Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lumen)

Sicherheit zuerst: Befahrungstechniken, Seiltechnik, Ausrüstung. Foto, Messung, Befahrung, Rettung und co. - alles was man so mit in den Berg nehmen könnte und sollte.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

.
Dateianhänge
P1120218.jpg
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

.
Dateianhänge
P1120220.jpg
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Skizze des Lampenkopfs mit Bemaßung.

Die Gewinde zum Festschrauben von Frontscheibe, Led-Platine, Stiftkühlkörper und Kabelverschraubung sind nicht eingezeichnet. Die Fräsung für die Auflagefläche der Kabelverschraubung ist ebenfalls nicht eingezeichnet.

Der Lampenkopf wurde bewußt sehr massiv ausgelegt, damit die Lampe auch längere Zeit auf voller Leistung betrieben werden kann, ohne sofort extrem heiß zu werden.

.
Dateianhänge
Zeichnung Lampenkopf-klein.jpg
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am Fr. 03. Jan 14 23:36, insgesamt 1-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Abmessungen des druckdichten Akku-Gehäuses von Alunatec (20bar):
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am Mo. 11. Dez 17 22:17, insgesamt 1-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Links zu verfügbaren Manuals einzelner Komponenten:


CREE XM-L Led

http://www.led-tech.de/produkt-pdf/cree/XLampXM-L.pdf



7-fach-Optiken von Polymer-Optoelectronics

http://www.polymer-optics.co.uk/261%20- ... 0Optic.pdf

http://www.polymer-optics.co.uk/264%20- ... 0Optic.pdf



„Senser Xtreme“ Hochleistungs-Boost-Konstantstromquelle (KSQ)

http://pcb-components.de/anleitungen/Xtreme.pdf



„Nano Dim V2“ PWM-Dimmer

http://pcb-components.de/anleitungen/NanoDimV2.pdf



APEM Drucktaster (IP67)

http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... R3SAD6.pdf



Alu-Spritzguss-Gehäuse von Hammond Manufacturing, Heavy-Duty-Ausführung, 90x36x30mm,

http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... _NATUR.pdf



Alu-Stiftkühlkörper rund

http://www.fischerelektronik.de/pim/upl ... _54x20.pdf

.
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am Fr. 03. Jan 14 23:37, insgesamt 1-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Daten der fertig aufgebauten Helmlampe (Stand 2012):

Mit dem „Cree Product Characterization Tool“ kann man sehr schön das Betriebsverhalten diverser Cree-Leds untersuchen, und sich z.B. verschiedene Parameter wie Lichtstrom [Lumen], Effizienz [Lumen/W], Vorwärtsspannung [V] und Leistungsaufnahme [W] in Abhängigkeit vom gewählten Betriebsstrom sowie in Abhängigkeit von der Led-Temperatur (Tjunction) anschauen:


http://pct.cree.com/#

.
Dateianhänge
54-klein.jpg
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am Fr. 03. Jan 14 23:38, insgesamt 1-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Output der "cavelight 3600" (Stand 2012):


Die nachfolgenden Werte zur Abschätzung des max. real emittierten Lichtstroms der "cavelight 3000" stammen alle aus der Tabelle im Beitrag zuvor. Um die Werte in der Tabelle ablesen zu können, diese auf "volle Bildgröße" vergrößern.


Für eine einzelne Cree XM-L U2 Led ergibt sich bei einem Strom von I= 3A und Tjunction= 25°C:

- Lichtstrom: 975.6 Lumen*
- Effizienz: 97.5 Lumen/W
- Vorwärtsspannung: 3.337V
- Leistungsaufnahme: 10.011W


Für 7 Stück Cree XM-L U2 Leds in Reihenschaltung ergibt sich somit bei einem Strom von I= 3A und Tjunction= 25°C:

- Lichtstrom: 6829 Lumen*
- Effizienz: 97.5 Lumen/W
- Vorwärtsspannung: 23.4V
- Leistungsaufnahme: 70.1W


* Max. theoretischer Lichtstrom : Dieser gilt nur für eine Emittertemperatur von 25°C, da die Effizienz [Lumen/Watt] mit steigender Emittertemperatur sinkt . Verluste durch Optiken und Frontscheiben sind ebenfalls nicht berücksichtigt. In der Realität werden diese Werte daher nur bei sehr effizienter Kühlung und ohne Optik erreicht. Die exakten, real emittierten Lichtströme einer Lampe müssen in einer kalibrierten Ulbrichtkugel gemessen werden.

Led-Hersteller geben die Led-Parameter üblicherweise für eine Tjunction von 25°C an. In der Realität ist die Tjunction aber wesentlich höher als 25°C.



Worst Case (sehr schlechte Kühlung):

Für eine einzelne Cree XM-L U2 Led ergibt sich bei einem Strom von I= 3A und Tjunction= 150°C:

- Lichtstrom: 707.3 Lumen
- Effizienz: 79.6 Lumen/W
- Vorwärtsspannung: 2.962V
- Leistungsaufnahme: 8.886W


Für 7 Stück Cree XM-L U2 Leds in Reihenschaltung ergibt sich somit bei einem Strom von I= 3A und Tjunction= 150°C:

- Lichtstrom: 4951 Lumen
- Effizienz: 79.6 Lumen/W
- Vorwärtsspannung: 20.7V
- Leistungsaufnahme: 62.2W


Wie man sieht, sinkt mit steigender Tjunction nicht nur die Effizienz, sondern auch die Vorwärtsspannung und somit auch die Leistungsaufnahme. Daher sinkt die Leistung bei gleichem Strom von 70.1W auf 62.2W



Abschätzung des real emittierten Lichtstroms der „cavelight 3000“ (worst case):

Da die Helmlampe bei einem Strom von 3000mA bzw. einer Leistung von 60-70W passiv nicht zu kühlen ist und extrem heiß wird, wird die Lampe „nur“ bei max. 2050mA betrieben.


Für eine einzelne Cree XM-L U2 Led ergibt sich bei einem Strom von I= 2A und Tjunction= 150°C (worst case, sehr schlechte Kühlung):

- Lichtstrom: 537.6 Lumen
- Effizienz: 93.8 Lumen/W
- Vorwärtsspannung: 2.866V
- Leistungsaufnahme: 5.732W


Für 7 Stück Cree XM-L U2 Leds in Reihenschaltung ergibt sich somit bei einem Strom von I= 2A und Tjunction= 150°C (worst case, sehr schlechte Kühlung):

- Lichtstrom: 3763 Lumen
- Effizienz: 93.8 Lumen/W
- Vorwärtsspannung: 20.1V
- Leistungsaufnahme: 40.1W


Die Verluste durch die verwendete 7fach-Optik von Polymer-Optoelectronics (Part.-No.: 261) betragen laut Hersteller weniger als 15%. Da die 7fach-Optik aber ursprünglich für die Luxeon-Rebel Leds designed wurde, betragen die Verluste in Kombination mit XM-L Leds in Wirklichkeit ca. 22% (in Ulbrichtkugel gemessener Wert).


Somit folgt für den real emittierten Lichtstrom der „cavelight 3000“ (worst case):

Mit 7fach-Optik: 3763Lumen x 0.78 = 2935 Lumen


Die Verluste durch die verwendete Scurion-Frontscheibe sind nicht bekannt. Da Scurion für die Scurion1500 (2x CREE XM-L U2 Led) einen Lichtstrom von 1450 Lumen angibt, können die Verluste durch die Frontscheibe nur relativ gering sein. Daher wird für die Verluste durch die Scurion-Frontscheibe ein Wert kleiner 5% angenommen.

Mit 7fach-Optik + Frontscheibe: 2935 Lumen x 0.95 = 2788 Lumen (Stand 2012).


Da die „cavelight 3000“ bei 2050mA betrieben wird (im CREE Product Characterization Tool kann man nur die Werte für 2000mA ablesen) und die Tjunction aufgrund der sehr guten Wärmeableitung der Kupferkern-Platine sicherlich deutlich kleiner als 150°C ist, sollte der real emittierte Lichtstrom den für eine noch halbwegs kompakte Helmlampe sehr hohen Wert von 3000 Lumen übersteigen. Die in unseren Höhlen übliche, konstant niedrige Temperatur trägt natürlich auch noch etwas zur effizienten Kühlung bei.


Im Jahr 2013 wurden die CREE XM-L U2 Leds durch die neuen CREE XM-L2 U2 Leds ersetzt, wodurch max. Lichtstrom und Effizienz nochmals deutlich gesteigert werden konnten.
.
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am Di. 07. Jan 14 23:15, insgesamt 7-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Kosten der „cavelight 3600“:


- Lampenkopf + Elektronikgehäuse + Kabel + Stecker (alles was am Helm montiert ist): ca. 240 EUR

- 4-zelliger Li-Ion-Akku (Kapazität ca. 38Wh): ca. 40 EUR

- Akkugehäuse inkl. Kabelverschraubung + Kabel + Stecker: ca. 50 EUR

- Ladegerät für 4-zelligen Li-Ion-Akku: ca. 43 EUR

- Wärmeleitpaste + O-Ring-Fett: ca. 13 EUR

Alles zusammen: 386 EUR*


* Versandkosten für die einzelnen Komponenten nicht berücksichtigt.
.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Gewicht der „cavelight 3600“:


- Lampenkopf + Elektronikgehäuse + Kabel + Stecker (alles was am Helm montiert ist): 670g

- Li-Ion-Akku + Akkugehäuse + Kabelverschraubung + Kabel + Stecker + Aufhängung: 470g

Alles zusammen: 1140g*


*Das Akkugehäuse wird am Gurt getragen, drückt einem also nicht auf den Schädel.




Fazit "cavelight 3600":

Positiv:
Sehr hell, stufenlos dimmbar, homogene Ausleuchtung, hohe Reichweite, alle Komponenten sehr robust und qualitativ hochwertig, Lampenkopf und Akkugehäuse wasserdicht (druckdicht).

Negativ:
Gewicht der am Helm montierten Komponenten recht hoch, Elektronikgehäuse nicht perfekt wasserdicht (nur IP66, aber durch Polieren der Dichtflächen und Verwendung von O-Ring-Fett sicherlich trotzdem wasserdicht).

.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Akkulaufzeit der cavelight 3600 bei min. Leistung (Stand 2012, Samsung-Zellen):

Um die max. Akkulaufzeit zu bestimmen, habe ich den 4-zelligen Li-Ion-Akku auf U= 16,7V aufgeladen, die cavelight 3000 auf die geringste Dimmstufe eingestellt und die Lampe einfach mal laufen lassen.

Alle paar Stunden hab ich kurz den Stecker des Akkus abgezogen und mit einem Digitalmultimeter die aktuelle Akkuspannung gemessen, um eine Entladekurve aufzunehmen. Bei Unterbrechung der Spannungsversorgung bleibt die zuletzt eingestellte Dimmstufe im Speicher hinterlegt.

Start: Samstag, 14. Juli, 21:00Uhr
Ende: Freitag, 20. Juli, 19:45Uhr


Ergebnis:

Akkulaufzeit inkl. Pausen zum Messen der Akkuspannung: 142h, 45min


Die Akkuspannung wurde insgesamt ca. 30 mal gemessen (Dauer jeweils ca. 20s), die Lampe war also während der kompletten Testphase insgesamt nur ca. 10min nicht in Betrieb.


Akkulaufzeit cavelight 3600 (4-zelliger Li-Ion-Akku, kleinste Dimmstufe): 142h, 35min (6 Tage nonstop)


Nach dieser Zeit erreicht der Akku die Entladeschlußspannung von ca. U= 11V und die integrierte Schutzschaltung trennt den Akku automatisch vom Verbraucher.

Misst man nach automatischer Abschaltung durch die Schutzschaltung die Akkuspannung zeigt das Multimeter U= 0V an. Beim Anschließen des entladenen Akkus an das Ladegerät wird die Schutzschaltung automatisch zurückgesetzt und man misst direkt anschließend eine Spannung knapp über U= 11V. Die Akkuschutzschaltung tut also genau das, was sie tun soll.

In der eingestellten, geringsten Dimmstufe leuchtet die Lampe immer noch ausreichend hell, um sich problemlos fortbewegen zu können. Vom Empfinden würde ich die Helligkeit auf ca. 30 Lumen schätzen.

Der Akku hat eine Kapazität von ca. 38Wh. Somit ergibt sich für die geringste Dimmstufe eine Leistungsaufnahme von P= ca. 0,3W.

P= 38Wh/142h = 0,27W
Dateianhänge
Entladekurve 4S1P Li-Ion-Akku (samsung),  klein.jpg
Entladekurve 4S1P Li-Ion-Akku (samsung), klein.jpg (139.54 KiB) 8297 mal betrachtet
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am So. 05. Jan 14 1:24, insgesamt 3-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Akkulaufzeit der cavelight 3600 bei max. Leistung (Stand 2012, Samsung-Zellen):

Da die Lampe bei voller Leistung bei Raumtemperatur und ohne Luftzug sehr heiß wird, habe ich die Lampe zur Bestimmung der Entladekurve in Intervallen a 3 Minuten betrieben:


- Akku auf U= 16,7V aufladen

- Lampe einstecken
- Lampe 3 min leuchten lassen
- Lampe ausstecken
- Lampe 3 min abkühlen lassen (zwischendurch am Akku mit Digitalmultimeter die aktuelle Spannung messen).

- Lampe einstecken
- Lampe 3 min leuchten lassen
- usw. ...


Ab einer Akkulaufzeit von 42 min habe ich den Intervall verkürzt, da die Akkuspannung nun sehr schnell abnimmt:

- Lampe einstecken
- Lampe 1 min leuchten lassen
- Lampe ausstecken
- Lampe 3 min abkühlen lassen (zwischendurch am Akku mit Digitalmultimeter die aktuelle Spannung messen).

- Lampe einstecken
- Lampe 1 min leuchten lassen
- usw......



Ergebnis:

Akkulaufzeit cavelight 3600 (4-zelliger Li-Ion-Akku, max. Leistung): 47min
Dateianhänge
Entladekurve 4S1P Li-Ion-Akku, cavelight 3000-4.jpg
Entladekurve 4S1P Li-Ion-Akku, cavelight 3000-4.jpg (98.66 KiB) 8297 mal betrachtet
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am So. 05. Jan 14 1:25, insgesamt 1-mal geändert.
Benutzeravatar
Fundgrübner
Foren-User
Beiträge: 223
Registriert: Do. 23. Dez 10 9:54
Name: Frank P. Taschner
Wohnort: Nds.

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Fundgrübner »

Höhlenfreund hat geschrieben:Kosten der „cavelight 3600“:
Alles zusammen:386 EUR*
.
zzgl. Kauf einer Scurion (zum Zerlegen ---> Scheibe!) und einer Drehbank/Fräsmaschine und.... :cool:
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Hallo Micromounter,

Scurion-Frontscheiben kann man als Ersatzteil zum Preis von 8,75 EUR kaufen, z.B. hier:

http://www.speleo-concepts.com/lampen/e ... 01105.html



Wer an dieser Stelle noch ein paar EUROs sparen möchte, oder für sonstige Eigenbauprojekte Frontscheiben mit anderem Durchmesser oder anderer Materialstärke benötigt, wird vielleicht hier fündig:

http://www.acrylformen.de/shop/de/Plexi ... -mm-Stark-


Z.B.:

Plexiglas ® Scheibe im Kundenzuschnitt.

Material: Plexiglas® XT Farblos

- unübertroffen alterungs- und witterungsbeständig
- hochtransparent, Farblos: 92 % Lichtdurchlässigkeit
- bruchfest

Beidseitig mit Schutzfolie bezogen.

Die Scheibe wird lasergeschnitten und hat daher eine Schmelzkante.
Keine Nachbearbeitung der Schnittkante nötig. Kein Schleifen, kein Polieren!

Preis für Durchmesser 69mm und Materialstärke: 5 mm: 1,05 EUR (+ 2,30 EUR Versand)




Das Drehen das Lampenkopfes aus Alu-Vollmaterial hat mich ca. 10% des Gesamtpreises der Lampe gekostet, also nicht allzu viel. Löcher und Gewinde habe ich selbst gebohrt und geschnitten.

Es ist eigentlich nicht so schwierig jemanden zu finden, der einem sowas dreht. Einfach mal unverbindlich in ein paar Feinmechanik-Werkstätten anfragen. Es gibt auch in diversen Foren einige Leute, die eine Drehmaschine im Keller stehen haben und einem sowas für einen geringen Unkostenbeitrag drehen. Es handelt sich bei dem Lampenkopf ja um ein sehr einfaches Drehteil.


Grüsse
Wolfgang
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Hallo,

nachfolgend noch die Auflistung der verwendeten Komponenten, jeweils mit Link zur Bezugsquelle:



Komponente 1 :

7 x CREE XM-L2 U2 Led auf Kupfer-Rundplatine

Bezugsquelle:
http://www.led-tech.de/de/High-Power-LE ... 0_117.html

Bemerkung: ca. 7000 Lumen (I=3000mA, P=70W)

Anzahl: 1

Einzelpreis: 79.90€ (Alle paar Wochen ab ca. 45.00€ im sog Daytrade).



Komponente 2:

7-fach-Optik von Polymer-Optoelectronics (Nr.: 261 oder Nr.: 264)

Bezugsquelle:
http://www.led-tech.de/de/High-Power-Zu ... cross=1730

Anzahl: 1

Einzelpreis: 9.90€



Komponente 3 :

„Senser Xtreme“ Hochleistungs-Boost-Konstantstromquelle (KSQ)

Bezugsquelle:
http://pcb-components.de/index.php?page ... &Itemid=64

Bemerkung: max. 100W, Effizienz bis zu 97%

Anzahl: 1

Einzelpreis: 34.95€



Komponente 4:

„Nano Dim V2“ PWM-Dimmer

Bezugsquelle:
http://pcb-components.de/index.php?page ... &Itemid=64

Bemerkung: Dimmstufen: 100%, 50%, 25%, 0% (1 Drucktaster) oder stufenlose Dimmung (2 Drucktaster oder Poti)

Anzahl: 1

Einzelpreis: 17.95€



Komponente 5:

3M Wärmeleitpad, Typ 8805

Bezugsquelle:
http://pcb-components.de/index.php?page ... &Itemid=64

Bemerkung: Für KSQ + PWM-Dimmer + Trägerplatte

Anzahl: 4

Einzelpreis: 1.00€



Komponente 6:

Wärmeleitpaste Arctic-Silver 5

Bezugsquelle:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/High ... c%20silver

Bemerkung: Möglichst dünn und gleichmäßig mit Walze auftragen

Anzahl: 1

Einzelpreis: 6.90€



Komponente 7:

APEM Drucktaster (IP67)

Bezugsquelle:
http://www.conrad.de/ce/de/product/7005 ... KKNOPF-ROT

Bemerkung: Bestellnr.: 700534

Anzahl: 2

Einzelpreis: 10.24€



Komponente 8:

APEM Dichtkappe für Drucktaster

Bezugsquelle:
http://www.conrad.de/ce/de/product/7003 ... R-SERIE-IP

Bemerkung: Bestellnr.: 700354

Anzahl: 2

Einzelpreis: 4.04€



Komponente 9:

Alu-Spritzguss-Gehäuse von Hammond Manufacturing, Heavy-Duty-Ausführung, 90x36x30mm,

Bezugsquelle:
http://www.conrad.de/ce/de/product/5331 ... 0-mm-Natur

Bemerkung: Bestellnr.: 533105, Für Elektronik + Drucktaster

Anzahl: 1

Einzelpreis: 7.43€



Komponente 10:

Cordial Lautsprecherkabel CLS 215, 2x 1.5 mm2

Bezugsquelle:
http://www.thomann.de/de/cordial_cls_215.htm

Bemerkung: sehr robust und trotzdem flexibel

Anzahl: 2m

Einzelpreis: 1.05€/m



Komponente 11:

Neutrik XLR-Male-Stecker, NC 3 MXX-B

Bezugsquelle:
http://www.thomann.de/de/neutriknc_3_mxxb.htm

Bemerkung: vergoldete Kontakte, sehr gute Zugentlastung , sehr stabil

Anzahl: 2

Einzelpreis: 3.20€



Komponente 12:

Neutrik XLR-Female-Stecker, NC 3 FXX-B

Bezugsquelle:
http://www.thomann.de/de/neutrik_nc_3_fxxb.htm

Bemerkung: vergoldete Kontakte, sehr gute Zugentlastung , sehr stabil

Anzahl: 1

Einzelpreis: 3.95€



Komponente 13:

Lampenkopf, Alu-Legierung: AlMgSi1

Bezugsquelle: Feinmechanikwerkstatt

Bemerkung: Außendurchmesser: 69mm, Tiefe: 30mm, Sonstige Abmessungen siehe Entwurfsskizze

Anzahl: 1

Einzelpreis: Verhandlungssache



Komponente 14:

Ersatzglas für Scurion-Lampe

Bezugsquelle:
http://www.speleo-concepts.com/lampen/e ... 01105.html

Bemerkung: Durchmesser: 69mm, Stärke: 5mm

Anzahl: 1

Einzelpreis: 8.75€



Komponente 15:

O-Ring (Viton ) + Zentrierring (Alu)

Bezugsquelle:
http://www.novotek.de/Kleinflanschbaute ... 0-b41.html

Bemerkung: DN40-KF

Anzahl: 1

Einzelpreis: 4.60€



Komponente 16:

Alu-Stiftkühlkörper, ICK S R 54 X 20

Bezugsquelle:
http://www.fischerelektronik.de/web_fis ... ndex.xhtml

Bemerkung: Durchmesser: 54mm, Tiefe: 20mm

Anzahl: 1

Einzelpreis: 4.99€



Komponente 17:

Blueglobe Kabelverschraubung, M12 x 1,5

Bezugsquelle:
http://shop.strato.de/epages/61162903.s ... 20212ms%22

Bemerkung: (IP68, 15bar), Vorsicht: Metrisches Feingewinde,

Anzahl: 4

Einzelpreis: 3.60€



Komponente 18:

Wasserdichtes Gehäuse für Li-Ion-Akku, AT 48 70 90 POM, (IP68, 20bar)

Bezugsquelle:
http://shop.strato.de/epages/61162903.s ... 0%20POM%22

Bemerkung: IP68, 20bar

Anzahl: 1

Einzelpreis: 39.00€



Komponente 19:

O-Ring für Akkugehäuse, 38.7 x 2.65 mm

Bezugsquelle:
http://shop.strato.de/epages/61162903.s ... s/44500047

Bemerkung:

Anzahl: 2

Einzelpreis: 0.89€



Komponente 20:

Li-Ion-Akku (4S1P) inkl. Kabel + Schutzschaltung, 4x Samsung ICR18650-26 Markenzellen,

Bezugsquelle:
http://www.batt-energy-shop.de/product_ ... kabel.html

Bemerkung: Nennspannung: 14.8V, Ladeschlußspannung: 16.8V, Entladeschlußspannung: 11.0V, Max. Entladestrom: 4.0A, Max. Ladestrom: 2.6A, Kapazität: 2600mAh (bzw. ca. 38Wh),

Anzahl: 1

Einzelpreis: 39.95€



Komponente 21:

Ladegerät für 4-zellige Li-Ion-Akkus, Mascot 2241,

Bezugsquelle:
http://www.batt-energy-shop.de/product_ ... llen-.html

Bemerkung:

Anzahl: 1

Einzelpreis: 42.95€



Komponente 22:

Hochviskoses O-Ring-Fett, Baysilone von Bayer

Bezugsquelle:
http://www.taucherbazar.de/detail1_B001 ... ISKOS.html

Bemerkung: Menge: 35g

Anzahl: 1

Einzelpreis: 5.95€



Weitere Bezugsquellen:


Edelstahl-Schrauben (z.B. V2A-Imbus-Linsenflansch-Schrauben für die Montage der Frontscheibe):

http://www.potsdamer-schraubenhandel.co ... ts_id=1004



Alu-Profile (z.B. Aluwinkel für Lampenkopf-Halterung):

http://www.alu-verkauf.de/ALUMINIUM/WIN ... LE/Seite-3



Gewindeschneider M12x1,5 (Metrisches Feingewinde für Blueglobe-Kabelverschraubungen):

http://www.gewindewerkzeuge.com/Innenge ... 8-339.html



Sonstiges:
Lötzinn, Schrumpfschläuche, Kabelbinder….



Grüsse
Wolfgang
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Nachtrag 1: Aktive Kühlung?

Die Effizienz der Leds [Lumen/Watt] nimmt mit steigender Led-Temperatur stark ab.
Um das Maximum an Effizienz bzw. an Licht aus der Lampe rauszuholen, hatte ich der Lampe zu Beginn des Bastelprojekts daher testweise einen kleinen, sehr effizienten 50mm-Lüfter verpasst.
Dateianhänge
55-klein.JPG
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Der Lüfter von SEPA erzeugt keine orkanartigen Böen. Dafür, daß er gerade mal 0.25W Leistung aufnimmt, drückt er aber einen signifikanten Luftstrom (10.1m³/h) durch die Alustifte des Stiftkühlkörpers.

http://www.conrad.de/ce/de/product/1894 ... Detail=005
Dateianhänge
56-klein.JPG
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Provisorische Montage des Lampenkopfs mit Lüfter und Aluprofil, um den Luftstrom gezielt durch die Alustifte zu leiten und den Lüfter vor mechanischen Einwirkungen zu schützen.
Dateianhänge
58-klein.JPG
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Lüfter, Schutzgitter und Aluprofil wiegen nicht allzu viel. Durch die größere Hebelwirkung des tieferen Lampenkopfs wird der Helm aber sehr schlecht ausbalanciert. Aus diesem Grund wurde die aktive Lampenkühlung wieder verworfen. Wie lange der Lüfter das feuchte Höhlenklima überstanden hätte ist natürlich auch fraglich. Grundsätzlich gibt es aber sogar wasserdichte Lüfter.
Dateianhänge
57-klein.JPG
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Im Jahr 2013 durchgeführte Optimierungen der cavelight 3600:


Optimierung 1: Led-Platine


Seit Dezember 2012 ist für die excellente CREE XM-L Led das Nachfolgemodell XM-L2 verfügbar, welches nochmals effizienter ist als die klassische XM-L Led.

http://www.cree.com/news-and-events/cre ... F3747&_z=z


Bei der XM-L2 Led handelt es sich um eine neue Generationvon CREE Leds welche auf der neuen CREE SC3-Technologie basiert:

- Verwendung von Silizium-Carbid-Substraten (SiC)

- Neues Chip-Design

- Neues Packaging

- Neue Phosphor-Rezeptur


Vergleich der klassischen XM-L zur neuen XM-L2

(I= 3000mA, Tj=85°C):


7x CREE XM-L U2

Lichtstrom: 5930 Lumen


7x CREE XM-L2 U2

Lichtstrom: 6900 Lumen


Seit Mai 2013 ist die 7fach CREE XM-L Platine von Led-Tech auch mit der neuen CREE XM-L2 U2 Led verfügbar und wurde sofort in die cavelight 3600 eingebaut.

http://www.led-tech.de/de/High-Power-LE ... 0_117.html


Außerdem gibt es die 7fach XM-L Platine erstmals wahlweise auch in warmweiss (CREE XM-L2 T3, Lichtfarbe: 2900-3300 Kelvin).

http://www.led-tech.de/de/High-Power-LE ... 0_117.html


Bei der neuen Led-Platine sind die Leiterbahnen zwischen den Leds etwas breiter, und die Lötpads erfreulicherweise deutlich größer ausgeführt. Alle anderen Abmessungen der beiden Platinen sind identisch. Ein Upgrade ist daher problemlos möglich. Durch den Einbau der neuen Led-Platine konnten Effizienz und Output der cavelight 3600 nochmals deutlich gesteigert werden.


Im Anhang ein kleiner optischer Vergleich der beiden Led-Platinen:

Links: die "alte" 7fach CREE XM-L U2 Kupferplatine von led-tech.
Rechts: die neue 7fach CREE XM-L2 U2 Kupferplatine von led-tech.

.
Dateianhänge
P1140443-klein.jpg
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Die einzige kommerzielle Helmlampe mit gleicher Led-Bestückung, gleicher Leistung und ähnlichem Abstrahlverhalten wie die cavelight 3600 ist die "Lupine Betty" von Lupine-lighting-systems:

siehe:

http://www.lupine.de/produkte/helmlampen/betty_r_7/

http://lupineshop.com/index.php?page=categorie&cat=8



Nachfolgend ein kleiner Vergleich von cavelight 3600 und Lupine Betty R7:


cavelight 3600:

Lampenkopf
Bestückung: 7x CREE XM-L2 U2 Led auf Kupferplatine (led-tech)
Max. el. Leistung: 45 W
Max. Lichtstrom: 3600 Lumen
Lichtfarbe: 5700-6500 K
Abmessungen Lampenkopf: Durchmesser: 69mm, Tiefe: 52mm
Dimmung: Stufenlos dimmbar

Akku
Akkutyp: 4-zelliger Li-Ion-Akku
Verschaltung: 4S1P
Nennsspannung: 14.4 V
Kapazität: 3350 mAh bzw. 48 Wh
Zellentyp: Panasonic NCR18650B

Preis inkl. Akku und Ladegerät: ca. 400 EUR



Lupine Betty R7:

Lampenkopf
Bestückung: 7x CREE XM-L2 U2 Led auf Kupferplatine (Eigenprodukt von Lupine)
Max. el. Leistung: 45 W
Max. Lichtstrom: 4500 Lumen
Lichtfarbe: 5700-6300 K
Abmessungen Lampenkopf: Durchmesser: 55mm, Tiefe: 45mm
Dimmung: 11 Dimmstufen (0,3 W - 45 W)

Akku
Akkutyp: 4-zelliger Li-Ion-Akku
Verschaltung: 2S2P
Nennsspannung: 7.2 V
Kapazität: 6600 mAh bzw. 48 Wh
Zellentyp: Panasonic NCR18650B

Preis inkl. Akku und Ladegerät: 785 EUR



Ein Bild der neuen 7fach XM-L2 Led-Kupferplatine von Lupine gibt es hier:

http://lupineshop.com/index.php?page=product&info=437
Benutzeravatar
micha2
User
Beiträge: 1670
Registriert: Do. 01. Aug 02 0:00
Name: Michael Krumrei
Wohnort: Buchfart, Ilmtal
Kontaktdaten:

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von micha2 »

Hallo Höhlenfreund,
das sind ja wirklich sehr schöne, detailierte und fundierte Bauanleitungen für einen Hochleistungsstrahler!
Mir erschließt sich aber der Sinn (bzw. der praktische Nutzen) nicht so richtig.

Als reines Befahrergeleucht scheint mir das Ding völlig überdimensioniert:
Was will man denn damit beweisen?
Daß die Mitbefahrer einfach ein schwächeres Geleucht haben, nichts mehr sehen und doof sind???

Für eine schnelle Freihand-Untertagefotographie größerer Abbauräume wird es wohl noch nicht ausreichen - und hier wäre natürlich auch die Dauerleistung nicht gefordert...

Einen sinnvollen Einsatz würde ich mal in der Kombination mit einer (Helm)Kamera sehen:
Dokumentation einer Befahrung in "Echtzeit".

Ist ja wie immer auch nur meine pers. Meinung

Glück auf
Krumi
Nein, schlaft nicht, während die Ordner der Welt geschäftig sind...
Seid mißtrauisch gegen ihre Macht, die sie vorgeben für euch erwerben zu müssen...
Seid unbequem, seid Sand, nicht das Öl im Getriebe der Welt! (Günter Eich - Träume)
Benutzeravatar
Björn
Foren-Profi
Beiträge: 1370
Registriert: Sa. 01. Mär 03 0:00
Name: Björn Holm
Wohnort: Clausthal / Harz
Kontaktdaten:

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Björn »

Danke für die ausführliche Anleitung.

Wenn ich da an die letzten Jahre mit HöhlenForschern am Lagerfeuer denke.....
Da wurde es immer mal Tag hell im Wald.
Scheint ein verbreitetes Hobby zu sein in der Szene ;-)

Ich find es durch die stufenlose dimmbarkeit schon brauchbar.
Solange man es beim befahren nicht zu hell macht das alle blind sind sondern sich ans Level der anderen anpasst!
Wenn einer extrem hell ist haben alle anderen ein Problem
Da hat Krummi absolut Recht.

Aber mal eben einen Schacht bis unten hell zu machen ist sicher nett.

Björn
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Hallo Krumi,

wie schon erwähnt wurde ist die Lampe stufenlos dimmbar von ca. 30 Lumen bis ca. 3600 Lumen.
Man kann die Helligkeit also jederzeit rasch exakt so einstellen, wie man es gerade am angenehmsten empfindet.

Die meiste Zeit betreibe ich die Lampe bei ca. 100 - 300 Lumen. Bei engen Gangdimensionen macht mehr Licht auch keinen Sinn, da das Auge bei zu hohen Leuchtdichten sowieso runterregelt (Adaption). In Höhlen oder Bergwerken mit größeren Gangdimensionen und großen Hallen ist es aber sehr schön, kurzzeitig bei Bedarf auf Knopfdruck auch deutlich mehr Licht zur Verfügung zu haben, um sich einen Überblick zu verschaffen und die ganze Schönheit der Höhle oder des Bergwerks zu sehen.

In der Höhlenforschung sind in den letzten Jahren sehr viele Forscher auf die Scurion-Lampen umgestiegen und ich glaube, daß die wenigsten, mehrjährigen Scurion-User ihre Lampen wieder hergeben und sich z.B. wieder eine Petzl-Duo kaufen würden. Ich hab mich zu dem Thema schon mit einigen sehr langjährigen Höhlenforschern unterhalten und es wurde öfters erwähnt, daß die Leute wenn Sie eine altbekannte Höhle zum ersten mal mit einer Scurion befahren, häufig das Gefühl haben, die Höhle zum ersten mal wirklich zu sehen. Ich finde das sieht man z.B. im bereits gezeigten Vergleich ganz gut:

http://forum.untertage.com/viewtopic.ph ... 57#p106557

Ich denke auch, daß z.B. bei Neuland-Forschungen in großen alpinen Höhlensystemen eine stärkere Lampe bei der Suche nach möglichen Fortsetzungen von Vorteil ist. In Höhlen mit sehr labyrinthischem Charakter ist es auch nicht immer ganz einfach auf Anhieb den richtigen Weg zum Ausgang zu finden. Auch hier ist etwas mehr an Licht aus meiner Sicht eher hilfreich.


Die Kameraden zu Blenden sollte man natürlich strikt vermeiden. Das ist halt wie bei vielen Dingen eine Frage der Vernunft und Rücksichtnahme und hängt letztlich nicht von der Lampe ab, sondern von dem, der sie trägt. Viele Leute haben ein Auto mit sehr starker Motorisierung und fahren trotzdem langsam und zivilisiert. Andere Leute haben vielleicht ein Auto oder Motorad mit schwächerer Motorisierung und rasen damit durch die Gegend oder überholen in den unübersichtlichsten Kurven.

Der Lichtstrom einer Lampe macht auch noch nicht zwingend eine Aussage über ihre Blendwirkung. Ich kenne einige Höfos, die z.B. am Helm Led Lenser D14 Taucherlampen montiert haben (hatte ich auch mal dran). Diese haben zwar "nur" 150 Lumen, blenden aufgrund der sehr starken Fokussierwirkung der eingebauten Kollimatorlinse aber ganz extrem.

Ich verwende die Lampe tatsächlich auch in Kombination mit einer kleinen, wasserdichten Helmkamera (Rollei Bullet HD lite 2). Das funktioniert sehr gut. In dieser Kombination allerdings nur in ungedimmtem Zustand, da die aktuell eingestellte PWM-Frequenz meiner Lampe im gedimmtem Zustand ein Streifenmuster in der Filmaufnahme generiert.

Beweisen will ich eigentlich nichts. Es ging mir mit dem Beitrag darum anderen Lampenbastlern evtl. die eine oder andere kleine Anregung zu geben und Komponenten und Bezugsquellen vorzustellen, die ich jahrelang getestet habe und deren Qualität ich weiterempfehlen kann.

Glück auf
Wolfgang
Zuletzt geändert von Höhlenfreund am So. 12. Jan 14 1:09, insgesamt 3-mal geändert.
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Hallo Björn,

unter den Höhlenforschern gibt es glaube ich wirklich viele Leute, die sich ihre Helmlampen den eigenen Anforderungen entsprechend selbst basteln. Da gibt es zum Teil die unglaublichsten Konstruktionen.

siehe z.B. hier:

http://speleoclpa.free.fr/boitaoutils/e ... speleo.htm



Grüsse
Wolfgang
Höhlenfreund
Foren-User
Beiträge: 83
Registriert: So. 29. Dez 13 16:13

Re: Basteldoku: Sehr helle Eigenbau-Led-Helmlampe (3600 Lume

Beitrag von Höhlenfreund »

Optimierung 2: Li-Ion-Akku


Nach abgeschlossener Optimierung der Led-Platine, wurde die Lampe 2013 auch mit einem zweiten, qualitativ noch höherwertigen LiIon-Akku ausgestattet, welcher dem aktuellsten Stand der Technik entspricht, und sich durch eine sehr hohe Kapazität von 48 Wh auszeichnet.

Zum Vergleich:


Bisher verwendeter 4-zelliger Li-Ion-Akku (4S1P) mit Samsung ICR18650-26 Zellen:

Nennspannung: 14.8 V, Ladeschlußspannung: 16.8 V, Entladeschlußspannung: 11.0 V,
Max. Entladestrom: 4.0 A, Max. Ladestrom: 2.6 A, Kapazität: 2600 mAh (bzw. ca. 38 Wh),
Integrierte Schutzschaltung gegen Überladung und Tiefenentladung.

Preis: 39,95 EUR


Bezugsquelle:

http://www.batt-energy-shop.de/product_ ... kabel.html


Testbericht zur integrierten Samsung ICR18650-26 Einzelzelle:

http://lygte-info.dk/review/batteries20 ... %20UK.html




Neuer 4-zelliger Li-Ion-Akku (4S1P) mit Panasonic NCR18650B Zellen:

Nennspannung: 14.4 V, Ladeschlußspannung: 16.8 V, Entladeschlußspannung: 10.0 V,
Max. Entladestrom: 4.0 A, Max. Ladestrom: 1,4 A, Kapazität: 3350 mAh (bzw. ca. 48 Wh),
Integrierte Schutzschaltung gegen Überladung und Tiefenentladung.

Preis: 49,95 EUR


Bezugsquelle: Der neue Akku wurde ebenfalls bei batt-energy-shop erworben. Der Akku ist aber kein Standardprodukt, sondern wurde kundenspezifisch für mich angefertigt.

Die Zellen kann man bei batt-energy-shop auch einzeln kaufen (ebenfalls mit Schutzschaltung):

http://www.batt-energy-shop.de/product_ ... cb-7a.html

oder auch hier:

http://www.taschenlampen-papst.de/Panas ... ed-3400mAh


Testbericht zur Panasonic NCR18650B Einzelzelle:

http://lygte-info.dk/review/batteries20 ... %20UK.html



Der neue Panasonic-Akku wurde ebenfalls in ein druckdichtes Gehäuse für Taucherlampen von Alunatec integriert.

Im Anhang noch ein Foto des neuen Akkus.
Dateianhänge
P1140658-klein.jpg
Antworten