Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtung

[Aqualung]

Guten Abend ins Forum!
Ich möchte mich demnächst an mein erstes Scaping-Projekt wagen. Ich bin seit vielen Jahren Aquarianer und hatte bisher eigentlich nie Probleme gehabt wie Krankheiten oder Algen gehabt - allerdings haben meine Becken optisch nie viel her gemacht. Mein altes 260 Liter-Becken soll nun ausgemustert werden. Ich habe mir bei einer bekannten namhaften Handelskette ein günstiges Aquarium mit 160 Liter Volumen gekauft.
Ich gebe zu: Der Kauf war etwas voreilig. Das Problem ist aber, dass ich die hochwertigen Becken (Juwel, Eheim) bei allen Händlern nur im Set bekommen konnte. Online bestellen wollte ich mir auch nichts - ein Aquarium dass auf dem Postweg möglicherweise über einen Meter tief frei gefallen (soll in den AGB stehen) ist, möchte ich mir dann auch nicht aufstellen. Wenn ich die Nähte meines alten Juwels mit dem Neuen vergleiche kommen mir schon ein paar Zweifel auf, ob das Ding wirklich hält. Das Glas ist 6mm dick - das Becken hat aber keine Querverstrebung, sondern weist an den Längsscheiben entlang jeweils eine Glasscheibe auf, die wohl die Steifigkeit erhöhen soll. Laut Plattenformel müssten es aber 8mm sein. Die Nähte sind nicht ganz so sauber ausgeführt wie beim Juwel. Ich tausche die Becken i.d.R. alle 3 Jahre aus - aber das waren bisher alles Gläser "Made In Germany" mit Fertigungsdatum. Bei dem neuen habe ich keinen Hinweis auf den Fertiger gefunden.

Erste Frage ist nun: Kann man so einem Becken vertrauen oder gibt es da wirklich Schrott auf dem Markt, der zwangsläufig platzen muss? Einen Dichtigkeitstest hat es bestanden, aber das war nur eine Momentaufnahme von wenigen Tagen.

Meine weiteren Fragen:
Bei meinem letzten 260er- Becken habe ich mir eine LED-Beleuchtung selbst gebaut: 20 Cree XP G R5 in Serie bei 0,7 A befeuert durch zwei KSQ. Diese Beleuchtung habe ich mit meinem HMF kombiniert um die LEDs mit Wasser kühlen zu können. Die hat 2 Jahre gut funktioniert, hatte aber einige Konstruktionsfehler die ich gern ausmerzen möchte: Einmal ist die Kühlung für einen Tag lang ausgefallen: 2 LEDs defekt, die anderen seitdem etwas dunkler.
Um sowas zu vermeiden soll der Nachfolger durch einen Mikrokontroller gesteuert werden, der die Temperatur der LEDs überwacht und ggf. abschaltet.

Bei dieser Gelegenheit wollte ich auch eine bessere Tagesverlaufsimulation integrieren:
Die LEDs sollen morgens der Reihe nach einzeln angeschaltet werden (am besten sogar einzeln faden) und abends Stück für Stück ausgeschaltet werden.
Ich kenne mich nun mit Halbleiterelektronik nicht sonderlich gut aus (Relais fallen wegen der feuchten Umgebung weg) aber wäre es möglich die LEDs, die nicht leuchten sollen, durch Transistoren kurzzuschließen? Wäre es sinnvoll für die LEDs die morgens und abends leuchten welche mit ausgeprägtem Rotspektrum zu nehmen und die Mittagsbeleuchtung mit XP G R5 umzusetzen?

Gibt es Aquarienkomponenten (Heizung, Pumpen) im Kleinspannungsbereich um die Sicherheit zu erhöhen? Ich ziehe natürlich den Stecker wenn ich ins Wasser greife, allerdings gefällt mit die Kombination 230V mit Wasser nicht sonderlich.

Viele Grüße!

 

[Wuestenrose]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

Mahlzeit…

Das mit dem "1 Meter Fall" wird zwar oft kolportiert, steht aber nirgends in den AGB von DHL. Die Aquarien fliegen ja auch nicht aus eigener Kraft vom Hersteller in die Regale der Händler. Warum tauscht Du Aquarien alle 3 Jahre aus? Dann sind sie doch gerade erst richtig eingefahren. Dieses Noname-Aquarium vom Baumarkt war von 1989 bis 1995 in Betrieb, dann hatte es zwei Jahre Pause im Keller, und dann wieder von 1995 bis 2007 durchgehend. Ich hab's dann verschenkt, ob's beim Beschenkten noch läuft, weiß ich allerdings nicht.

Ich weiß schon, warum ich wassergekühlte LED-Beleuchtungen für eine Schnapsidee halte und Deine Erfahrung bestärkt mich weiter darin. Viele Aquarianer müssen ihre Aquarien im Sommer kühlen und nicht heizen, wohin dann mit der LED-Abwärme? Um die LEDs bei einem Ausfall der Kühlung zu schützen, muss man sie überwachen. Und die Überwachung muss man natürlich auch überwachen, sie kann ja auch ausfallen, usw. usf. Ich kühle alle meine LEDs nur passiv. KISS – Keep It Stupid Simple.

Für Sonnenauf- und -Untergang würde ich LEDs mit niedrigen Farbtemperaturen dazunehmen. Von Bridgelux gibt's welche mit 1750 und 2500 K, Luminus hat die Dim-to-warm-Module. Das Zu- und Wegschalten einzelner LEDs wäre mir zu aufwendig. Dimmen und gut isses. KISS :smile: .

Es gibt Aquarientechnik in Kleinspannungsausführung. Wäre mir zu teuer. Wenn's sicher sein soll: Ein Trenntrafo vor die 230-Volt-Aquarientechnik kommt sicher günstiger als Kleinspannungstechnik.

Grüße
Robert

PS. Wir sprechen uns hier gerne mit unseren wirklichen Namen an.

 

[-MerlyN-]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

Moin,

Zu deinen Aquariumplänen kann ich nichts produktives beitragen. Ich bin da ein Schisser und geb lieber 100€ mehr für den Aquarienbauer aus, der mir das Becken dann in 10-facher Sicherheit baut... feifen:

Als Beleuchtung verwende ich die wassergekühlten LED Leisten von led-aquaristik und bin gut zufrieden damit.

@Robert Im Winter nutze ich Wasser aus dem Becken für die Kühlung. Das gibt mir gute 3°C, die ich nicht mit dem Heizer aufheizen muss. Im Sommer, wenn das Becken eh zu warm ist, hab ich im Unterschrank einen kleinen 10l Kanister, mit dem ich die LEDs kühle. Das funktioniert auch erstaunlich gut. :wink:

Ich verstehe den KISS Ansatz, aber das Basteln und Experimentieren ist doch auch der halbe Spass an der Aquaristik!

 

[Wuestenrose]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

Morgen…

Ich verstehe den KISS Ansatz, aber das Basteln und Experimentieren ist doch auch der halbe Spass an der Aquaristik!

Oh, ich bastle und experimentiere auch gerne. Das ist mein neuestes Projekt. Zwar nix mit Aquarien, aber immerhin was mit Pflanzen :grow: …

Viele Grüße
Robert

 

[Aqualung]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

Warum tauscht Du Aquarien alle 3 Jahre aus? Dann sind sie doch gerade erst richtig eingefahren.

Hallo Robert,
erst mal vielen Dank für deine Antwort!
Die Aquarien habe ich sonst immer so früh ausgetauscht, weil sie schon ein gewisses Alter haben. Ich habe die Becken bisher immer gebraucht - aber dafür von namhaften Herstellern - gekauft. Nach meinen Infos trocknen die Silikondichtungen irgendwann aus und werden von Algen unterwandert. Nach der Zeit von 3 Jahren war dann ohne hin oft eine Komplettsanierung nötig. Ein neues Becken ist mit altem Bodengrund und Filter ist ja sehr schnell eingefahren.
Ich vertraue diesem Becken jetzt einfach mal. Mir ist selbst noch kein Becken geplatzt, aber man liest ja so oft diese Horrorgeschichten von Wohnzimmertsunamis. :shock:

Ich weiß schon, warum ich wassergekühlte LED-Beleuchtungen für eine Schnapsidee halte und Deine Erfahrung bestärkt mich weiter darin. Viele Aquarianer müssen ihre Aquarien im Sommer kühlen und nicht heizen, wohin dann mit der LED-Abwärme? Um die LEDs bei einem Ausfall der Kühlung zu schützen, muss man sie überwachen. Und die Überwachung muss man natürlich auch überwachen, sie kann ja auch ausfallen, usw. usf. Ich kühle alle meine LEDs nur passiv. KISS – Keep It Stupid Simple.

Robert, ehrlich gesagt finde ich die Wasserkühlung nicht grundsätzlich schlecht, auch wenn sie einige nervige Eigenschaften hat - es hängt von den Rahmenbedingungen ab. Das Aquarium steht in einem gen Westen gerichteten Raum, der nur spät Nachmittags und Abends etwas direktes Sonnenlicht bekommt. Im Jahresmittel ist es eher kühl und ich muss mehr eher um die Heizkosten Gedanken machen. Bei der Hitzewelle der letzten Wochen war seit langem mal der Moment gekommen, wo ich die Heizung komplett abschalten konnte - bei einer Solltemperatur von 24°C. Im Winter kann die Kühlung die Heizung etwas entlasten - wenn auch in einem kleinerem Umfang als ich mir erhofft hatte. Die Lampe erwärmt das durchströmende Wasser um rund 0,2°C.
Ich nutze Aquarien oft, um mich technisch etwas auszutoben und zu schauen was machbar ist.
Eine möglichst hohe Effizienz ist mir also schon wichtig. Gleichzeitig passte die Wakü gut ins HMF-Konzept.
Der größte Nachteil: Bis das Teil endlich dicht war, ist einige Zeit ins Land gegangen. Hauptproblem war es bei mir die Kühlleitungen mit dem Rechteckprofil zu verbinden. Gibt es für solche Fälle eine Art Adapter?
Für die neue Lampe muss ich mir da echt was anderes einfallen lassen, als die Schläuche einfach mit Silikon einzukleben.

Das Zu- und Wegschalten einzelner LEDs wäre mir zu aufwendig. Dimmen und gut isses. KISS :smile: .

Ich würde es schon auf mich nehmen, wenn es irgendwie möglich ist. Kerngedanke ist: Ich möchte das Becken wesentlich offener gestalten, sprich: viele Bodendecker und wenig hochwachsende voluminöse Pflanzen. Das macht es für meine Schützlinge wichtig, dass es im AQ über den Tag hinweg ein paar abgeschattete bzw. nicht/wenig beleuchtete Bereiche gibt. Optisch kommt das auch dem Kontrast zu gute. Bei meiner alten Beleuchtung konnte ich morgens erst die eine eine Hälfte des Balken anschalten und dann die andere - die Stufung ist mir allerdings zu grob. Wenn ich bei der neuen Beleuchtung mit 20 LEDs rechne, würde ich sie gern in 2er Blöcken einschalten. Ich weiß leider nicht, wie ich hier direkt Bilder hochladen kann aber ich kann meinen Gedanken zum Schaltplan kurz beschreiben. LEDs, hängen in Reihe an der KSQ. An der letzten Lampe geht eine Masseleitung wieder zurück zur KSQ. Wenn ich jetzt nach jeder zweiten LED einen Transistor einsetze ( Kollektor parallel hinter die LED, Emitter auf die Masseleitung und Basis an ein Steuergerät) kann ich die Blöcke dann schalten oder gar dimmen, indem ich eine gepulste Rechteckspannung auf die Basis gebe - also eine Art PWM? Mir stellt sich allerdings die Frage, ob das mit einer LED überhaupt geht, da diese als Halbleiter ja sehr schnell reagiert.

Es gibt Aquarientechnik in Kleinspannungsausführung. Wäre mir zu teuer. Wenn's sicher sein soll: Ein Trenntrafo vor die 230-Volt-Aquarientechnik kommt sicher günstiger als Kleinspannungstechnik.

Einen Trenntrafo habe ich schon davor geschaltet: Was mir etwas Sorge macht: Der FI wirkt dann bei Fehlern hinter dem TT nicht mehr. Ergibt in diesem Fall ein entsprechender Leistungsschutzschalter hinter dem TT Sinn?

Viele Grüße,
Sören

 

[Wuestenrose]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

'N Abend...

Eine möglichst hohe Effizienz ist mir also schon wichtig.

Dann verfolgst Du aber den falschen Ansatz. Deine XP-G R5 macht bei 700 mA und angenommenen 35 °C Sperrschichttemperatur eine Lichtausbeute von 119 lm/W und kommt auf einen Farbwiedergabeindex von vielleicht 70. Dazu kommen noch das verlustbehaftete Netzteil und verlustbehaftete KSQn.

Die CMA1825-0000-000N0U0A40G meines letzten Projekts machen im gewählten Arbeitspunkt (410 mA) und angenommenen 85 °C T_j 136 lm/W bei einem Farbwiedergabeindex von typisch 92. In der Praxis werden's noch ein paar Lumen mehr sein, weil das Teil nicht so warm wird. Ich kann die Stiftkühlkörper noch gut anfassen, die Sperrschichttemperatur dürfte also irgendwo bei 65 °C liegen, was dann 141 lm/W ergäbe.

Mein Netzteil ist Netzteil und Konstantstromquelle in einem und macht, auf 410 mA runtergedimmt, mit den 6 LEDs in Reihe einen Wirkungsgrad von 92 %. Effizienz war ein Designziel des Hexacopters. Ist mir ganz gut gelungen, finde ich, zumal die DIALux-Simulation auch sehr gut mit der Praxis übereinstimmt, siehe Messung.

Einen Trenntrafo habe ich schon davor geschaltet: Was mir etwas Sorge macht: Der FI wirkt dann bei Fehlern hinter dem TT nicht mehr.

Das ist Sinn und Zweck des Trenntrafos. Bei einem Erdschluß fließt kein Fehlerstrom und deshalb ist ein RCD genauso unsinnig wie unnötig. Hinter einem Trenntrafo erdet man nicht. Gar nie nicht! Das wäre grober Pfusch und würde die durch den Trenntrafo erreichte Sicherheit wieder zunichte machen.

Ich würde nur den Trenntrafo selbst auf der Primärseite durch einen LS-Schalter schützen, mehr nicht. Du könntest auf der Sekundärseite noch ein Erdschlußwarngerät selber bauen oder kaufen. Das zeigt Dir einen Isolationsfehler eines Geräts an, durch den Fehler entsteht Dir, Deiner Familie oder Deinen Haustieren aufgrund des Trenntrafos aber keine Gefahr.

Grüße
Robert

 

[Aqualung]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

Hallo Robert,
die Effizienz bezog sich auf die Beleuchtung insgesamt - nicht allein auf den (Licht)-Wirkungsgrad der LEDs :smile: Durch die Wasserkühlung konnte ich einen Teil der Abwärme ja weiter zum Heizen nutzen.

Bezüglich der Beleuchtung habe ich nun noch eine andere Überlegung, vielleicht kannst du mir ja sagen was du davon hältst:
Ich möchte die Lichtquelle des Aquariums so natürlich wie möglich gestalten, weswegen auch ein Sonnenlauf nachgeahmt werden soll. Ein Lauflicht mit den üblichen LEDs, ist in der Tat recht aufwändig, gerade was KSQ und Netzteile angeht.
Nun ist mir folgender Gedanke gekommen: Warum nicht eine einzelne Hochleistungs-LED im Laufe des Tages mittels Servomotoren und Linearführung oder einem schwenkbaren Ausleger über das Becken fahren lassen bzw. darum kreisen lassen. Mir fiel die Cree CXA350 auf. Die hätte einen ausreichenden Lichtstrom und einen CRI von bis zu 80. Auf Farbechtheit kommt es mir nicht ganz so stark an - wichtiger ist mir, dass die Pflanzen was mit dem Licht anfangen können.
Diese würde ich auf einem aktiven Prozessorluftkühler mit Aufnahme montieren. Somit bräuchte ich nur ein Netzteil und KSQ und könnte eine PWM leichter realisieren.
Für mich klingt das auf den ersten Blick vielversprechend. Was meinst du? Schnappsidee oder wäre sowas umsetzbar?
Gruß,
Sören

 

[Wuestenrose]

Re: Anfänger: Allgemeine technische Fragen und LED-Beleuchtu

'N Abend...

Für mich klingt das auf den ersten Blick vielversprechend. Was meinst du?

Schnapsidee. Bei einer wandernden Lichtquelle wäre jeweils nur ein Teil des Aquariums beleuchtet, die Sonne bescheint aber, unabhängig von ihrem Stand, immer den ganzen See.

Ich möchte die Lichtquelle des Aquariums so natürlich wie möglich gestalten, ...
...
Auf Farbechtheit kommt es mir nicht ganz so stark an...

Das passt aber nicht zusammen. Das Licht der Sonne besitzt einen Farbwiedergabeindex von 100.

- wichtiger ist mir, dass die Pflanzen was mit dem Licht anfangen können.

Ich zitiere mich mal selbst: Nach allem, was ich bisher an Literatur zusammengetragen habe (besonders hervorzuheben sind die beiden Symposiumsbände zum Thema Licht im Gartenbau der ISHS, 956 und 1134), ist für das Gesamtpaket Photomorphogenese, Photosynthese, Blüten- und Fruchtbildung ein möglichst vollständiges Spektrum von Vorteil.

Eine CMA1825-0000-000N0U0A50G (5000 K, CRI 90) macht zwar 5 % weniger PAR PPF als eine CMA1825-0000-000N0H0A50G (5000 K, CRI 80). Das bemerken weder Du noch die Pflanze. Dafür aber besitzt sie im wichtigen roten Spektralbereich 635...780 nm ein Viertel mehr Strahlungsleistung. Das sehen sowohl Du als auch die Pflanze :smile: .

Somit bräuchte ich nur ein Netzteil und KSQ und könnte eine PWM leichter realisieren.

Die Lüfterleistung (1...2 Watt, immerhin...) verringert die Gesamt-Effizienz, PWM auch


Grüße
Robert