Hallo liebe Mitglieder des Forums,
in diesem Thread möchte ich gern einige vorläufige Ergebnisse meiner Experimente zum Thema LED-Blitzen vorstellen.
Das Problem mit LEDs ist, dass sie im Vergleich zu den mörderischen Blitzenergien die ein normaler Fotoblitz abgibt, einfach nur bescheidene Lichtmengen zur Verfügung stellen.
Der vielversprechendste Kandidat unter den LEDs ist nach meinem Dafürhalten die Lumix CBT-140. Sie hat aus meiner Sicht vier interessante Eigenschaften: Single-Chip, also insbesondere kein Array. Der Chip ist genau so groß wie die Glühwendel der 50 W Lampe im Axioskop-Lampenhaus, also insbesondere nicht größer. Auf dem Chip sitzt keine Linse, sondern man blickt durch ein plattes Sichtfenster direkt auf den platten Chip und der spezifizierte Dauerstrom beträgt 21 A.
Es kann durchaus Sinne ergeben, LEDs zu ,,übertackten":
Die folgende Abbildung zeigt Messergebnisse für die klassische Cree XM-L und die LUMINUS CBT-140 durch ein Mikroskop geblitzt bei verschiedenen Strömen.
Die Streuung in den Helligkeitswerten kommt zustande, weil das Netzteil mit der sehr geringen Impedanz der Blitzschaltung etwas gefordert ist (16 mΩ inkl. Zuleitungen):
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_50055298.jpg)
Es handelt sich dabei um Pulse mit etwas über 5 µs Dauer, die extrem gut reproduzierbar sind: Die Abbildung zeigt eine Überlagerung von 337 Pulsen bei 40 A, (Zeitachse: 1 µs pro Einheit):
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_37895910.jpg)
So sieht der Versuchsaufbau im Moment aus:
(Links im Bild die LED)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_27594380.jpg)
Und hier erste Ergebnisse: Ich habe einen Lüfter mit 9600 U/Min mit 5 facher Vergrößerung fotografiert:
1. Ruhezustand
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_33787559.jpg)
2. In Bewegung mit klassischem Blitz (1/25 000 s, Meca )
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_44045158.jpg)
3. In Bewegung mit LED-Blitz (5 µs, 15 Ampere)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_35875097.jpg)
4. LED als Stroboskop (5 µs im Abstand von 150 µs, 15 Ampere)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169257_3766656.jpg)
Ich finde die Ergebnisse sehr ermutigend. Von der Helligkeit her ist noch Luft drin, etwa Faktor 2 bei dann 60 A pro Puls, obwohl die Kurvenform des LED-Blitzes zwar für die LED ganz gut ist, ist sie aber für die Unschärfe natürlich beim normalen Blitz besser, dennoch ist die LED geblitzte Aufnahme noch mal schärfer als das schnellste, was der klassische Blitz hergibt. Stroboskopaufnahmen mit Abständen von 150 µs und darunter sind natürlich mit einem klassischen Blitz gar nicht machbar.
Die Blitz-LED kann bei 100 kHz per PWM gedimmt werden und kann so gleichzeitig als leistungsfähiges Pilotlicht dienen. 1 A, 4% duty ergeben die obige Aufnahme ohne Bewegung mit 1/1600s im Hellfeld.
To do:
Die LED muss noch direkt auf die Platine, das verbessert drastisch die Kurvenform und beim Nachbarn geht dann nicht mehr der Fernseher aus, wenn geblitzt wird und das Thema Kühlung muss angegangen werden. Die Treiberschaltung ist soweit in Ordnung, selbst bei 60 A tritt kaum Erwärmung auf.
Soweit mein Zwischenstand. Bin gespannt, was ihr dazu sagt!
Viele liebe Grüße
Timm
Gefäält mir sehr gut!
Wie sieht den die Treiberschaltung aus? Das würde mich interessieren (Schaltbild).
Hallo Timm -
da ich theoretisch etwas unterbelichtet bin - könntest du mal eine Größenordnung geben, wie viel stärker denn der Kondensatorblitz bei 5 µsec im Vergleich zum 50 A-Blitz aus der Diode ist?
Viele Grüße
Rolf
Hallo Rolf,
Zitat von: reblaus in März 30, 2015, 23:00:10 NACHMITTAGS
Hallo Timm -
da ich theoretisch etwas unterbelichtet bin - könntest du mal eine Größenordnung geben, wie viel stärker denn der Kondensatorblitz bei 5 µsec im Vergleich zum 50 A-Blitz aus der Diode ist?
das ist eine gute Frage! Ich glaube es gibt keine Antwort.
Ein Versuch: Ich meine mein Metz hätte rund 50 J bei 1/1 macht dann bei 1/128 ungefähr 400 mJ.
Die LED bekommt recht genau 50 A für 5 µs, bleibt die Frage, wie groß die Vorwärtsspannung bei dem Strom ist, dafür gibt es natürlich kein Modell. Wenn ich an Messpunkte meiner CBT-140 eine Arrhenius-Kurve fitte, komme ich auf 4.1 V, nachmessen möchte ich das nicht :-)
Macht also für die LED 1 mJ bei 5 µs.
Was genau das bedeutet, dürfte aber eine philosophische Frage sein, denn auch ein Blitz hat nicht 100% Wirkungsgrad. Die Abstrahlcharakteristik ist natürlich bei der LED besser, der Blitz hat eine röhrenförmige Geometrie.
Man sieht ja an den Fotos, dass der LED-Blitz mit der Luminus durchaus Potential hat, die Schaltung schafft Blitze mit maximal 50 µs Dauer, was ja dann bei Blitzdauern vergleichbar mit denen eines Analogblitzes immerhin 20 mal so viel Licht wäre, wie bei den Aufnahmen oben.
vlg
Timm
Hallo,
Zitat von: Safari in März 30, 2015, 23:15:45 NACHMITTAGS
Die gelb/grüne Linie zeigt die Ansteuerung, die blaue Linie die LED, gemessen mittels einer Fotodiode. Mir ging es dabei nur um so Dinge wie Flankensteilheit und Schaltverzögerung.
wie kommt es denn zu den enormen 10 µs Einschalt- und 15 µs Ausschaltverzögerung? Zumal die Flanken ja mit 2 µs Anstieg und 4 µs Abfall gar nicht soo lang sind.
Von was für Strömen reden wir denn bei der Schaltung. Gibt es ein Foto?
vlg
Timm
Hallo Klaus,
Zitat von: kds315 in März 30, 2015, 22:24:16 NACHMITTAGS
Gefäält mir sehr gut!
Wie sieht den die Treiberschaltung aus? Das würde mich interessieren (Schaltbild).
die Schaltung bleibt kein Geheimnis! Ich würde nur gern warten, bis alles fertig ist.
• Es fehlt zumindest noch eine Möglichkeit die LED konventionell zu bestromen um sie als ultrahelle Standard-Leuchte zu benutzen. Bei meiner Schaltung geht das im Moment nicht, weil die LED praktisch kurzgeschlossen ist.
• Dann braucht es noch eine elegante Steuerung
• Es bleibt die Frage nach der Blitzsynchronisation
Eigentlich wollte ich den Blitz den Fotoapparat steuern lassen (Bulb Modus) aber die aktuelle Schaltung ist so schnell, dass man es auch umgekehrt machen können müsste, das wäre irgendwie noch eleganter! Aus dem PWM-Modus kann die Schaltung übergangslos blitzen, aus dem Analog-Modus wird das nicht gehen, wenn er mal vorhanden sein sollte.
• LED samt Kühlung muss auf die Platine
Wenn das alles fertig ist, zeige ich natürlich auch die fertige Schaltung.
Wobei da kein großes Geheimnis drin liegt: Die Kern-Idee ist es eine Drossel statt eines Kondensators zu benutzen, das wars schon. Man kann dann mit einem Steller anstelle eines Reglers arbeiten.
Vlg
Timm
Hallo Timm,
ich verstehe auch nach mehren Jahren nicht, weshalb manche Beiträge endloslange Lobeshymnen ernten und andere wiederum kaum Resonanz erzeugen. Das Geschlecht des Beitragerstellers spielt jedenfalls eine Rolle, soviel ist mir klar, aber der Rest ist mir schleierhaft. Eventuell liegt es in diesem Fall daran, dass die Menschen erst einmal noch mit dem Wechsel von Halogen auf LED Beleuchtung beschäftigt sind und noch nichts von einer möglichen Ablösung ihres Blitzes wissen wollen? Persönlich finde ich dein Experiment mehr als interessant und freue mich auf das was da noch kommen wird.
Viele Grüße,
Johannes
Hallo Johannes -
das sollte dich aber nicht wundern, denn unter den vielen Interessengruppen ist die der Bastler doch recht klein. Die Ästhetik einer gelungenen Mikroaufnahme erschließt sich z.B. jedem, auch wenn er wenig davon versteht, während Begeisterung über eine Problemlösung (hier Timms Drossel!) halt eine einschlägige Vorbildung erfordert.
Neulich gab es hier eine Diskussion im Zusammenhang mit der Systematik und Bildaussagen, die das gleiche Problem auf anderer Ebene behandelte und eigentlich auch nichts weiter brachte. Mathemathiker beklagen sich auch immer, dass es so Wenige gibt, welche die Schönheit ihres neuen Beweises nachvollziehen können - diese Fähigkeit ist mir leider auch immer abgegangen.
Auf alle Fälle erwarte ich Timms Fortsetzungsberichte mit der gleichen Spannung, mit der ich als Jugendlicher eine Comicserie in einem Wochenblatt verfolgt habe und bemühe mich in der Zwischenzeit eine brauchbare Lösung für das Kühlproblem bei Normalbetrieb zu finden!
Viele Grüße
Rolf
Hallo Rolf,
ist diese Bastelei dann aber marktreif, durchdesignt und wegen eines Markenlogos auch teuer genug, haben es die die es sich leisten können plötzlich alle und die andern warten bis sie ein Schnäppchen bei Ebay machen können. Sieh dir doch mal dein Mikroskop an, würdest du heute noch mit einem alten Hufeisenmikroskop arbeiten wollen? All die Möglichkeiten die seit den Anfängen dazugekommen sind, waren zu Beginn nichts weiter als eine Idee und eine Bastelei. Selbst das Ur-Mikroskp, wer auch immer es erfunden hat, war nichts weiter als eine Bastelei. Vielleicht ist es aber auch besser so. Wer weiß wo die Mensch heute sonst technologisch stehen würden ohne reif dafür zu sein gebe es diese abwehrende Haltung der Menschen ringsum nicht?
@Timm
Gibt es bei dir auch den großen Farbtemperatur unterschied der LED im Vergleich zum Dauerbetrieb?
Viele Grüße,
Johannes
Hallo,
@Rolf
Hast Du Dich mittlerweile für eine Kühlmethode entschieden? Ich bin immer noch etwas unschlüssig. So ein rein passiver Kühler ist ja sehr verführerisch, aber die erreichen auch eine ganz nette Größe und sind mit rund 700 bis 1000 g auch keine echten Leichtgewichte und was passiert, wenn man einen Lüfter verwenden müsste? Die Vibrationen dürften schon ganz schön störend sein, andererseits würde der ja auch nur bei starken Strömen eingeschaltet werden. Oder doch Wasser? Da könnte man versuchshalber auch mal schauen, was passiert, wenn man die LED bei tiefen Temperaturen betreibt und eine große Gefahr durch das bisschen Wasser sehe ich eigentlich nicht.
Die lächerlichen 80 W wären jedenfalls für eine aktive Wasserkühlung nur eine Fingerübung, egal wie schlecht der Wärmetauscher konstruiert ist.
@Johannes
schwer zu sagen! Einen echten Analogbetrieb hatte ich bisher nicht, nur einen ,,Einzelblitz"-Betrieb und einen PWM-Multiblitz-Betrieb da unterschied sich die Farbtemperatur kaum. Ich hatte den Eindruck, dass die Farbe um so schlechter wird, je steiler die Flanken werden (deswegen habe ich auch die steigende Flanke langsamer als die fallende gemacht).
Insgesamt scheint mir das Thema Farbtemperatur aber reproduzierbar zu sein, auch wenn die LED doch sehr deutlich ins blaue tendiert, eine etwas wärmere könnte besser sein, andererseits haben die wieder weniger Licht.
vlg
Timm
Hallo Timm,
würdest du irgendwelche Vorteile sehen können, wenn man die LED vor dem Blitzen schon mit einer geringen Spannung unterhalb, oder leicht über der Zündspannung sozusagen vorglühen würde?
Dann gibt es noch ein Detail welches ich nicht verstehe. Ich dachte immer ein Verbraucher nimmt sich die Ampere die er benötigt, bei dieser LED sind es 21 Ampere. Wie kommt es , dass es bei dir 50 und sogar 60 werden?
Viele Grüße,
Johannes
Hallo Timm -
letzter Stand der Kühlung:
Bei dieser Anordnung in der HBO50-Leuchte, die ich früher schon mal gezeigt hatte, bekomme ich mit knapp 13 A (mehr gibt mein Netzgerät nicht her) bei Dauerbetrieb eine Thermistortemperatur von etwa 42 °C, wenn ich oben einen 80 mm Lüfter auflege, der mit 9 V betrieben wird und so leise ist, dass man ihn gar nicht hört.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/169658_24267209.jpg) (http://s888.photobucket.com/user/rblaich/media/Leuchte_2015a_zpsrtttpjx9.jpg.html)
Ich kriege nun einen Alublock, der für die Halogon 100-Leuchte bestimmt ist und dort die Wärme von der LED zum Kühlkörper leiten soll. Dieser hat zwar nicht so viele dünne Kühlrippen, dafür aber dickere, die vielleicht eine bessere Belüftung erlauben. Natürlich gibt es dann eine Übergangsstelle mit Leitpaste mehr ...
Deine Bedenken wegen der Erschütterung teile ich allerdings auch und glaube, dass es im Endeffekt doch eine Wasserkühlung sein wird, wenn man die Möglichkeit zum 21 A Dauerbetrieb haben will.
Johannes hat für ein früheres Projekt ein Pärchen Kühlkörper, die er großzügigerweise dafür angeboten hat und bei denen die Anschlussstutzen (im Gegensatz zu den üblichen CPU-Kühlkörpern) auf einer Seite abgehen, sodass man sie problemlos im Gehäuse platzieren könnte - vielleicht sogar mit Fokussiermöglichkeit ;). Ich bin dabei, den Wasserkühler dafür zusammenzustellen.
Viele Grüße
und Frohe Ostern!
Rolf
Hallo Johannes,
Zitat von: Johannes Kropiunig in April 05, 2015, 10:27:50 VORMITTAG
würdest du irgendwelche Vorteile sehen können, wenn man die LED vor dem Blitzen schon mit einer geringen Spannung unterhalb, oder leicht über der Zündspannung sozusagen vorglühen würde?
ich denke, die Farbtemperatur Thematik resultiert aus zwei Problemen:
Gerade die Hochleistung-LED haben eine große räumliche Ausdehnung und sind über diese Ausdehnung nicht homogen. Die Stromdichte variiert über die Emittier-Fläche. Ich vermute, dass dieses Problem um so gravierender Auftritt, je kürzer die Pulse sind.
Die Farbtemperatur hängt um so stärker von zeitabhängigen Effekten ab, je höher deren Anteil am gesamten Lichtoutput ist. Gerade bei Blitzen kommt also prinzipiell schlecht reproduzierten Komponenten großes prozentuales Geweicht zu (den Flanken).
Beides würde durch vorglühen vermutlich nicht beeinflusst. Ist aber nur eine Einschätzung.
Zitat von: Johannes Kropiunig in April 05, 2015, 10:27:50 VORMITTAG
Dann gibt es noch ein Detail welches ich nicht verstehe. Ich dachte immer ein Verbraucher nimmt sich die Ampere die er benötigt, bei dieser LED sind es 21 Ampere. Wie kommt es , dass es bei dir 50 und sogar 60 werden?
das ist eine sehr spannende Frage!
Jedes Bauteil hat ein Spannung/Strom-Verhalten, dass sich manchmal durch eine so genannte Kennlinie beschreiben lässt.
Ein idealer ohmscher Widerstand hat zum Beispiel eine gerade Kennlinie mit der Steigung ,,R", dem ohmschen Widerstand, gemessen in Ω.
Aus irgend einem Grund, der sich mir nicht näher erschließt, sind wir es gewohnt in Spannungen zu denken: ich kann dann die Spannung auf der Kennlinie eintragen und den Strom ablesen, fertig. Der umgekehrte Weg ginge natürlich auch: Ich suche mir einen Strom aus und lese die entsprechende Spannung ab.
Ich vermute, die normale Denkweise hat etwas mit dem Physik-Unterricht zu tun, wo man ja über elektrische Felder einsteigt, die eben durch die Spannung bestimmt sind und nicht durch den Strom. Oder dadurch, dass einfache Versorgungsschaltungen normalerweise eben Spannungsquellen sind. Es gibt 12 V Steckernetzteile, die Stromangabe ist dann ein Maximalwert. es gibt aber keine ,,5 A"-Steckernetzteile, wo dann eine maximal Spannung angegeben wäre.
Genau so gut könnte man aber auch eine Stromquelle verwenden, man stellt den Strom ein und die Stromquelle wählt automatisch die Spannung so, dass der gewünschte Strom fließt.
Kondensatoren speichern ihre Energie in einem elektrischen Feld, auch hier ist es richtig Spannung-geleitet zu denken und zu rechnen.
Die ersten Probleme kommen dann schon bei Bipolartransistoren, die haben ja eine Stromverstärkung, ich muss plötzlich in Strömen rechnen.
Bei LEDs ist es auch in vielen Fällen ,,richtiger" in Strömen zu denken, die entscheidende Größe Lichtmenge hängt im Wesentlichen vom Strom ab und die kritische Zerstörung tritt auch durch den Strom auf, egal ob ohmsche Zerstörung der Bonddrähte, Elektromigration, thermische Zerstörung des Substrats. Im Gegensatz zu einem idealen ohmschen Widerstand haben Dioden allerdings geradezu widerwärtige Kennlinien, bei einer Cree-XM L bringt eine Spannungsänderung von 4.0 V auf 4.1 V schon eine Stromänderung von über 10 A mit sich (von 28 auf 39).
Zusätzlich ist bei Dioden die Kennlinie extrem temperaturabhängig, man kann sich also nicht darauf verlassen, dass bei 4.0 V ein Strom von 28 A fließt, es können durch die Erwärmung dann auch schnell 35 A oder 40 A werden. Das spricht dafür, bei LEDs eher in Strömen zu denken, als in Spannungen. Bei 30 A fließen immer 30 A, ganz egal, welche Spannung dazu nun im Detail notwendig ist. Im einfachsten Fall macht man dazu aus dem spannungskontrollierten Netzteil eine Stromquelle in dem man die LED mit einem Vorwiderstand versieht, dadurch ist der Strom begrenzt und aus die Maus.
Die großen LEDs haben zusätzlich auch noch eine recht große Kapazität und eine sehr langsame Einschaltkinetik, die das Ganze zusätzlich erschweren.
Vlg
Timm
Hallo Rolf,
ja, dann sind auch für mich die Würfel gefallen! Es wird Wasser.
Ich hänge auch der Vorstellung nach, die LED evtl. justierbar machen zu können und wer kann sich da vorstellen einen 1 kg Kühler im Format eines Ziegelsteines an die LED zu hängen.
Berichte mal, wenn du was geeignetes aus Kupfer ,,gefrickelt" hast. Ich will mal versuchen, ob ich jemanden überreden kann, mir was aus Kupfer zu fräsen.
Vlg
Timm
Hallo Timm.
Dir ist aber klar, daß Du, ob mit oder ohne Wasserkühlung, nicht an dem 1kg Kühlkörper oder ein 1kg Wasserbecken herumkommst. Die Wasserkühlung transportiert in der Regel die Wärme nur zu einem Kühlkörper ähnlich wie die Heatpipes. Vorteil der Wasserkühlung wären nur die flexiblen Schläuche z.B. aus dem Lampenhaus.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Jorrit,
fließendes Wasser transportiert auch die Wärme schneller ab. Ansonsten wäre das Wasser in den alten Kupferleitungen von Heizungen nicht notwendig.
Viele Grüße,
Johannes
Hallo Jorrit -
ja, is klar. Aber es ist ein Unterschied, ob dieses hässliche Kilogramm noch zusätzlich in und an der Leuchte hängt oder die linden Lüfte ihre Vibrationen dezent irgendwo im Hintergrund austoben können. Das Stichwort flexible Schläuche hast du ja genannt.
Kühlungsmäßig wäre da die Wasserleitung ideal, aber die Zeit ist halt vorbei, als man noch stundenlang die Wasserstrahlpumpe rauschen ließ um ein wenig feuchtes Vakuum zu erzeugen.
Viele Grüße
Rolf
Hallo Johannes.
Richtig. Trotzdem benötigen auch alte wasserdurchflossene Heizungen Heizkörper. Denen ist es prinzipiell egal, ob innen warmes Wasser fließt oder ein Strom Hitze erzeugt.
Rolf hat es treffend beschrieben. Man muß halt die Vorteile und Nachteile gegeneinander abwegen. Z.B. Kühlpumpenaufall, Leck + Wasserschaden, Absinken des Wasserstandes, Wartungsaufwand, ... Der wichtigste Vorteil wäre für mich, daß das Lampenhaus nicht so stark zersört/verändert werden müßte (2 Löcher vs aufgeschnittene Wand). Ansonsten ist der PC Heatpipe-Kühler wesentlich sicherer, ...
Liebe Grüße Jorrit,
Hallo -
im Grunde gibt es nichts abzuwägen.
Vor kurzem war ich stundenlang mit einem rätselhaften Phänomen am Phomi meiner Frau beschäftigt. Die Fotos waren irgendwie immer unschärfer als vorher. Nach langem Experimentieren entdeckte ich als Ursache das Netzkabel des Computers. Dieser steht zwar separat vom Mikroskoptisch auf dem Teppichboden. Aber ein Knick des Kabels war durch Verschieben der Einrichtung in kräftigen Kontakt mit der Glasplatte des Tisches gekommen und übertrug die Vibrationen der Computerlüftung.
Also kommt kein Lüfter mit mechanischer Verbindung zu der Leuchte in Frage. Selbst wenn der Lüfter separat befestigt wird: Bei kräftigem Wind würden vermutlich schon die Erschütterungen durch Luftwirbel im Kühlkörper ausreichen, die einer CPU völlig wurscht sind.
Heat pipes in Verbindung mit Passivkühlung wären vielleicht elegant, aber auch ohne genaue Kenntnisse der Materie würde ich dafür ein turmartiges Gebilde veranschlagen, das ich bei eBay noch nie gesehen habe. Nicht mal Johannes hat so was in Erwägung gezogen ;D
Viele Grüße
Rolf
Hallo Rolf.
Was verursacht mehr Vibrationen? Luft oder gepumptes Wasser incl. der Pumpenvibrationen über den Schlauch? Bei beiden Varianten läßt sich etwas machen. Z.B. weiche Silikonschläuche oder einen frei aufgehängten Lüfter. Ich sehe aber keinen Vorteil der Wasserkühlung.
Dein Beispiel:
Ich sehe keinen Unterschied zwischen einem Computerkabel und einem Wasserschlauch. Außer der Eigenbewegung des Schlauchs.
Muß halt jeder selbst entscheiden. Aber man darf und sollte nicht Faktoren bei Variante A ignorieren und bei B nicht.
P.S. Die Wasserkühlungsvariante hat, wie schon geschrieben, natürlich auch einen 1kg Kühler mit Lüfter. Aber zusätzlich noch die Wasserpumpe.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo,
ZitatDie Wasserkühlungsvariante hat, wie schon geschrieben, natürlich auch einen 1kg Kühler mit Lüfter. Aber zusätzlich noch die Wasserpumpe.
mal eine dumme Frage: Warum benötige ich 1 kg Kühler um 20 W zu kühlen? Und bei z.B. 10 K Temperaturerhöhung müssen nicht einmal 2 Liter Wasser pro Stunde fließen ...... da reicht ja fast eine Schwerkraftzirkulation ???
Hubert
Hallo Hubert,
Zitat von: Lupus in April 11, 2015, 00:26:39 VORMITTAG
mal eine dumme Frage: Warum benötige ich 1 kg Kühler um 20 W zu kühlen? Und bei z.B. 10 K Temperaturerhöhung müssen nicht einmal 2 Liter Wasser pro Stunde fließen ...... da reicht ja fast eine Schwerkraftzirkulation ???
kleines Missverständnis: es geht um rund 80 W, bei denen der Chip dann schon mal 24 °C wärmer ist, als der Kühlkörper. Das ist nicht spektakulär, aber auch kein Pappenstiel.
Solange man nicht bei voller Leistung ist, dürfte in der Tat die Schwerkraftzirkulation genügen, für 80 W benötigt man meines Erachtens auch keine Lüfter am Radiator und die Pumpe kann ganz gemächlich vor sich hinzuckeln. Die hypothetischen 1 kg Wasser würden allein schon 1 Stunde brauchen um auf 90 °C zu kommen, bei adiabatischen Verhältnissen wohlgemerkt.
Ein weiterer Vorteil übrigens liegt genau darin: Merkt man, dass man sich vertan hat, kann man einfach das was jenseits der Schnellkupplungen hängt (Radiator, Lüfter, Ausgleichsbehälter, Pumpe) nach belieben umfrickeln, ohne Platzmangel und Druck. Und wenn ich nur bei Hellfeld schaue, schließe ich einfach gar nichts an die Schnellkupllungen an und fertig. Sehr flexibel und entspannt.
vlg
Timm
Hallo Timm,
Zitatkleines Missverständnis: es geht um rund 80 W, bei denen der Chip dann schon mal 24 °C wärmer ist, als der Kühlkörper.
Warum geht es um 80 W? Ich dachte die LED verträgt im Dauerbetrieb nur etwa 21 W, die 80 W sind doch die Pulsleistung? Du hast beschrieben, dass du 5 µs Pulse mit dieser Spitzenleistung erzeugen willst, das Lüfterbeispiel hatte 150 µs Pulsabstand, also 3.3% Tastgrad. Ich kann mir nicht vorstellen, dass die LED diese Überlastung selbst mit einem Tastgrad von 25% und damit der Nominalbelastung auf Dauer durchhält - da muss man eventuell auch die Dynamik der thermischen Belastung in der Diode berücksichtigen, nicht nur den zeitlichen Mittelwert. Und 100% Tastgrad macht je eigentlich wenig Sinn, da bekommt auch deine Kamera Probleme mit der Auflösung der Einzelereignisse ;)
Hubert
Hallo Hubert,
Zitat von: Lupus in April 11, 2015, 08:05:37 VORMITTAG
Warum geht es um 80 W? Ich dachte die LED verträgt im Dauerbetrieb nur etwa 21 W,
21 Ampere! Macht bei etwa 4 V Uf dann rund 80W.
Zitat
die 80 W sind doch die Pulsleistung?
Die Pulse haben 60 A, also irgendwo u 250 W. Uf kenne ich bei der Leistung nicht, wird aber nur minimal höher liegen.
Zitat
Du hast beschrieben, dass du 5 µs Pulse mit dieser Spitzenleistung erzeugen willst,
Blitze! Das soll keinesfalls eine Art überhaltende PWM werden, das würde auch kaum Sinn ergeben. Es geht wirklich um das Blitzen. Die Leistungs-Überlegungen gelten bei mir für den Fall, dass ich die LED im Analogbetrieb als ganz normale helle Lichtquelle benutzen will. Ohne Blitzsteuerung.
Zitat
das Lüfterbeispiel hatte 150 µs Pulsabstand, also 3.3% Tastgrad.
Das war eine Spielerei mit der möglichen hohen Wiederholrate, aber extrem exotisch, vielleicht falls man die Geschwindigkeit dieser kleinen Turbinen-Sprung Cellisten messen will o.ä.
vlg
Timm
Hallo Timm,
Zitat21 Ampere! Macht bei etwa 4 V Uf dann rund 80W.
ja, klar. War im Gedanken immer bei W statt A - sollte mir mittlerweile eine Lesebrille für das Smartphone zulegen. ;D
Hubert
Hallo Timm,
Du schreibst ...
Die Leistungs-Überlegungen gelten bei mir für den Fall, dass ich die LED im Analogbetrieb als ganz normale helle Lichtquelle benutzen will. Ohne Blitzsteuerung.
und dazu meine Frage: Bei welchem Kontrastverfahren benötigst Du eine LED mit 80 Watt Dauerleistung, Wasserkühlung usw ?
Wird das ein Projektionsmikroskop und die alte Kohlenbogenlampe soll ersetzt werden?
Da ich mit meiner Cree XM-L noch immer für alle Kontrastverfahren auskomme und nur ganz selten mal diese LED mit 2 A fahre, blicke ich nun bei einer realen Anwendung dieser Mega-LED nicht durch. Habe ich doch etwas übersehen?
Viele Fragen und Grüße
Peter
Hallo Peter,
nun ja, Jede Jeck is anders!, wie es so schön heißt:
zunächst einmal wäre es für mich persönlich einfach unklug, wenn ich erheblichen Aufwand betreibe um die LED zu montieren und mechanisch solide in ein Gehäuse zu adaptieren, nicht die Möglichkeit vorzusehen sie auch voll aufdrehen zu können, wenn ich das wollte/bräuchte. Gar auf etwas zu kommen wie: Zwar Kühlung einbauen, aber dann nur bis zB 10 A fände ich noch schlimmer.
Sie hat einen messbaren Anteil im Bereich kurzer Wellenlängen, man könnte sie also auch mit einem Filter einfach als Quelle für kürzere Wellenlängen benutzen.
Wenn Du tatsächlich bei DIC mit 2 A aus der Cree eine 1/4000 Belichtungszeit hinbekommst, dann stimmt irgendwas an meiner Ausrüstung nicht, oder Du hast einfach viel viel bessere Pol-Filter als ich. Keine Ahnung wie viel Licht man für Fluoreszenz braucht?
Meine 50 W Halogenleuchte liefert mir jedenfalls viel zu wenig Licht, selbst im Hellfeld schaffe ich damit nicht bei jeder Einstellung wirklich kurze Belichtungszeiten und mit Filter schon gar nicht.
Das ist die Gefühlslage.
vlg
Timm
Hallo,
ich habe mich auch schon länger nicht mehr gemeldet, da der ursprüngliche hochinteressante "Blitzthread" in einen eigentlich unnötigen "Kühlthread" abgedriftet ist.
Die halbe Nennhelligkeit der LED im Dauerbetrieb wird ja auch schon bei 5A also ca. 20 W erreicht, und die reicht doch dicke für alle Mikroskopieverfahren.
Und diese Leistung müsste sich doch über einen Kühlkörper im reichlich dimensionierten 100 W Lampengehäuse ohne Lüfter- und Wasserkühlungs"gedöns" LED - gerecht abführen lassen.
viele Grüsse
Wilfried
Hallo Timm,
wir haben da ein kleines Verständigungsproblem. Zeiten von 1/4000 s fallen bei mir unter BLITZ. Klar kann meine eine Kamera auch 1 / 10 000 s , aber das verstehe ich nicht unter Dauerlicht. Ich denke eben an die "normale" Beobachtung mit Phasenk. , Pol. oder DIC -----> mit dem Auge !
Da wird doch immer eine kleine Cree ausreichen.
Und wenn geblitzt wird, dann ist die Kurzzeitleistung doch fast uninteressant. Die Wärme schluckt doch jeder Alu-Block.
Meine Frage war also : Für welche Anwendung die volle Leistung dieser SUPER-LED mit ~ 80 Watt Dauerlicht ?
Gruß
Peter
Hallo Peter (vorvoriger Beitrag) -
Du hast übersehen, dass es hier nicht um reinen mikroskopischen Nutzen geht - der Weg ist das Ziel ;D.
Bei mir hat sich aber schon ein Zusatznutzen gezeigt: Mit dieser mächtigen LED konnte ich endlich die HBO-50 im sichtbaren Bereich vollwertig ersetzen. Ich wechsle bei Fluoreszenz häufig die Wellenlänge (auf der Suche nach gewissen Pflanzeninhaltsstoffen mit charakteristischen Eigenfluoreszenzen). Wechsel der Filtersätze von UV bis rot sind mit einem 4fachen Filterschieber kein Problem, aber für Gelegenheitsmikroskopierer ist die dazu passende HBO-Lampe aus diversen Gründen halt sehr unpraktisch.
Nun benutze ich einen Leuchtenwechsler, an dem links eine UV-LED angeschlossen ist, deren letzte Version (NVSU) bei 365 nm mindestens so viel bringt wie meine HBO 50. Auf der rechten Seite war dann eine Cree XM-L, die für blau bis rot genügend Licht liefert, aber bei 430 nm fast nichts mehr bringt (natürlich gibt es die farbigen LEDs - die königsblaue ist bei ihrer Wellenlänge deutlich kräftiger als die Cree XML. Die grüne bringt aber sehr wenig und die Wellenlänge passt nicht zu dem übliche Zeiss-Filtersatz, außerdem ist die Umstöpselei lästig).
Mit der Dicken kann ich jetzt auch 430 nm Erregerbereich noch gut versorgen, nicht nur weil sie im Ganzen wesentlich heller ist, sondern auch weil das Maximum bei Blau etwas kurzwelliger ist als bei den Crees (beim kaltweißen Typ). Eine "Versorgungslücke" besteht dann noch bei 403 nm, aber das ist momentan entbehrlich, zumal man jetzt außer dem Filterschieber nur noch gelegentlich den Leuchtenwechsler betätigen muss.
Außerdem bin ich neugierig, welche Belichtungszeiten man bei den angestrebten 21 A max erzielen kann.
Du siehst - alle Anschaffungen und Tätigkeiten bestens mit logischen Argumenten begründet. Als lange verheirateter Mensch hat man da schließlich Übung.
Viele Grüße -
Rolf
Nachtrag für die Beträge seit Peter:
@ Wilfried: Beträge zur Kühlung hier deshalb, weil es auch Timm daran gelegen war
@ Timm et al.: Letzter Stand der Temperaturmessung: Bei Dauerbetrieb mit 15 A und Zimmertemperatur von 22 °C kommt man mit dem abgebildeten CPU-Luftkühler bei 9V (Unterspannung) am Lüfter auf Thermistortemperatur von ca 49 °C.
Laut Datenblatt hat die CBT-140 bei 5 A etwa 40 % der Nennleistung (bei 21 A).
Die Cree ist mit ca 900 Lumen bei 3 A fraglos effizienter als die CBT-140, die dort einen ähnlichen Wert hat, aber dann aber je nach Art des Einbaus auch schon aktive Kühlung braucht.
Eine Frage zur CBT-140
Kann ich diese LED auch mit minimalem Strom (rein DC) betreiben, bzw. wie verändert sich die Farbtemperatur ?
Mit Minimal meine ich 20 - 100mA oder ähnlich. Oder muß ich dann zu PWM greifen und eine Frequenz von > 100 kHz fahren? Mir gibt diese LED noch einige Rätsel auf.
Gruß
Peter
Hallo Peter -
hier ein Zitat aus dem Datenblatt:
"Special design considerations must be observed for operation under 1 A. Please contact Luminus for further information.
Bei meiner LED kann ich problemlos bis auf 100 mA heruntergehen. Eine merkliche Farbänderung konnte ich dabei visuell nicht feststellen.
Darunter treten allerdings Flackererscheinungen bei weiterer Spannuns-/bzw. Stromverminderung auf - plötzlich wird die LED beim Tiefergehen wieder heller.
Der Emitter ist aus einzelnen Streifen zusammengesetzt, von denen ich vermute, dass sie unterschiedliche "Zündspannungen" haben.
Viele Grüße
Rolf
Hallo Rolf,
vor einigen Jahren (wie die Zeit vergeht) hatte ich mit der Cree CXA Versuche unternommen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/170031_19156105.jpg)
Gründe es schnell wieder aufzugeben waren
1) eine sehr ungleichmäßige Farbtemperatur der einzelnen LEDs
2) die Farbtemperatur war für die Canon 450D nicht optimal, d.h. große Probleme den Weißabgleich sauber abzustimmen
3) Aufwand / Nutzen für meine Belange nicht gegeben.
Dass es funktioniert ist klar. Die Helligkeit konnte ich bis auf "normalen" Level ohne Probleme reduzieren.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/170031_56718381.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/170031_2190341.jpg)
Bin sehr gespannt wie das Projekt nun weiter läuft.
Gruß
Peter
Zitat von: treinisch in April 01, 2015, 00:03:13 VORMITTAG
Hallo Klaus,
Zitat von: kds315 in März 30, 2015, 22:24:16 NACHMITTAGS
Gefäält mir sehr gut!
Wie sieht den die Treiberschaltung aus? Das würde mich interessieren (Schaltbild).
die Schaltung bleibt kein Geheimnis! Ich würde nur gern warten, bis alles fertig ist.
• Es fehlt zumindest noch eine Möglichkeit die LED konventionell zu bestromen um sie als ultrahelle Standard-Leuchte zu benutzen. Bei meiner Schaltung geht das im Moment nicht, weil die LED praktisch kurzgeschlossen ist.
• Dann braucht es noch eine elegante Steuerung
• Es bleibt die Frage nach der Blitzsynchronisation
Eigentlich wollte ich den Blitz den Fotoapparat steuern lassen (Bulb Modus) aber die aktuelle Schaltung ist so schnell, dass man es auch umgekehrt machen können müsste, das wäre irgendwie noch eleganter! Aus dem PWM-Modus kann die Schaltung übergangslos blitzen, aus dem Analog-Modus wird das nicht gehen, wenn er mal vorhanden sein sollte.
• LED samt Kühlung muss auf die Platine
Wenn das alles fertig ist, zeige ich natürlich auch die fertige Schaltung.
Wobei da kein großes Geheimnis drin liegt: Die Kern-Idee ist es eine Drossel statt eines Kondensators zu benutzen, das wars schon. Man kann dann mit einem Steller anstelle eines Reglers arbeiten.
Vlg
Timm
Hallo Timm,
habe nichts mehr gehört udn hoffe das ist nicht eingeschlafen!! Ich bin immer noch sehr daran interessiert mir deine LED Blitzlösung nachzubauen für meinen Bedarf und dass die Schlatung so schnell ist, ist klasse um die dann durch die kemra ansteuen zu lassen.
Also bitte, wenn du bereits bist, dann bin ich es auch!!
Bleibe im Zustand: Gespannt!!!
Beste Grüsse, Klaus
Hallo Klaus,
danke für Deine Interessenbekundung. Das Projekt ist nicht tot!
Ich habe schon im Scherz vorgeschlagen, dass man mich als eine besondere Art Wirtschafts- oder Wissenschaftsspion einsetzen könnte: Man schleust mich in andere Arbeitskreise oder Firmen ein und ganz natürlich und ohne Sabotage verzettelt sich plötzlich alles in Nebenschauplätzen und -plätzchen ...
Testen wolle ich den Blitz wenn er fertig ist mit Nesselzellen, um Hydras zu füttern wollte ich dann Copepoden einsetzen, für die es wiederum Algen als Futter braucht. So steht jetzt in meinem Hobbyraum ein Planktonreaktor vor einer Copepodenkultur vor zwei Kristallisierschalen mit gefühlt 100 Hydras. Freilich, ohne, dass es einen Blitz geben würde :-)
Auch beim Blitz ging es aber durchaus weiter. Ich habe zwischenzeitlich eine Variante mit einem FPGA als superschnellem PID Regler probiert, das ging zwar gut, war aber hinsichtlich der Kosten und des Aufwandes dann doch etwas jenseits von gut und böse. Ich habe jetzt ein paar Entwürfe für diskrete PID-Regler durchprobiert, was schon recht knifflig ist, aber ich mache gerade das Layout für einen Versuch, der sehr vielversprechend ist und eben ganz ohne Induktivität auskommt. Ein 500 mA Netzteil mit 12 V würde da vermutlich schon ausreichen für die 60 A Blitze. Naja gut, +12 V, -12 V und +5V um genau zu sein :-)
vlg
Timm