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Bibliothek => Mikro-Know-How => Thema gestartet von: JB in Juli 17, 2014, 21:05:04 NACHMITTAGS

Titel: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Juli 17, 2014, 21:05:04 NACHMITTAGS
Hallo Forum,

Ich moechte fuer eine Cree XM-L U2 http://www.led-tech.de/en/High-Power-LEDs-Cree/CREE-XM-Serie/CREE-XM-L-U2-on-Copper-PCB-LT-1790_120_170.html eine regelbare Stromquelle bauen, und zwar nach der bewaehrten Schaltung die Rolf (Reblaus) hier einmal vorgestellt hatte ( https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=11584.15 und siehe unten).

Die LED leistet ueber 9W, soll aber von mir mit maximal 3W betrieben werden. Als primaere Stromquelle habe ich ein Steckernetzteil mit max. 1000mA. Die Spannung ist waehlbar, also kaemen 3V/1000mA, 4,5V/1000mA oder 5V/1000mA in frage (bei der letzten LED hatten wir 5V gewaehlt).

Koennte mir bitte jemand Hilfestellung geben welche Widerstaende (2) und welches Potentiometer (1) ich waehlen sollte, um einen guten Steuerbereich zu erhalten?

Beste Gruesse,

Jon

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/153798_23519999.jpg) (http://s1178.photobucket.com/user/jayb37/media/LEDSelbstbau2_zpsec4cd804.jpg.html)
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: the_playstation in Juli 17, 2014, 22:03:14 NACHMITTAGS
Hallo Jon.
Wenn das Netzteil sowiso nur 1A liefert, bist Du ja immer auf der sicheren Seite.
Für den Vorwiederstand Rroben=Ur/Ir Ur=(5V - Uled) Und Ir= Iled
Bei der Cree ... Ityp = 700mA - 1A und Uled = ca. 3V
Rv= 2V / 1A = 2 Ohm.
Ich persönlich würde aber lieber ein billiges normales Poti kaufen und die Leistung über einen Leistungstransistor "verbrennen". Das hat div. Vorteile. Z.B. wird die Potibahn nicht so hoch belastet. Heutige Billigpotis sind da nicht sehr vertrauenserweckend. Der untere Wiederstand sorgt ausserdem für eine unnötige Verlustleistung selbst, wenn die LED fast aus ist. Er müßte so berechnet werden, daß an Ihm vereinfacht Uled minimal anliegt. Iled min kann man hier vernachlässigen und das Poti + Runten als einfachen Spannungsteiler betrachten. Uled min bzw Iled min muß man hier experimentell mit einem Poti + Multimeter ermitteln.


Ich rechne hier schlampigerweise vereinfacht und vernachlässige ein paar Werte.

Das Poti sollte man so wählen, daß bei max. Wiederstand (Rroben+Rpoti) die LED gerade mal dunkel aufleuchtet. D.h. an der LED Uled minimum erreicht wird. Sonst kann man Sie nicht entsprechend runterdimmen, wie man möchte. Da es bei LEDs Serienschwankungen gerade bei der Imin und Umin gibt, sollte man lieber einen etwas höheren Potiwert oder einen etwas niedrigeren Runten benutzen.

Meine Schaltung mit 2 Zusatztrimpotis statt den Festwiederständen ermöglicht eine exakte Einstellung des Minimalstroms und des Maximalstroms.
Ausserdem ist die Wiederbeschaffung der Standardbauteile wesentlich leichter als die des Leistungspotis. Dritter Vorteil wäre, daß man das Kratzen des Potis durch einen Kondensator vollständig verhindern könnte. Vierter Vorteil ist eine einfache Anpassung an eine andere Spannungsquelle. Ist halt eleganter und besser bei nahezu identischen Kosten.

Bei Verfügbarkeit von guten Leistungspotis ist die Variante aber völlig ok.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: Johannes Kropiunig in Juli 17, 2014, 22:46:19 NACHMITTAGS
Hallo Jorrit,

ich weiß nicht wie es Jan geht, aber für jemanden wie mich, der es vielleicht gerade einmal schafft diese Schaltung auf Lochrasterplatine zu löten, sprichst du in Rätseln. Wäre es nicht möglich einfach die notwendigen Werte der Komponenten in die Schaltung zu schreiben?  Ich denke, damit wäre nicht nur mir geholfen.  ;)

Viele Grüße,
Johannes
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: the_playstation in Juli 17, 2014, 23:03:38 NACHMITTAGS
Hallo Johannes.
R oben 2 Ohm.
Den Wert vom Poti und R(unten) kann Ich sofort berechnen, wenn Ich I (LED) min bzw U (LED) min gemessen habe. Leider bin Ich gerade nicht zu Hause und habe daher nicht mein Multimeter zur Hand. Bei I(LED) tippe Ich auf ca. 10mA. Allerdings ist die Frage bei welcher Spannung.

Ohne R(unten) ergäbe sich R(Poti) = 5V / I(LED) min = 500 Ohm bei I (LED) min = 10mA (pi mal Auge und stark vereinfacht)
Mit R(unten) benötigt man aber U(LED) min, da Poti + R(unten) als einfacher Spannungsteiler wirken.

Wenn Jemand sein Multimeter gerade zur Hand hat, kann Er ja schnell mal nachmessen.
Laut Datenblatt ca. 100mA und 2,6V.
Das wäre dann ein Poti von geschätzt ca. 50 Ohm und ein R unten von geschätzt ca. 50 Ohm.
Das gilt aber nur, wenn Uled min und Iled min stimmen. Und hier ist der Knackpunkt.
Ohne eigene Messung würde Ich nicht zu Conrad, ... fahren.

Mir mißfällt die Schaltung aber. ;)
1.) Maximalwert nicht präzise einstellbar
2.) Minimalwert nicht präzise einstellbar
3.) Kratzen des Potis (kein weicher Verlauf möglich)
4.) Belastung des Potis ist nicht ideal
5.) Unnütze Verlustleistung
6.) Reperatur-Komponente schwerer zu beschaffen
7.) Nicht flexibel
8.) U led min und I led min zu ungenau für eine exakte Berechnung.
Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Juli 18, 2014, 02:05:57 VORMITTAG
Hallo -

ich stimme den Einwänden von Jorrit voll zu und habe früher auch schon wesentlich kompliziertere Stromversorgungen gebaut. Trotzdem bin ich bei fortschreitendem Alters-Tremor für jede eingesparte Lötstelle dankbar und ich denke auch an weniger erfahrene Bastler. Wenn ich so was empirisch zusammenschustere, nehme ich halt zufällig in der Kiste vorhandene Teile und ein Multimeter zur Hand.
Aber spielt es bei solch einer Schaltung eine Rolle ob etwas Leistung im Leerlauf nutzlos verheizt oder ob der Regelbereich des Potis ganz ausgenützt wird?
Leider sind die LEDs keine Ohmschen Widerstände und die individuellen Unterschiede sind recht groß. Am meisten Probleme hat man mit der Minimalleistung. Die Spannung bei der sie "zünden" und flackerfrei leuchten und der Strom der dabei fließt ist dabei individuell sehr unterschiedlich - da nützt auch die Kennlinie aus dem Datenblatt relativ wenig.
Dies gilt übrigens auch bei Versorgung mit Konstantstromquellen und PWM. Insofern sollte man die alte Geschichte nicht so kritisch betrachten.
Derzeit ist vom Preis-Leistungsverhältnis her der Erwerb einer PWM-Steuerung für ca. 15.- und einem Leistungswiderstand, der den Strom begrenzt, am billigsten, zumal Leistungspotis relativ teuer sind:

http://mikroskopie-forum.at/index.php/Thread/877-LED-Stromversorgung-die-1001te/?postID=7002#post7002

Allerdings haben da die Kurzzeitfotografen wieder Probleme, weil die Pulsfrequenz dieser Teile nur bei 2500 Hz liegt.

Viele Grüße

Rolf

Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: the_playstation in Juli 18, 2014, 07:37:30 VORMITTAG
Hallo Rolf.
Ehrlich gesagt finde Ich meine nicht viel komplizierter. Man muß nur die Reinfolge der Pins beim Transistor bedenken und Ihm einen kleinen Kühlkörper spendieren. 0,68 Ohm (5 Watt). Als Transistor kann jeder Darlington -Transistor mit passender Leistung genommen werden.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/153815_53734016.jpg)
R (links oben) und R (links unten) würde Ich durch kleine Trimmpotis ersetzen (1k oben und 220 Ohm unten) und damit den Maximalstrom und den Minimalstrom einstellen.
Wenn man dem Poti (Mitte zu einer Seite) noch einen Elko paralell spendiert, hat man auch kein Kratzen des Potis mehr. Es sind kaum mehr Lötungen.

Die Luxus-Version:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/153815_42001545.jpg)

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Juli 18, 2014, 14:39:17 NACHMITTAGS
Hallo Rolf, Hallo Jorrit,

Danke fuer die Rueckmeldungen. Rolf's Schaltung hatte ich schon einmal gebaut und sie funktioniert sehr gut. Da ich nur einen Kuechentisch zum Loeten habe, moechte ich die Zahl der Teile minimal halten. Rolf's Schaltung hat alles was ich brauche: weiten Regelbereich, kein Flackern bei niedrigem Strom und keine PWM, die bei kurzem Belichtungszeiten stoeren wurde. Die Kosten von 5 Euro fuer ein Poti (4 W) sind ebenfalls ohne Bedeutung.

Wie gesagt, die Schaltung macht ihre Sache gut, ich hoffte nur auf die Modifikationen fuer die Cree XM-L U2.

Beste Gruesse,

Jon

Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: Mikroman in Juli 18, 2014, 19:55:21 NACHMITTAGS
Hi,

auch auf die Gefahr hin, mich unbeliebt zu machen  :-* - warum wollt Ihr basteln und löten, wenn es so etwas

http://www.ebay.de/itm/Labor-Netzgerat-McPower-NG-1620BL-regelbar-0-15V-2A-Uberlastungsschutz-NEU-/151358099752?pt=Mess_Pr%C3%BCftechnik&hash=item233da55128

für weniger als 40 € gibt: ein regelbares Schaltnetzgerät 0 - 15 V / 2 A

Gruß
Peter

p.s. Ich habe mittlerweile zwei von den Teilen, auch eines mit 10A und kann damit alle LEDs ansteuern
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Juli 18, 2014, 20:40:36 NACHMITTAGS
Hallo Peter -

ganz einfach - obwohl ich ein solches Netzgerät im Regal habe, schätze ich es nicht, wenn ich außer dem Mikroskop noch weitere Kästen in dessen Nachbarschaft unterbringen muss - vor allem wenn sie mehrere kg wiegen. Deshalb habe ich die nötige Stromversorgung in jedem Mikroskop ein- oder angebaut und muss nur noch ein Steckernetzteil umstöpseln, falls ich die LED-Regelung nicht aus einem ohnehin im Mikroskop eingebauten Halogennetzteil versorgen kann.
Da kann ich dann auch mal einen elektronisch minderbegabten Gast dran lassen, ohne befürchten zu müssen, dass er irgendwo eine Strombegrenzung verstellt und die LED durchheizt  ;D.

Viele Grüße

Rolf



Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: Detlef Kramer in Juli 18, 2014, 21:22:45 NACHMITTAGS
Hallo,

1. ist das kein Schaltnetzteil, sondern ein sehr solide konstruiertes analoges Netzteil und daher nicht mit den Problemen der niedrigen Frequenz behaftet.

2. kann man damit keine der neuartigen LEDs killen, die vertragen alle > 2 A (bei entsprechender Kühlung).

3. ist es schon ein ziemlich großes und schweres Ding. Daher verstehe ich, dass viele eine kleine PWM-Versorgung vorziehen. Ich selbst bin da hin und her gerissen - benutze gerne das von Peter gezeigte Gerät, habe aber auch schon diverse leichte PWM-Module gebastelt.

Herzliche Grüße
Detlef
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: the_playstation in Juli 18, 2014, 23:38:23 NACHMITTAGS
Hallo Detlef

PWM muß bei LEDs ja wirklich nicht sein. Es gibt zig leichte, kleine und platzsparende Alternativen. Die Verlustleistung ist ja nicht sehr hoch. Ausserdem kann Sie leicht z.B. an das Gehäuse, den Mikroskopfuß oder einen kleinen Kühlkörper abgegeben werden. Als Netzteil bevorzuge Ich aus Gewichts- und Platzgründen allerdings Schaltnetzteile. Bei guten Komponenten spricht Nichts gegen ein Schaltnetzteil (ausser vieleicht einer minimalen HF Störung durch die Zerhackung). Nur billige an der Leistungsgrenze betriebene Bauelemente machen Probleme. Genauso wie bei analogen Netzteilen (z.B. zu klein dimensionierte Dioden).

Leistungs-Potentiometer sind mit Vorsicht zu betrachten. Ausser, es sind solide gebaute, robuste Drahtpotis. Das Problem ist, daß die Verlustleistung nicht immer über das ganze Poti verteilt wird sondern nur in einem Teilbereich.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 05, 2014, 22:57:06 NACHMITTAGS
Hallo,

Ich moechte mal ganz demuetig anfragen, ob nicht doch jemand mir die gesuchten Werte nennen kann  :-[

Ich moechte fuer eine Cree XM-L U2 http://www.led-tech.de/en/High-Power-LEDs-Cree/CREE-XM-Serie/CREE-XM-L-U2-on-Copper-PCB-LT-1790_120_170.html eine regelbare Stromquelle bauen, und zwar nach der bewaehrten Schaltung die Rolf (Reblaus) hier einmal vorgestellt hatte ( https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=11584.15 und siehe unten).

Die LED leistet ueber 9W, soll aber von mir mit maximal 3W betrieben werden. Als primaere Stromquelle habe ich ein Steckernetzteil mit max. 1000mA. Die Spannung ist waehlbar, 4,5V/1000mA oder 5V/1000mA kommen in frage (bei der letzten LED hatten wir 5V gewaehlt).

Koennte mir bitte jemand Hilfestellung geben welche Widerstaende (R-oben, R-unten) und welches Potentiometer ich waehlen sollte, um einen guten Steuerbereich zu erhalten?

Beste Gruesse,

Jon

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/157937_24584928.jpg) (http://s1178.photobucket.com/user/jayb37/media/LEDSelbstbau2_zpsec4cd804.jpg.html)
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: treinisch in Oktober 06, 2014, 00:04:07 VORMITTAG
Hallo,

ok hier ein Versuch:

Ich nenne Poti R1, den Widerstand in Reihe zum Poti R2 und den Widerstand am Abgriff R3. U0 ist die Spannung deines Netzteiles.

Wenn das Poti durchgestellt ist, ergibt sich die Gesamtstromaufnahme zu

Iges = U0 / (R1 + R2) + Iled

Wenn das Poti ausgestellt ist soll die Spannung an der LED gerade unter der Vorwärtsspannung liegen, also lt. Datenblatt 2.6 V (vlt. sicherheitshalber 2.5 V), für die Rechnung kann man dann im LED-Zweig einen Strom von 0 A annehmen:

Uledzweig = U0 / (R1+R2) * R2
-> R1 = R2

Nimmst Du also R1 = R2 = 50 Ω  *)

bleiben 900 mA für den LED Zweig, das entspricht lt. Datenblatt etwa 2.9 V Uf

Also bei U0 = 5V einem Ur3 von 2.1 V macht R3 = 2.1 V / 0. 9 A = 2.33 Ω, da könnte man aus E24 einen 2.4 Ω Widerstand nehmen.



Richtig?


Viele Grüße

Timm

*)
Bei Poti auf Mittelstellung sollte die LED nach Möglichkeit etwa die hälfte des gewünschten Stromes ziehen:
Iled = 400 mA    Uf = 2.8 V
Bei U0 = 5 V bleiben also für den Abgriff (1/2 R1) + R3 etwa 2.2 V macht also:
1/2 R1 + R3 = 2.2 V / 400 mA = 5.5 Ω mit R3 = 2.4 Ω -> R1 = 5.2 Ω

Das würde dir aber mit 500 mA schon sehr ordentlich was von der Maximalleistung des Netzteiles wegnehmen, also als Kompromiss R1 so klein wie möglich, aber doch so groß, dass noch Leistung für die LED bleibt: 50 Ω
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Oktober 06, 2014, 00:12:24 VORMITTAG
Hallo Jon -

nimm doch einfach die Werte, die ich damals dafür angegeben habe: Poti 50 Ohm, dahinter Widerstand 50 Ohm (da genügt ein ganz winziger von 1/10 Watt weil nur 5 mA durchfließen), Vorwiderstand für LED 2 Ohm. Da kamen bei mir mit einem 5 Volt Netzteil maximal 800 mA für die weiße Cree-LED zustande. Bei blauen oder grünen sogar weniger. Wenn zufällig vorhanden kannst du auch Poti 20 Ohm, Serienwiderstand 20 Ohm oder was dazwischen verwenden. Wichtig ist, das der Serienwiderstand 2 Ohm bleibt.

Der Sicherheitsabstand zu 1000 mA reicht dann aus um die Tatsache zu kompensieren, dass in der Schaltung nirgends für sichere Stromkonstanz gesorgt wird - aber das Maximum wird eh nur für DIC oder Ph benötigt.
Die kritische Stelle der Schaltung liegt im Bereich nahe der Volllast, weil dabei nur ein paar Windungen der Wicklung des Drahtpotis stark beansprucht werden - also im Zweifelsfall voll aufdrehen. In der Praxis hatte ich allerdings keine Probleme

Viele Grüße

Rolf

P.S. Ergänzung zu Timms Kommentar: Die gefühlte halbe Helligkeit ist nicht mit halbem LED-Strom (halbe gemessene Helligkeit) gleichzusetzen - deshalb braucht man sich darüber keine Gedanken zu machen.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: the_playstation in Oktober 06, 2014, 00:14:58 VORMITTAG
Hallo Jon.
Du mußt diese beiden Ersatzschaltbilder nutzen:
Rp = R(Poti), Ru = Runten, Ro = Roben und Rled = Ersatzwiederstand der LED (lrd muß natürlich led heißen)
Mit der linken Ersatzschaltung kannst Du leicht Ro berechnen. Mit der rechten dann (unter der Berücksichtigung von Ro) Rp und Ru.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/157941_37227117.jpg)
Liebe Grüße Jorrit
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: treinisch in Oktober 06, 2014, 10:30:12 VORMITTAG
Hallo,

Zitat von: reblaus in Oktober 06, 2014, 00:12:24 VORMITTAG
(da genügt ein ganz winziger von 1/10 Watt weil nur 5 mA durchfließen)

5 V und 100 Ω macht 50 mA also 125 mW.

Zitat
, Vorwiderstand für LED 2 Ohm. Da kamen bei mir mit einem 5 Volt Netzteil maximal 800 mA für die weiße Cree-LED zustande.

wenn du meiner Rechnung ausdrücklich widersprichst, interessiert mich schon, warum du sie für falsch hältst.

Laut verlinktem Datenblatt fließen bei 2 Ω Vorwiderstand über 1000 mA, wenn die LED heiß wird sinkt Uf weiter und der Strom steigt noch mal deutlich an.

Bei einem 1000 mA Netzteil ist das keinesfalls eine adäquate Dimensionierung.

Mit vielen Grüßen

Timm
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Oktober 06, 2014, 10:59:39 VORMITTAG
Hallo Timm -

ich stimme deiner Rechnung ausdrücklich zu - war schon spät gestern abend  ;). Eigentlich wollte ich nur sagen, dass kein 4W-Widerstand benötigt wird. Also 0,5 Watt wären genug.

Datenblätter habe ich zwar, aber bei solchen Primitivschaltungen nahe an Grenzwerten verlasse ich mich nie auf Rechnungen sondern überprüfe das mit dem Messgerät bei voller Pulle Dauerbetrieb. Am einfachsten ist es hier die Spannung am 2 Ohm-Widerstand zu messen. Ja, ich weiß, der hatte 10% Toleranz, und wenn er warm wird ändert auch er seinen Widerstand geringfügig - aber sicherheitstechnisch wenigstens in die richtige Richtung. Das war in den max. 800 mA statt der 3000 mA der Cree schon berücksichtigt, für welche die Luftkühlung bei den gängigen Konstruktionen ja ohnehin nur für Kurzbelastung ausreicht.

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: treinisch in Oktober 06, 2014, 22:16:10 NACHMITTAGS
Hallo Rolf,

Zitat von: reblaus in Oktober 06, 2014, 10:59:39 VORMITTAG

Datenblätter habe ich zwar, aber bei solchen Primitivschaltungen nahe an Grenzwerten verlasse ich mich nie auf Rechnungen sondern überprüfe das mit dem Messgerät bei voller Pulle Dauerbetrieb. Am einfachsten ist es hier die Spannung am 2 Ohm-Widerstand zu messen.

tja, was soll ich da sagen :-) Gegen eine ordentlich gemachte Messung ist natürlich jede Rechnung nutzlos :-)

Wobei der Unterschied ja doch ziemlich heftig ist?

Viele Grüße

Timm
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 07, 2014, 01:48:49 VORMITTAG
Hallo Timm,

Danke fuer Ihre Rechnung.

Also:
Netzteil: 5V, 1000mA
R1 (Poti): 50 Ω
R2 (Widerstand in Reihe): 50 Ω
R3 (Vorwiderstand der LED): 2.4 Ω

Habe ich richtig verstanden, dass bei dieser Schaltung (wenn die Kennzahlen der Bauteile tatsaechlich stimmten), bei voll geoeffnetem Potentiometer 2.9V und 900mA fuer die LED zur Verfuegung stehen (2.6W)?



Hallo Rolf,

Derzeit habe ich die XM-L U2 LED an der von Dir fuer eine andere LED berechneten Schaltung laufen:

R1 (Poti): 50 Ω
R2 (Widerstand in Reihe): 50 Ω
R3 (Vorwiderstand der LED): 2.0 Ω

Die LED (Kupferbasis) ist auf einem massiven Alu-Drehteil mit Waermeleitkleber und Schrauben montiert und der Drehkoerper schliesst buendig mit dem Zeiss Standard Leuchtrohr ab. Die Waermeableitung ist also gesichert.

Wenn ich das Poti fast voll aufdrehe ist das Bild mit dem 100x Objektiv im DIC aber noch immer recht dunkel (1/10s Belichtungszeit am Trino 100/0, EOS 500D, ISO100).

Beste Gruesse,

Jon
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Oktober 07, 2014, 13:13:53 NACHMITTAGS
Hallo Jon -

ja natürlich, das sind ja die Widerstände für eine knappe 1 A -Versorgung! Die LED kann aber bei guter Kühlung 3 A vertragen und wird merklich heller, wenn auch gemäß Kennlinie nicht ganz 3 Mal so hell. 
Die 2,8A-Version der Schaltung, die ich hierfür im IM 35 in Betrieb hatte, kann aber nicht mehr so einfach nach Rezept hergestellt werden. Von einem alten Standard hatte ich ein kleines leistungsfähiges Keramik-Poti von 10 Ohm mit einem 10 Ohm-Widerstand in Reihe geschaltet und dann mit dem Messinstrument Serienwiderstände für die LED ausprobiert, d.h. deren Wert langsam gesenkt bis sich der Max-Strom bei Dauerlast auf 2,8 A einstellte. Das hat klaglos funktioniert.

Aus folgenden Gründen muss ich aber davon abraten:

1. Ein Drahtpoti, welches auf seinen letzten Windungen (in Stellung "Fast"-Maximum) knapp 3 A aushält muss eine 20 Watt-Type sein, die allein schon 25.- € kostet. Das hat nichts mit der relativ geringen Leistung zu tun, die dabei verbraten wird, die Erhitzung auf einer geringen Fläche führt zum Verschmurgeln der Kontakte.

2. Die individuellen Kennlinienunterschiede dieser LEDs machen es erforderlich, dass der Serienwiderstand für die jeweils verwendete LED durch Strommessung überprüft wird.

Dadurch würde die Sache im Vergleich zu einer Längsregelung mit einem Leistungstransistor einfach zu teuer und kompliziert.

Warum habe ich es trotzdem gemacht? Die passenden Teile waren in der Kiste und haben keine Zusatzkäufe nötig gemacht und das ganze konnte in einem Loch des Mikroskopchassis untergebracht werden, wo die heißen Widerstände nicht störten.

Unterdessen nutze ich die möglichen 3 A auch bei anderen Stromversorgungen gar nicht mehr aus. DIC frisst halt Licht. Aber wenn du deine Kamera von 100 auf 200 ASA stellst hast du mit 1,5 A den gleichen Effekt und ich wette, du siehst noch keinen Unterschied im Rauschen deines Fotos.

Viele Grüße

Rolf

Titel: Re: Wärmequellen am Mik [War: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: Klaus Henkel in Oktober 07, 2014, 14:04:07 NACHMITTAGS
Hallo Rolf - und andere Bastler und Löter!

Rolf Reblaus schrieb:
Warum habe ich es trotzdem gemacht? Die passenden Teile waren in der Kiste und haben keine Zusatzkäufe nötig gemacht und das ganze konnte in einem Loch des Mikroskopchassis untergebracht werden, wo die heißen Widerstände nicht störten.

Mal wieder etwas Grundsätzliches: Wärme oder Hitze kann durchaus stören, wenn sie in die Richtung von Stellen strahlt, an denen gefettete Teile liegen. Wärme läßt auf Dauer jegliche Flüssigkeit aus Schmiermitteln verdampfen, trocknet das Schmierfett aus, so daß es seine Funktion nicht mehr erfüllen kann und die geschmierten Teile dann nicht mehr richtig gleiten, sondern holpern. Besonders unangenehm ist es, wenn sich der Schmierfettdunst an Teilen niederschlägt, die keinesfalls mit Fett in Berührung kommen dürfen.

Auch kommt es vor, daß das erwärmte Fett keinen Gleiteffekt mehr hervorruft, sondern einen Klebeeffekt an Ritzeln, z.B. Nylonritzel an Alu-Zahnrädern. Ich selbst habe den Fall erlebt, daß Zahnrad und Ritzel bei längerer Beobachtungszeit am Mik durch die veränderte Konsistenz des Fettes so an einander klebten, daß der Feintrieb den Grobtrieb auf eine gewisse Strecke mitnahm und mir ein historisches Präparat von 1880 regelrecht zermalmt wurde. Die Wärmequelle war die normale, listenmäßige Glühlampe im Mik-Fuß. Der namhafte Mik-Hersteller nahm das Mik noch nach eineinhalb Jahren zum vollen Kaufpreis zurück!

Ich möchte deshalb vor dem Einbau von allen Wärme abstrahlenden Teilen in einen Mik-Fuß u. a. warnen.

Bastlergrüße von
KH
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: the_playstation in Oktober 07, 2014, 14:14:14 NACHMITTAGS
Hallo Rolf.
Ich sehe es genau so wie Du. Drahtpotis sind halt für eine bestimmte Belastung konzipiert. Es gibt keinen Spielraum über die max. Belastbarkeit hinaus. Daher ist es sinnvoll, die Leistung über einen Transistor + großen Kühlkörper zu "verbraten". Hier wird einfach der Kühlkörper vergrößert, ein zweiter Transistor (plus Semetrier-Wiederstand) verwendet oder ein größerer Typ.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 07, 2014, 14:30:44 NACHMITTAGS
Hallo Rolf,

Ich habe noch eine andere Frage.

Das Netzteil liefert auch wahlweise 3 V, 1000 mA. Das liegt noch innerhalb der Kennlinie (richtiges Wort??) der LED (1100 mA bei 3.0 V).

Koennte ich einfach die LED und ein Poti (5 W Typ oder hoeher?) in Reihe schalten? Dann stuenden bei voll geoeffnetem Poti 3 V, 1000 mA zur Verfuegung (3W).

Ob das Netzteil tatsaechlich 3.0 V, 1000 mA liefert, koennte ich in der Werkstatt nachmessen (lassen).

Mit freundlichen Gruessen,

Jon
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Oktober 07, 2014, 15:42:37 NACHMITTAGS
Hallo Jon -

Nach Radio Erewan: Im Prinzip ja, aber -

die LED ist kein Ohmscher Widerstand und die Kennlinie gilt für 25 °C. Wenn sich die LED aufheizt wird der Innenwiderstand geringer, der Strom höher, die LED also noch wärmer, der Innenwiderstand noch geringer ........
Das ist ja der Grund, weshalb man eine zu hohe Spannung aus dem Netzgerät nimmt. Ein Teil wird von einem echten Ohmschen Widerstand verheizt, der beim Aufheizen sogar eher den Strom begrenzt, statt mehr durchzulassen. Das macht die Sache etwas überschaubarer.

Unabhängig davon würde ich aber doch mal in die Werkstatt gehen und das einfach mal messen lassen - bitte dann um Bericht!

Hallo KH!

diese Erwägungen sind mir geläufig und ich beschäftige mich öfter mit dem Entkrusten von Lauf- und Gleitbahnen, Kugeln und Zahnstangen.
Bei mir wandern max. 20W Wärme direkt in den Rand der Bodenplatte eines Phomi III oder das Beton-Chassis eines IM 35.
Im Vergleich zu dem, was da im Wolfram-Zeitalter in viel größerer Nähe zum Triebkasten o.ä. los war sind das peanuts. Ganz zu schweigen von den im kalten Wintersemester so angenehmen Aufwärmen der Hände an den  Füßen der Juniore und selbst der jüngeren Standards mit eingebautem Trafo, einem 10 Ohm-Rheostaten (den ich dann wie berichtet im IM 35 hatte) und einer Halogenlampe.

Viele Grüße

Rolf Blaich

Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 08, 2014, 16:16:59 NACHMITTAGS
Hallo Rolf,

Hier sind die Ablesewerte fuer Spannung und Stromstaerke, die mein Netzteil liefert:

Einstellung      U (V)       I (mA)
3 V                 3.22        1007
4.5 V              4.52        1021
5 V                 4.96        1021

Beste Gruesse,

Jon
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: wilfried48 in Oktober 08, 2014, 16:44:30 NACHMITTAGS
Hallo Jon,

das Netzteil scheint dann tatsächlich auf 1000mA strombegrenzt zu sei. Dann kann deiner LED und auch dem Netzteil ja gar nichts passieren und du kannst es beruhigt zum Test mal direkt an die LED hängen.
Das ergibt dann die kürzest mögliche DIC Belichtungszeit ergal was für eine Elektronik du später zur Regulierung hinter das Netzteil hängst.

Trotzdem wundert mich deine etwas lange DIC Belichtungszeit von 1/10 sec bei 100x Objektiv und DIC. Ist das bei 100W Halogen auch so ?

Ich habe früher mal einen Vergleich Zwischen 100W Halogen und 3,7 W LED (Hiller Version) gezeigt. Und da war zumindest mit Weissfilter die 100 W Halogen nicht so hell wie die LED.

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=7034.0

Bist du sicher, dass deine LED an der richtigen Stelle plaziert ist, also beide Köhlerbedingungen (Leuchtfeldblendenbild wird in Objektebene und Lichtquellenbild wird in Aperturblendenebene bzw. Objektivbrennebene abgebildet) gleichzeitig erfüllt sind ?

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 08, 2014, 17:30:16 NACHMITTAGS
Hallo Wilfried,

Die LED im direkten Anschluss kann ich bei Gelegenheit mal ausprobieren. Fehlt nur noch eine Moeglichkeit, die Helligkeit auch noch herunter zu regulieren.


Zitat von: wilfried48 in Oktober 08, 2014, 16:44:30 NACHMITTAGS
Bist du sicher, dass deine LED an der richtigen Stelle plaziert ist, also beide Köhlerbedingungen (Leuchtfeldblendenbild wird in Objektebene und Lichtquellenbild wird in Aperturblendenebene bzw. Objektivbrennebene abgebildet) gleichzeitig erfüllt sind ?

Ich habe gekoehlert so gut es geht. Leuchtfeldblendenbild natuerlich in der Objektebene, Aperturblende von hinten im Objektiv scharf abgebildet.

Mit dem Lichtquellenbild ist das so eine Sache. Die LED steckt auf einem Alukoerper im Leuchtrohr im Fuss. Durch die Mattierung ist ein Bild des LED Chips nicht mehr zu sehen. Also habe ich die LED so platziert, dass das Bild beim 100er Objektiv maximal hell ist.

Ich habe:

Standard 14 mit Leuchtrohr
Alter Zeiss Polarisator im Filterhalter
INKO N.A. 1.4 Kondensor
Planapo 100
Zeiss Analysator im Zwischentubus
Trino 100/0
Okular 10x/20
Pentax 40mm
EOS500D, ISO100

Belichtungszeit: 1/13s wenn die Dunkelstellung 1 Bildfeldbreite weiter links liegt.
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: wilfried48 in Oktober 08, 2014, 18:18:36 NACHMITTAGS
Hallo Jon,

dann stimmt ja mit dem Beleuchtungsstrahlengang offensichtlich alles. Vielleicht muss man mit der Belichtungszeit dann tatsächlich leben. Mit einem stärkeren Netzteil und ISO 200 könntest du ja immerhin
noch den Faktor vier holen das wären dann 1/60 sec beim 100x Objektiv im DIC und schon erträglicher.
Ansonsten müsstest du halt doch für kürzere Belichtungszeiten auf einen Blitz umsteigen falls die Objekte das erfordern.

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Oktober 08, 2014, 22:00:15 NACHMITTAGS
Hallo Jon -

ist ja optimal! Wenn dein Netzteil den Strom limitiert kannst du einfach den Serienwiderstand weglassen. Die übrige Schaltung kann so bleiben, dann kann der ganze Bereich des Potis ausgenutzt werden und die 10 mA Querstrom Verlust wirst du nicht bemerken. Vielleicht hast du schon bemerkt, dass am anderen Ende der Mindeststrom der 3 A Cree auch ein Problem darstellt, weil sie für Hellfeldbetrieb schon zu hell ist.
Falls du einen klaren Kollektor für das Leuchtrohr bekommst - das verdoppelt das Licht nochmals. Zumindest habe ich das bei Versuchen mit blauen LEDs festgestellt.

Viele Grüße

Rolf



Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 08, 2014, 22:15:20 NACHMITTAGS
Zitat von: reblaus in Oktober 08, 2014, 22:00:15 NACHMITTAGS
Die übrige Schaltung kann so bleiben, dann kann der ganze Bereich des Potis ausgenutzt werden und die 10 mA Querstrom Verlust wirst du nicht bemerken.

Hallo Rolf,

Ist das tatsaechlich so, dass man das Poti noch nutzen kann? Oder fuehrt der Spannungsabfall am Poti (wenn man es schliesst) nicht schnell dazu, dass die Spannung im LED-Arm unter 2.6 V faellt und die LED nicht mehr leuchtet?

Mit freundlichen Gruessen,

Jon
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: reblaus in Oktober 08, 2014, 23:00:17 NACHMITTAGS
Hallo Jon -

natürlich leuchtet die LED irgendwo nicht mehr, wenn der Spannungsteiler weniger als 2,5 V bringt. Aber wenn sie beim Hochdrehen mal "gezündet" hat, verhält sie sich ungefähr wie ein Widerstand zwischen 0,3 und 0,4 Ohm, d.h. der Strom wird ausschließlich vom Widerstand des Potis zwischen dem Stromabnehmer und dem Eingangspoti bestimmt.

Es stimmt, das die LED im Zündbereich sehr schwer einzustellen ist und flackert, aber das gilt auch, wenn man eine sehr aufwendige Stromversorgung benutzt (eigene Erfahrung mit Linearreglung und mit PWM unterschiedlichster Frequenz), auch verhalten sich LEDs des gleichen Typs in diesem Bereich sehr verschieden. Dieser Eingangsbereich ist deshalb mit diesen Leistungsdioden schwierig nutzbar - nicht umsonst geht die Kennlinie nicht bis Null sondern hört irgendwo in der Luft auf.

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?
Beitrag von: JB in Oktober 08, 2014, 23:17:12 NACHMITTAGS
Vielen Dank. Ich werde das mal umsetzen!

Beste Gruesse,

Jon