Stromquelle fuer Cree XM-L U2 LED?

treinisch · 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

reblaus · 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

treinisch · 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

JB · 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

reblaus · 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

Klaus Henkel · 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

the_playstation · 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.

JB · 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

reblaus · 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

JB · 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

wilfried48 · 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

JB · 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.

wilfried48 · 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

reblaus · 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

JB · 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