Smarte Hängeleuchte - Elektronik und Kühlung

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Moderator: T.Hoffmann

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Cailore
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Do, 24.09.20, 05:59

Hallo,

Ich möchte eine smarte, dimmbare Hängeleuchte für unser Esszimmer bauen, die ähnlich dieser aussehen wird.
  • Allerdings sollen es 5 Leuchten werden und die Lampenschirme sollen aus Deko Tassen (Kaffeetassen) sein.
  • Da das alles selbstbau wird, möchte ich nicht mit 230 V bis zu den Lampenschirmen arbeiten.

Folgendes habe ich mir bisher überlegt:
  1. Bei den LEDs denke ich an 5x Lumileds LUXEON TX SMD-LED.
  2. Diese würde ich in Reihe hinter dem KSQ Self SLD20-700IL-ES hängen.
  3. Zum dimmen würde ich gerne den Shelly Dimmer 2 vor das KSQ setzen.
  4. KSQ und Shelly können TRIAC, daher müsste das gehen!?
  5. Mit dem Shelly habe ich gleichzeitig die Schnittstelle zum SmartHome.

Nun die Punkte, bei denen ich unsicher bin:
  1. Wird das dimmen mit Shelly und dem KSQ funktionieren?
  2. Werden die LEDs hell genug sein? Ich hatte schon Leistungsstärkere LEDs im Auge, aber das bringt mich zu meinem wichtigsten Problem.
  3. Muss ich die LEDs kühlen? Wenn ja, wie? Es soll möglichst viel von der Innenseite der Tassen sichtbar bleiben oder anders gesagt die LED soll möglichst tief in der Tasse eingesetzt werden.
  4. Es würde sich natürlich anbieten die Tasse als Kühlkörper zu verwenden, aber wie bekomme ich die Wäremeübertragung von der LED auf die Tasse hin? Direkt auf den Tassenboden kleben geht nicht, da dort die Kabelaufhängung sitzt ...
Ich bin für jede Idee bzw. für jedes Kommentar sehr dankbar.

Gruß
Cailore
dieterr
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Do, 24.09.20, 08:19

Hallo,
Zu 1) ich denke, die Chance stehen gut, Sicherheit gäbe es aber nur, wenn jemand genau dieses System schon in Betrieb hat
Zu 2) wie hell willst die es denn haben? Ich finde Angaben wie 1x60W (oder 3x) Glühobst hilfreich, weil gut auf LEDs umskalierbar. Oder du hast eine Angabe gleich schon in Lumen.

Generell zu 3 und 4: die ausgewählte LED hat eine hohe Leuchtdichte, was sie für Strahler (gerichtete Anwendung) prädestiniert. In deinem Fall würde ich aber eher ein kleinen Flächenstrahler (COB) nehmen, weil damit die Blendwirkung reduziert ist.
Eine Tasse / Porzellan ist ein schlechter Wärmeleiter und damit schlechter Kühlkörper. In etwa vergleichbar mit Holz. Besser wäre es, die Innenseite der Tasse mit Metall auszukleiden, wie zum Beispiel dem Alunapf eines Teelichtes, der ganz gut in eine Espressotasse passt und als Kühlkörper dienen könnte. Zumindest aber ein Stern oder Platte in Größe des Tassenbodens ist nötig.
Das hängt aber primär von der LED ab, womit man wieder bei 2) wäre.

Gruß,
Dieter
Borax
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Do, 24.09.20, 08:26

Muss ich die LEDs kühlen?
Ja. Ohne Kühlung überleben sie keine Minute.
Es würde sich natürlich anbieten die Tasse als Kühlkörper zu verwenden
Aus welchem Material sind die Tassen? Kunststoff oder Porzellan sind als Kühlkörper sowieso ungeeignet.
sollen es 5 Leuchten werden
Das reicht nicht. Die KSQ kann 15 - 29 V DC. Eine LED braucht Typische Vf von 2,8 V. 5 Stück also nur 14V. Es müssten 6 Leuchten werden.
Wird das dimmen mit Shelly und dem KSQ funktionieren?
Wahrscheinlich. Eine Garantie dafür gibt es nicht.
Werden die LEDs hell genug sein?
Das ist schwer zu beantworten. 6 dieser LEDs (5 gehen mit dem Treiber nicht) erreichen etwa 1100 lm. Das ist etwas weniger als eine 100W Glühbirne. Als Esstischbeleuchtung sollte das aber durchaus reichen. Meine Esstischlampe hat 1400 lm. Das ist schon sehr hell. Vor dem Umbau auf eine stärkere LED hatte sie auch nur ca. 1100 lm was auch immer ausreichend hell war.

[EDIT] Dieter war schneller ;)
Cailore
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Fr, 25.09.20, 07:09

Hallo Dieter und borax,

vielen Dank für die ergiebigen Antworten, das hilft mir schon einmal sehr weiter.
Zu 1) ich denke, die Chance stehen gut, Sicherheit gäbe es aber nur, wenn jemand genau dieses System schon in Betrieb hat
Wahrscheinlich. Eine Garantie dafür gibt es nicht.
Eine Garantie hab ich selbstverständlich auch nicht erwartet. Mir reicht es, wenn ihr da offensichtlich keine Probleme seht um es zu probieren.
In deinem Fall würde ich aber eher ein kleinen Flächenstrahler (COB) nehmen, weil damit die Blendwirkung reduziert ist.
Das ist einleuchtend! ;-) Werde ich mir ansehen, ob ich da fündig werde. Die COBs benötigen aber genau so eine Kühlung, richtig?
Das reicht nicht. Die KSQ kann 15 - 29 V DC. Eine LED braucht Typische Vf von 2,8 V. 5 Stück also nur 14V. Es müssten 6 Leuchten werden.
Gut das wir drüber gesprochen haben. Ich war von den 3 V, welche in den technischen Daten stehen, ausgegangen und dachte daher, dass es ja gerade so passt. Dann schau ich nochmal nach einem anderen Treiber. Konstruktionsbedingt müssen es 5 LEDs werden.
Ja. Ohne Kühlung überleben sie keine Minute.
Besser wäre es, die Innenseite der Tasse mit Metall auszukleiden, wie zum Beispiel dem Alunapf eines Teelichtes, der ganz gut in eine Espressotasse passt und als Kühlkörper dienen könnte.
Okay, ich dachte vllt. mit der (im Vergleich zu anderen PowerLEDs) geringen Leistung kommt diese vllt. ohne Kühlung aus. Aber dann werde ich mir da etwas überlegen. Das Porzellan ein schlechter Wärmeleiter sein könnte habe ich gar nicht so drüber nachgedacht.

Wie verhält es sich mit einer G4 LED? Kommt die ohne Kühlung aus? Die benötigen dann aber als Treiber eine Konstantspannungsquelle, richtig?
Zu 2) wie hell willst die es denn haben?
Da die abgehängten Leuchtkörper im Vergleich zu einer normalen Deckenlampe eine geringere Entfernung haben und ich mir ja auch nicht die Augen wegbrennen möchte benötige ich meiner Meinung nach keine all zu hohe Lichtstärke. Wenn es Glühbirnen wären, würde ich wahrscheinlich max. 20 Watt Birnen nehmen. Ich hab mal gelesen, dass Glühbirnen etwa 12,5lm/watt leisten. Fünf Glühbirnen á 20 Watt würde demnach etwa 1.250 lm entsprechen. Aber wenn ich keine passende finde und es etwas leuchtstärke werden ist es auch okay, ich möchte sowieso einen Dimmer drin haben, dann kann ich es auch einfach herunterregeln.

Ich schau dann nochmal weiter und melde mich!
Gruß Cailore
BMK
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Fr, 25.09.20, 13:55

Hier mal eine Querdenker Lösung:
https://www.ebay.de/itm/10W-20W-30W-50W ... Sw3FJdKEcC

Erst mal die Punkte, die zu beachten sind bzw. zur Vorsicht mahnen:
- Als Lieferzeit muss man 4-6 Wochen ansetzen.
- Ab und zu geht eine Lieferung verloren. Bei mir in 1 von 10 Fällen (allgemeine China Bestellung).
- Bestellungen > 20€ könnten vom Zoll festgehalten werden wg. MwSt. Muss aber nicht.
- 100W Leistung ist gelogen. Vielleicht mit Stickstoffkühlung und Lebensdauer 1 Minute.
- Die COBs 20W....100W haben die selben Maße bei gleichem Aussehen. Wahrscheinlich kommen alle aus dem selben Topf.
- Die Effizienz von 130Lm/W gilt sicher nicht bei Nennleistung. Bei Unterbestromung aber realistisch.

Jetzt mal ein paar Fakten.
Ich habe mir vor einiger Zeit ein paar Module mit 50W bestellt. Funktionieren alle.
Es sind 50 Einzel-LED zu erkennen. Verschaltet 10s5p. Licht ist ok (warmweiss)

Jetzt hat mich im Zusammenhang mit diesem Thread mal die Unterbestromung interessiert.
Denn man kann jede Power-LED auch ohne Kühlung betreiben, wenn der Strom nur genügend gering ist.
Klar, dass normal das Preis/Leistungsverhältnis unterirdisch wird. Hier aber nicht.

Bei meinem Exemplar ging es bei 100mA ohne Kühlung. An der Unterseite ging die Temp nicht über 48°C.
Vf war hierbei 27,4V also entsprechend Leistung 2,74W. Ergibt etwa 356 Lumen (bei angenommenen 130Lm/W).
Das entspricht in etwa dem Licht einer Glühlampe von 30W. Und das für 1€. Kann man nicht meckern.
Und die flächige Abstrahlung ist gegenüber punktförmig viel augenfreundlicher.
Aber Vorsicht: 48°C gilt bei freier Konvektion an der Luft. Wenn nicht vorhanden, ggf. noch weniger bestromen.

Noch etwas: Wenn man die Bleche für die Stromzuführung nach untern klappt, hat man nur noch 42x42mm.
Man sollte unbedingt eine KSQ verwenden, etwa 100mA / Vmax=30V. Die Vf läuft bei Erwärmung weg.
dieterr
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Fr, 25.09.20, 16:43

BMK hat geschrieben:
Fr, 25.09.20, 13:55
Denn man kann jede Power-LED auch ohne Kühlung betreiben, wenn der Strom nur genügend gering ist.
...
Bei meinem Exemplar ging es bei 100mA ohne Kühlung. An der Unterseite ging die Temp nicht über 48°C.
Grundsätzlich halte ich die Idee für nicht schlecht, und ich habe ja auch nicht generell was gegen China Teile :)

Hattest du die COBs denn frei montiert, oder quasi isoliert in einer Tasse, nach oben ohne Luftabfuhr? Gut das könnte man durch gebohrte Löcher verbessern, aber die Tasse verschlechtert die Luftabfuhr sonst ungemein. Und geschickterweise haben die COBs ja schon Kühlkörper montiert. Der dafür in meinen Augen optisch aber grottenschlecht daherkommt.

Erstaunlich finde ich eher, dass die mit 130lm/W werben. Bei CRI85 ja kein so schlechter Wert. Auch wenn Samsungs LM301 200lm/W bieten, bei schlechteren CRI80. Ein damit bestücktes 7er board ist in etwa wie ein COB, und wärmt sich bei 1W auf 40°C auf, frei umströmt. Der Fairness halber: die Optik ist auch nicht besser :)

Warum der Ausflug: alles was LEDs in Licht umsetzen, wird keine Wärme und muss damit weggekühlt werden.

Alternativvorschlag: innen, am unteren Rand der Tasse zum Boden hin eine LED-Streifen ringsherum einkleben. Könnte optisch ganz gut aussehen, und der Boden bleibt frei für Luftlöcher.
Cailore
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Mi, 07.10.20, 13:38

Hallo,
ich lerne gerade, dass das alles gar nicht so einfach ist, wie ich mir das vorgestellt habe. :oops:
BMK hat geschrieben:
Fr, 25.09.20, 13:55
Hier mal eine Querdenker Lösung ...
Die Idee der Unterbestromung finde ich überaus vielversprechend.
Ich würde dass dann mit einem Kühlkörper (dessen nutzen in der Tasse natürlich mindestens Fragwürdig wäre) kombinieren.
  • Würde das auch mit einer Nichia COB gehen?
  • Ich habe bisher erfolglos versucht einen entsprechende Treiber zu finden. Könnt ihr mir da mal einen Schubser in die richtige Richtung geben?
  • Wäre so eine Lösung denn noch (smart) dimmbar? Wenn ja, wie?

dieterr hat geschrieben:
Fr, 25.09.20, 16:43
Alternativvorschlag: innen, am unteren Rand der Tasse zum Boden hin eine LED-Streifen ringsherum einkleben. Könnte optisch ganz gut aussehen, und der Boden bleibt frei für Luftlöcher.
Ja, an ein LED-Band habe ich auch schon gedacht.
  • Das FlexOne250 z.B. wäre vermutlich hell genug.
  • Ich habe jetzt auch festgestellt, dass diese auch ohne Kühlung auskommen, was ich bemerkenswert finde bei der genannten Leistung.
  • Warum kommt so ein LED-Band ohne Kühlung aus und z.B. eine COB nicht?
  • Aber ein großes Problem vermute ich bei der Anbringung. Eine Deko-Tasse ist ja deutlich konisch, fast wie ein Reflektor. Da bekomme ich also gar kein LED-Band angebracht. Oder wie hattest du das gemeint?
Bzgl. Lüftungslöscher muss ich allerdings sagen wird das vermutlich schwierig. Im Tassenboden ist ja bereits ein Loch für die Kabeldurchführung und die Aufhängung. Weitere Löcher wären vermutlich sehr riskant. Das wäre meine letzte Option glaube ich.

Gruß
Cailore
dieterr
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Mi, 07.10.20, 17:34

Cailore hat geschrieben:
Mi, 07.10.20, 13:38

[*]Ich habe bisher erfolglos versucht einen entsprechende Treiber zu finden. Könnt ihr mir da mal einen Schubser in die richtige Richtung geben?
[*]Wäre so eine Lösung denn noch (smart) dimmbar? Wenn ja, wie?[/list]
Was heisst entsprechend? Wenn man Strom und Leistung (Spannungsbereich) weiß, dann kann man danach aussuchen.
It depends, weil hängt vom Treiber ab.
Cailore hat geschrieben:
Mi, 07.10.20, 13:38

[*]Warum kommt so ein LED-Band ohne Kühlung aus und z.B. eine COB nicht?
[*]Aber ein großes Problem vermute ich bei der Anbringung. Eine Deko-Tasse ist ja deutlich konisch, fast wie ein Reflektor. Da bekomme ich also gar kein LED-Band angebracht. Oder wie hattest du das gemeint?[/list]
Leistung /Fläche ist das Stichwort. Verteilte Einzelleds wie auf Band kühlen schon bzw. primär über die Alufläche auf der sie aufgelötet sind. Auch 1W LEDs in Fernsehern funktionieren heutzutage so.
OK, wird zum Problem wenn die Tasse konisch ist, ich dachte an zylindrische. Es gibt aber auch LED Streifen mit flexiblen Band. Aber dann wird vermutlich die Auswahl ziemlich schrumpfen, möglicherweise unter 1.
Cailore
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Do, 08.10.20, 17:16

dieterr hat geschrieben:
Mi, 07.10.20, 17:34
Was heisst entsprechend? Wenn man Strom und Leistung (Spannungsbereich) weiß, dann kann man danach aussuchen.
BMK hat geschrieben:
Fr, 25.09.20, 13:55
Man sollte unbedingt eine KSQ verwenden, etwa 100mA / Vmax=30V. Die Vf läuft bei Erwärmung weg.
Ich hatte BMK so verstanden, dass die KSQ 100mA und mind. 30 V haben sollte. Wenn ich nach so einer KSQ suche finde ich eigentlich nur diese Mini-Konstantstromquelle mit Gleichrichter, die spärliche Beschreibung verunsichert mich aber wieder total.
  • Was hänge ich da für ein Netzteil davor?
  • Wo muss der Dimmer dann hin? Vor das Netzteil oder zwischen Netzteil und KSQ?
  • Aber vor allem die Beispielrechnung 1 verstehe ich im Kontext von BMKs post gar nicht mehr. Die LEDs haben eine Vf von 27,5 Volt, heißt dass dann, dass die Eingangsspannung der KSQ mind. 141,3 V (5 x 27,5 + 3,8) aber max. 38 V sein darf? :shock:
Gruß
Cailore
Zuletzt geändert von Cailore am Fr, 09.10.20, 06:55, insgesamt 1-mal geändert.
dieterr
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Do, 08.10.20, 17:35

ja, da hast du 2 Möglichkeiten.
- die sichere Varianten: 1 Netzteil mit ~100mA, xxVolt. Und dann ärgern dass es das auf dem Markt kaum gibt. Siehe hier viewtopic.php?t=22961. Threads dazu gibt es aber mal wieder, ich bin nicht auf dem neuesten Stand
- die Alternative: alle 5 COBs parallel an 1x500mA, 20W. Die hehre Theorie spricht dagegen, aber solange alle COBs aus demselben Batch sind, habe ich nicht s nachteiliges gehört bisher.

Am besten ein Netzteil das per Dimmeingang dimmbar ist, ein Beispiel wäre das LCM-25. Wie smart dimmbar muss denn es sein?
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