Howto: Zelfbouw mini LED verstralers. (3W Luxeon)

Kees Den Haag

MF veteraan
28 apr 2005
4.909
110
Den Haag
Zelfbouw mini LED verstraler met 2x 3W Luxeon power LED's.

De LED's werken op een spanning van ongeveer 3V en kunnen maximaal 1A aan stroom verwerken. Een normale halogeenlamp verbruikt 4,6A (55W lamp). Deze LED's zijn dus zeer energie zuinig, klein en geven best veel licht. De LED komt op een 6-hoekig printje met aan de onderkant een aluminiumplaatje. Deze LED's worden heel heet en hebben absoluut koeling nodig.

Als behuizing wordt een roodkoper sok gebruikt. Koper is een uitstekende geleider van warmte. En omdat de LED's heet worden moet de warmte afgevoerd worden. De kopere sok wordt gebruikt om van 15mm waterleiding over te gaan op 22mm waterleiding.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2001.jpg


Neem een 5eurocent muntje een schuur deze zo vlak mogelijk. De achterkant van de LED moet zo goed mogelijk contactmaken met het muntje. In een stuiver zit veel koper dus deze zal de warmte goed geleiden. Plaats het muntje in de koperen sok.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2002.jpg


Het muntje vastzetten met aluminiumfolie. Met S39 insmeren zodat de soldeer (50% tin/lood) goed vloeit en hecht.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2003.jpg


Verhitten. Gewoon met het gasfornuis... Het is best lastig om het muntje er goed in te krijgen. Maar na een paar keer proberen lukte het prima. (De boel omdraaien ging makkelijker.) Naderhand heel goed schoonmaken want S39 is rotzooi. (Vergelijkbaar met zoutzuur geloof ik)
LED-verstraler-3W-Luxeon%2004.jpg


De plastic lenshouder met een dremmel even bijvijlen zodat 'ie zonder veel wrikken past. Er zijn veel verschillende lenzen te koop. Links is een 6 graden lens en die rechts met ringen heeft een bereik van 15 graden. Ik heb gekozen voor de 6 graden lens. (Ter voorkoming van het verblinden van tegenliggers)
LED-verstraler-3W-Luxeon%2005.jpg


Een klein gaatje (4mm) in de zijkant boren waar straks de kabeltjes uit moeten komen. Dan wordt het tijd voor de bevastigingsbeugel. Uiteraard ook van koper zodat de warmte goed wordt doorgegeven en via de luchtstroom afgevoerd kan worden.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2006.jpg


Koper is relatief zacht. (Al wil ik geen klap krijgen met een koperen knuppel. :( ) Met heel langzaam aanschroeven en af en toe met een tang het wat bijknijpen krijg je de beugel er perfect om heen. Aan het gat aan de achterkant van het lampje is te zien dat er een dikke laag soldeer zit. Dit geeft het lampje wat meer massa voor de hitte die de LED produceert.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2006b.jpg


De achterkant dek ik af met een ringetje.

De bedoeling is dat de grote ring de topkuip voorstelt qua bevestiging. Met plastic ringen bevestigen want als het lampje heet wordt dan wil je niet dat de topkuip gaat smelten of vervormen. De bevestiging op deze manier geeft nauwelijks warmte door aan de kuip.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2007.jpg


Bij testen bleek dat de kopere sok goed heet wordt en de bout al een stuk minder. Die is van RVS en niet van koper. Door de rijwind zal het lampje uitstekend afgekoeld worden. Maar ook bij stilstand moet het kunnen. Ik heb helaas geen thermometer die dit nog kan meten. De LED mag maximaal 80 graden worden. Ik kan 'em nog beetpakken, maar het is na een uurtje branden, zonder rijwind, goed heet. Ik gok rond de 60 a 70 graden.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2008.jpg


De boel goed schuren. Bij het lampje links is er soldeer op de buitenkant gevloeit maar dat is absoluut geen ramp en slechts een dun laagje. Ontvetten met wasbenzine en tijdelijk dichtstoppen met aluminiumfolie. De beugels er om heen en klaar om te spuiten. De beugels niet apart spuiten, koper op koper geeft een betere warmteoverdracht dan met verf er tussen is mijn redenering. Het grootste gedeelte van de beugel aan de binnenkant invetten met koperpasta voor een goede warmte overdracht. De beugel klemt het lampje prima, maar voor de zekerheid ook nog vastgezet met hittebestendige 2 componentenlijm.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2010.jpg


De boel spuiten met primer/filler. De grondlaag. Als het droog is de druipers wegschuren... '( De afdekring aan de achterkant apart spuiten zodat beide zijden van de ring beschermt zijn tegen roesten. (Al zal dat niet zo'n vaart lopen, door de hitte zal eventueel regenwater snel verdampen)
LED-verstraler-3W-Luxeon%2011.jpg


Daarna met metelic lak spuiten. 2x gespoten om het mooi acceptabel te krijgen. Ik heb besloten om er geen blanke lak overheen te spuiten. De meteliclak zal de wamte vast beter afvoeren aan de lucht dan met blanke lak er overheen. (En ik ben niet zo'n ster in spuiten, geen zin om het nu te verpesten O-) )
LED-verstraler-3W-Luxeon%2012.jpg


De draadjes aan de LED solderen. Aangezien er maximaal 1A aan stroom gaat lopen zijn hele dikke kabels, zoals bij halogeenverlichting niet nodig. Even goed kijken hoe je de kabels er op soldeert zodat je ze gemakkelijk uit het gaatje kan krijgen. Priegel werk!
LED-verstraler-3W-Luxeon%2013.jpg


Krimpkous om de kabels. Dit is sterk en kan goed tegen hitte. Bovendien beschermt het de kabels die door het gaatje moeten.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2014.jpg


Dit kleine printplaatje (kant en klaar te koop) stuurt de LED's aan. Het is een constante stroombron die 1000mA (=1A) levert ongeacht de spanning. (mits binnen 6 tot 24V). De boordspanning bij een auto of motor varieert ergens tussen de 12 bij stationair en 13,8V bij het maken van toeren. De LED zal dus constant met de zelfde intensiteit branden.

Je kan er twee van deze LED's in serie op aansluiten. Dus beide LED's samen trekken niet meer dan 1A. (Twee halogeenlampjes bijna 10A!)
LED-verstraler-3W-Luxeon%2015.jpg


De LED kan er in. De onderkant goed ontvetten met wasbenzine en het muntstuk ook uiteraard. Met speciale dubbelzijdige tape, die warmte goed doorgeeft kan de LED vastgeplakt worden. De LED goedvastdukken.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2016.jpg


Daarna kan de lenshouder er in, met een druppeltje 2-componentenlijm op de pootjes. De pootjes passen precies op de LED. De lens kan je er dan gemakkelijk op klikken.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2017.jpg


Met een spuit met sileconenkit kan je de LED nauwkeurig waterdicht maken. (De kit mengen met een beetje zwarte verf zodat het dezelfde kleur heeft als de LED houder.)
LED-verstraler-3W-Luxeon%2018.jpg


De rubber afdekring ring kan er met 2-componentenlijm opgeplakt worden. (De lijm mengen met een beetje zwarte verf, anders lekt het tussen de behuizing en de ring licht.)Goed te zien is dat de straal erg smal is. Perfect!
LED-verstraler-3W-Luxeon%2019.jpg


Zo zullen ze aan de topkuip komen te hangen.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2020.jpg


Klaar! De LED's geven veel licht. (Kleur is volgens de specs van de LED 5500K) Buiten even los geprobeerd en ze geven behoorlijk wat licht. Een goed geconcentreerde bundel met een ver bereik.
LED-verstraler-3W-Luxeon%2021.jpg


Ik heb de komende week geen tijd om ze te monteren, maar zodra ze er op zitten zal ik wat foto's proberen te maken van de montage. En tevens het zicht dat ze geven. (Uiteraard met en zonder de halogeen koplamp er bij.)
 
Laatst bewerkt:
Naar aanleiding van voorgaande posts in dit topic wil ik graag even de specificaties van een LED toelichten en hoe hiermee om te gaan. Een voorbeeld:

  • Durchmesser: 16.0 /diameter, van de LED of het stukje printplaat waarop de LED zit
  • Abstrahlwinkel: 125°/angle, of uitstralings hoek, dit is van de LED, deze is bij high power leds meestal vrij groot, dit moet worden gebundelt d.m.v een lens.
  • Höhe: 4.02 /hoogte
  • Leuchtfarbe: weiss /light color, licht kleur
  • Lumen typ.: 300 / aantal lumen bij normaal(typical) gebruik, gerelateerd aan de mA typ. zie later.
  • Lumen max.: 1040/ aantal lumen bij maximale stroom
  • Kelvin min.: 5000 / kleur bij typical stroom
  • Kelvin max.: 8300 / kleur bij maximale stroom, het licht wordt dus iets blauwer bij hoge stromen
  • mA typ.: 700 mA/ aangeraden stroom, voor watjes natuurlijk
  • mA max.: 3000 mA / maximale stroom, dit is wat we nodig hebben. Stel hier je voeding op af als je maximaal licht wilt. Stuur er echter niet meer stroom door want dan gaat ie kapot. De stroom blijft gelijk als er meerdere leds in serie staan.
  • V typ.: 2.9 V /het voltage wat je minimaal nodig hebt wil je LED licht gaan geven.
  • V max.: 4 V / voltage wat je nodig hebt om het maximale er uit te halen. De spanning telt op als er meerdere LEDS in serie staan. Voor 2 LEDS heb je dus minimaal 8 volt nodig.
  • Sperrspannung: 5 V / een LED laat maar stroom door vanuit 1 richting, de andere richting is geblockeerd. Dit kent ook wel z'n beperkingen, sperrspannung/ reverse voltage is het maximum wat hij tegen kan houden voor dat hij kapot is. Is niet zozeer van toepassing in dit topic
  • Watt: 2,03 W Het vermogen van de LED en uiteindelijk ook van je voeding. Bij meerdere LEDs telt dit op, maar is meestal niet zo van belang. Dit is, kort door de bocht, niet gerelateerd aan de voltages hier boven. De voltages hierboven is wat je minimaal nodig hebt, het opgenomen vermogen kan minder zijn. Dit geval V=P/I 2.03/3 = 0.67V wat een vrij standaard spanningsval is.
Samenvatting:
  1. Meerder LEDs altijd in serie, nooit parallel (dit omdat leds nooit identiek zijn, als je ze parallel schakelt zal degene met de laagste voltage alles voor z'n kiezen krijgen, de anderen blijven uit.
  2. bij meerdere leds blijft de stroom gelijk. Let er op dat de voeding een stroombron is waarbij de stroom bekent is. Kijk uit met de maximale waarde.
  3. Let op de minimale voltage benodigt, dit telt op bij meerdere LEDs in serie. Onze motor accu is meestal maar 12 V dus dat levert hooguit genoeg voor 2 of 3 LEDs.

Ik hoop dat bovenstaande duidelijkheid geeft, veel bestel plezier :)
 
Zou je dan zo vriendelijk willen zijn om dit dan ook even uit te leggen zodat we dat ook praktisch kunnen toepassen. Ik weet namelijk wel dat het niet altijd het geval is, maar op het moment dat je LEDs op je motor gaat hangen heb je niks aan theoretische uitzonderingen. bovenstaande zal zeker voor 99% gewoon opgaan.
 
Nou afhankelijk van waar je de draden aansluit (bijv. aan de dynamo) lijkt het me dat je ergens 12-15 volt hebt, en per type led moet je zelf nadenken wat je in serie wil zetten. 3) moet gewoon weg. Mensen moeten een geschikte constante stroombron aanschaffen en niet aankloten met spul in serie aan de accu hangen.
 
tada
full


Ik ben tevreden met het resultaat :) heb het vandaag ook getest, en werkt prima. Ik heb ze zo staan dat tegenliggers niet verblind worden, zodat ik ze als dagrijlicht kan voeren, s'avonds heb ik er ook nog baat bij, zicht is toch wel stuk beter zo.
Ik moet ze alleen nog spuiten :P
 
Heb net bedacht dat als ik de boel op volle bak wil laten werken, ik 6 stroombronnen nodig heb :+



Dat gaat toch helemaal nergens meer over... maar ja, nu ben ik al zóóó ver _O- Ga ik ze wel los schakelen en alles opnieuw solderen, heb ik er in ieder geval stages aan over gehouden :P Seriously, dit is leuk omdat je er een behuizing, 24 LEDs, goeie koelribben en lens bij krijgt... maar het is NIET eenvoudiger _O-


[afbeelding]


De totaaltoevoer was dus via dezelfde flimsy draadjes :X

enkele 10-100Watt led niet handiger geweest O-)
 
Je hebt dus duidelijk punt 3 in mijn eerder genoemde samenvatting niet goed begrepen (waardoor je het als onzin bestempelde). Als de Leds in serie staan dan doen ze het of allemaal wel, of allemaal niet. Het is niet dat ze een voor een opschakelen aan de hand van het toerental. Het is een stroomkring, en elke LED legt de drempel voltage wat hoger, als ze in serie staan dan moet je dus zorgen dat het totale voltage over die drempel heen komt anders is de stroomkring niet rond.

House zou wel naar een boost converter kunnen kijken om het voltage te verhogen. Ze gaan rond met meerder namen, functionaliteit blijft hetzelfde buck boost, step up boost led driver. bijvoorbeeld http://dx.com/p/30w-boost-led-driver-dc-12v-81843
 
Laatst bewerkt:
dus je zou kunnen werken met 4 enkele led's in serie en direct op de accu?
dan word het alweer een stukje interesanter. geen gekut met extra voeding welke weer gekoeld moet worden enzo maar wel meer licht :)

zou je bijvoorbeeld deze rechtstreeks kunnen aansluiten? en da 2 x zeg maar, 1 links en 1 rechts

overigens, wat is de aan te bevelen minimale hoeveelheid licht voor de leds (lumen)
 
Laatst bewerkt:
Sluit LEDs nooit rechtstreeks aan op een ongecontroleerde stroombron als een accu. Dan geven ze 1 keer heel fel licht en daarna nooit meer.

Of je gebruikt een voorschakelweerstand, die optie wordt al meerdere malen afgeraden in dit topic.

Of je gebuikt, zoals sphere2 zegt, een contante stroombron. aangeraden oplossing.
 
Laatst bewerkt:
Sluit LEDs nooit rechtstreeks aan op een ongecontroleerde stroombron als een accu. Dan geven ze 1 keer heel fel licht en daarna nooit meer.

Of je gebruikt een voorschakelweerstand, die optie wordt al meerdere malen afgeraden in dit topic.

Of je gebuikt, zoals sphere2 zegt, een contante stroombron. aangeraden oplossing.

zo helder als een LED 8-)

thanks
 
dus je zou kunnen werken met 4 enkele led's in serie en direct op de accu?
dan word het alweer een stukje interesanter. geen gekut met extra voeding welke weer gekoeld moet worden enzo maar wel meer licht :)

zou je bijvoorbeeld deze rechtstreeks kunnen aansluiten? en da 2 x zeg maar, 1 links en 1 rechts

overigens, wat is de aan te bevelen minimale hoeveelheid licht voor de leds (lumen)

Ja, die kun je dus wel rechtstreeks aansluiten want de driver zit "on board". De stroombron is ingebouwd op de led print. Een losse stroombron is dan ook niet nodig.
 
Argl :+

Heb m'n twee zaklampjes wat omgebouwd om op de motor te kunnen, en in principe zijn ze er klaar voor. Ellende: ééntje werkt meer als een dagrijlichtje dan een verstraler :+

Heb al wat gezocht, maar vind niet echt iets raars. Het zit hem in de regelaar en niet de LEDs, want als ik ze uitwissel verhuist het probleem met de regelaar mee.

De goede regelaar regelt af op 10V (voor 4x 3 XML's in serie, dus 3,3V per LED) en levert (gemeten) tot 10A (dus 2,5A per XML) in standje High. Dat zijn allemaal uitstekende waarden voor goed functionerende XML's en het betekent duidelijk dat boordvoltage ook gewoon zonder problemen teruggeregeld kan worden (op 4.000tpm geprobeerd, boordspanning 14.1V).

Heeft ook een 1A en 4A stand om de felheid te reguleren. Ach, kwaad kan het ook niet dus laat maar zitten ook, dan maar wat zappen. Op de bank doe ik niet anders. Wel handig om je te realiseren dat je dus in standje High 120W voor één ledlampje verbruikt, en in mijn geval dus 240W voor 2. Niet voor diegenen onder ons met een zwakke dynamo _O-

Maar goed, de slechte regelaar schopt het slechts tot 8V en levert letterlijk onmeetbaar weinig ampere's B| Ik zie geen overduidelijk gefrituurde hardware zitten, en meet geen gekke weerstanden. De weerstand tussen de polen is 1300 ohm, maar dat is het op de goede ook dus dat zal wel horen. Toch zal er haast ergens lekstroom moeten zitten... Hij deed het uitstekend totdat ik de externe aansluitingen erop soldeerde (om hem met een stekkertje aan de boordspanning te hangen, toen had ik alle ingewanden al met dikkere kabels gesoldeerd). Daarna besloot ie dus zo goed als geen stroom meer te geven...

De stroombron met originele kabeltjes (die heb ik dus vervangen):
2013-02-07%2016.59.03.jpg


In bovenstaand ding, waar kan het in zitten :?
 
Laatst bewerkt:
Kijk eens onder een verlichte loupe of je bij het solderen niet ergens 2 naast elkaar liggende sporen/soldeerplaatsen met elkaar verbonden hebt.

Een tweede oorzaak kan zijn dat er bij het solderen en spoor losgeraakt is van de print waarbij het spoor onderbroken is geraakt.
 
Kijk eens onder een verlichte loupe of je bij het solderen niet ergens 2 naast elkaar liggende sporen/soldeerplaatsen met elkaar verbonden hebt.
Heb ik niet B|
Een tweede oorzaak kan zijn dat er bij het solderen en spoor losgeraakt is van de print waarbij het spoor onderbroken is geraakt.
Kon zo niks vinden, maar het zal haast wel zoiets moeten zijn...
 
Terug
Bovenaan Onderaan