LEDs in der Zeiss Hochleistungsmikroskopierleuchte ("Kürbis/Kohlkopf")

[reblaus]

Hallo -

in vielen Zeiss-Altbeständen treibt sich ein "Kürbis" herum, der nicht mehr genutzt wird, weil die die Stromversorgung dieser Leuchte bei höheren Ansprüchen gewichtig und umständlich ist und die leistungfähigeren Leuchtmittel teuer sind und nicht lange halten.

Einige neuere Zwirne im Forum waren der Anlass, dass ich mich mal wieder mit diesem Teil beschäftigt habe. Vor langer Zeit hat Wilfried mal eine aufwendige Konstruktion präsentiert, bei der eine Revolvervorrichtung zum Wechsel von LEDs eingebaut war - der große Raum bietet sowas an. Bei dem im folgenden gezeigten Kürbis ist bereits die große Schwalbenringfassung entfernt, weil er eine Axioskop-Ringschwalbe zum Direktanschluss erhalten soll:


Nachdem ich früher schon mal eine recht teure Leuchte mit Wasserkühlung präsentiert hatte ging es jetzt darum eine möglichst preiswerte Lösung zu finden; d.h. es sollten vorhandene oder leicht erhältliche Teile verwendet werden, wobei die Arbeitzeit allerdings als "Vergnügen" eingestuft wurde.
Sehr leistungsfähige LEDs für Beleuchtungszwecke (40 W und mehr) kosten zwar relativ wenig, haben aber meist sehr große Emitterflächen aus vielen einzelnen LEDs, die nicht mit der vorhandenen Kollektoroptik harmonieren, sodass sehr viel Licht im Nirwana landen würde, außerdem verteuert die übliche 36 V-Versorgung das Projekt ziemlich, wenn sie auch noch regelbar sein soll.
Als Kompromiss habe ich die 4fach LEDs Cree MK-R (1700 Lumen), XHP50 (2200 Lumen) und XHP70 (3000 Lumen) gewählt. Hier stimmt die Leuchtfläche etwa mit der (ggf. gespiegelten) Lampenwendel überein. Sie werden mit etwa 12 V versorgt.
Der erste Versuch wurde mit einer MK-R unternommen. Sie ist auf einem Kühlkörper  befestigt (die hinteren 5 Rippen sind auf dem Foto nicht sichtbar) und dieser in den Sockel einer kaputten 100 W-Lampe montiert. Mit Maximalleistung betrieben (12,4 V/1,25 A)  wird der Kühlkörper in eingebautem Zustand etwa 75 ° heiß. Die Sperrschichttemperatur liegt dabei sicher einiges über dem Normwert von 85 °C, vermutlich wäre aber die Lebensdauerverkürzung der LED noch zu tolerieren.  Ein kleines Prozessorlüfterchen in der hinteren Lampenöffnung reichte allerdings um die Temperatur auf etwa 45 °C zu senken.


Da aber die Netto-Lichtleistung dieser Anordnung (erprobt an einem Universal) nur wenig über der einer 100 W Halogenlampe lag wurde der nächste Versuch mit einer Cree XHP70 auf einem kleinen Prozessorkühlkörper unternommen:



Leider ist hier der Einbau nicht mehr einfach durch Austausch der 100 W Glühbirne gegen den LED-Körper möglich, da der Kühler zu dick ist - man muss den Deckel mit dem Kollektor entfernen und den Kühler mit der dicken Schlitzschraube an der Aluminiumlasche befestigen. Die LED kann aber in dieser Anordnung problemlos voll mit 2400 mA bestromt werden, der Kühler wird nur etwa 40 ° warm.

Generell haben die zusammengesetzten LEDs den Nachteil, dass die vier Emitter gelegentlich geringe Unterschiede in der Farbtemperatur und manchmal auch in der Helligkeit zeigen.
Die reinen Materialkosten von Kühler (aus der Bucht), LED (von Lumitronix) und Kleinkram dürften sich hier auf etwa 60.- belaufen. Wenn allerdings der Stundenlohn eines Profis dazu kommt, der die Sache nicht zum Vergnügen macht muss ein Mehrfaches gerechnet werden. Für eine regelbare Stromversorgung für diese Leistung gilt das Gleiche.

Weitere Erfahrungen dazu werden gesammelt, wenn der Anschluss an das Axioskop fertig ist.

(Fortsetzung folgt)

Viele Grüße

Rolf

[Johann_M]

Vielen Dank für Deinen informativen Beitrag, Rolf.

Liebe Grüße,
Johann

[reblaus]

Fortsetzung:

Nach Montage einer Beleuchtungs-Ringschwalbe konnte die Maxileuchte nunmehr problemlos am Axioskop angebracht werden. Die Ausleuchtung ist im H/D-Auflicht mit und ohne DIK perfekt und wesentlich stärker als meine übliche Leuchte 15 mit den üblichen 3,5 V (ung.) / 3000 mA (etwa 10 W max.) LEDs. Auf jeden Fall ist das Licht bei voller Leistung (30 W) beim Auflicht-DIK zu grell für die Augen, beim Auflicht-Dunkelfeld aber angenehm hell.
Leider besitze ich keine 100 W Halogenleuchte mehr um deren Lichtintensität damit vergleichen zu können. Beide Lichtquellen liefern lt. Datenblatt 3000 Lumen. Vermutlich gelang bei der LED mehr davon in den Kollektor, weil sie einseitig abstrahlt. Andererseits mag die Leuchtfläche der LED (etwa 5 x 5 mm) für die Optik bei diesem Kürbis etwas zu groß sein, denn diese ist wohl auf die Glühlampe 12 V/100 W abgestimmt, deren Lampenwendel etwa 4 x 4 mm groß ist.



Ob man diese Helligkeit braucht? Ich selbst eigentlich nicht, aber diese Billiglösung ist für Bastler nicht teuer und zumindest ein Forumsmitglied hat den Goethe'schen Wunsch nach MEHR LICHT fürs Ultraphot geäußert und der soll jetzt mal vergleichen - ggf. danach:

(Fortsetzung folgt)

Viele Grüße

Rolf