LED Beleuchtung Becken 200x60x60 Fragen + Projekt

[Cami]

Hallo zusammen,

Ich bin letzte Woche zu einem 200x60x60 Becken wie die Jungfrau zum Kind gekommen. (kauft Euch sowas bloß immer mit Lieferung ).

Becken ist aufgestellt, eingerichtet und in der Einlaufphase. Es wird kein reines Pflanzenbecken, meine Jungs wollen unbedingt Fische haben. Der Haken an dem Ding ist die Beleuchtung und die Abdeckung. Für die Abdeckung habe ich schon etwas leichtes mit 4 klappbaren Plexiglasplatten geplant, nur die Beleuchtung macht mit Kopfschmerzen. Zur Zeit liegen einfach 2 "Bürolampen" mit je 2 30 Watt T5 Röhren auf der Glasabdeckung. Bestückt sind die mit je einer 4000k Röhre und einer mit "violetter" Farbtemperatur. :shock: Das sieht einfach grauenhaft aus. Die Kombination aus 230V auf der Abdeckung und 100,-€ für neue Röhren brachte mich zum Thema LED. Gespräche mit Leuten in diversen Fachgeschäften endeten bei mir mit "die spinnen die Römer", das kannste doch selber bauen....

Ich lese jetzt seid einer Woche in unterschiedlichen Foren und hab mir ein gefährliches Halbwissen angeeignet, und bin nun an dem Punkt, wo ich Euch gerne meine bisherigen Überlegungen zeigen und meine offenen Fragen stellen würde. Da ich für diese Beckengröße bisher kein "kompletten" Thread (also von Planung über Bau bis Fertigstellung) gefunden habe, wollte ich hier ein eigenes Thema aufmachen und es mit Eurer Hilfe bis zum Ende durchziehen.

Soweit erstmal die Einleitung, konkret wird es im nächsten Post (trenne das mal, sonst wird es zu lang)

Ich Danke Euch vorab für Euer Interesse und Eure Unterstütung

Gruß
Jörn

 

[Cami]

So nun zum eigentlichen Projekt.

Die Lampe muß mit der besten Frau der Welt kompatibel sein was in diesem Falle LEISE, hängend und ansehnlich bedeutet.

Also stehen im Pflichtenheft:
1. Passiv gekühlte Hängeleuchte
2. ca. 28.500 Lumen
3. Dimmbar
4. Gemischte LED Bestückung (ca. 75% 7000k, 22% 2700k und 3% 620k)
5. LED Verfügbarkeit bei FastTech.

Mein aktueller Projektstatus:

Lampenkörper aus 2 Stück Strangkühlkörpern 1000x20. Wunsch wäre der SK 166. Stabilisiert und zusammengehalten von einem unten umlaufenden 20x20 Alu-Vierkant auf den dann eine Plexi-Scheibe befestigt wird.

LED Bestückung
Hier hab ich mal 2 Alternativen auf 24V
56x XM-L T6-1A 7000k @1000mA 21700 Lumen
24x XM-L T4-7C 3000K @1000mA 5700 Lumen
9x XP-E 1W 620 @700mA 900 Lumen

48x XM-L T6-1A 7000k @1200mA 21500 Lumen
23x XM-L T4-7C 3000K @1200mA 6300 Lumen
9x XP-E 1W 620 @700mA 900 Lumen

KSQ:

Variante 1: 12x 1000mA, 1x 700mA, 24Volt
Variante 2: 11x 1200mA, 1x 700mA, 24 Volt
Ich plane erstmal mit Anvilex Bauteilen, tendiere aber bei Verfügbarkeit die 4xArrays von Moritz (AquaGrow) zu nehmen.

Netzteile:
Wenn ich richtig gerechnet habe liegt Variante 1 bei 12,7 Ampere also 340 Watt / 24V, Variante 2 bei 13,9 Ampere= 370 Watt. Im Moment tendiere ich zu 2x Meanwell SP-200-24.

Steuerung
Wird wohl auf einen Arduino rauslaufen. Ich test mal mit dem rum. ggfls. mit der Platine von Moritz.

Fragen:

1. Grundegende Rechenfehler meinerseits?
2. Gibt es sinnvollere Bestückungen?
3. Reicht die Kühlleistung aus? Ich habe hier zwar eine Berechnungsformel gefunden, aber damit komme ich nicht klar weil die die Fläche nicht berücksichtigt hat.
4. Netzteil... Ich verlier mich da in den Produktlisten.... Das von mir ausgesuchte verstößt gegen §1 des Haushaltsvorstandes. LÜFTERLOS. kannman das anders (evtl. auch mit IP67) hinbekommen?
5. Die XM-L T4-7C haben eine Farbtemperatur von 3000k. Lieber hätte ich 2700. Die verfügbaren LED´s haben dann aber den Zusatz 10 Watt. Ich war bisher zu dusselig hierzu Datenblätter zu finden. Kann ich die einfach nehmen oder bricht das Konstrukt hinsichtlich Wärme, Spannungen etc zusammen?

Ich denke das wars erstmal.

Gruß
Jörn

 

[Zeltinger70]

Servus Jörn,

Zu 1.
nein, konnte keine finden ...
unberücksichtigt bleibt eine ggf. geringere Lichtleistung durch eine höhere Temperatur.

zu 2.
klingt für mich gut ...

zu 3.
evtl. hilft Dir dies: KK-Berechnung
(Wasserkühlung evtl. eine Überlegung wert?)

Zu 5.
Du kannst die favorisierten T6 nehmen, ändert sich nichts.
Bei der Bestromung mit 1000 oder 1200 mA haben sie ca. knapp unter 3 V bzw. knapp über 3V.
Also knapp 3 Watt bei 1000 mA bzw. etwa 3,66 W bei 1200 mA.

Allgemein würde ich noch mal überlegen ob es sinnvoll ist die XP-E mit 700 mA zu bestromen, ist nur aus dem Bauch heraus. Denke auch nicht es ist nötig.

Gruß Wolfgang

 

[omega]

Hallo Jörn,

LED Bestückung
Hier hab ich mal 2 Alternativen auf 24V
56x XM-L T6-1A 7000k @1000mA 21700 Lumen
24x XM-L T4-7C 3000K @1000mA 5700 Lumen
9x XP-E 1W 620 @700mA 900 Lumen

48x XM-L T6-1A 7000k @1200mA 21500 Lumen
23x XM-L T4-7C 3000K @1200mA 6300 Lumen
9x XP-E 1W 620 @700mA 900 Lumen

das sind aber ganz schön viele Lötstellen. :smile:
Kennst Du COB-LEDs (Chip On Board)?
Z.B.: http://www.leds.de/en/High-Power-LEDs/Chip-On-Board-LEDs
Dazu passende Zhaga-Kühlkörper mit der passenden Schraubaufnahme z.B. von http://www.mechatronix-asia.com gibt's z.B. bei http://www.elpro.org/shop/shop.php?p=LEDK%C3%BChlk%C3%B6rper.
Zhaga COB-Halter (lötfrei, klebefrei, verschraubbar!) gibt's z.B. auf http://ch.farnell.com/ideal/50-2100nc/led-holder-philips-1203-cob-array/dp/2402164?Ntt=50-2100NC.
Dann noch einen Adapter für einen Reflektor und die Beleuchtung klebt nicht auf der Wasseroberfläche und ist in Grenzen (Stromversorgung) modular .

Bestromen kann man die jeweils mit einem 0-100% dimmbaren Mean Well LDD-h KSQ, wofür es auch Platinen gibt, die man z.B. per Storm X oder einer Arduino-Lösung mit z.B. 1-4x 16-Channel 12-bit PWM Driver multifunktional einzeln oder in Gruppen dimmen kann. Dann noch das passende Konstantspannungsnetzteil mit mind. 3V höherer Ausgangsspannung als der Ausgang eines LDDs (Vorwärtsspannung der LED).

4. Netzteil... Ich verlier mich da in den Produktlisten.... Das von mir ausgesuchte verstößt gegen §1 des Haushaltsvorstandes. LÜFTERLOS. kannman das anders (evtl. auch mit IP67) hinbekommen?

Guck doch mal auf elpro. Die haben zig Netzteile.

5. Die XM-L T4-7C haben eine Farbtemperatur von 3000k. Lieber hätte ich 2700. Die verfügbaren LED´s haben dann aber den Zusatz 10 Watt. Ich war bisher zu dusselig hierzu Datenblätter zu finden.

Mischt Du Lichtfarben und befinden sich die betreffenden LEDs weit genug auseinander, bekommst Du Schatten in unterschiedlichen Farben. Das nennt sich dann Disco Effekt:
http://www.marineaquariumsa.com/lighting/48951-disco-effect.html
http://www.plantedtank.net/forums/showpost.php?p=1929722&postcount=6

Verdrahtung eines Raspberry PI mit u.a. LDDs und einem Adafruit PWM Driver: http://www.reefpi.net/smf/index.php/topic,90.0.html
Siehe auch einen LED-Lighting Guide.

Grüße, Markus

 

[Wuestenrose]

Hallo Markus...

Deine Vorschläge widersprechen aber dem Punkt 1 des dem von Dir selbst verlinkten LED-Lighting Guide's :wink: : "1.Shop where you can buy everything you need"

Dieser Punkt steht nicht umsonst an erster Stelle, ich halte das für die wichtigste Frage: Sind alle Bauteile, die ich mir ausgesucht habe, überhaupt für Otto-Normalaquarianer erhältlich und wieviele Bestellungen bei unterschiedlichen Händlern muß ich dafür aufgeben? Farnell beispielsweise liefert nicht an privat und wenn ich je eine Bestellung bei Mouser, Futureelectronics und Digikey aufgegeben habe, dann habe ich auch 54 Euro nur für Versandkosten berappt.

Grüße
Robert

 

[omega]

Hallo Robert,

Sind alle Bauteile, die ich mir ausgesucht habe, überhaupt für Otto-Normalaquarianer erhältlich und wieviele Bestellungen bei unterschiedlichen Händlern muß ich dafür aufgeben? Farnell beispielsweise liefert nicht an privat und wenn ich je eine Bestellung bei Mouser, Futureelectronics und Digikey aufgegeben habe, dann habe ich auch 54 Euro nur für Versandkosten berappt.

ja, die Verfügbarkeit für mich habe ich bei dem COB-Halter, Adapter und Reflektor noch nicht gecheckt (hab grad selbst ein solches Projekt am Laufen). Meine Absicht allerdings war, nicht zwingend Bezugsquellen sondern eine Option zu einzeln verklebten und verlöteten LEDs aufzuzeigen. Entsprechend habe ich auch meine Formulierungen jeweils gewählt.
Daß man oft nicht immer alle benötigten Produkte einer Sparte in ein und demselben Webshop erhält, ist dagegen kein Novum. Die zusätztlichen Kosten ärgern sicher nicht nur mich immer wieder.
Ich hätte gerne einen Bekannten, der mir all die Sachen besorgen kann, an die ein Otto-Normalaquarianer nicht rankommt. Aber da gibt's halt nur die Allerweltsleut wie mich. Vielleicht aber verhält es sich bei anderen Lesern ja anders. Nur weil ich persönlich keinen entsprechenden Bekanntenkreis habe oder anderweitigen Beschränkungen unterliege, halte ich mich hier und anderswo nicht zurück, Optionen aufzuzeigen.

Grüße, Markus

 

[Cami]

Vielen Dank für Euren Input.

COB hab ich mir auch angesehen, würde ca. 30% bei den LED Kosten sparen. Habe mich jedoch aus 2 Gründen dagegen entschieden:

1. Ich möchte nicht eine "Spot"-Leiste, die LED´s sollen direkt auf einen Strang-KK. Das könnte vom Wärmemanagement schwierig werden.
2. Den Disco-Effekt. Mit COB reduziere ich die Anzahl der Module und müßte dann auf eine Lichtemperatur gehen. Ich habe Lampen mit der "Mischung" 75% 7k, 25% 2,6k gesehen und sie gefiehlen mir sehr gut. Ich komme zwar mit dem rechnerischen MIttelwert ( (75*7)+(25*2,6))/100 auf 5,9, vermute aber das eine LED mit 5900k (gibt es glaube ich auch nicht) dann doch anders aussieht.

Wobei ich persönlich mit die vorgeschlagene COB mit Einzelkühlkörper sehr gut vorstellen könnte, sieht bestimmt super aus, aber rate mal was die Beste aller Ehefrauen als Einwand hatte..... Und wer putz da den Staub aus den Kühlkörpern weg?. Da ich vermute die Antwort würde "Jörn" lauten hab ich es dann eingesehen :smile:

Die roten mit 500mA ist ne gute Idee, für den Effekt sollte das völlig reichen.

Über Wasserkühlung habe ich nachgedacht, olle Eheim 12v Pumpe liegt hier sogar noch rum. Führt aber zu einem komplett anderen Design und überschreitet meine Handwerklichen möglichkeiten. Kleben, schrauben und löten ok, aber der Zusammenbau von wasserführenden Rahmen wird mit Sicherheit nur zu einem seltsamen Duschkopf führen

Den Kühlkörper nehme ich jetzt in 300 x40. Der Rechner hat sehr geholfen. Meine ersten Eingabeversuche führten zwar zu Temperaturen jenseits des Schmelzpunktes, hab mich aber reingefuchts

Die weißen LED´s werde ich "nur" mit 1000mA (Variante 1) befeueren. Sind dann zwar mehr LED´s, führt aber zu einer dichteren Bestückung und somit zu einer besseren Ausleuchtung. Die Mehrkosten (ca. 35€) hab ich durch den geringeren Stromverbauch in ca. einem Jahr wieder drin.

Wo platziert Ihr eigentlich die KSQ´s? mit auf der Lampe oder gesondert im Schrank? Kabeltechnisch tendiere ich ja zu der Lampenversion. Dann muss ich (13 Stück) "nur" 13 PWM Leitung und 4 Stromversorgungen an die Lampe bringen. Mit gesondertem Kasten wären es 39 Leitungen, dafür aber weniger Wärme auf der Lampe.

Gruß
Jörn

 

[Wuestenrose]

Servus...

Der Rechner hat sehr geholfen.

Der vom LED Lighting Guide? Der ist zwar recht nett, weil er alle vorkommenden Wärmeübergangswiderstände berücksichtigt, hat aber einen Schönheitsfehler: 50 °C hatte es nicht mal in meiner Dachwohnung mit Südfenster im Hochsommer. Kühlkörperberechnungen gehen nicht von der Umgebungstemperatur in Kühlkörpernähe aus (Wo soll die sein? 1, 2, 5, 10, 20, 50, ... cm vom Kühlkörper weg?), sondern von der tatsächlichen Umgebungstemperatur. Der Rechner rechnet so einen zu geringen Wärmewiderstand für den Kühlkörper aus und kommt zu unnötig großen Kühlkörpern. Ich rechne üblicherweise mit 30...35 °C und lasse eine Sperrschichttemperatur als Kompromiß zwischen Lebensdauer/Lichtbausbeute und Kühlaufwand von 85 °C zu.

Wie laut ist es dort, wo das Aquarium steht? Wie laut sind Pumpe und andere Aquarieninstallationen? Ich frage deshalb, weil eine Lüfterunterstützung die Kühlkörpertemperatur massiv senkt, selbst wenn der Lüfter nur ein wenig lüftelt. Ich habe zwar noch keine LED-Aquarienbeleuchtung, dafür aber inzwischen drei LED-Pflanzenbeleuchtungen gebaut, zwei davon hängen im Wohnzimmer. Alle drei besitzen Lüfterunterstützung.

Hat allerdings auch einen Nachteil: Entweder dimensioniert man die Kühlkörper so, daß sie genug Kühlwirkung haben, um die LEDs auch bei ausgefallenem Lüfter unter der maximal zulässigen Sperrschichttemperatur zu halten, oder man überwacht Lüfter bzw. Kühlkörpertemperatur und schaltet die LEDs nötigenfalls ab. Dieses Problem hat jede aktiv unterstützte Kühlung, auch die Wasserkühlung.

Bei den Netzteilen würde ich einen ganz anderen Weg gehen, Netzteile mit Konstantstromausgang verwenden, die LEDs in Stränge verschalten und diese Stränge parallel an eine Konstantstromquelle hängen. Ja, allen Unkenrufen zum Trotz kann man LEDs parallel schalten, wenn man dafür sorgt, daß die Stränge alle gleichartig aufgebaut sind und thermisch gleichlaufen. Die 80 XM-Ls aus der Variante 1 beispielsweise lassen sich in vier Stränge à 20 LEDs aufteilen, die man wiederum parallel an ein Meanwell HBG-240-60B hängen kann. Ja, das kann man auch als Otto-Normalaquarianer kaufen, es ist per 1...10 Volt, PWM und 100-kOhm-Potentiometer dimmbar und erspart jede Menge Pfriemelei.

Grüße
Robert

 

[Cami]

Ich hab den Rechner genommen den Wolfgang in seinem Post hatte.
Der Kühlkörper ist ja eigentlich auch das Gehäuse, somit ist die Dimensionierung zum Teil vorgegeben. 200cm lang (Beckengröße), die 30cm Breite hab ich wegen der besseren Ausleuchtung genommen und 4cm Höhe für den besseren Wärmeleitwert. Wenn das zu warm werden sollte kommt da noch eine Temperaturgesteuerte Lüftung drauf. Entweder 4cm Lüfter die seitlich in die Kühlrippen blasen (werden wohl zu laut sein) oder 2-3 langsamdrehende 25cm Lüfter.

Netzteil:
Wenn ich das richtig verstehe werden 4 Stränge (mit je 20 LED in Reihe) an EINEN KSQ angeschlossen? Somit hätte ich 20x3V=60 Volt an Spannung, und um die dann mit 1000mA zu betreiben muss ich 4000mH in die Parallelschaltung einspeisen. Richtig?
Und anstatt der Kombination KSQ + Netzteil nehme ich dann das HBG-240-B. Das wandelt mir den Wechselstrom in die benötigten 60V / 4A konstant um. ELEGANT, spart die ganzen KSQ und ca. 178 km Litze.
In der B Version ist ein Dimmeranschluß dran, der entweder über ein Poti, oder ein 10V PVM Signal gedimmt wird.

Als Kaufmann sage ich, 13 KSQ gespart, Netzteilkosten halbiert und IP65+67 für umme dazubekommen. Genial.

Wo ist der Haken?

Wir fällt nur das 10V PVM Signal ein. Damit würde der Arduino meines wissens nach ausscheiden.
Ich kriege auch nicht 20 LED´s an den Strang, da die bei 1000mA etwas mehr als 3 Volt ziehen. Also entweder weniger LED´s, oder mehr Stränge mit z.B. 48V. Da muss ich mal sehn was man da Alternativ rechnen kann..

 

[MajorMadness]

Hi,
aufgrund des Beckens und der ausleuchtung würde ich auch zu Strang Tendieren, obwohl die COB, grade duch ihren preis und des guten lm/W verhältnisses sehr interessant sind. 575lm/€ bei 122lm/w (Luminus Devices Inc CXM-14-50-80-36-AA00-F1-5), das muss man erstmal schaffen...
Dennoch würde ich an deine rStelle evt 2x250 breite in erwähgung Ziehen. aufgrund des Winkels müssen LED nicht so nah an die scheibe und das sparrt material und Geld.
Zu dem mix: Wenn du es gesehen hast und es dir gefällt ist es sicher das richtige. Um die 6000K durchschnitt sind ganz ok, ich mag es aber doch persöhnlich kälter um 7000K. :bier:
Zusätzlich würde ich bei Fasttech die Linsen mit bestellen um mehr Licht an den Bodengrund zu bekommen. Evt willst du da ja auch was wachsen haben...
Zu der bestromung:
Robert hat dir ja schon ne schöne Lösung aufgetan. Sollte dabei doch mal einer der 4 Stränge komplett ausfallen werden alle anderen LED noch mit 1,33A bestromt. Das sollte der Kühler und die LED schaffen. Bei den Netzteilen mit Konstantstromausgang stört mich auch ein wenig das sie nur bis 10%regelbar sind und dann ruckartig ein/ausschalten (so zumindest bei meinem LPF).
Ich persöhnlich bin eher nen freund davon die LED nach Farben zu trennen und einzeln an zu steuern (außer COB mit 350/500mA und hoher Volt Zahl), daher mein Vorschlag:
8-9 LED an eine KSQ (PT4115) und mit Netzteil von 26/29V versorgen (Meanwell 24/27V leicht überstromt per drehregler). SP-200-24 geht für 8x1A, 27V leider nur 7,5 KSQ
Alternative, bei deiner LED Menge wäre der ZXLD1366 ne möglichkeit. Der liegt grade testweise bei mir rum und kann 19 XM-L@1000mA betromen. Leider sind 60V Netzteile rar, daher ist preisgünstig nur 48V ~ 16 LED Möglich. Hier hätte man Lüfterlos die HRP/HRPG-200 oder RSP-200-48. Die KSQ würde ich dir nach nem Test gerne Preisgünstig(er) überlassen das du sie für mich unter volllast testest da ich kein Becken dafür habe.

Joar jetzt feierabend, wenn was vergessen schreib ich später nochmal...

P.S. 10V Mit Arduino sind möglich: technik/minimalistischer-aquarien-controller-t29360-225.html#p259999 :bier:

 

[Cami]

Die interessanten COB´s bei Digikey haben alle eine Mindestbestellmenge von >200 Stk. Interessant wären die vom Preis sicherlich.

Von der CXM-14-50-80-36-AA00-F1-5-ND könnte man an dem Konstantstromnetzteil HLG-320H 17 Stück Parallel betreiben. die kriegen dann 8900/17 = 523mH und müßten dann bei 85°C über 2100 Lumen abgeben, also in der Summe 35700..... Holla
Der Spaß kostet dann 17 x 4,50€ = 76,50 plus Netzteil 120,-€ Irgendwas um die 200,-€.
Ist schon interessant, aber Lichttemp. 5000k, und der Mist mit der Abnahmemenge.

MIt der Lichtemp. von 5600k gehen die Bridgelux BXRA-56C0700-A-00. Davon 19x2 (2 in Reihe) parallel:
780Lumen bei 25°C, sagen wir 600 bei 85° x 38 = 22.800 Lumen
Kosten hier: 38 x 2,80=106,40€ + HLG-320H-48 = ca. 230,-€
Aber auch Mindestbestellmenge...
Tante Edith fragt sich hier: 2 in Reihe haben 37,6 Volt. Kann ich das überhaupt an 48Volt anschließen, oder brennt das? Hätte ich Physik mal aufgepaßt...

Alternativ die Crees mit KSQ-Netzteil (ich nenn das jetzt mal so, sonst komm ich durcheinander):

56xT6@1000mA (7000k) 56*388 = 21.700 Lumen
24xT6@1000mA (2600k) 24*275= 6.600 Lumen
Gesamt 28.000 Lumen.
An HBG-240-60-B
Kosten: LED´s ca. 260,-€ (aktueller USD Kurs inkl 19) MwSt), Netzteil ca. 70,-€

Summe ca. 330,- Taler..

Das ganze klassisch auf 48v mit KSQ´s und 2x 200Watt NT´s und 30.000 Lumen (60x7000k, 30x 2600K)
Kosten ca. 430,-

Ihr macht mich fertig

Also als Basis hakelige Dimmung, "falsche" Farbtemp: 200,-€
+100€ für die "richtige" Farbe
+100€ für die sanfte Steuerung.

Erinnert an Apples Aufpreispolitik.

 

[Wuestenrose]

Servus...

Bei den Netzteilen mit Konstantstromausgang stört mich auch ein wenig das sie nur bis 10%regelbar sind und dann ruckartig ein/ausschalten (so zumindest bei meinem LPF).

Richtig, auch das von mir genannte Netzteil läßt sich nur bis 10 % runterdimmen. Mir genügt das, der Hauptzwecke einer Beleuchtung ist für mich die Erzeugung von Licht, die Dimmbarkeit ist nur ein netter Nebeneffekt.

Grüße
Robert

 

[Cami]

Gerade die Headsinkpreise bekommen. SK501 1000mm 162,36 zzgl MwSt + Fracht. Aua.

Kennt einer eine Bezugsquelle für sowas in Asien?

Gruß
Jörn

 

[Wuestenrose]

Servus...

Auch EMS verschickt sperrige Güter nicht umsonst. Ich glaube nicht, daß Du inkl. Versand, Einfuhrumsatzsteuer und Zoll bei einer Auslandsbestellung günstiger fährst.

Grüße
Robert

 

[Cami]

Das befürchte ich leider auch.