Anfängerfragen zum Thema LED-Taschenlampe

[L3O]

Hallo,

ich hoffe diese Rubrik ist die richtige für meine Fragen. Leider habe ich sehr wenig Vorkenntnis mit Elektronik
im Allgemeinen und so gut wie gar keine Ahnung von LEDs etc. - trotzdem interessiert mich dieses Thema sehr
und ich möchte mal sehen ob ich es schaffe selbst eine Taschenlampe zu bauen.

Zu meiner Idee:

Ich möchte eine kleine Taschenlampe mit möglichst Leistungsstarken LEDs (Preis erstmal egal) bauen, die von
nur einer AA-Batterien oder einem Akku betrieben wird.

Leider habe ich kaum Ahnung von den Leistungsspezifischen, bzw. hierfür relevanten Werten, deshalb würde es
mir wahnsinnig helfen, wenn mir jemand sagen könnte ob:

- es überhaupt möglich ist ein hochleistungs-LED mit einer AA-Batterie zu betreiben

- welche LEDs überhaupt in Frage kämen (Marke/Modell/etc.)

- welches Zubehör generell erforderlich, bzw. sinnvoll ist wenn man so eine Taschenlampe bauen möchte
(ich denke da zB. an Platinen, Linsen, Reflektoren, Kühlkörper usw.)

So, jetzt erstmal vielen Dank überhaupt fürs Lesen - ich freu mich über jeden Tip!

Danke&Grüße,
L3O

[L3O]

Hmm... schade. Kann mir denn wirklich niemand sagen welche Bauteile ich
zum Betriebe einer Hochleistungs-LED mit einer AA-Batterie benötige?

Habe mittlerweile mehrere Taschenlampen (zB. Schlüsselanhängerlampen)
gesehen die mit nur einer Batterie funktionieren, es muss also gehen...

Grüße,
L3O

[Kunibert93]

Mit nur einer AA Batterie oder Akku wird man wohl keine Power LED versorgen können.
Eine Powerled benötigt ungefähr 3,5V, eine Batterie liefert aber nur 1,5V (Akku 1,2V). Man müsste den Strom aufs dreifache erhöhen, nur erhöht sich damit auch der fließende Strom von 350mA auf 1,05A. Und das aus nur einer AA Batterie, ich glaube nicht das es wirklich möglich ist.
Man könnte so eine Leuchtdauer von maximal 30min, wobei ich nicht davon ausgehe, dass eine Batterie soviel Strom liefert.

Eventuell funkioniert es mit dieser LED, wenn man diese unter 3V betreibt, benötigt man nur noch 2X mehr Spannung und 700mA Dauerstrom, das könnte eher hinkommen.
Grundsätzlich benötigt man dazu noch eine Linse und einen Kühlkörper.

[Borax]

welche Bauteile ich zum Betriebe einer Hochleistungs-LED mit einer AA-Batterie benötige

Einen Step-Up Wandler. Kann man selbst bauen (ist aber eher schwierig), oder kaufen (ist aber eher teuer). Außer man bestellt so einen Treiber direkt in China (dx...).

[wadi]

Mit nur einer AA Batterie oder Akku wird man wohl keine Power LED versorgen können.
Eine Powerled benötigt ungefähr 3,5V, eine Batterie liefert aber nur 1,5V (Akku 1,2V). Man müsste den Strom aufs dreifache erhöhen, nur erhöht sich damit auch der fließende Strom von 350mA auf 1,05A. Und das aus nur einer AA Batterie, ich glaube nicht das es wirklich möglich ist.
Man könnte so eine Leuchtdauer von maximal 30min, wobei ich nicht davon ausgehe, dass eine Batterie soviel Strom liefert.

Eventuell funkioniert es mit dieser LED, wenn man diese unter 3V betreibt, benötigt man nur noch 2X mehr Spannung und 700mA Dauerstrom, das könnte eher hinkommen.
Grundsätzlich benötigt man dazu noch eine Linse und einen Kühlkörper.

Irrtum sprach der Hahn und stieg von der Ente ...natürlich kannst du mit einer AA eine Powerled betreiben mit den passenden Wandler - dutzende Taschenlampen diverser Hersteller machen es vor!Natürlich hält die Batterie nicht lange, aber es gibt Schaltkreise die aus 0,9 Volt problemlos die dreikommanochwas für eine power-Led machen.
Fertige schau er bei DX usw.

[Kunibert93]

Ich hätte nicht gedacht das ein Akku einen so hohen Dauerstrom abgeben kann...

[Beatbuzzer]

Ich hätte nicht gedacht das ein Akku einen so hohen Dauerstrom abgeben kann...

Gerade Akkus können das gegenüber einigen Batterie-Typen relativ problemlos... wobei die ca. 3A, die da bei 1,2V in den Wandler rein müssen, keinesfalls einen hohen Strom darstellen.
Sogar die Eneloops, die ja primär nicht extra für hohe Ströme entwickelt wurden, sind bis 4A getestet und schneiden da recht gut ab.

Wenn wir mal von den Standard AA Akkus wegdenken, dann sind auch >30A dauer kein Problem (LiFePo4).

[joerg.b]

Hallo L3O
Ich verfolge ebenfalls schon länger die Idee, mit einer AA-Zelle (oder evt. sogar nur einer AAA-Zelle) eine möglichst helle Taschenlampe zu realisieren. Ich sehe hierbei folgende Probleme:

1. Alkaline Batterien sind weniger Hochstrom tauglich als Akkus, also sind nur Akkus sinnvoll.
2. Beim Arbeiten mit Akkus stehen typischerweise nur noch 1,2 V zur Verfügung. Werden hohe Ströme entnommen sinkt die Versorgunsspannung durch den Innenwiderstand des Akkus und Kontaktwiderstände schnell auf 1,1V (oder noch weniger).
3. Der beste Power-LED Treiber (den ich kenne), der mit einer Zelle noch halbwegs Leistung bringt ist der LTC 3490 von Linear Technology. Aber bei 1,1 V und 350 mA Ausgangsstrom für die LED gibt das Datenblatt nur noch einen Wirkungsgrad von knapp 60% an. Eine kurze Überschlagsrechnung zeigt dann folgende Eckdaten:

Pout = 3,5 V x 0,350 A = 1,225 W (Ausgangsleistung)
Pin = 1,225 / 60% = 2,042 W (Eingangsleistung)
Pv = 2,042 W x 40% = 0,817 W (Verlustleistung)
I (Uin=1,1V) = 2,042 / 1,1 V = 1,856 A (Eingangsstrom, schon recht ordentlich)

Mehr halte ich mit begrenzten Aufwand und einem 1,2V Akku aktuell für nicht realisierbar.

Da hilft auch nicht DealExtreme oder sonst wer. Die dort angebotenen Treiber liefern nämlich auch nur bei höherer Spannung Ihre angegebene hohe Ausgangsleistung. Mit einen Trick kannst Du aber meiner Meinung nach tatsächlich eine 3 W LED aus einem Akku der Bauform AA betreiben.

Es gibt zur Bauform AAA und AA baugleiche Lithium Zellen mit 3,7 V (schau mal bei DealExtreme unter UltraFire 10440 und 14500). Mit der höheren Spannung wird es wesentlich einfacher, eine Power LED zu betreiben, evt. kannst Du sogar auf den Schaltregler verzichten. Als einzigen Nachteil funktioniert Deine Power LED dann aber halt nur mit exotischen Akkus.

Gruß Jörg

[wadi]

Da hilft auch nicht DealExtreme oder sonst wer. Die dort angebotenen Treiber liefern nämlich auch nur bei höherer Spannung Ihre angegebene hohe Ausgangsleistung. Mit einen Trick kannst Du aber meiner Meinung nach tatsächlich eine 3 W LED aus einem Akku der Bauform AA betreiben.

Es gibt zur Bauform AAA und AA baugleiche Lithium Zellen mit 3,7 V (schau mal bei DealExtreme unter UltraFire 10440 und 14500). Mit der höheren Spannung wird es wesentlich einfacher, eine Power LED zu betreiben, evt. kannst Du sogar auf den Schaltregler verzichten. Als einzigen Nachteil funktioniert Deine Power LED dann aber halt nur mit exotischen Akkus.

Gruß Jörg

Natürlich hat ne AA ihre Grenzen, und man kann keine P7/MC-E daraus sinvoll betreiben. Aber normale Cree gehen durchaus, eh du dich über DX diesbezüglich auslässt , schau dir doch dort die Angebote an!!!
Einen Treiber sah ich da schon ab 0,9V , die meisten sind natürlich erst ab 3,6 V zu betreiben.
Ich habe von dort übrigens für ein paar $ Taschenlampen, die mit einer AA nicht sehr viel dunkler sind als z.B. die 180lm-Fenix mit 2xAA die ich bei Globetrotter kaufte, für ca 50 Euronen ...(als ich DX noch nit kannte...)
Das Problem einer AA Zelle ist nur die relativ kurze Brenndauer!

[Beatbuzzer]

Ich habe mal ein paar passende rausgesucht, um die Frage, ob man soetwas günstig und fertig bekommt, oder nicht, endgültig zu klären.
Treiber 0,9V-4,5V bis 1A LED-Strom mit 5 Modi
Treiber 0,9V-1,5V bis 0,5A LED-Strom mit 5 Modi
Klar arbeiten diese Dinger nicht mit >90% aber für den Preis ist die Leistung doch wohl vollkommen ok.
Dass eine Lampe mit nur einer Zelle und und Highpower-LED nicht 12 Std. leuchtet, kann man voraussehen.

[Robert W.]

Ich habe mal ein paar passende rausgesucht, um die Frage, ob man soetwas günstig und fertig bekommt, oder nicht, endgültig zu klären.
Treiber 0,9V-4,5V bis 1A LED-Strom mit 5 Modi
Treiber 0,9V-1,5V bis 0,5A LED-Strom mit 5 Modi

klar das ginge schon, aber ich würds gerne selber bauen, will heissen ich würde mich sehr über einen schaltplan so eines step-up wandlers freuen...

ro

[LED Power]

Ob du bei einem Selbstbau nicht draufzahlst und zuviel Platz benötigst, bleibt abzuwarten.

Ich würde dir daher zu den fertigen Treibern raten.

[Beatbuzzer]

Ob du bei einem Selbstbau nicht draufzahlst und zuviel Platz benötigst, bleibt abzuwarten.

Weiterhin finde ich, dass ein Schaltregler nicht gerade ein gutes Einsteigerprojekt ist. Oben schriebst du immerhin, dass du nur wenig Vorkenntnis in Elektronik hast. Bei einem Schaltregler kann eine Menge schief gehen, was vielleicht am Ende nur zu Frust führt.

Deshalb auch der Rat von mir: Lieber fertig kaufen und und dafür andere Sachen selbst bauen

[joerg.b]

...eh du dich über DX diesbezüglich auslässt , schau dir doch dort die Angebote an...

Ich will DX nicht diskreditieren, ich habe aktuell selber dort Material für über 200 $ bestellt. Vielleicht sollte man mal den Begriff Power LED besser definieren. Für mich beginnen Power LED's bei über 2 W (700mA, 3,5V). DX hat bei einer Betriebsspannung von 1,2 V nur Treiber unter einem Watt.

Ich habe mal ein paar passende rausgesucht, um die Frage, ob man soetwas günstig und fertig bekommt, oder nicht, endgültig zu klären.
Treiber 0,9V-4,5V bis 1A LED-Strom mit 5 Modi
Treiber 0,9V-1,5V bis 0,5A LED-Strom mit 5 Modi

Ich kenne die Links, aber Danke für das raussuchen. Der erste Treiber wurde von einen Käufer durchgemessen. Ergebnis: 0,8856 W Ausgangsleistung bei 1,21 V Eingangsspannung, Wirkungsgrad 56%.
Der 2. Link wurde ebenfalls von einem Käufer bewertet. 270 mA Ausgangsstrom mit einer 1,2 V Versorgung erzeugen auch nur weniger als 1W für die LED. Egal, ob eigener Entwurf oder Kauf eines kompletten Treibers, aus 1,2 V bekommt man aktuell nur 1 W bei bescheidenem Wirkungsgrad.

Bisher ist niemand auf die Variante eingegangen, einen LiIonen Akku (Ultrafire 14500 (Bauform AA)) für die Versorgung zu verwenden. Durch die hohe Akkuspannung kann eine Power LED recht einfach mit 2-3 W betrieben werden. Meiner Meinung nach ist eine solche Versorgung für einen Anfänger optimal. Als Nachteil muß man neben dem Spezialakku auch gleich noch ein LiIonen Ladegerät kaufen, aber DX ist ja recht preiswert.

...klar das ginge schon, aber ich würds gerne selber bauen, will heissen ich würde mich sehr über einen schaltplan so eines step-up wandlers freuen...

Ok, für die unerschrockenen führt unterer Link zu einem unkomplizierten Schaltregler der ca. 1W aus einer NiMH Zelle an die LED zaubert. Meiner Meinung nach ist dies der aktuell beste Treiber für diese Aufgabe.
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/3490fa.pdf

Gruß Joerg

[Achim H]

Ich habe auch mal eine zeitlang nach solchen ICs gesucht. Leider habe ich bei keinem bekannten Produzenten (Linear, National Semiconductor, Zetex, Texas, usw.) einen passenden Boost-Treiber gefunden, der über 1,2 Watt hinaus hochtransformiert. Auch die zu DX verlinkten Treiber schaffen im unteren Spannungsbereich nur um 1 Watt.

Aber:
wenn man sieht, dass gewisse lineare Konstantstromquellen mit zum Beispiel dem AMC7135 parallel geschaltet werden können (Ströme bis 2,8 Ampere bei Verwendung von 8 Stück AMC7135), dann müsste so eine Geschichte doch auch anders herum funktionieren. Eben Parallelschalten von Boost-Treibern.

Besser:
eine andere Batterie resp. einen Akku verwenden. Mit einer Lithiumzelle (typ. Spannung = 3.7V) hat man all diese Probleme nicht. Eine CR123A beispielsweise ist etwas kürzer als eine AA Batterie, dafür aber etwas dicker. Gewichtsmäßig sind beide etwa gleich. Mit der höheren Eingangsspannung erzielt man aber höhere Ausgangsströme, weil es effizientere Treiber-ICs dafür gibt.

Eine Taschenlampe (Ausgangsstrom um 1 Ampere), die mit nur 1 Stück CR123A läuft, findet man auch bei DX (Direktlink). Falls einem die Lampe dennoch zu dunkel sein sollte, spricht nichts dagegen, die Led (eingebaut ist eine Cree Q4) gegen eine Q5 oder R2 zu tauschen.

mfg Achim

[wadi]

Ich will DX nicht diskreditieren, ich habe aktuell selber dort Material für über 200 $ bestellt. Vielleicht sollte man mal den Begriff Power LED besser definieren. Für mich beginnen Power LED's bei über 2 W (700mA, 3,5V). DX hat bei einer Betriebsspannung von 1,2 V nur Treiber unter einem Watt.
Gruß Joerg

Die Definition von Power-Led überlasse ich aber besser dem Hersteller, und Cree gibt nun mal für die Q5 350mA als TYPHISCHEN Strom an, was nach Adam Ries eben nur 1Watt sind.
Ich habe nun weder alle Angebote von DX und/oder anderer Hersteller gekauft und im Meßlabor überprüft - hier muß ich mich auf den Angaben der Händler/Hersteller verlassen können.
Weiterhin bringt eine Cree Q5 - die oft in Taschenlampen verbaut wurde - bei 1Watt etwa 100lm - da aber auch viele AA-Lampen teils weit über diese 100lm angegeben sind , frage ich mich wie das, wenn 1Watt die Obergrenze ist die man aus einer AA Zelle rausholen kann, gehen soll - sollten alle , ergo auch Markenhersteller lügen??
Ich habe jetzt keinen Bock mich durch die Datenblätter von AA Baterien/Akku zu quälen, und alle Wandler-IC zu durchforsten (imho hatte ich vor Jahren mal gute step-up Teile von Maxim gesehen ), auch fehlt mir die Möglichkeit jetzt die Lumenangaben von AA-Taschenlampen auszumessen , kann ja nur meinen Augen vertrauen...und mir sind die hell genug.
Im Übrigen gings ja nur darum was möglich ist , das Lampen die dann nur ne halbe Stunde (oder gar weniger) Brenndauer haben, nicht gerade praktisch sind steht auf einen anderen Blatt .

[L Bosch]

Ich will DX nicht diskreditieren, ich habe aktuell selber dort Material für über 200 $ bestellt. Vielleicht sollte man mal den Begriff Power LED besser definieren. Für mich beginnen Power LED's bei über 2 W (700mA, 3,5V). DX hat bei einer Betriebsspannung von 1,2 V nur Treiber unter einem Watt.

Die Definition von Power-Led überlasse ich aber besser dem Hersteller, und Cree gibt nun mal für die Q5 350mA als TYPHISCHEN Strom an, was nach Adam Ries eben nur 1Watt sind.

Bezüglich der Frage welche LED eine Power LED oder eine High Power LED ist, beziehe ich mich
meistens auf den typischen Strom. Für die genauen Grenzen besteht allerdings Klärungsbedarf.
Bevor man also nur "Power-LED" schreibt, sollte man seinen Begriff davon und die Leistung oder
den typischen Strom definieren.
rbt hat in einem seinem Blogeinträge, der Einführung in die LED-Technik -> Leistungsklassen,
folgendes geschrieben:

Low Current
[...]Diese LEDs nehmen nur ~2mA auf [...].

Standard-LED [Titel geändert]
[...] die mit 20mA bestromt werden.[...]

„Power“-LEDs
[...]oberhalb von 20mA, [...]. Die Grenzen verlaufen bei dieser Einteilung von 20-150mA. Als Bauformen bieten sich hier besonders Spider und 10mm LEDs an, es gibt sie jedoch auch als 5mm Version.[...].

High-Power LEDs
[...]Strömen von 350-1000mA [...].

3,5W und mehr
[...]im Bereich von 10W und 4-6 Chips [...]darüber ist erst bei 150 oder gar 500W schluss.[...].

[bretti_kivi]

boost driver für 1 Zelle gibt's, aber dafür muss mann richtig suchen. Und dann sind die Ströme so hoch dass es sich wirklich nicht lohnt.

Candlepower wird dir alles sagen können, allerdings müsst du die Englische Sprache mächtig sein. Quellen für solche Treiber sind z.B der Sandwich Shoppe, Taskled und Luxdrive. Allerdings.... 3V @ 350mA reicht doch für ein XP-G, und mit 1 x 2700mAh AA kommt mann auf ca. 30min Laufzeit.

Bret