Spot mit Highpower LEDs in Lampe aus den 60ies

Heimwerken
Spot mit Highpower LEDs in Lampe aus den 60ies Bauanleitung zum selber bauen
von BOTCHJOB_RBT
28.10.09 19:27
  • 1-2 TageSchwer
  • 1-2 Tage1-2 Tage
  • 4040,00 €

Highpower Leds haben mich schon kurz nach ihrem Erscheinen auf dem Endverbrauchermarkt in den Bann gezogen. Mein erstes Exemplar war eine blaue Lumiled, welche ich wohl irgendwann um das Jahr 2000 herum erstanden haben muss. Farbe und Lichtintensität waren mit den billigen kleinen 3 oder 5mm LEDs nicht zu vergleichen. Ab diesem Zeitpunkt verwendete ich immer wieder Highpower Leds, z.B. in meinen Casemodding-Projekten. Kleiner Haken an der Sache ist jedoch die hohe Verlustleistung, die eine passive Kühlung der Leds erzwingt. Bei herkömmlichen LEDs wird der Halbleiter einfach über die Bedrahtung gekühlt. Haken Nummer zwo ist die Bauform. High-Power LEDs werden praktisch ausschließlich als SMD (surface-mount device) verkauft. SMDs sind nicht besonders bastlerfreundlich, da sie für automatisierte Bestückungs- und Lötverfahren entwickelt wurden.
Inzwischen erfreuen sich die LEDs einer rasant wachsenden Beliebtheit und auch andere Anbieter drängen auf den Markt. Die Entwicklung hat sich ähnlich beschleunigt wie die Computerindustrie. Effizienz und max. Lichtstrom werden immer weiter optimiert. Die 1W Leds wurden von 3 und 5W Modellen verdrängt und in der 50€ Klasse hängt die Messlatte inzwischen noch etwas höher.
Nun jedoch zum eigentlichen Projekt…

Das Ergebnis im Einsatz
1/1 Das Ergebnis im Einsatz

Metall LED Büro ,  Lampe surface-mount device ,  SMD ,  Beleuchtung Computer ,  high-power led ,  SEOUL Z-LED ,  Licht
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Bauanleitung

Benötigtes Material

Stk. Beschreibung Material Maße
    Aluminium   
    Kupfer   
  Epoxid  Gießharz   
    Kohlefaser   

Benötigtes Werkzeug

  • Bohrmaschine
  • Drechselbank
  • Drehstähle
  • Bügelsäge
  • Dremel
  • Lötkolben
  • Feilen

1 Planung

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Die Lampe im Originalzustand
1/4 Die Lampe im Originalzustand
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Ziel war es, einen ausreichend hellen Ledspot für meine Schreibtischlampe zu bauen. Die Lampe ist ein Modell von Hadrill & Horstman aus den 60er Jahren und sollte natürlich möglichst im Orginalzustand verbleiben. Die komplette Konstruktion darf also nur wenig größer sein als eine normale Glühbirne. Befestigt wurde die Orginalbirne mit einem Bajonettverschluss statt dem herkömmlichen Schraubsockel, auch hier sollte es keine Veränderungen geben. Die Planungen für dieses Projekt liefen fast ausschließlich digital ab. Sketchup bietet sich als kostenloses und einfach zu bedienendes CAD-Programm an. Bevor ich jedoch mit dem Design befassen konnte musste erstmal geklärt werden, welche Leds ich verwenden möchte und wie diese mit Strom versorgt werden können. Im Falle der Leds habe ich mich für „Seoul Z-Leds“ entschieden. Mit ca. 5 Euro pro Stück gehören sie noch zu den günstigeren Leds der 3W-Klasse und liefern auch bei 350mA (max. 1000mA) noch über 100 Lumen (max. 240lm). Die Farbtemperatur hab ich zweckmässig gewählt. Als reine Arbeitslampe kann Gemütlichkeit ausgeschlossen werden und kaltes Licht hält wach!
Als Stromquelle dient ein spezieller Ledtreiber (Konstantstromregler) für max. 3 Highpower-Leds. Diese fertigen Module (8-15€) sind kompakt und sparen mir die Arbeit selbst etwas entsprechendes zu entwickeln. Leider werden nur 350mA abgegeben, die Leds sind also etwas unterversorgt. Eine geringere Leistungsabgabe bedeutet jedoch auch weniger Verlustleistung und damit reduzierten Kühlaufwand. Erhältlich sind die Treiber z.B. bei den üblichen Verdächtigen Reichelt und Pollin.
Der Kühlkörper besteht aus Deckel und Grundkörper mit 2,5 bzw. 6mm Stärke. Die Fläche oben links ist nur eine Bohrschablone. Der Durchmesser beträgt ca. 90mm, im Hintergrund sieht man zum Größenvergleich auch ein Modell der LEDs.
Die Gesamtkonstruktion sieht in Sketchup dann so aus. Rot eingefärbt sind die Teile des Alukühlkörpers, schwarz eine CFK-Platte. CFK (Kohlefaser/“Carbon“) mag in diesem Zusammenhang auf den ersten Blick etwas overdressed erscheinen, aber ich hatte noch ein paar Reste herumfliegen. Man kann natürlich auch etwas anderes verwenden (z.B. Alu oder diverse Kunststoffe). Die Aluträger (grau) verbinden Stromaufnahme ( hier nicht vorhanden) und den unteren Teil mit Kühlkörper, CFK-Platte und Ledtreiber (blau).

Für alle, die jetzt bereits nur noch Bahnhof verstehen, empfiehlt sich ein Blick in diese How-to's, in denen zumindest ein paar Grundlagen vermittelt werden.

http://botchjob.wordpress.com/2008/11/21/ledtechnik-einleitung-1/

2 Kühlkörper

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Bohrschablone
1/4 Bohrschablone
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In Schritt eins des praktischen Teils dieser Anleitung wird es darum gehen, das Herzstück der neuen Lichtquelle zu fertigen. Nachdem die Bohrschablone aufgeklebt war, konnte der Rohling mit einer Stichsäge grob zugeschnitten werden. Mit etwas Mutwillen lässt sich auch 6mm starkes Aluminium noch mit einem herkömmlichen Metallblatt sägen, ich möchte an dieser Stelle jedoch jedem Interessierten spezielle Aluminiumsägeblätter ans Herz legen, die sind auch vom Hersteller bis 10mm Materialstärke freigegeben. Nun konnte der Rohling auf ein höznernes Hilfsfutter geschraubt werden und die Außenkontur auf Maß gedreht werden.Um die Löcher für das „Zahnrad“ zu bohren habe ich einen Teilkopf verwendet. Die gelochte Scheibe hinter dem Futter, ist dieser Teilkopf. Nach jedem Bohrvorgang wird die Arretierung gelöst und alles ein Loch weitergedreht. Den ganzen Spass hat man sich 72 mal gegönnt, bis jedes Loch gebohrt war. Wenn man über solch Wunderwerk nicht verfügt, kann man so etwas natürlich auch mit angemessener Sorgfalt auf einer Standbohrmaschine machen.



Nachdem die Außenkonturen abgedreht waren, konnte auf das Hilfsfutter verzichtet und das Bauteil wie gewohnt im Dreibackenfutter gespannt werden. Im Inneren der Grundplatte wurde ein Kanal mit einer Restbodenstärke von 2mm eingfräst. In diesem Kanal werden später die LEDs verbaut. Während der Fertigung des Kanals ist darauf zu
achten, dass die Grundfläche möglichst glatt und riefenfrei ist. Die Grundfläche des Kanals dient später als Kontaktfläche zwischen LEDs und Kühlkörper und jede Unebenheit erhöht hier unnötig den thermischen Widerstand.
Der Kühlkörper ist damit beinahe fertig, einzig die Zähnchen müssen noch nachgearbeitet werden.

3 Elektrik

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Elektrik
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Die Stromversorgung wird ebenfalls überwiegend selbst gefertigt. An dieser Stelle möchte ich eindringlich vor den Gefahren bei der Arbeit mit Hochspannung warnen. Wenn ihr euch nicht sicher seid, lasst lieber die Finger davon! Die Kontakte wurden aus massiven Kupferresten gefeilt und mit einem schweren Lötkolben verlötet (Heißluftfön geht natürlich auch). Damit nicht auch noch eine neue Konstruktion für die Fassung fällig wird wurde einfach die alte (durchgebrannte) Glühbirne verwurstet. Glas ab, entkernen und man hält eine fragile Aluhülle in den Händen. Die Kontakte stecken in einer Grundplatte aus Polystyrol, der Innenraum der Fassung wurde mit Epoxy ausgegossen.
Nach Montage der LEDs konnte dann auch schon alles verkabelt und verschraubt werden und ist fertig für den Einsatz.

15 Kommentare

zu „Spot mit Highpower LEDs in Lampe aus den 60ies“

Wow!! PE erscheint mir als zu wenig hitzebeständig. Wie ist mit Pertinax® (Melaminharz-Plstten)? Hätte ich Lust, nachzubauen, bloß für die Aufnahme fehlt mir die Geduld. Natürlich nicht mit Hochspannung, sondern mit Starkstrom 230V, aber auch der ist gefährlich: der beißt!
Ekaat+++
2009-11-22 23:02:24

klar geht pertinax(duroplast), ist aber auch egal ob du PE oder PS verwendest (thermoplaste), es wird eh net warm genug um die zu verformen.Stichwort: glasübergangstemperatur.
kleiner realitätsabgleich.. die Fassung wird wohl noch die wenigste Zeit fressen ...
2009-11-23 16:51:09

Sorry, ich meinte in meinem Beitrag auch nicht PE, sondern PS - wie Du in der Bauanleitung.
Ekaat+++
2009-11-23 16:58:52

das ist ein superprojekt!!!
leds reizen mich auch schon lange. jetzt noch viel mehr!!!
2010-02-14 17:28:42

freut wenn man jemanden anstecken kann. schau dir mal die how tos an, die ich weiter oben verlinkt habe. die sollten dir den einstieg etwas vereinfachen.
2010-02-14 17:36:11

TOP - 5 Daumen
2011-05-04 23:23:24

... schöne Idee.
2012-03-15 12:21:37

super idee
2013-02-26 21:31:13

super Idee
2013-06-25 20:43:34

sehr schön geworden
2013-07-16 23:54:39

sehr schönes Projekt
2013-07-24 17:18:54

hui...da wird mir wieder bewusst warum ich mir selbst den status "laie" gegeben habe....sehr schöne arbeit!!!
2013-08-27 16:41:34

gefällt mir auch gut :-)
2013-10-16 13:04:25

Klasse geworden und gemacht .......
2014-01-05 17:35:27

Wow, gut gemacht. Ich frage mich ohnehin, warum man da nicht industriell weit stärker einsteigt. Habe mir nen 10 Watt LED-Strahler in den Garten gehängt, der ist so hell wie ein 500 Watt Halogenstrahler. Eigentlich also viel zu hell.
Danke für die Infos, werde ich mir merken und vielleicht mal an diese Materie drangehen. 5D

Wäre auch mal ein gutes Thema für den Wissensbereich.
2014-04-22 20:38:11

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