Luminus CBT-90 LED einbau im Leitz Orthoplan Lampenhaus

[Ronald Schulte]

Um meine Erzanschliffe mit gekreuzte oder fast gekreuzte POL Filter gut zu beobachten brauche ich mehr Licht. Meine 100W Halogen kommt da einfach was zu kurz. Mein Hillerische LED nutze ich noch immer sehr gerne aber die 18Watt Luminus SSR 50 bringt nicht viel mehr wie das 100W Halogen.
Hier im Forum habe ich schon mehr gelesen über die Power LEDs Luminus CBT-140 und CBT-90 LED.
Problem ist immer die Kühlung von diesen Riesen und den Preis ist auch nicht unwichtig. Den CBT-140 kostet ja mehr wie hundert Euro und den CBT-90 fast hundert Euro. Für ein Holländer ein Haufen Geld. Über eBay aber könnte ich den CBT-90 günstig bekommen und bin mal angefangen was zu basteln mit ein Lampenhaus die immer noch im Schrank als Reserve lag.
Ich möchte hier mal zeigen wie ich das gemacht habe. Kann sicher noch besser und schöner aber zum Testen reicht es erstmals. Auf jeden Fall ist jetzt mehr wie genug Licht vorhanden.


Ziel war:
-   LED Einbau ohne teuren aufwand mit Heatpipes oder Wasserkühlung;
-   Weil ich erwarte so zwischen 4 bis 6 Ampere zu konsumieren hoffe ich genug Kühlung zu finden mit ein alten CPU Kuhl Element und Prozessor Motor Kühlung;
-   Die Standard Justier Möglichkeiten von das Lampenhaus möchte ich unbedingt behalten.
Folgende Bilder zeigen wie ich das gemacht habe. Muss also nicht unbedingt so, es kann auch anders.



Das LED sieht schon kräftig aus wegen seine Schwere Kupferkuhlplatte von so 3 x 3 Zentimeter.











Schraube ,A' lösen und Seitendeckel abbauen.






Schraube ,A' entfernen und Halogenlampensockel ausbauen.






So sieht jetzt das Lampenhaus aus. Das LED muss ungefähr an die selbe stelle Montiert werden wo das 100W halogen eingebaut war. Nur dann ist Justiermöglichkeit genug da um das LED gut aus zu richten.






Vier Schrauben ,B' entfernen und den Deckel ausbauen.






Deckel mit Spiegel.






Die Teile auseinander nehmen und im Plastik Beutel aufbewahren. Nur den Deckel wird später wieder eingebaut.






Ein passendes CPU Kuhlelement  ,C' mit Motorkuhlung besorgen und ausdenken wie das LED Montiert werden könnte.






Das Kuhl Element mit angefertigte Aluminium Profil dient zum Befestigen von Kuhl element an das Lampenhaus.







,D' sind zwei Bohrlöcher 3mm.






Hier ist das Kuhl Element am Lampenhaus geschraubt.






Hier ist das Kuhl Element am Lampenhaus geschraubt. Alle Justiermöglichkeiten bleiben so vorhanden.






Ich habe das LED gelötet an zwei Messe Kabel. Diese Kabel dürfen bis zu 16 Ampere belastet werden. Reicht für mein Zweck völlig aus.






,E' sind die Löcher im LED die ich genutzt habe um es an das Kuhl Element zu befestigen.
,F' sind drei Messing Platten die dienen um das LED so zu montieren das es genau an dieselbe Stelle liegt wie das Halogen war.
,G' sind die Löcher mit M3 Gewinde wo die Messing Platten angeschraubt werden.
Alles noch nicht so Professionell aber es Funktioniert. Den Kuhl Motor wird einfach am Kuhl Körper geklickt.





Bei die Endmontage wird Wärmeleitungspasta genutzt. Diese Pasta behebt den Luftspalt zwischen die Messing Platten. Die Wärme kann jetzt besser weiter geleitet werden zum Kuhl Körper. Pasta habe ich bezogen von Conrad. Gibt es in Deutschland auch.






Endmontage. Alle Kabel werden aufgebunden und den Enddeckel kann jetzt wieder Montiert werden.





Das LED kann Problemlos Justiert werden. Das Bild am Mikroskop ist auch mit 5x Objektiv schön Homogen ausgeleuchtet.






Das Lampenhaus am Orthoplan Montiert. 





Erfahrungen mit Bilder machen und dauertest muss alles noch aber bis jetzt habe ich Licht mehr wie genug und das Bild mit gekreuzte POL Filter ist schon viel Heller wie ich bei mir noch nicht gesehen habe. Bei Holger Adelmann sah ich mal ein 250Watt Xenon Lampe und das war schon gewaltig aber das CBT-90 sieht schon ganz wie die Sonne aus und das nur bei 5 Ampere. Mehr brauche ich gar nicht. 






Die Daten von das LED sind hier zu bekommen. http://www.luminus.com/products/CBT-90.html






Gruße aus Franeker,  Ronald

[Rene]

Ah, well done! How does it behave at low current, Ronald?

Best wishes, René

[Ronald Schulte]

René,

I don't have enough experience yet to give a good answer. What I already saw was a completely steady light coming from the led in the lower current ranges. The light is so soft that you can easily look into the light. The actual current in that case is 0,01A. No flicker visible. That is a good sign for future microscopy and photography.
But so as I already mentioned: I have to do some more homework. I will let you know in future.
Today and tomorrow will be too warm in my histo room. Bbq and a cold beer is a better option, I guess.

I thought that you had some light experience too, isn't it?

Greetings Ronald

[reblaus]

Hallo Ronald -

Glückwunsch zu deiner Lösung! Das erinnert mich an die CBT 140 mit Wasserkühlung, die ich mal installiert hatte und die mir nachher viel zu stark war. Bei der hatte Luftkühlung allerdings nicht ausgereicht.
Du könntest noch den Thermistor auf der LED-Platine anschließen - die kleine Steckbuchse ist ja vorhanden und das Teil funktionierte bei mir sehr gut mit einem kleinen LCD-Thermometer aus der Bastelkiste. Es ist beruhigend, wenn man die wirkliche Temperatur der teuren LED kennt! Falls du Tipps brauchst, kann ich mal in meinen Unterlagen wühlen.

Viele Grüße

Rolf

[Ronald Schulte]

Rolf,

Danke und ja ein tipp kann ich gerne gebrauchen. Ich wurde gerne wissen wie den Thermistor angeschlossen wird und was die für Daten hat. Ich könnte es vielleicht auch mit ein Arduino oder mein data acquisition unit von National Instruments probieren. Da habe ich noch eine freie Analog input stelle vorhanden.

Gruße Ronald

[reblaus]

Hallo Ronald -

hier die Info aus dem Datenblatt für den Thermistor vom CBT 90:

Thermistor Information
The thermistor used in PhlatLight devices mounted on coreboards
is from Murata Manufacturing Co. The global part number
is NCP15XH103J03RC. Please see http://www.murata.com/ for
details on calculating thermistor temperature.

Man kann dort eine Tabelle mit den Widerstandswerten einige (etwa 30 kOhm bei 0° bis etwa 1 kOhm bei 100 °C) herunterladen. Am Anfang habe ich die Temperatur mit einem Ohm-Meter gemessen, aber dann fand ich in der Schublade ein kleines Temperaturmessgerätchen mit einem Anschluss für einen Außentemperaturfühler, das perfekt gepasst hat.

Viele Grüße

Rolf

[Stephan Hiller]

Hallo Ronald,

ich sehe du hast erfolgreich selbst Hand angelegt. Glückwunsch! Die Beschreibung des Umbaus ist perfekt!
Was mich bei der Luminus CBT-90 allerdings etwas erstaunt ist die geringe Lichtausbeute im Verhältnis zum Strom den man durch die LED schicken muss.
18A für max 2400 lm?
Du schreibst dass du ein Steuergerät mit max 5 - 6 A verwendest. Nach der abgebildeten Grafik dürfte die LED dann noch ca. 800 bis 900 lm bringen.
Hast du dir mal überlegt auf eine Cree 18WXHP 50 oder eine 30W XHP 70 auszuweichen? Da kommt man mit 3A (allerdings bei 6 oder 12 V) weil es eine verkappte 4 Chip LED ist auf deutlich höhere Lumenwerte als bei deinem Aufbau mit 6 A.
Bei entsprechendem Design kann man dann sogar auf einen Lüfter im Lampenhaus verzichten und als Steuergerät würde mein kleiner LED Treiber, den du ja schon hast  genügen - allerdings dann in der 3A Version.
Peter habe ich vor kurzem eine XHP 50 in ein Ortholux 2 Lampenhaus (ohne Lüfter) eingebaut. Ich denke er hat damit Licht im Überfluss - vielleicht kann er ja mal seine Erfahrungen mit dieser Lösung kundtuen.
Noch etwas spricht übrigens für die Cree: sie kostet deutlich weniger als 100 € und die 4 Chips sind so eng montiert, dass man mit einer Streuscheibe faktisch keine Lichtlücken mehr sieht. Das einzige Problem ist die XHP in vernünftiger Farbtemperatur zu bekommen. 4500K bis max 5000K sind nicht einfach zu kriegen.

Grüße

Stephan

[Ronald Schulte]

Stephan,
Danke für dein Kommentar. Nein ich habe nicht überlegt um die Cree 18WXHP zu nehmen. Das ist weil ich nicht so ein LED Spezialist bist wie du. Ich habe einfach den Rat von Raphael in sein Bericht von 11 Marz 2015 übernommen (link ist: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=22572.0) Er hat schon gesprochen das den CBT-90 am Orthoplan Prima Funktioniert und für mich ebenso wichtig ist dass das Ganze Bild am Mikroskop ausgeleuchtet ist. Ich habe schon mal Bilder gesehen von LEDs die deutliche Vignettierung gegeben haben. Weil das Orthoplan ja ein ziemlich großes Sehfeld hat wird die Vignettierung auch schneller Kritisch. Kann selbstverständlich auch sein das die Justierung nicht zureichend ist. Ich kenne so auch ein CBT-90 das anfangende Vignettierung gegeben hat aber da könnte das LED gar nicht bewegen so war es ein Glucksache das es gut Justiert war und das war es leider nicht.
Damit wollte ich nicht herumbasteln, ich wollte ein bewährtes LED mit genügend Licht und am liebsten selber zu bauen. Das habe ich jetzt.
Ich hoffe das Peter aber doch wohl ein Erfahrungsbericht schreibt weil ich, und sicher weiteren hier im Forum, wohl Interessiert sind an weitere brauchbare Möglichkeiten die auch noch erheblich billiger sind wie meine Lösung. Das CBT hat mich noch keine 40 Euro gekostet aber das bei Seite.

Gruße Ronald

[reblaus]

Hallo -

neulich habe ich eine XHP 70 J4 in einen "Kohlkopf/Kürbis" von Zeiss eingebaut. Luftkühlung mit Prozessorkühler hatte gut Platz und hat ausgereicht. Leider bin ich von der Lichtleistung (bei 12 V/2,4 A) enttäuscht, es kommt kaum mehr an als von der alten 100 W Wolframlampe. Die gleiche Erfahrung habe ich mit einer Cree XHP50 J4 auf dem bewährten Alustöpsel im Zeiss-Kollektorrohr gemacht. Sie ist dort nicht heller als die übliche Cree XM-L.
Das größte Problem scheint mir jeweils zu sein, dass die Fläche des Vierfach-Emitters nicht mit der Beleuchtungsoptik harmoniert, sodass sehr viel Licht im Nirwana verschwindet statt auf dem Objekt zu landen. Vielleicht stört auch die Silikonlinse davor. Außerdem sieht man manchmal eine kreuzförmige Abschattung durch die Fugen zwischen den Emittern. Das fällt bei den CBT 90/140 nicht so auf, deren einfacher Emitter hat mit 3 x 3 mm kreisrund mit D=4,3 mm (ohne Plastiklinse) die richtige Größe und besteht aus feinen Streifen. Leider sind halt die Preise dieser CBTs prohibitiv.

Viele Größe

Rolf

[A. Büschlen]

Hallo Ronald,

danke für die nachvollziehbare Dokumentation. -
Eine Frage habe ich: bringt der Ventilator Erschütterungen auf das Mikroskop?

Rolf: du schreibst:

Leider sind halt die Preise dieser CBTs prohibitiv.

Wie kann ich das verstehen? Bei uns in der Schweiz ist meine Erfahrung, dass z.B. HQI Leuchtmittel im Einkauf sehr teuer sind und ihre optimale Lebensdauer klar begrenzt ist. So gesehen kosten mich orig. Leuchtmittel im Betrieb ein mehrfaches als LED's. Oder mache ich da einen Überlegungsfehler?

Grüsse Arnold

[reblaus]

Hallo Arnold -

diese Aussage habe ich nur auf die CBT-Typen mit ihrer aufwendigen Konstruktion bezogen!
Ansonsten sind die paar LEDs, die bei mir den Geist aufgegeben haben gegenüber den kurzlebigen und erschütterungsempfindlichen Wolfram-, Halogen- und HBO-Lampen preislich absolut zu vernachlässigen, zumal man sie nicht (wie die Halogenlampen) zum Fotografieren auf maximale Leistung aufdrehen muss um eine definierte Farbtemperatur zu haben.

Viele Grüße

Rolf

P.S. Erschütterungsprobleme durch die Prozessorlüfter habe ich bei schweren Leuchten noch nie beobachtet.

[Ronald Schulte]

Arnold,

Erschütterungsprobleme durch die Prozessorlüfter gibt es bei mir nicht. Der Motor braucht 12V und slupft nur 100mA. Bei mir lasse ich Ihm bei 10V laufen. Dann kuhlt er schon genug und hört man den Motor gar nicht, Funktioniert prima.

Grusse Ronald

[Peter V.]

Hallo Rolf,

ich kann mir nicht vorstellen, dass die 18 W XHP nicht heller als eine 100 W Halogenleuchte sein soll. Zumindest nicht am Ortholux II, in dessen Lampenhaus sie sich befindet. Das werde ich aber noch überprüfen. Dazu muss ich aber erst einmal wieder ein Lampenhaus mit einer 100 W-Latüchte anschließen. Subjektiv hatte ich den Eindruck, dass es deutlich heller ist. Auch werde ich nochmal nachschauen, ob das "Kreuz" zwischen den 4 Emittern erkennbar ist, bislang habe ich es bei den 4 HD-Objektiven am Ortholux II nicht bemerkt.
Sobald ich etwas Zeit habe, schaue ich da aber nochmal explizit nach.

Herzliche Grüße
Peter

[reblaus]

Hallo Peter -

meine Erfahrungen mit LED-Umrüstungen beschränken sich mit einer Ausnahme auch nur auf historische Zeiss(W)-Leuchten und da gab es halt manche Überraschungen, wenn man bedenkt wie unterschiedlich die Wendelformen - bzw. Brennfleckgrößen der verwendeten Lampen waren und welche Variationen der Optik in der Leuchte (mit und ohne Spiegel, Streuscheibe, Fokussierung usw.) und zwischen Leuchte und Objekt anzutreffen sind - abschreckendes Beispiel z.B. die Auflichtbeleuchtung im Phomi. Unsereinem, ohne tiefschürfende Optikkenntnisse bleibt da halt nur Pröbeln übrig, wie zu Meister Löbers Zeiten 

Viele Grüße

Rolf

[Peter V.]

Hallo,

ich habe jetzt mal versucht, die Cree XHP 50 mit einer 100 Watt-Halogenbeleuchtung zu vergleichen. Ein exakter Vergleich ist etwas schwierig, weil das 100 W-Lampenhaus eine andere Bauausführung (und zudem viele Verstellmöglichkeiten hat) als das Lampenhaus 50 mit der XHP-LED. Leider gibt es bei solchen Tests ja immer recht viele äußere Faktoren, die man nicht immer konstant halten kann.

Subjektiv hat man den Eindruck, dass die XHP etwas heller als 100 W ist, was aber natürlich auch aufgrund unterschiedlicher Farbtemperatur etwas täuschen kann. Tatsächlich ist es aber so, dass - wenn  man z.B. bei der 100 W - Halogenleuchte die Aperturblende so weit schließt, dass man durch das Okular kaum noch etwas sehen kann und anschließend zur XHP wechselt, man ein wenig mehr sieht, aber auch nicht gerade "die Sonne aufgeht".

Ich habe dann mit einer Mikroskopkamera ein Dunkelfeld-Auflichtbild eines Erzanschliffes mit dem 10x-HD-Objektiv aufgenommen, und zwar bei zwei verschiedenen Belichtungszeiten (12,8 ms und 21.7 ms). Beide Belichtungszeiten wurden so gewählt, dass das Bild mit der 100 Watt Halogen bei voller Leistung, also 12 V, am Monitor eher dunkel erschien (21,7 ms) bzw. fast kaum noch zu erkennen war (12,8 ms). Anschließend nur Wechsel des Lampenhauses auf XHP-50 LED, betrieben mit 3000 mA.

Man sieht hierbei schon, dass die XHP heller ist, allerdings macht sich das in der Tat im von der Kamera aufgenommenen Bild stärker bemerkbar als beim Blick durch die Okulare.

EDIT: Mir fällt gerade auf, dass ich in der Halogenlampe keinen Blaufilter hatte, der ja auch noch ein wenig Lichtleistung genommen und das Erghbnis vermutlich noch etwas "besser" für die LED hätte ausfallen lassen.

Sollte jemandem ein methodsicher Fehler auffallen, bitte melden!

Am Ortholux II bekomme ich allerings mit allen Objektiven 10x bis 50x bei einem Erzanschliff sowohl mit der 100 W Halogen als auch mit der besagten LED ein ausreichend helles Bild (siehe unten).

12,8 ms Belichtungszeit

1) 100 W Halogen



2) XHP LED




21,7 ms Belichtungszeit:

1) 100 W Halogen



2) XHP-LED




Herzliche Grüße
Peter