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

Kees Den Haag

MF veteraan
28 apr 2005
4.725
17
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.


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.


Het muntje vastzetten met aluminiumfolie. Met S39 insmeren zodat de soldeer (50% tin/lood) goed vloeit en hecht.


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)


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)


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.


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.


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.


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.


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.


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)


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-) )


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!


Krimpkous om de kabels. Dit is sterk en kan goed tegen hitte. Bovendien beschermt het de kabels die door het gaatje moeten.


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!)


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.


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.


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.)


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!


Zo zullen ze aan de topkuip komen te hangen.


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.


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:

willem1940

MF veteraan
7 apr 2003
11.392
4
Sittard
Ik vind dit HEEL mooi geknutseld.

EDIT: ik raak de tel kwijt in het verhaal; LEDS met elkaar in SERIE (dus als een ketting, kop-aan-staart) hebben samen dezelfde STROOM (A) nodig als 1, alleen de aan te leggen spanning verdubbelt. Die stroom moet BEGRENSD worden want de drempelspanning van 1 LED is, afhankelijk van type, gewoonlijk iets tussen 1 en 3 Volt en een LED laat alles boven die kritische spanning door.
EDIT2: Hebbes;
.... een constante stroombron die 1000mA (=1A) levert .....
Opgelost, mijn schrik is over. :')

Nog, pas op: geen electronicus wil S39 zelfs maar in de buurt van zijn printjes of componenten want als je dit giftig goedje niet direct na afhandeling grondig weet weg te wassen dan zijn na verloop van tijd de gevolgen vernietigend, het blijft overal doorheen kruipen en vreet zeer veel materialen zwaar aan. Harskern-soldeer heeft niet zulk bezwaar.
 
Laatst bewerkt:

Kees Den Haag

MF veteraan
28 apr 2005
4.725
17
Den Haag
Ik heb het er bij gezet. Direct er na goed schoonmaken dan zal het geen probleem zijn.

Dit zijn de spec's van de LED's:

Power Dissapation: 3W
Luminous Flux (min.): 87,4 lm (700mA)
Luminous Flux (max.): 113,6 lm (1000mA)
Viewing Angle: 140°
Color Temperature (typ.): 5500K
Forward Voltage: 3,27V (700mA), 3,51V (1000mA)
LED Current (If): 700mA/1000mA
Housing: waterclear
Material: InGaN
Operating Temperature: -40°C - 80°C
 
Laatst bewerkt:

willem1940

MF veteraan
7 apr 2003
11.392
4
Sittard
Ik zag op Net dat er een speciaal voor koper bedoelde S39-variant bestaat.

http://www.metaseek.nl/search/nl/1/s39+koper

Toch ben ik er nog niet echt gerust op:
http://www.metaseek.nl/search/nl/1/s39+electronica

Tamelijk gedurfd vind ik, om exact op de maximale belastbaarheid van de LEDs (1000mA) te gaan zitten; wel mooi fel licht natuurlijk.
Luminous Flux (min.): 87,4 lm (700mA)
Luminous Flux (max.): 113,6 lm (1000mA)
Forward Voltage: 3,27V (700mA), 3,51V (1000mA)
Tussen 700 en 1000mA stijgt de warmte-ontwikkeling iets méér dan de lichtafgifte want 1000/700 x 87,4 = 124,86 en je krijgt maar 113,6 lm.

Het werkelijk verstookte vermogen bij 0,7A is per 1 LED 3,27x0,7= 2,59 Watt en bij 1A 3,51W.

Beginnend-pijnlijk vasthouden klopt voor de meeste mensen inderdaad aardig met ca. 60⁰C.
 
Laatst bewerkt:

Kees Den Haag

MF veteraan
28 apr 2005
4.725
17
Den Haag
Ik zag op Net dat er een speciaal voor koper bedoelde S39-variant bestaat.

http://www.metaseek.nl/search/nl/1/s39+koper

Tamelijk gedurfd vind ik, om exact op de maximale belastbaarheid van de LEDs (1000mA) te gaan zitten; wel mooi fel licht natuurlijk.Tussen 700 en 1000mA stijgt de warmte-ontwikkeling iets méér dan de lichtafgifte want 1000/700 x 87,4 = 124,86 en je krijgt maar 113,6 lm.

Het werkelijk verstookte vermogen bij 0,7A is per 1 LED 3,27x0,7= 2,59 Watt en bij 1A 3,51W.

Beginnend-pijnlijk vasthouden klopt voor de meeste mensen inderdaad aardig met ca. 60⁰C.
Klopt inderdaad. Bij 1000mA geven ze maar ietsje meer licht, maar wel meer (in verhouding) warmte. Meer licht is welkom en over de extra warmte maak ik me met de rijwind geen zorgen. Ik denk dat ze na een uurtje rijden ergens tussen de 30 en 40⁰C zullen uitkomen. Dat komt ten goede aan de lichtopbrengst. Want een warme LED geeft volgends de specs minder licht. Visueel kon ik dat niet waarnemen. De idiaale temperatuur is 25⁰C.

Het stroomverbruik zal overigens iets hoger uitkomen. De constantestroombron is niet perfect en zal iets meer verstoken. Volgens mij iets tussen de 80 en 90% efficentie.

Pas na 10 branduren zal de accu leeg zijn....
 
Laatst bewerkt:

willem1940

MF veteraan
7 apr 2003
11.392
4
Sittard
Koper tegen een ander geleidend materiaal aan vormt al snel een "element" en kan vooral na regen, pekel (zeelucht) en zulke voor akelige corrosie zorgen; RVS-boutje wel goed in de gaten houden dus.
 

willem1940

MF veteraan
7 apr 2003
11.392
4
Sittard
Je verbruik aan de accu zal constant tamelijk zuiver 1A zijn, rijdend dus zowat 14 Watt (accuspanning loopt rijdend bij veruit de meeste motoren op tot ruim 14Volt).
 

Wim_V

Die hard MF'er
31 mrt 2008
298
0
30
Lommel
Mooi gemaakt!

Voor mensen die dingen als led's of lenzen zoeken, kijk eens op deze site: www.dealextreme.com
Vrij lage prijzen (kwaliteit is ok, heb er zelf ook al besteld, lees zeker de reviews na) en gratis verzendigskosten. Ik had binnen 2-3 weken alles binnen.
 

willem1940

MF veteraan
7 apr 2003
11.392
4
Sittard
LED's worden juist niet heet.
Helaas wel hoor; LED heeft ongeveer 25% licht-opbrengst (net als TL/zuiniglamp) wat 5x zo goed is als een gloeilamp maar .... het verschil met 100% blijft WARMTE; 75% van de in een LED ingevoerde energie wordt dus warmte.

3 Watt LED is in lichtsterkte vergelijkbaar met 15W gloeidraadlamp, de sterkte van een bromfiets-koplamp van rond het jaar 1960; de lichtstraal zal alleen scherper gebundeld zijn.
 

willem1940

MF veteraan
7 apr 2003
11.392
4
Sittard
Mooi stukje knutselwerk

ik vraag me af hoeveel lumen een halogeen verstraler produceert, gewoon voor het vergelijk.
Halogeen geeft (alleen de beste/modernste) ongeveer 10% rendement tegenover conventionele gloeilamp 5. LED en TL/zuiniglamp halen 25.
 

Ratman

MF veteraan
15 apr 2004
6.770
0
IJmuiden
www.easysidecarrider.nl
Halogeen geeft (alleen de beste/modernste) ongeveer 10% rendement tegenover conventionele gloeilamp 5. LED en TL/zuiniglamp halen 25.
Dat is dan de realiteit, om het zelfde effect te bereiken als twee Halogeen schijnwerpertjes van 55W die ik nu heb moet ik 44W aan Leds hebben. Als de Halogeen schijnwerpertjes niet helemaal efficient zijn dan kun je wel van 35W uit gaan denk ik.

nog altijd 12 stuks 3W leds nodig (6 per kant)

de bundel is natuurlijk ook van belang, daarom denk ik dat je met 3 Leds per kant een heel eind komt.

Door de smalle bundel kan de bundel die uit een enkele 3W led komt nog verrassend hoog zijn.
 
Laatst bewerkt:

Kees Den Haag

MF veteraan
28 apr 2005
4.725
17
Den Haag
Er zijn ook LED's die al 900lm leveren bij 2,8A. De Seoul Z-LED P7 bijvoorbeeld. Maar die kost al snel 25 euro per stuk. Deze techniek staat niet stil. Zodra er nieuwe en krachtigere LED's komen zullen de prijzen van de verouderde dalen.
 

jkoehorst

MF veteraan
5 dec 2001
6.667
1
40
Hengelo (ov.)
Mooi werk hoor! Netjes gevonden met dat koperen verloopstukje.

Ik heb geen ervaring met deze LED's, maar kun je niet beter voor de 700mA kiezen ivm de levensduur? Sommige typen 3W LED's gaan vrij hard achteruit in lichtopbrengst als ze altijd op 1A draaien.

Deze dingetjes zijn ook leuk:



Een normale reflector voor 5mm LED's. Met 3-comp lijm kun je deze rechtstreeks op je 3W LED lijmen en heb je meer lichtopbrengst naar voren. Hier kun je dan ook weer een normale lens op kwijt om het te focussen. Ik dacht dat een heldere 15gr. lens een bijna volledig parallele lichtbundel opleverde waardoor je precies het raster kunt zien van de led (je hebt er verder weinig aan hoor :+ ).
 
Laatst bewerkt:

The Screaming Chief

MF veteraan
7 jun 2005
27.802
0
50
Spijkenisse
www.doc-nl.org
eehh,

hier een opmerking van iemand die alleen natuurkunde heeft gehad

maar de formule U=I x R ( watt = volt x ampere)

met deze formule en de lampjes in serie kom je toch niet boven de 500mA ?

of maak ik een denkfout ??
 

Ratman

MF veteraan
15 apr 2004
6.770
0
IJmuiden
www.easysidecarrider.nl
Er zijn ook LED's die al 900lm leveren bij 2,8A. De Seoul Z-LED P7 bijvoorbeeld. Maar die kost al snel 25 euro per stuk. Deze techniek staat niet stil. Zodra er nieuwe en krachtigere LED's komen zullen de prijzen van de verouderde dalen.
prijs valt wel mee als je het per watt berekend
dit is wel een 10Watt led

en wat de laatste omerking betreft over serie schakelen, vermogen wordt bij twee leds in serie verdubbeld bij dezelfde stroom.