit präsentiert, hat der Kranke das meiste Licht direkt im Gesicht und nicht auf dem Buch. Der Lichtaustritt am Ende des zylindrischen Kopfes dürfte bezüglich Lichtverteilung doch sehr an eine Taschenlampe erinnern, zudem würde die benötigte Lichtleittechnik im Kopf für zusätzlichen Ballast sorgen. Besonders komfortabel wäre es für den Kranken zudem nicht, er müsste ständig die Leuchte nachstellen oder das Buch in den Lichtkegel halten.

Sorry, ich weiß, fremde Vorschläge zerlegen ist einfach, aber sehe es als konstruktive Kritik, nichts anderes ist unsere Absicht und das darf ich glaube ich auch für stoske so zu Ausdruck bringen.
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Achim H
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Mi, 26.06.13, 07:43

Das mit dem Schwanenhals wird in der Tat ein Problem, ...
Nicht unbedingt. Es sei denn man verwendet mehrdrähtige Litze.
Mit eindrahtigen Adern (Beispiel Fernmeldekabel: 0,6mm²) bleibt auch der Schwanenhals steifer.
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Beatbuzzer
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Mi, 26.06.13, 08:06

In der Zeichnung machts den Eindruck, als ob der Stecker direkt am Schwanenhals sitzt. Das könnte zum Problem werden, denn bei Steckdosen gibt es gewisse Richtlinien, wie stark sie (mechanisch) maximal belastet werden dürfen. Und so ein Schwanenhals mit Lampe erzeugt ja doch schon gewisse Hebelkräfte auf die Dose.

Ich würde da eher eine klassische Befestigung mit einem Lampenfuß und Dübeln vorsehen. Dann kann man auch eine KSQ als Steckernetzteil verwenden:
http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... xid-1.html

Diese dürfen sogar sekundärseitig geschaltet werden, man kann also problemlos Schalter an der Lampe anbringen und das Netzteil stecken lassen.
Esa90
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Mi, 26.06.13, 09:26

Zuerst mal vielen Dank für die Menge an nützlichen Infos!
Ich denke ich kann daraus viel schöpfen und mir noch mal ein paar Gedanken über das Ganze machen.

Mit dem Schwanenhals habe ich kein Problem, habe einen guten Hersteller gefunden, der mir das so macht wie ich es brauche und der mir versichert das er das Gewicht des Kopfes tragen wird.
Was die Lichtverteilung angeht, so habe ich im Moment nur den Anspruch, es zum Leuchten zu bringen, mehr muss sie im Moment nicht können. Nur die 2 verschiedenen Einstellungen müssen ermöglicht werden.
Aber für weitere Schritte, nach der Präsentation, werde ich die Hinweise und Gedanken noch mal berücksichtigen =)

Sorry, ich weiß, fremde Vorschläge zerlegen ist einfach, aber sehe es als konstruktive Kritik, nichts anderes ist unsere Absicht und das darf ich glaube ich auch für stoske so zu Ausdruck bringen.
Keine Sorge damit kann ich umgehen es läuft bei uns in der Uni nicht anders. Ich bin für Kritik sehr dankbar, es macht die Sache am Ende nur besser. ;-)

Ich bin auch weiterhin offen und dankbar für Ideen und Kritik.
Meine Fortschritte werde ich hier auch dokumentieren.
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Mi, 26.06.13, 11:12

Esa90 hat geschrieben:Ich brauche 3 Taster, die am besten auch beleuchtet sind. Leider verliere ich mich in dem Angebot das es gibt.
Taster wäre noch mit zusätzlicher Elektronik verbunden. Ein Schalter ist da besser. Ein Wippschalter mit Mittelstellung z.B. oder ein Schiebeschalter mit drei Stellungen. Kommt drauf an, was dir im Design außer den Tasten noch so gefallen könnte.

Hier mal beispielhaft ein Wippschalter:
http://img.directindustry.de/images_di/ ... 357289.jpg
...und ein Schiebeschalter:
http://www.elv-downloads.de/bilder/arti ... halter.jpg

@Achim: festes Kabel in einem flexiblen Schwanenhals hört sich für mich nicht so toll an. Besonders, wenn es dann noch eine "tragende Rolle" bekommt. Das scheuert bei häufigen Bewegungen recht doll und die Anschlussstellen werden auch stark belastet.
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R.Kränzler
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Mi, 26.06.13, 16:11

Ich schlage vor, die Konstantstromquellen (95016) im Steckerteil unterzubringen und die SmartArrays 73771 und 73772 zu verwenden, die können ausnahmsweise bei einer Vorwärtsspannung von 8,9 V bei 350 mA an den Konstantstromquellen mit 2,5 - 3 V Dropspannung zugeschaltet werden.
Als Schalter würde ich zwei Einrasttastschalter (weiß nicht genau wie die heißen) in rot und blau nehmen, mit denen die beiden Lichtfarben ein- und ausgeschaltet werden können, also einzeln an oder auch beide zusammen.
Weiß da zufällig jemand was elegant passendes?
johnson
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Mi, 26.06.13, 20:06

stoske hat geschrieben:Schwanenhals. Aus der Erfahrung heraus, wird der typische Schwanenhals
nach spätestens 40-60 cm nicht mehr halten. Also durch sein Eigengewicht nahe der Befestigung
abknicken und nach unten sinken.
Das möchte ich so nicht stehn lassen, da habe ich recht positive Erfahrungen gemacht.
Wir haben in der Arbeit mehrere von Arbeitsplatzleuchte mit Schwanenhals seit ein paar Jahren rumstehn und werden täglich ziemlich stark hergenommen.
Ich hab mir mal so ein Teil aus dem Müll gezogen, nachdem ein Grobmotoriger den Lampenkopf abgerissen hat. Wollte mir da auch mal was aus Leds machen, komm nur leider nicht dazu.
Aus purer Neugier habe ich mir die Led-Leiste runtergebaut und auf den Schwanenhals gebunden.
Schwanenhals001.jpg
Der Hals hält.
Der Schwanenhals selber ist ca. 55cm lang und das Aluprofil (1m) hängt ca. 85cm über. Sind also noch ca. 40cm vom Hals übrig. Ich denke mal, selbst wenn der Hals 70cm hat trägt der den kleinen Lampenkopf locker.
Davon abgesehen muss ja die Lampe ja nicht an die Wand geschraubt werden, die könnte man auch am Bett befestigen, somit wird der Hals wieder kürzer.

Als Schalter würde ich eher zu den Microtip-Teilen (oder wie auch immer die heißen) greifen wo so ne art Folie drüber ist und eine ebene Fläche bilden.
Die lassen sich besser reinigen und es kann nicht irgendein Schlontz in den Ritzen verschwinden.
R.Kränzler hat geschrieben:...die SmartArrays 73771 und 73772 zu verwenden...
Welche sollen das sein :?: Die hab ich nicht gefunden. :wink:
Oder meintest du die 53771 und 53772. :wink:
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stoske
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Mi, 26.06.13, 23:00

> Das möchte ich so nicht stehn lassen, da habe ich recht positive Erfahrungen gemacht.

Offenbar gibt es da große Unterschiede bei der Steifheit. Dann muss ich meine
Erfahrung wohl korrigieren. Besten Dank.
johnson
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Do, 27.06.13, 09:18

stoske hat geschrieben:Offenbar gibt es da große Unterschiede bei der Steifheit. Dann muss ich meine
Erfahrung wohl korrigieren. Besten Dank.
Ja bitte, gern geschehen. :wink:
Ich denke mal, das das noch nicht mal das Ende der Fahnenstange ist und noch bessere gibt. Grad so Maschinenleuchten müssten da noch stabiler sein. Sind mir aber auch noch keine untergekommen.
johnson hat geschrieben:Als Schalter würde ich eher zu den Microtip-Teilen (oder wie auch immer die heißen) greifen wo so ne art Folie drüber ist und eine ebene Fläche bilden.
Die lassen sich besser reinigen und es kann nicht irgendein Schlontz in den Ritzen verschwinden.

Zu Thema Schalter hab ich mich mal etwas schlau gemacht und was interessantes gefunden.
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R.Kränzler
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Do, 27.06.13, 09:39

Danke johnson für die Korrektur, 53771 und 53772 sind die richtigen Artikelnummern.
Esa90
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Fr, 28.06.13, 11:03

Danke für den Tip mit den Microtip-teilen! Ich werde der Sache mal nachgehen.
Ich habe heute meinen Kopf in Auftrag gegeben und ich denke, das Gewicht hält der Schwanenhals sicher.
Außerdem habe ich einen Elektriker, wegen des Gewichts, das auf der Steckdose lastet befragt und dieser meinte, dass die Steckerleisten in Krankenhäusern dieser Belastung standhalten müssten, auch wenn jemand daran zieht.

Danke Herr Kränzler, dass sie das mit den Leds für mich getestet haben!
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Fr, 22.11.13, 16:52

ich mag ihren Konzept Esa, sieht schick aus! :) Ich werde es mir mal merken, mit ihrem Erlaubnis na klar :)
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