LED-Beleuchtung für kleines Becken -> LED-Leistung?

[Galapagos]

Hallo allerseits,

ich möchte einen kleinen 30l Cube mit einer LED-Beleuchtung versehen. Warum? Weil ich es einfach schön anzusehen finde, das Schattenspiel, welches sich dabei am Boden ergibt finde ich einfach schön

Meine Frage wurde hier sicherlich schon zig mal diskutiert, aber trotz Suche bin ich zu keinem, mich zufriedenstellenden, Ergebnis gekommen. Folgende zwei Angaben habe ich in Bezug auf LED-Beleuchtungen immer wieder gefunden:

- ~60lm/l
- Am Boden sollten 2000lx ankommen

Ersteres ist nun ganz einfach, 60lm/l * 30l = 1800 lm.

Für Zweiteres habe ich die Seite http://www.lumenrechner.de verwendet um zu bestimmen, mit welchen Parametern ich bei 0.25m Tiefe (5cm Bodengrund) 2000lx erreiche UND die komplette Fläche abdecke (d.h. Leuchtkreis > 0.424cm Diagonale). Als Ergebnis habe ich dort gekriegt, dass eine einzelne LED mit 90° Abstrahlwinkel und ~400lm ausreichen würde. Damit läge ich dann ja aber nur bei ~13lm/l, ganz davon ab, dass eine einzelne LED natürlich nur die Bodenfläche vollständig ausleuchten würde, in den oberen Ebenen der Lichtkegel aber nicht alles erreichen würde. Allerdings berücksichtigt der Rechner ja nicht, dass das Licht nicht durch die Luft geht sondern im Wasser ja stärker gedämpft wird.

Lange Rede kurzer Sinn, wieviel Lumen brauche ich jetzt und zu welchen LEDs könnt ihr mir raten? Ich habe bereits led-tech.de ins Auge gefasst, speziell die Cree-LEDs scheinen mir relativ viel lm bei wenig Leistung zu bringen.

Viele Grüße,
Daniel

 

[ghostfish]

Hallo Daniel,

die Cree XP-G sind sehr gut. Auch für empfehlenswert halte ich die Nichia NS6W183AT die ähnliche Daten haben aber günstiger sind. Der Abstrahlwinkel liegt meistens bei 120° aber dieser ist bei den LEDs nicht gleichmäßig verteilt, bei +-30° hat man wesentlich mehr Licht als bei größerem Winkel.

Von der Helligkeit kann ich sagen das 3x Cree XP-G mit 700mA genauso hell sind wie eine 13W T5 Leuchtstoffröhre.
Das reicht bei 54L für die meisten Pflanzen aber wenn man anspruchsvolle Pflanzen hat, würde ich mehr LEDs reinsetzen.
Kommt also drauf an was du damit vorhast.

 

[Biotoecus]

Hi,

meinen 30/30/30cm Würfel beleuchte ich mit 5 Cree XP-G R5.
Die sorgen für insgesamt 1300 Lumen.
Reicht für alles an Pflanzen.

Beste Grüße
Martinj

 

[robat1]

Hallo Daniel,

ich hab das auch mal durchgerechnet und zwar im Vergleich mit der alten Faustformel von 0,5W/L für Leuchtstoffröhren mit Reflektoren, was den aller meisten Pflanzen (auch Bodendeckern) völlig reicht.
Dabei kam auf einen Vergleichswert von 30lm/L für LEDs weil eine LSR trotz modernster Reflektoren nur 70% der Lumenangabe ins Becken befördert (Messungen von Robert M.-H.).

Also 30lm/L bei LED-Beleuchtung entspricht ca. 0,5W/L einer LSR inkl. Reflektoren.
Dabei ist die Lumenangabe des LED-Herstellers zu verwenden und nicht die 90% die nach Verlusten tatsächlich im Becken landen.

Deine 60lm/L entspräche demnach etwa 1W/L was schon die Vernunftsobergrenze von absoluten Starklichtbecken ist.
Ob du die tatsächlich brauchst ist sehr fraglich, vor allem in einem niedrigen 30L Becken.

Hab grad heute eine sehr schöne Fertigleuchte gezeigt bekommen, für den Fall daß Du nicht basteln wolltest.
http://www.aquascaping-shop.de/epages/6 ... oducts/273

Robert

 

[Galapagos]

Hallo,

danke für eure Antworten, ich hatte schon gedacht dass meine Frage so selten blöde wäre, nachdem so lange keiner geantwortet hatte, es aber schon 60 Views waren

@robat1:
Weißt du wie sich der Abstrahlwinkel der LED auf die benötigte Lumenanzahl auswirkt? Denn eine LED mit 125°C konzentriert ja weniger Licht auf der eigentlichen Grundfläche als z.B. eine mit 90° Abstrahlwinkel. Das wäre noch wichtig zu wissen damit ich weiß ob ich a) einen Reflektor nutzen kann (würde ich gerne da die Abdeckung halb offen geplant ist und ich Streulicht im Raum minimieren möchte) und b) welchen Strom ich den LEDs verpassen soll. Wenn ich z.B. mit den vier Cree 900lm erreichen will müsste ich diese mit 0.7A fahren, wenn ich das mit Hilfe eines Reflektors reduzieren könnte wäre das toll.

Danke auch für den Link zu der LED-Lampe, aber ich möchte lieber selber bauen, Alu- und Plexiglas-Platte sind schon bestellt und die Elektronik möchte ich gerne selber bauen weil das quasi mein zweites Hobby ist

Viele Grüße,
Daniel

 

[robat1]

Hall Daniel,

Wenn du LEDs niedrig bestromst (z.B. 350mA) erhältst du mehr Lumen pro Watt.
Wenn du sie höher bestromst (z.B. 700mA) erhältst du zwar mehr Lumen pro LED aber weniger Lumen pro Watt, weil die Leistungsaufnahme dabei stärker steigt als der Lumenanstieg.

Also zum Stromsparen lieber niedrig bestromen und dafür 1 LED mehr verwenden.
Ich vermute die Lebensdauer ist mit weniger Ampere auch größer, allein schon weil die LED nicht so heiß wird.

LEDs haben in der Regel einen 120° Abstrahlwinkel aber der gröste Teil des Lichts verlässt die LED im 90° wie dir hier schon geschrieben wurde. Daher bringen Reflektoren und Linsen relativ wenig.
Soviel ich weis hat Robert die 90° Wirkungsgrad unter den LEDs ohne solche Hilfsmittel gemessen, also was willst du an 90% Lichtausbeute im Becken noch verbessern. Kein anderes Leuchtmittel kommt über die 70% hinaus.

Ich selbst verwende zwar 60° Linearlinsen. Wirklich viel bringt das zwar nicht aber die LEDs sind dahinter auch spritzwassergeschützt und die Lichtreflexe werden einen Hauch schärfer.
Lichtreflexe (Kringeleffekte) erhältst du übrigens nur wenn du auch Oberflächenwewegung mit Wellen hast. Ohne Wellen kannst du machen was du willst, es werden keine Klringen am Beckenboden auftauchen.

Hier im Link findest du unter anderem auch diese Lineal-Linsen die ich verwende und auch Reflektoren usw.
Und ganz unten nach der Linksammlung hab ich noch die LED-Grundlagen so simpel und einfach wie möglich verständlich zusammengeschrieben.

http://www.naturaquaristik-live.de/topi ... ighlight=&

Robert

 

[Galapagos]

Hallo,

danke für die Antwort. Dass die Effizienz bei steigendem Strom abnimmt ist mir klar, allerdings würden vier LEDs perfekt passen, da ich sie mittels einer einzigen KSQ an einem (bereits vorhanden) 15V-Netzteil betreiben kann Ich bin auch kein Neuling was LEDs oder Elektronik allgemein angeht, es ging mir hauptsächlich darum zu prüfen, ob mein Vorhaben Sinn macht, d.h. ob der Aufwand vertretbar ist. Da ich nun also mit vier LEDs, einer KSQ und vier Reflektoren auskomme, ist dies der Fall und ich werde mich an Basteln machen. Die Reflektoren möchte ich dabei, wie bereits erwähnt, weniger um mehr Licht ins Becken zu bringen als das störende Streulicht im Zimmer zu reduzieren

Einkaufszettel also:
4 x Cree XP-G R5
4 x Ledil CXP 58° o. 92°
Kleinzeugs für KSQ

In jedem Fall vielen Dank, du (ihr) habt mir sehr geholfen. Ich schaue, dass ich euch Bilder liefer, wenn ich fertig bin

Viele Grüße,
Daniel

 

[aqua70]

Hallo !

Hab diese Lampe über meinen Becken 50 * 50 * 50 cm.

http://www.quoka.de/tiermarkt/fische-aq ... um-15.html

Und wachstum und helligkeit ist besser als vorher mit 48 watt T5. 15 watt hört sich zwar sehr, sehr wenig an und ich war auch sehr skeptisch ob es reichen würde. Aber ich bin voll zufrieden mit der Lampe und kringeleffekt ist auch sehr gut obwohl ich keine so starke oberflächenbewegung habe.

L.g. Detlef

 

[robat1]

Hallo Daniel,

Ich bin auch kein Neuling was LEDs oder Elektronik allgemein angeht, es ging mir hauptsächlich darum zu prüfen, ob mein Vorhaben Sinn macht, d.h. ob der Aufwand vertretbar ist.

OK, dann entschuldige die unnötigen (aber gut gemeinten) Worte. feifen:

Die Reflektoren möchte ich dabei, wie bereits erwähnt, weniger um mehr Licht ins Becken zu bringen als das störende Streulicht im Zimmer zu reduzieren

Vor Blendung hatte ich auch Angst als ich meine erste LED-Leuchte baute.
Vor allem, weil ich vor der Glotze sehr viel tiefer sitze als die Leuchte am offenen Becken montiert ist.
Ich war dann sehr erstaunt wie wenig die offenen LEDs blenden. Absolut kein Vergleich zu LSR.
Deine Reflektoren werden das Streulicht bestimmt noch weiter reduzieren, spricht nichts dagegen.


Hallo Detlef,

ja stimmt, stark muß die Bewegung nicht sein, es reicht bei mir schon ein oberflächennaher Flossenschlag eines kleinen Fisches.
Aber ohne Oberflächenbewegung auch kein Kringel, da machen sich oft Leute falsche Hoffnungen.

12 - 20.000K über einem Süßwasserbecken?
- Wie wirkt sich das auf die Farben aus?
- Hast du den Eindruck daß der hohe Blauanteil Algen fördert?

Robert

 

[Biotoecus]

Hallo Daniel,

vergiss bei der ganzen Angelegenheit bitte nicht die entsprechenden Kühlkörper bei den High-Power LEDs.
Wäre echt schade um die Teile und das schöne Geld. :smile:

Beste Grüße
Martin

 

[Galapagos]

Hi Martin,

die Abdeckung wird aus einer Aluplatte bestehen vor welche mit Hilfe von Distanzhülsen eine Plexiglasplatte gleicher Größe geschraubt wird. Die LEDs selber werde ich mit Wärmeleitpads direkt auf die Aluplatte kleben. Diese stellt auch gleichzeitig die obere Begrenzung der Abdeckung dar, so dass die Wärme also auf einer Fläche von 729cm² verteilt und abgegeben werden kann.

Der LED-Chip hat einen thermischen Widerstand von 6 °C/W. Die Star-Platine hat 1.5°C/W. Wärmeleitpad und Aluplatte kann ich berechnen (habe ich auch), schätze es hier der Einfachheit halber aber mal zu 10°C/W ab (weit über dem ermittelten Wert). Daraus folgt:

0.7A * 3.2V = 2.24W
2.24W * (6°C/W + 1.5°C/W + 10°C/W) = 39.2°C

Insgesamt stellt sich also in der LED-Sperrschicht bei 25°C Raumtemperatur eine Temperatur von knapp 64°C ein. Maximum ist laut Datenblatt 125°C -> alles in Butter Natürlich ist das jetzt nicht ganz genau, an der Platte hängen ja vier LEDs, aber also grobe Abschätzung sollte das reichen. Meiner Einschätzung nach wird ein richtiges Kühlkonzept ohnehin erst nötig wenn man High-Power-LEDs in beengtem Raum ohne freie Luftkonvektion unterbringen will oder aber sehr viele auf einer verhältnismäßig kleinen, verbundenen Fläche verbaut. Am Anfang hatte ich auch wahnsinnigen Respekt vor den Dingern, mittlerweile bin ich aber der Ansicht, dass die 1W- und 3W-LEDs wenig problematisch sind.

 

[robat1]

Hi,

Meiner Einschätzung nach wird ein richtiges Kühlkonzept ohnehin erst nötig wenn man High-Power-LEDs in beengtem Raum ohne freie Luftkonvektion unterbringen will oder aber sehr viele auf einer verhältnismäßig kleinen, verbundenen Fläche verbaut. Am Anfang hatte ich auch wahnsinnigen Respekt vor den Dingern, mittlerweile bin ich aber der Ansicht, dass die 1W- und 3W-LEDs wenig problematisch sind.

Ja genau so ist das. Wenn die LEDs genug Abstand zueinander haben und nur 1-3W ziehen, ist ein Alublech oder ein Aluprofil auf die sie mit Wärmeleitpaste oder Wärmeleitkleber angebracht werden, völlig ausreichend.
Man sollte halt nach dem Bau mal die tatsächliche Temp. messen und kann zur Not noch Kühlsterne oben auf das Blech machen, wenn das Blech nicht hält was es in theoretisch verspricht.

High-Power-LEDs klingt so nach flirrender Hitze durch hohe Energie, doch es bedeutet im Vergleich zu Low-Power-LEDs auch einen höheren Wirkungsgrad von Lumen pro Watt (lm/W) und um so mehr Leistung in Licht umgewandelt wird umso weniger Energie verpufft in Wärmeenergie. Also High-Power-LEDs sind kühler als eine Low-Power-LED mit selber Wattleistung.
Sie dürfen für so eine simple Kühlung nur nicht zu viel Watt haben und nicht zu nahe nebeneinander auf dem Kühlblech sitzen.

Robert

 

[Biotoecus]

Hallo Daniel,

ich wollte die Wärmeproblematik nur generell erwähnt haben.
Aber schön zu lesen, dass Du das schon berücksichtigt hast. :smile:

Ich habe es über meinem offenen Würfel so gelöst:


Beste Grüße
Martin

 

[Wuestenrose]

Hallo,

2.24W * (6°C/W + 1.5°C/W + 10°C/W) = 39.2°C

Halte ich für deutlich zu optimistisch angesetzt. Die Starplatine wird eher in der Gegend 6 bis 10 K/W haben (hier mal das Datenblatt einer mit 6 K/W), das Wärmeleitpad kommt vielleicht auf 1 K/W, aber auch nur, wenn Du es mit 11 kg Druck für mindestens 5 Sekunden anpresst.

Viele Grüße
Robert

 

[aqua70]

Hallo Detlef,

ja stimmt, stark muß die Bewegung nicht sein, es reicht bei mir schon ein oberflächennaher Flossenschlag eines kleinen Fisches.
Aber ohne Oberflächenbewegung auch kein Kringel, da machen sich oft Leute falsche Hoffnungen.

12 - 20.000K über einem Süßwasserbecken?
- Wie wirkt sich das auf die Farben aus?
- Hast du den Eindruck daß der hohe Blauanteil Algen fördert?

Robert

hi , das ist Druckfehler hab 5500 kelvin Algen hab ich keine.

L.g. Detlef