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:
OK...
Wat ik al zei ik vindt dit erg interressant maar vind het erg lastig om de juiste componenten bij elkaar te zoeken.

uitgangspunt: lichtsterkte
1] 2 stuks: CREE XP-L V5 | 1033 Lumen | 1050mA | 125gr | LT2398 | a €8.90
2] 2 stuks: Carclo 20mm Einstecklinse 10203 | LT1259 | a €1.95
mijn uitgangspunt zijn 'attentielichten' dus een brede en lage licht bundel is prima.
Voor (ver)stralers zou ik de LT1255 voorstellen.

3] 2 stuks: Carclo Linsenhalter fur CREE XP | LT2550 | a €0.49
ik denk deze echter niet nodig te hebben omdat de lens in de koperbuis wordt geplakt. Anderzijds zou het de montage wellicht vereenvoudigen ???
4] 1 stuks PowerLine LED Konstantstromquelle | 2800mA | 30V | LT1290 | a € 14.90
+ voordeel inclusief een koellichaam, en schroefmontage - nadeel niet waterdicht wat op een motorfiets wel eens een bezwaar zou kunnen zijn.
alternatief 4] PowerLine SLIM LED-Konstantstromquelle | 2800mA | 30V | LT1291 | a €12.90 in combi met zie Conrad a €4.49. met warmtepaste de voeding hierin vastplakken. gaatjes en deksel met siliconen afdichten en dit geheel ergens uit het zicht in de rijwind monteren.
5] 1 stuks: Wärmeleitkleber Arctic Silver | LT0775 | a €12.90

Ik ben benieuwd naar je oordeel/advies.

Jeroen



PS.
Na speuren en speuren heb ik deze link nog gevonden met andere lenzen van CREE zelf.
dan zouden deze lenzen misschien ook een optie zijn.
LT1563 als die idd rechthoekig is kan ik daarmee onnodige verstrooing naar boven voorkomen.
of de LT1562 . Misschien nog beter de 23graden uitvoering maar die staat niet op de website van Led-tech
 
Laatst bewerkt:
Dit is persoonlijk, maar ik denk het volgende:
Die lenzen zijn niet recht aan de onderkant en zijn daardoor lastiger te monteren als je niet dat houdertje wilt gebruiken. Dat houdertje is niet rond en is dus weer lastiger te monteren in een ronde buis, zeker aangezien je het waterdicht wilt hebben. Dan moet je een bredere buis hebben en flink veel kit gebruiken voor de afdichting. Lijkt mij niet bevoordelijk.
Voor wat ik heb gehoord van een electricien is de SLIM versie beter. Zijn mening, ik heb er gelukkig geen verstand van.
Links zijn helaas lastig, zeker die van Conrad. Die gaat eerst naar de juiste pagina en schiet direct door naar de hoofdpagina. Het was vroeger echt een goede site.
 
Heb je hier een bron voor? Op een driewielig motorvoertuig moet je een helm dragen, tenzij er een gordel is (quad bijv). Het hangt allemaal af van het voertuigtype.

Beetje laat maar hier:


Regelement verkeersregels en verkeerstekens 1990 (RVV 1990)
Artikel 6
3. Bestuurders van bromfietsen op meer dan twee wielen en bromfietsen met aanhangwagen, die met inbegrip van de lading breder zijn dan 0,75 meter, mogen de rijbaan gebruiken.

(uitzonderingen zijn uiteraard autowegen en autosnelwegen waar een minimumsnelheid voor ingesteld is die je voertuig wettelijk moet kunnen halen). De reden van deze wet is hopelijk duidelijk. Ik ben met mijn voertuig net zo breed of soms zelfs breder dan een fietspad en er staan vaak paaltjes in de weg waar ik niet langs kan (mijn bromfiets is breder dan mijn auto).



Artikel 60
1. De bestuurder en de passagiers van bromfietsen, brommobielen zonder gesloten carrosserie, motorfietsen en driewielige motorvoertuigen zonder gesloten carrosserie moeten een goed passende helm dragen, die door middel van een sluiting op deugdelijke wijze op het hoofd is bevestigd en die is voorzien van een goedkeuringsmerk als bedoeld in artikel 22, vierde lid, van de wet.
2. Het eerste lid geldt niet voor:
b. de bestuurder en de achter hem zittende passagier van een brombakfiets;
 
OK...
Wat ik al zei ik vindt dit erg interressant maar vind het erg lastig om de juiste componenten bij elkaar te zoeken.

uitgangspunt: lichtsterkte
1] 2 stuks: CREE XP-L V5 | 1033 Lumen | 1050mA | 125gr | LT2398 | a €8.90
2] 2 stuks: Carclo 20mm Einstecklinse 10203 | LT1259 | a €1.95
mijn uitgangspunt zijn 'attentielichten' dus een brede en lage licht bundel is prima.
Voor (ver)stralers zou ik de LT1255 voorstellen.

3] 2 stuks: Carclo Linsenhalter fur CREE XP | LT2550 | a €0.49
ik denk deze echter niet nodig te hebben omdat de lens in de koperbuis wordt geplakt. Anderzijds zou het de montage wellicht vereenvoudigen ???
4] 1 stuks PowerLine LED Konstantstromquelle | 2800mA | 30V | LT1290 | a € 14.90
+ voordeel inclusief een koellichaam, en schroefmontage - nadeel niet waterdicht wat op een motorfiets wel eens een bezwaar zou kunnen zijn.
alternatief 4] PowerLine SLIM LED-Konstantstromquelle | 2800mA | 30V | LT1291 | a €12.90 in combi met zie Conrad a €4.49. met warmtepaste de voeding hierin vastplakken. gaatjes en deksel met siliconen afdichten en dit geheel ergens uit het zicht in de rijwind monteren.
5] 1 stuks: Wärmeleitkleber Arctic Silver | LT0775 | a €12.90

Ik ben benieuwd naar je oordeel/advies.

Jeroen



PS.
Na speuren en speuren heb ik deze link nog gevonden met andere lenzen van CREE zelf.
dan zouden deze lenzen misschien ook een optie zijn.
LT1563 als die idd rechthoekig is kan ik daarmee onnodige verstrooing naar boven voorkomen.
of de LT1562 . Misschien nog beter de 23graden uitvoering maar die staat niet op de website van Led-tech


Ik zou deze lens nemen: CREE LXP Optic 3° - FA10661_LXP-RS for Cree XP-C, XP-E and XP-G LEDs

Deze heeft een kleine hoek, en dat is echt nodig. Bij de XP-G de kleinste hoek, maar bij de XP-L wordt 'ie al wat groter.

Je hebt dan ook geen lenshouders nodig.

De koperen basis waarop de LED zit heeft een dun laagje ander materiaal tegen het oxideren. Voordat je 'em vast gaat solderen even met staalwol dit laagje er af schuren.

De artic silver lijm heb je niet nodig, want met een koperen basis kan je rechtstreeks op koper solderen.

Suc6 en plaats eens wat foto's als je er mee bezig bent.
 
De koperen basis waarop de LED zit heeft een dun laagje ander materiaal tegen het oxideren. Voordat je 'em vast gaat solderen even met staalwol dit laagje er af schuren.

Nog even over dat solderen...
waarop en hoe soldeer ik de LED vast?

Want.. dat andere model plakte op de stuiver die in de sok zat vastgesoldeerd.
Maar als ik daar dan twee plaatjes (LED en stuiver) plat tegen elkaar aan moet solderen in de sok...
Daar komt wel een hoop warmte aan te pas.
Mogelijk meer warmte dan de LED aankan en waarschijnlijk laat de stuiver los uit sok voordat de led op de stuiver zit.
Hoe zien jullie dan voor je?
 
Nog even over dat solderen...
waarop en hoe soldeer ik de LED vast?

Want.. dat andere model plakte op de stuiver die in de sok zat vastgesoldeerd.
Maar als ik daar dan twee plaatjes (LED en stuiver) plat tegen elkaar aan moet solderen in de sok...
Daar komt wel een hoop warmte aan te pas.
Mogelijk meer warmte dan de LED aankan en waarschijnlijk laat de stuiver los uit sok voordat de led op de stuiver zit.
Hoe zien jullie dan voor je?

Blader het topic even door en bekijk de verschillende modellen. Bij de eerste werd een stuiver gebruikt en bij latere niet meer.

Stuivers blijken helemaal niet van koper te zijn. (Want dan zou het materiaal meer waard zijn dan de geldelijke waarde. En dan kan je beter stuivers gaan sparen want dat levert meer op) Je zal dus zelf een stukje waterleidingsbuis plat moeten slaan en rond moeten maken.

Dan kan je deze er in solderen. Als allerlaatste de LED met soldeerpasta. Het koper verhitten en zodra je merkt dat de soldeer gesmolten is de vlam weghalen. Dit moet lukken denk ik.
 
De bedoeling van Howto's is dat je het zelf doet.
En het is echt simpel hoor. Zelfs met 3 linkerhanden is het te doen. En veel meer dan een paar tangetjes of een soldeerbout van 5 euro heb je niet nodig.

Bovendien staat hier op het forum een heel leger aan adviseurs ter beschikking bij eventuele problemen.

Mijn ervaring is dat mensen hele moterblokken uit elkaar halen en weer in elkaar zetten, maar zodra iets elektrisch is haakt men af. En dat is echt niet nodig.
 
Dag oma!
Ik rijd op een motor met een enkele spoel voor de licht voorziening. In het donker zie je niet veel met een duplolamp van 45 watt. Om wat meer stroom over te houden wil ik in de bestaande achterlichthuis een led variant bouwen: achterlicht, remlicht en kenteken verlichting.
Is er een "verlichte"-geest die een ontwerp voor me heeft met daarin de voeding en de benodigde leds? Ik ben handig zat om van alles te bouwen maar elektronische kennis heb ik niet. Elke opbouwende reactie zeer welkom!
 
Dag oma!
Ik rijd op een motor met een enkele spoel voor de licht voorziening. In het donker zie je niet veel met een duplolamp van 45 watt. Om wat meer stroom over te houden wil ik in de bestaande achterlichthuis een led variant bouwen: achterlicht, remlicht en kenteken verlichting.
Is er een "verlichte"-geest die een ontwerp voor me heeft met daarin de voeding en de benodigde leds? Ik ben handig zat om van alles te bouwen maar elektronische kennis heb ik niet. Elke opbouwende reactie zeer welkom!

Misschien is een losse thread hier beter voor. :)

Maar inhoudelijk:

Dit is niet zo ingewikkeld. Heb geen schema voor je, maar een LED aansluiten is vrij eenvoudig, let hier op: 1 zorg dat je ingangsspanning niet te hoog is, gebruik eventueel een weerstandje om het binnen de specificaties te krijgen. En 2, zorg dat je polariteit klopt! Veel LEDs gaan ook stuk als ze verkeerd om aangesloten worden (hoewel de nieuwere tegenwoordig vaak beschermd zijn tegen verkeerde polariteit). Met het beperkte wattage van een normaal LED achterlicht hoef je ook geen koeling toe te passen.

Houd er ook rekening mee dat je normale achterlicht een stuk minder fel moet zijn dan je remlicht. Makkelijkste is gewoon andere LEDs daarvoor te pakken, maar je kan ook aan de slag met een LED dimmer.

Als er een old-skool electroboer bij je in de buurt zit kan je daar even binnenlopen, die helpen je hier meestal graag bij en hebben meestal alles wat je nodig hebt. Kost iets meer dan directe china-import, maar goed advies mag wat kosten, toch? :)

Oh en side note: je achterlicht is waarschijnlijk maar 3 tot 5 Watt oid. Een LED array met weerstanden misschien 1 à 2 Watt, dus dit gaat niet heel veel verschil maken voor de ontlasting van je stroomvoorziening.

Misschien eens kijken naar een Xenon projector lamp? Dat is maar 35 Watt en levert meer licht en een betere lichtbundel dan een 55 Watt halogeen. Let wel op dat je een model met projector neemt, anders heb je veel te veel strooilicht. Voorbeeld: Bi-Xenon Mini Motor kit | Retrofitlab.com (Moet je wel een 12V systeem hebben en lamp met helder glas/kunststof, dus reflector en geen lens).
 
Laatst bewerkt:
Misschien eens kijken naar een Xenon projector lamp? Dat is maar 35 Watt en levert meer licht en een betere lichtbundel dan een 55 Watt halogeen. Let wel op dat je een model met projector neemt, anders heb je veel te veel strooilicht. Voorbeeld: Bi-Xenon Mini Motor kit | Retrofitlab.com (Moet je wel een 12V systeem hebben en lamp met helder glas/kunststof, dus reflector en geen lens).

Zoiets :? :)

Heeeel erg goed licht iig inderdaad !! :} :}

full
 
Laatst bewerkt:
Oma :W

Tijdje geleden dit... maar was toevallig de laatste tijd even met iets vergelijkbaars bezig. Ik had even een LED driver nodig met een stevige specificatie... en ben me toch een tijd bezig geweest om een webshop te vinden die dat een beetje normaal levert hier :? Uiteindelijk uitgekomen bij een Duitse site, die een beetje verbaasd leek over m'n bestellen (en er één kwijtraakte), maar vervolgens wel alsnog over de brug kwam... om vervolgens die site uit de lucht te halen, nu hebben we alleen nog de hoofdsite over maar die heeft niet dezelfde info erop staan als die andere had. Wazig, maar goed dat is dus ledtreiber.de.

M'n ding is er (deze) en doet het goed, maar... waar halen anderen deze spullen vandaan? Is er niet één webshop waar je dingen als losse ledjes, PCB'tjes (of gewoon de ledjes op sterplatinen), lenshouders, lenzen en drivers in één keer kan bestellen, met duidelijke specs zodat je weet wat je kunt verwachten? En dan even zonder het risico dat je allerlei chinese namaak binnenhaalt, want uiteraard viert ook dat weer hoogtij (dus Ali etc. valt af). Ik zie hier LED-tech.de langs komen, maar zo goed/bij de tijd vind ik hun assortiment niet, de CREE XHP's zijn niet beschikbaar bijvoorbeeld, en dat gaat dan nog over de XHP50 en niet eens de XHP70.

Deze driver had ik trouwens nodig om de 12x XM-L kop aan te sturen die ik nog had liggen... zie een paar pagina's terug :P Nu verwerkt tot grootlicht in m'n nieuwe koplamp. Leuk winterprojectje geweest met LED dagrijverlichting, 2x bi-xenon dimlicht en dus 12x XM-L grootlicht :)

lampje.png
 
Laatst bewerkt:
lees dit draadje voor t eerst..
maar interessant leesvoer, niet dat ik ga hobbieen...
maar hoeveel lux (lichtsterkte) geven deze lichtjes...???
wil 2 of 4 xlights (merk met naam wat hierop lijkt) in een cockpit het bouwen..
maar NOG liever een koplamp welke lijkt op de Yamaha T7 koplamp; 4 kleine ledjes met een bak licht..

🤔
 
lees dit draadje voor t eerst..
maar interessant leesvoer, niet dat ik ga hobbieen...
maar hoeveel lux (lichtsterkte) geven deze lichtjes...???
wil 2 of 4 xlights (merk met naam wat hierop lijkt) in een cockpit het bouwen..
maar NOG liever een koplamp welke lijkt op de Yamaha T7 koplamp; 4 kleine ledjes met een bak licht..

🤔
De Yamaha die je aanhaalt heeft volgens mij mini projectortjes, dat is nog weer wat anders. Alles wat je via deze thread leert is gewoon een puist licht bouwen die niet in alle omstandigheden handig is om aan te zetten :+
 
Voor de mensen die niet zozeer op zoek zijn naar een kant en klaar oplossing, maar specifiek zelf wat willen knutselen, toch nog maar even terug rapporteren. De storm aan suggesties alhier heeft me in ieder geval opgeleverd dat ik zelf een zoektochtje op poten heb gezet, en als ik daar dan toch mee bezig was kan ik maar beter gelijk twee van de meest gestelde vragen meenemen, te weten:
  1. Hoe de **** moet ik al die waardes interpreteren?
  2. Kun je niet gewoon ff een kant en klaar bestellijstje ophoesten?

1. Wtf zijn al die waardes en hoe zorg ik gewoon dat het niet explodeert
Om een LED lamp te laten werken moet je een paar dingen onthouden. Een LED verbruikt zelf maar heel weinig stroom, en je hebt ongetwijfeld geleerd dat je ze nooit zonder weerstand mag aansluiten. Dat is niet helemaal waar, maar er zijn wel degelijk kanttekeningen. Powerleds (die felle dingen, dus) hebben een bepaalde hoeveelheid weerstand en je kunt ze kortstondig direct op een spanningsbron aansluiten (mits de effectieve spanning over de LED binnen de specificaties blijft!), en dan explodeert het niet zomaar. Echter, ook LEDs zijn helemaal niet zo efficient met energie als men denkt, alleen wat efficiënter dan andere soorten licht. Ongeveer 75% van de energie wordt nog altijd gewoon warmte. En die warmte concentreert zich niet over het grote oppervlak van een bolletje, maar op een behoorlijk klein stukje printplaat, en die wordt dus gigantisch heet. Stelregel: spul dat heter wordt krijgt minder weerstand. En dan krijgen we dus vanzelf meer stroom, waardoor de boel nog heter wordt, enzovoorts. Dat heet thermal runaway en kan binnen luttele seconden de overhand krijgen. En dáárom moeten LEDs in toom gehouden worden. De volgende waarden zijn überhaupt belangrijk in de electronica, maar even voor leds uitgesplitst:

Spanning (V): Om de LED aan te krijgen heb je een bepaald window aan spanning dat je kunt gebruiken, dat verschilt per LED. Te weinig, en hij doet domweg niks. Echter, hoeveel stroom (zie onder) een LED doorlaat is gerelateerd aan de spanning die je erop zet. Als je de spanning strak afregelt, blijft de stroom binnen de perken en andersom. Zet je dus te veel spanning op de LED, past er veel meer stroom doorheen en dáár gaat ie kapot van, omdat hij het er warm van krijgt. De spanning is dus als het ware hoe ver je de sluizen openzet. Waarom regelen we dan niet de spanning en juist de stroom? Ah, goeie vraag. Dat doen we omdat we dan kunnen kiezen hoe fel we de boel willen hebben, en omdat de stroomsterkte afregelen minder temperatuurafhankelijk is. We hebben een minimum spanning nodig, waarbij een maximum stroomsterkte hoort. Echter, we kunnen er prima minder stroom doorheen sturen (zo lang we die stroom dus zelf maar afremmen middels, bijvoorbeeld, een weerstand). En dan dimt de boel, dus, net zoals we minder sterkte waterstroming kunnen hebben ook al staan de sluizen vol open. Sterkte stroming kun je echter niet remmen met sluizen die te ver open staan.
Stroomsterkte (A): Dit is de kwestie van 'hoeveel licht wil je'. Er is een maximum, dat per LED wisselt, maar een minimum is er niet echt. Gaat gewoon zo weinig doen dat het geen zin heeft het er überhaupt doorheen te laten lopen. LEDs hebben dus zelf niet echt een rem op hoeveel stroom er doorheen kan, in het begin wel maar je krijgt al snel thermal runaway, waardoor er een soort floodgate opengaat. Moderne LEDs gaan ook dan niet zomaar kapot, maar ze worden wel zo heet dat ze letterlijk lossmelten van de printplaat. Ze kunnen natuurlijk ook gewoon kapot gaan, dus niet te veel mee experimenteren.
Vermogen (W): Is natuurlijk gewoon V*A zoals altijd, maar in tegenstelling tot een gloei of halogeenlamp heeft de LED zelf dat dus niet echt in de hand. Het is meer een indicatie van hoeveel vermogen een LED aankan, dan wat hij 'heeft'. Een hoger vermogen is over het algemeen wel meer licht, al moet je nog wel rekening houden met de hoeveelheid Lumen per watt (efficientie). Om een powerLED goed te laten werken moet je hem helpen, en dat doe je met... een constante stroombron.

Constante stroombron (driver):
Zoals gezegd gaat een LED bij te weinig spanning niet aan, en bij de teveel past er teveel stroom doorheen wat het zaakje om zeep helpt. Je wil dus gewoon de juiste hoeveelheid geven; dat doet een constante stroombron, superpraktisch want je hoeft daar verder eigenlijk niet naar om te kijken. Waarom heet het dan een stroombron en geen spanningsbron? Omdat de spanning gewoon zo verzorgd wordt dat het zaakje werkt, maar wat echt afgeregeld wordt, is de stroomsterkte. Stroombronnen kun je krijgen van 10mA tot meer dan 10 Ampere, en dat is de waarde die je wil afstemmen op je gekozen LED, want die hoeveelheid stroom gaat ie leveren ook godnondeju, en daar heeft je LED maar tegen te kunnen (de stroombron remt je LED pas af bij de stroomsterkte die hij wil leveren). Daarnaast wil je wel degelijk wat dingen op elkaar afstemmen, want een stroombron werkt een beetje als de spanningsregelaar op je motor, en zet via wat omwegen de "overgebleven" spanning gewoon om in warmte. Hoe meer spanning er overblijft, hoe warmer de stroombron dus wordt. Om zo min mogelijk spanning over te houden zetten we LEDs in serie. Ten eerste omdat een parallele schakeling geen reet boeit voor de spanning, en ten tweede omdat stroom de weg van de minste weerstand zoekt en zo een klein foutje in de productie en daarmee ongelijkheid in de LEDs kan zorgen dat parellele schakeling zorgt voor blowouts (remember, LEDs kunnen zichzelf niet in bedwang houden). Bij een serie schakeling tel je de verschillende spanningswaarden bij elkaar op, en kán er niet meer stroom door de één lopen dan door de ander, dus dat is wat we willen.

Een voorbeeldje:
Boordspanning op de motor is tussen de 12 en 14.5V, ish, je gaat uit van de laagste waarde en voor boordspanning rekenen we dus met 12V. Je kunt dingen doen om te werken met een hogere spanning (een zogeheten step-up driver), maar eigenlijk werkt iedereen met buck drivers. Die kunnen hogere stroomsterktes aan, maar kunnen alleen minder spannings doorgeven dan ze aangeboden krijgen. Iets minder dan die 12V, dus. Laten we zeggen dat we willen werken met de Cree XM-L LEDs, die zijn cheap as chips en hebben zich wel bewezen onderhand. Die werken tussen de 2,7 en 3,3V goed, kunnen 3 Ampere hebben en hebben dus een vermogen van rond de 9 Watt. De spanning moet je 'eerlijk verdelen'. Op de boordspanning van 12V kun je dus 4 XMLs in serie neerzetten, dan blijven ze mooi in hun window. Bij 3V 'past' er overigens zo'n 1100mA door een XM-L heen (zie grafiek 1 onder), dat is láng niet maximale capaciteit! Daarvoor heb je 3.3V nodig... en dat past niet 4x in 12V. Shit. Nu heb je normaal wel ietsje meer aan boordspanning natuurlijk, maar je stroombron vreet daar zelf ook nog wat van op dus in de praktijk is dat helemaal niet waar. Dus: om er volle patat uit te krijgen kun je maar 3 XM-Ls achter één stroombron zetten. Daardoor kom je uit op 3.3 x 3 = 10V, plus wat overhead voor de stroombron. Die stroombron moet vervolgens tussen de 2-4V affakkelen, bij de 3A die erdoorheen loopt. Dat is dus een verwarmingselementje van 6-12W. Als je maar één XM-L aansluit moet diezelfde stroombron ruim 30W affakkelen, je kunt je waarschijnlijk voorstellen dat dat vrij warm kan worden en daarom zie je ook veel stroombronnen met koelelementen. Zet je 4 XM-Ls achter die stroombron (nog altijd in serie), zal hij amper warm worden omdat alle spanning doorgegeven kan worden aan de LEDs, alleen branden die LEDs minder dan half zo fel (zie grafiek 2). 3 LEDs in serie geeft in dit geval dus meer licht dan 4. Als je naar de grafiek kijkt zie je overigens ook dat LEDs doodleuk 350% lichtopbrengst kunnen hebben, dat is een eigenaardigheidje in hoe ze getest worden dus ja, dat kan en gebeurt ook.

Grafiek 1: xml.png . Grafiek 2: ookxml.png
Bovenstaande grafieken zijn voor bijna iedere LED beschikbaar. Even googelen op de "Data Sheet" en het LED type.

Om bovenstaand verhaaltje af te ronden, we moeten de driver nog wel daadwerkelijk specificeren. Ik noemde al dat we normaal gesproken een buck driver pakken, wat dus inhoudt dat hij altijd minder spanning kan aanbieden dan de bron, met een verlies van ongeveer 1-2V (beetje afhankelijk van model en kwaliteit). Een step-up driver kan meer spanning leveren dan de bron, maar heeft moeite met hoge stroomsterktes, en dat maakt ze eigenlijk ongeschikt voor powerLEDs. Lineaire drivers moet je gewoon bij weg blijven (die geven rucksichtslos de bronspanning door, wat niet altijd handig is).

We willen dus een buck driver die de XM-Ls maximaal aan kan sturen; dus ééntje die tegen de 3A kan leveren. Die 3A is het maximum, ongeacht hoeveel leds je aansluit MAAR, het gaat er alleen door als dat past volgens de specificaties van de LEDs. Sluit je 3 of minder LEDs aan, zal de volle bak erdoor gaan. Sluit je er 4 aan, slechts zo'n 1100mA (zie uitleg boven). Sluit je er 5 aan, gaat er niets branden want je komt niet boven de spanningsdrempel. Kun je een driver nemen die 3,5A door een XM-L stuurt? Jazeker, en je hebt een goeie kans dat het een tijdje goed gaat. Maar heel veel meer licht ga je er niet meer door krijgen en de boel wordt erg warm. Over die warmte gesproken...

PowerLEDs moet je koelen.
Punt, eigenlijk. Ze hebben een heatsink nodig, op zijn minst, en sommige modellen worden actief gekoeld. Zoals gezegd wordt alle warmte op een heel klein puntje ontwikkeld en tin smelt nu eenmaal bij niet heel achterlijke temperaturen al. De LED zelf loopt ook gewoon schade op als hij te warm wordt. Heatsinks heb je voornamelijk van aluminium en koper, waarbij koper het beste is. Eigenlijk goud, maar dat wordt een dure hobby. Niet dat koper goedkoop is. Aluminium werkt als budget optie ook, maar dan moet je zéker niet gaan 'overdriven' (teveel stroom door een LED proppen). Met zeer goede koeling kun je wel degelijk meer stroom door een LED laten gaan dan in de specificaties staat maar nogmaals, je schiet er weinig mee op.


2. Tl;dr waar blijft m'n bestellijstje.
Ja ja, ik weet het saai geneuzel, maar als je ooit wat meer wil dan een ready-to-run kitje in elkaar boetseren is het leuk om te weten. Wanneer je gaat bestellen heb je een aantal dingen echt nodig, en de rest kun je oplossen zoals jij dat wilt. Wat je als koellichaam wil gebruiken zoek je zelf maar lekker uit, zo lang je maar bedankt dat je deze dingen moet koelen. Op je boodschappenlijstje moeten de volgende dingen staan:
  1. LED. Duh.
  2. PCB.
  3. Lens.
  4. Driver.
Ik ga er voor de grap vanuit dat als je dit overweegt, je zelf wel draadjes, tin en een soldeerbout hebt. De LED zit over het algemeen al op een PCB (=printplaatje), maar dat moet je wel even checken. Zo niet, kun je die PCB'tjes gewoon los kopen en ze erop solderen is best te doen. Goedkopere versies van ogenschijnlijk hetzelfde LEDje hebben vaak een net wat kutter printplaatje, waardoor ze hun warmte niet goed kwijt kunnen, bijvoorbeeld. Zo heb je printplaatjes met aluminium, maar ook met koper; je wil natuurlijk die laatste hebben. Verder is de maat van de PCB ook belangrijk, maar dat hangt af van hoe je ze wil verwerken natuurlijk. De LED heeft een bepaalde maat, maar PCB's kun je krijgen in allerlei formaten en configuraties (ook met ruimte voor meerdere LEDs op één PCB).
Wat betreft de lens moet je een paar dingen bedenken. 1: je hebt niet zoveel keuze als je wil hebben. 2: kies verstandig. Lenzen worden op 3 manieren aangeduid; de LED waar ze op passen, hun diameter en de stralingshoek. Een hoop moeilijke wiskunde achterwege latend; die stralingshoek is wat telt en het formaat los je maar op met je behuizing. Verder werken ze natuurlijk alleen goed op de LED waar ze voor verzonnen zijn, en vaak passen ze ook gewoon niet op de verkeerde. Een te grote lens krijg je wel op een klein LEDje, maar dat werkt natuurlijk ook niet goed. De stralingshoek is hoe breed het licht uitwaaierd. Mits je lens goed op de LED is afgestemd, klopt de opgegeven waarde waarschijnlijk akalig goed. Voor op de motor, wil je iets hebben tussen de 5 en 20 graden. 20 graden kun je zien als breedstralers, 5 graden als verweggistanverlichting. Alles meer dan 20 graden is echt zinloos op de motor. De driver... heb ik hierboven uitgebreid behandeld. Ik ga er vanuit dat je die zelf uit kunt zoeken, dus die noem ik niet in de shopping lists hieronder. Ik kan wel een korte toelichting geven van je opties, maar er zijn meer mogelijkheden afhankelijk van je wensen.

Ik geef even 4 opties die op elkaar aansluiten en waarbij je zo op bestellen zou kunnen klikken als je wat wilt uitproberen. De eerste is op basis van de XP-G, vroeger een hoogstandje maar tegenwoordig zwaar overschaduwd. De tweede is de alomvertegenwoordige XM-L. Lekker ding dat overal mee wegkomt. Daarna hebben we de XHP50 en de XHP70. De XHP serie is een nieuw trucje van Cree (de bekendste LED fabrikant), en die dingen produceren mokerveel licht. De 70 natuurlijk meer dan de 50. De laatste twee kun je écht niet meer voor DRL toepassingen inzetten, die verblinden overdags nog.

Optie 1: De oude vertrouwde XP-G
LED: CREE XPG3 XP-G3 S5-1A Cool White LED 6500-7000K
PCB: Sinkpad copper base, even aanklikken bij selectie
Lens: 10°, 30°, 60°, 80° degree Lens for CREE XP-L, XP-G2, XT-E, XP-G, XP-E
Driver: PowerLine LED-Konstantstromquelle (2000mA, 30V) - Hochwertige lineare Low-Drop KSQ
Opties: Ze trekken tot 3V / 2A. 4 in serie kom je goed mee weg, en je driver moet dus 2A kunnen leveren. Bovenstaande site is voor van alles goed, maar voor de XP-G leveren ze geen hele nauwe lenzen. 't Is dan ook al een iets verouderd model...

Optie 2: die XM-L kan ook alles
LED: CREE XM-L2 U3-1A 10W LED 6000K-7000K
PCB: Sinkpad copper base, even aanklikken bij selectie
Lens: 15, 45, 60 degrees Lens for CREE XML XM-L LED
Driver: PowerLine LED-Konstantstromquelle (2800mA, 30V) - Hochwertige lineare Low-Drop KSQ
Opties:Ook hier zijn de opties qua lenzen niet helemaal je dat, maar 15 graden is op zich prima. Lenzen met een kleinere hoek zijn te vinden, als je je erin verdiept. Een kleinere hoek is minder verblindend (nuttig voor DRLs) en schijnt veel verder, maar voordat je een nuttige bundel hebt ben je je eigen koplampbereik voorbij. Driver opties staan boven uitgebreid uitgewerkt.

Optie 3: Nieuwerwetse XHP50
LED: CREE XHP50 J2-3D 4750-5000K Neutral White LED 6V
PCB: Wederom Sinkpad copper base, aanklikken.
Lens: 15, 45, 60 degrees Lens for CREE XML XM-L LED
Driver: PowerLine LED-Konstantstromquelle (2800mA, 30V) - Hochwertige lineare Low-Drop KSQ (Schakeling op 6V zetten)
Driver: PowerLine LED-Konstantstromquelle (1400mA, 30V) - Hochwertige lineare Low-Drop KSQ (Schakeling op 12V zetten)
Opties: Die lens is eigenlijk voor de XM-L, maar de XHP50 heeft exact dezelfde maten, dus dat past gewoon. Wel is de die-size ietsje anders, dus het resultaat kan net wat verschillen. Als je deze pakt werkt het sowieso zoals bedoelt, maar frosted lenzen hebben nooit mijn voorkeur.


Optie 4: De MeanBlueMan special / XHP70
LED: CREE XHP70 LED N4-1A Cool White 6500-7000K 6V or 12V
PCB: Weer de Sinkpad, ik raad aan de 6V PCB te nemen.
Lens: 32.5mm Reflector Collimator LED Lens For Cree 7070 XHP70 / XHP70.2
Driver: PowerLine LED-Konstantstromquelle (2000mA, 30V) - Hochwertige lineare Low-Drop KSQ (Schakeling op 12V zetten)
Opties: Meneer wilde ooit een puist licht, zover mogelijk vooruit, maar hij was ook z'n tijd wat vooruit. Daar moet je dit voor hebben, maar dat was er een paar jaar geleden nog niet. Bij deze heb je echt mogelijkheden, want het ding geeft zoveel licht dat je er met gemak de horizon mee inkleurt. Met de 5 graden lens krijg je echt een verrekijker, met de 25 graden lens heb een fantastisch grootlicht dat echt alles laat zien (maar net wat minder ver komt, natuurlijk). Tenzij je specialistische stroombronnen gaat pakken, kun je maar 1 XHP70 kwijt. Wil je ze goed voeden, ga je naar bijvoorbeeld de 5A versie van de Ampere!, waar je twee XHP70's in 6V configuratie in serie achter kwijt kunt.


De XHP50 en XHP70 zijn echt niet meer geschikt als DRLs, daar komt gewoon te veel licht uit. Zelfs de XM-Ls kun je daar 's nachts niet meer voor gebruiken, de XP-Gs kom je dan nog wel mee weg, zeker als je lens ook nog eens heel smal is (liever 5 graden dan 6, maar die moet je net kunnen vinden). Verder moet je bij de XHP's even goed opletten: die werken niet op 3V maar op het dubbele, 6V, en kunnen zelfs op 12V geconfigureerd worden. Ze bestaan uit 4 kernen die intern al deels in serie staan, en je kunt er middels de PCB voor kiezen ze alle 4 in serie te zetten. Even goed kopletten welke configuratie je koopt dus, maar je kunt eigenlijk maximaal twee XHP's achter één driver plaatsen! Uiteraard is daar met parallele schakelingen wat aan te doen, maar die zijn dus eigenlijk onwenselijk. Die ene driver moet overigens ook betrekkelijk beefy zijn, want in 6V configuratie trekt de XHP70 doodleuk 4,8A. Op 12V trekken ze uiteraard de helft, dus dan kom je met een zwakkere driver weg; echter kun je ze dan niet meer in serie zetten.


Nou zo is het wel weer mooi geweest, ik ga even zitten wachten tot m'n bestelling binnen komt :)
 
Laatst bewerkt:
@Unruled

Prima verhaal! Leuk dat een oud topic weer leven ingeblazen wordt.

Ik heb een paar opmerkingen:

De stralingshoek
Voor dagelijks gebruik is de kleinst mogelijke stralingshoek het meest geschikt. Dan is de kans dat je iemand verblindt het kleinst. Voor de Cree XP-G is er al één met een hoek van 3o beschikbaar. 3o lijkt klein, maar 50 meter verder is dat toch een behoorlijke cirkel.

CREE-LXP-Optic-3

Koeling
De koeling is van groot belang. Koper is inderdaad beter dan aluminium. Maar het grote voordeel op de motor is de rijwind. De warmte wordt door het koper afgegeven aan de lucht. Maar dan moet je natuurlijk wel rijden en niet stilstaan.... (Hoewel er bij stilstand natuurlijk ook wel een beetje wind langs gaat) Bij stilstand zou ik de LED's niet langer dan enkele minuten laten branden. (Dit gaat anders ten koste van de levensduur van de LED) Bij veel LED toepassingen zie je dan ook dat er actieve koeling is door middel van een ventilator, bij toepassing op de motor is dat dan ook niet nodig en kan de omvang van de lampjes beperkt blijven.

De LED moet op het koper geplakt worden. De lijm moet dan ook geschikt zijn om de warmte door te geven. Koelpasta's zijn gemakkelijk verkrijgbaar, maar warmte geleidende lijm is helaas wat moeilijker vergelijkbaar.
 
Terug
Bovenaan Onderaan