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:
Zit even te denken wat ik aan verdere opties heb. Toch even uitwerken voor de duidelijkheid:

__________________________+
| . . . . . | . . . . . | . . . . .|
X . . . . .X . . . . . X . . . . X
| . . . . . | . . . . . | . . . . .|
X . . . . .X . . . . . X . . . . X
| . . . . . | . . . . . | . . . . .|
X . . . . .X . . . . . X . . . . X
|______|________|______|___-

(sorry voor de puntjes, forum haalt spaties weg...)


Zo zit de lamp van binnen bedraad, dus 4 serieschakelingen van 3 XML's. Die XML's werken tussen de 3-4V en ongeveer 500 tot 3000mA. De 'goede' stroombron geeft 10V (/3 dus 3,3V per led) en tot 10A (/4 dus 2,5A per led). Dat je LEDs niet parallel mag schakelen ontkracht deze setup behoorlijk duidelijk, want alle 12 LEDs branden exact even fel (of niet fel :+ ).

Nu had ik hier toevallig nog een losse stroombron liggen (zo'n 12-28V/2800mA ding), dus die maar even aangesloten. Dan werkt de lamp uitstekend eigenlijk. Lang niet in de buurt van volle bak natuurlijk, maar dat is logisch. Die stroombron regelt af op 8,5V (ipv 10V) en maximaal 2,5A. Die 2,5 gaat door 4 dus blijft zo'n 625mA over per LED. Daar gaan ze wel voor aan maar het houdt niet over. Dus ik zat te denken, werkt het zonder problemen om 2 stroombronnen parallel te schakelen zodat ze samen 5A leveren per lamp? Normaal is dat geen probleem, maar ik weet niet of stroombronnen dat ook niet erg vinden.
 
Laatst bewerkt:
doordat je niet losse leds, maar een hele keten parallel zet zullen de verschillen kleiner zijn. Wel moet je er echt op letten dat ze allemaal even goed gekoeld worden. Als er één keten duidelijk koeler blijft dan de rest krijgt die op een gegeven moment teveel stroom te verwerken.

maar op zich, meer stroom = meer hitte, dit zal zich dus vanzelf enigszins corrigeren. Je zit nominaal op 2500 dus nog ruim onder de max van 3000. m.a.w. het kan wel iets hebben; Denk dus dat het wel goed gaat. Waarschijnlijk zal de temperatuur in het algemeen eerder problemen geven dan dat ze onderling teveel verschillen :O

Dit gaat wel een be-la-che-lijke hoeveelheid licht geven, volgens mij :) daarbij vergeleken is je normale grootlicht een gloeiende spijker
 
Laatst bewerkt:
In principe kan je niet 2 stroombronnen (led drivers) met zowel input als output parallel zetten. Er zijn altijd uitzonderingen dus ligt geheel aan de driver die je hebt.

Misschien is het een idee om 2 x 2 strings te maken.
 
House, je hebt volgens je eigen beschrijving een spanningsbron, geen stroombron.
Een stroombron levert namelijk altijd een constante stroom die je vooraf instelt. En voor zover ik lees, stel jij de spanning in, niet de stroom.
Met een spanningsbron kun je geen leds aansturen. Met een stroombron wel.
En daar komt waarschijnlijk je verschil in lichtopbrengst vandaan.

Jouw setup is eenvoudig van stroom te voorzien met een paar lt3083 regelaars als stroombron.
Supersimpel en goedkoop. ;)
 
Laatst bewerkt:
House, je hebt volgens je eigen beschrijving een spanningsbron, geen stroombron.
Een stroombron levert namelijk altijd een constante stroom die je vooraf instelt. En voor zover ik lees, stel jij de spanning in, niet de stroom.
Met een spanningsbron kun je geen leds aansturen. Met een stroombron wel.
En daar komt waarschijnlijk je verschil in lichtopbrengst vandaan.

Jouw setup is eenvoudig van stroom te voorzien met een paar lt3083 regelaars als stroombron.
Supersimpel en goedkoop. ;)
Even verder terug lezen, stroombron zit in de units zelf ;)


Ik ga niet verder met die zaklampen. Ja, 't zou best werken maar ze zijn té groot en wat ik ermee ga doen vereist gewoon veel degelijker spul. Vind tevens de niet-omheen-te-komen standen (low-mid-hi-SOS-nogwat) erg irritant. Daarnaast is er dus 1 wijlen oid, en 1 lamp kan ik niet symmetrisch ophangen :+
 
Zou het mogelijk zijn, om de normale koplamp en achterlicht te vervangen door een CREE (of ander type LED dat misschien minder warm word?). Ik denk dat dit een stuk minder belastend is voor de accu. Ik zat er aan te denken dit misschien met 2 LED's te doen aan de voorkant en 1 aan de achterkant. Ik zit dan alleen met het volgende:

Inbouwen in een unit is opzich niet zo moeilijk. Maar hoe zit het met de warmte afvoer? Als ik gewoon een koperen sok maak kan dit erg warm worden.

Wat gaat er gebeuren met het lichtbeeld van de koplamp? Kan ik hiermee wel fatsoenlijk op de openbare weg rijden? Ga ik nog genoeg zien en ben ik niet te verblindend voor mijn tegenliggers?
 
Zou het mogelijk zijn, om de normale koplamp en achterlicht te vervangen door een CREE (of ander type LED dat misschien minder warm word?). Ik denk dat dit een stuk minder belastend is voor de accu. Ik zat er aan te denken dit misschien met 2 LED's te doen aan de voorkant en 1 aan de achterkant. Ik zit dan alleen met het volgende:

Inbouwen in een unit is opzich niet zo moeilijk. Maar hoe zit het met de warmte afvoer? Als ik gewoon een koperen sok maak kan dit erg warm worden.

Wat gaat er gebeuren met het lichtbeeld van de koplamp? Kan ik hiermee wel fatsoenlijk op de openbare weg rijden? Ga ik nog genoeg zien en ben ik niet te verblindend voor mijn tegenliggers?

De reflector is niet ontworpen voor LED. Daarom zal het lichtbeeld niet kloppen.
LED's geven genoeg licht. En zo niet dan gebruik je er gewoon meer. Ze zijn immers zo klein. Warmte afvoer is wel een probleem, maar dat is op te lossen.

Fabrikanten zullen het steeds meer gaan toepassen. Maar huis tuin en keuken oplossingen voor de koplamp dat gaat mijn inziens niet lukken.

Achterlichten, remlichten, en knipperlichten is een stuk gemakkelijker.
 
Nog geen idee het was maar om te experimenteren hoe het werkt op veranderlijke spanningen en waarbij deze dan reageert enzo 700mA, kunnen we omhoog trekken door andere componenten te gebruiken, ik heb gelezen dat ze samen 1A 1400mA verbruiken das 700 mA minder dan dat de leds 'nodig' hebben (rebel leds zou ik het liefst willen ). Dus denk ik minder stroom is minder hitte, dus kan ik een koeling mss weg laten, dus eerst experimenteren voor ik er iets mee doe.

Na nog eens datasheets te lezen zou ik 2x de K8071 nodig hebben
Dus als ik die componenten vervang door betere zou ik mss die stroom kunnen optrekken.

Maar mijn volgende stap is die kit bestellen :p
 
Laatst bewerkt:
Terug
Bovenaan Onderaan