Nochmal kurz aufgewärmt: LED-Beleuchtung für Zeiss KF2

Jan-F. · Januar 03, 2024, 16:24:55 NACHMITTAGS

Hallo,
der Fuß von meinem KF2-Stativ hat leider keine Beleuchtungskomponenten. Der Plastikstopfen an der Stelle, wo üblicherweise der Drehregler eingebaut ist, lässt den Verdacht aufkommen, dass nie eine Beleuchtung verbaut war.
Nun habe ich hier im Forum zwar sehr viel über die Umrüstung auf LED gelesen, auch von Jorrit speziell zum KF2, doch sind die Beiträge zum Teil schon mehrere Jahre alt, es fehlen z.T. die extern eingestellten Bilder und es gibt mittlerweile evtl. neue LEDs usw. Und vor allem fehlt mir die Ahnung... Die High-End-Ausführung von Stephan Hiller würde mehr kosten, als ich für da Mikroskop inkl. KF-Okular und F-Objektive bezahlt habe.
Kurzum, als kompletter Laie in Sachen Konfektionierung von LED-Beleuchtung fehlt mir so eine Art Einfachanleitung im Stil von: nimm genau diese LED, genau diese Fassung/Kühler und genau diesen Trafo/Regler. Die Verkabelung bekäme ich wohl hin, bisschen Basteln kann ich, diverses Werkzeug ist vorhanden. Gibt es sowas wie eine Umbauanleitung "für Dummies"?
Danke für Tips, beste Grüße Jan.

Jürgen Boschert · Januar 03, 2024, 17:09:08 NACHMITTAGS

Hallo Jan,

genau so eine Beleuchtung habe ich schon auf LED umgerüstet. Das geht recht einfach. Du benötigst lediglich ein Stück Kupferzylinder (kann man nach Maß bestellen, muss man evtl. etwas plan schleifen mit Schmirgelpapier. Die LED klebt man darauf mit Wärmeleitkleber möglichst zentral. Kupfer habe ich genommen, weil das eben eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit besitzt. Als LED ein Cree XL2 10W, Farbe ist etwas Geschmackssache, ich habe eine neutralweise genommen. Wegen der Maße muss ich später nochmal nachmessen, kann ich hier noch einstellen. Wegen des Regler: Auf Ebay findet man sehr günstig die Akku-Teile für die Zahnarztlupenbrillen; die funktionieren tatsächlich wirklich gut mit der Cree. Stephans Lösungen sind wirklich top, da kommt die beschriebene Lösung nicht ran.

Jan-F. · Januar 03, 2024, 17:34:01 NACHMITTAGS

Hallo Jürgen,
vielen Dank. Könntest du evtl. 1-2 Bilder dazu einstellen? Wird der Kupferzylinder in das originale Fassungsteil, das bei meinem Foto auf dem Tisch liegt, geklebt? Wie stark sollte der - ich nehme an massive - Kupferzylinder sein? So 3-5mm?
Chinesische Zahnartzlupenbrillenregler gibt es ab 25,- (sowas wohl? https://www.ebay.de/itm/335090679745).
Cree XLamp gibt es zahlreiche https://www.mouser.de/new/cree/ . Welche wäre die Richtige?
Grüße Jan.

Jürgen Boschert · Januar 03, 2024, 18:44:01 NACHMITTAGS

Hallo Jan,

Massiv-Kupfer, Durchmesser 30mm, Höhe etwa 21 mm. Fixiert wurde der Zylinder mit der vorhandenen Schraube. Zusätzlich wurde auch Wärmeleitkleber verwendet, um eine Ableitung über das Mikroskopgehäuse zu sichern. Die Kabel wurden durch die Aussparung der Hülse der Lampenfassungsaufnahme ausgeleitet. Als ich diese Umrüstung gemacht habe, gab es auf Ebay einen Anbieter, der entsprechend starke KSQs mit linearer Regelung über Poti verkauft hat, den gibt es heute leider nicht mehr. Ich habe einige dieser sehr guten, und zuverlässigen, kleinen und mit ca. 15.- € auch wirklich günstigen Teile in meinen diversen Mikroskopen verbaut. Im unteren Regelbereich sind die natürlich nicht so fein, wie die von Stephan, erfüllen aber ihren Zweck. Das Mikroskop, das ich mit dem Kupfer umgerüstet habe, ist ein schwarzes Junior aus alten BW-Beständen; wie man auf dem letzten Foto sieht, ist es mit einer Heine-Phasenkontrastausrüstung ausgestattet. Die LED reicht selbst bis zu den höchsten Vergrößerungen

vollkommen aus.

Jan-F. · Januar 04, 2024, 08:36:07 VORMITTAG

Hallo Jürgen,
vielen Dank für die Erläuterung. Hast du den Treiber im Fuß verbaut und einen neuen Drehpoti an der vorgesehenen Stelle im Fuß angebracht?
Eine exakte Angabe (Herst. Teilenr.?) der geeigneten Cree-LED wäre noch hilfreich. Mit einer Suche nach ,,Cree XL2 10W" komme ich nicht so recht zum Ziel bzw. stehe einer großen Auswahl gegenüber, die mich zunächst etwas ratlos macht.
Beste Grüße Jan.

Jürgen Boschert · Januar 04, 2024, 12:35:37 NACHMITTAGS

Hallo Jan,

viel mehr Infos zu den LEDs gibt es nicht. Cree XML2 U3 10W, neutralweiß (Ca. 4500-5000 K). Die neutralweißen scheinen aktuell mal wieder nicht leicht zu bekommen sein, das schwankt übers Jahr recht stark.

Bei meinem Umbau habe ich -wie schon geschrieben- ein mittlerweile nicht mehr erhältliches Einbaumodul installiert, das mit Poti ausgestattet ist; das habe ich natürlich an Stelle des alten eingesetzt.

Lupus · Januar 04, 2024, 13:13:25 NACHMITTAGS

Hallo,

Eine Frage wäre z.B. auch ob 10 W Leistung nötig sind wenn man keine "lichtschluckenden" Verfahren wie z.B. Phasenkontrast verwendet. In dem Fall reichen auch LEDs im Bereich von etwa 1-3 W, die man relativ einfach und mit wenig Kosten an einem Steckernetzteil mit Vorwiderstand und Potentiometer betreiben kann.

Hubert

Jan-F. · Januar 04, 2024, 14:12:10 NACHMITTAGS

Danke, das dürfte ich hinbekommen. Mal schauen, wo ich die Teile herbekomme. Beste Grüsse Jan.

Jan-F. · Januar 04, 2024, 14:24:22 NACHMITTAGS

Hallo Hubert,
nun ja, was man mal macht bzw. vorhat, weiß man vorher oft nicht so genau.
Was wäre denn ganz konkret dein Vorschlag bzgl. der zu verwendenden Bauteile bei einer 3W LED? Wie anfänglich angemerkt befasse ich mich erstmalig mit LED-Basteleien und bin daher mit einigen Unsicherheiten bei der Komponentenauswahl behaftet. Für andere ist das trivial, klar. Wenn ich es einmal hinbekommen habe, für mich evtl. auch.
Beste Grüsse Jan.

Peter Reil · Januar 04, 2024, 14:28:22 NACHMITTAGS

Hallo Jan,

hast du ein wenig Erfahrung im Umgang mit einem Lötkolben und Zusammenbau von elektronischen Schaltungen?
Wenn ja, dann kann ich dir die Teile und eine Schaltung zusammenstellen.

Freundliche Grüße
Peter

Jürgen Boschert · Januar 04, 2024, 14:52:47 NACHMITTAGS

Hallo zusammen,

die 10W wird man tatsächlich nur bei lichtschluckenden Verfahren "ausreizen", aber Reserve für Eventualitäten zu haben, schadet sicher nicht. Ein wesentlicher Aspekt ist allerdings die Größe der Emitterfläche: Die stimmt mit der Fläche der ursprünglich verwendeten Halogenwendel ziemlich gut überein, sodass sie optimal zu den Kollektoren passt. Die Steuerungen für 10W sind soviel anders nicht und -wenn überhaupt- nicht nennenswert teurer.

Einen Punkt habe ich allerdings vorher noch vergessen, Jan: Den Unmuß, den LED-Emitter selbst auf eine Platine aufzulöten, habe ich mir erspart. Bei allen Umbauten (Ausnahme das Mikroskop KM, hier habe ich eine LED auf runder 16mm-Platine genommen) habe ich die LEDs vormontiert auf Star-Platinen 20mm gekauft, möglichst auf Kupfer (aktuell finde ich diese mal wieder nicht im Angebot).

Lupus · Januar 04, 2024, 15:09:37 NACHMITTAGS

Hallo Jan,

nur als Beispiel:

Eine etwa 3.3 W LED mit 5000 K Farbtemperatur:
https://www.leds.de/collections/leds-auf-stars-miniplatinen/products/nichia-nvsw319at-smd-led-cri-80-2700k-415lm-4062986000999-smd-leds-31075?variant=46863280472393
Die lässt sich notfalls auch noch deutlich höher belasten. Die Betriebsspannung beträgt bei Nominalleistung etwa 3.2 V.

Mit einem Universal-Steckernetzteil z.B. https://www.reichelt.de/universal-schaltnetzteil-18-w-3-12-v-1500-ma-hnp-18-unil6-p298318.html?&trstct=pol_4&nbc=1
lässt sich 4.5 V Ausgangsspannung einstellen. Dann ist die Verlustleistung am notwendigen Vorwiderstand zum Betrieb der LED (Spannungsdifferent etwa 4.5-3.2 V = 1.3 V) bei etwa 1050 mA Strom noch gut über Widerstände abführbar. Ein zusätzliches Leistungs-Poti zur Helligkeitseinstellung kann man dann in Reihe dazu schalten.

Die nominal 480 Lumen Lichtstrom dieser LED entsprechen etwa einer 40 W Glühlampe. Dadurch dass die LED im Gegensatz zur Glühlampe nur in eine Raumwinkelhälfte abstrahlt entspricht sie effektiv der doppelten Glühlampenleistung.

Die Idee von Jürgen mit einem genau in die vorhandene Halterung passenden angefertigten Kühlkörper ist sehr gut. Alternativ gibt es für LEDs Kühlkörper wie z.B. der bei der LED verlinkte
https://www.leds.de/products/stern-kuhlkorper-51x51mm-stern-kuhlkorper-51x51mm-aluminiumprofile-kuhlkorper-60003

ZitatEin wesentlicher Aspekt ist allerdings die Größe der Emitterfläche: Die stimmt mit der Fläche der ursprünglich verwendeten Halogenwendel ziemlich gut überein, sodass sie optimal zu den Kollektoren passt.

Das ist natürlich richtig. Die Cree XM-L2 ist auf einer 5 mm Platine, die als Beispiel von mir verlinkte auf einer 3.5 mm Platine und damit kleiner (das gilt generell bei Hochleistungs-LEDs dass bei gleichem Wirkungsgrad die Leistung durch die Emitterfläche bestimmt wird). Die Frage ist nur ob bei der Beleuchtung des KF2 durch die dort eingebaute Mattscheibe auch eine kleinere Leuchtfläche die Aperturblende des Kondensors ausreichend ausleuchtet.

Hubert

Jan-F. · Januar 04, 2024, 17:20:41 NACHMITTAGS

Zitat von: Peter Reil in Januar 04, 2024, 14:28:22 NACHMITTAGShast du ein wenig Erfahrung im Umgang mit einem Lötkolben und Zusammenbau von elektronischen Schaltungen?
Wenn ja, dann kann ich dir die Teile und eine Schaltung zusammenstellen.

Hallo Peter,
danke für das Angebot. Ich kenne jemand, der vor Jahren mal sowas wie IT-Elektroniker gelernt hat und vermutlich helfen könnte. Und habe mal die Frequenzweichen von paar 1970-Jahre Lautsprecher erfolgreich neu mit Kondensatoren und Widerständen bestückt, das sollte also klappen. Nicht zuletzt haben vielleicht auch andere Mitleser einen Nutzen davon. Wenn es dir also nicht zuviel Mühe bereitet, würde ich das Angebot gerne annehmen, einen Versuch wäre es Wert.
Beste Grüße Jan.

Jan-F. · Januar 04, 2024, 17:55:40 NACHMITTAGS

Hallo Hubert,

vielen Dank, das nimmt nun für mich allmählich konkrete, gut nachvollziehbare Formen an.

Zitat von: Lupus in Januar 04, 2024, 15:09:37 NACHMITTAGSnur als Beispiel:

Eine etwa 3.3 W LED mit 5000 K Farbtemperatur:
https://www.leds.de/collections/leds-auf-stars-miniplatinen/products/nichia-nvsw319at-smd-led-cri-80-2700k-415lm-4062986000999-smd-leds-31075?variant=46863280472393
Die lässt sich notfalls auch noch deutlich höher belasten. Die Betriebsspannung beträgt bei Nominalleistung etwa 3.2 V.

Mit einem Universal-Steckernetzteil z.B. https://www.reichelt.de/universal-schaltnetzteil-18-w-3-12-v-1500-ma-hnp-18-unil6-p298318.html?&trstct=pol_4&nbc=1
lässt sich 4.5 V Ausgangsspannung einstellen. Dann ist die Verlustleistung am notwendigen Vorwiderstand zum Betrieb der LED (Spannungsdifferent etwa 4.5-3.2 V = 1.3 V) bei etwa 1050 mA Strom noch gut über Widerstände abführbar. Ein zusätzliches Leistungs-Poti zur Helligkeitseinstellung kann man dann in Reihe dazu schalten.

Was für Widerstände wären denn da vorzusehen? Und dann wäre noch ein Poti zu finden, der gut an der vorgesehenen Stelle im Stativfuß anzubringen ist.

ZitatDie Idee von Jürgen mit einem genau in die vorhandene Halterung passenden angefertigten Kühlkörper ist sehr gut. Alternativ gibt es für LEDs Kühlkörper wie z.B. der bei der LED verlinkte
https://www.leds.de/products/stern-kuhlkorper-51x51mm-stern-kuhlkorper-51x51mm-aluminiumprofile-kuhlkorper-60003

Ja, so ein maßgenauer Kühlkörper wie der von Jürgen angeführte, finde ich in diesem Fall ganz gut. Zur Anbringung des Sternkühlkörpers müsste wohl noch was gebastelt werden. Ich gehe mal davon aus, dass die Höhe, auf der die LED angebracht wird, auch eine gewisse Relevanz hat. Außerdem wäre die LED bei Jürgens Ausführung ja bereits gut vorzentriert. Der benötigte Zylinder müsste sich von einer Kupferstange abschneiden lassen. Hier im Dorf gibt es eine n Metallbauer-Schlosserei, da könnte ich mal nachfragen, oder https://www.metall-kunststoffhandel.de/produkt/kupfer-rundstangen-e-cu-30-mm/

ZitatDie Frage ist nur ob bei der Beleuchtung des KF2 durch die dort eingebaute Mattscheibe auch eine kleinere Leuchtfläche die Aperturblende des Kondensors ausreichend ausleuchtet.

Ja, das wäre zuvor zu klären. Eine Teilausleuchtung bei 3,2x wie von mir kürzlich beim Standard 20 beschrieben wäre nicht wünschenswert.

Beste Grüße Jan.

Jürgen Boschert · Januar 04, 2024, 19:00:18 NACHMITTAGS

Hallo Jan,

mit dem Kühlkörper (maßgenau;

) habe ich das ja genau so gemacht, wie Du es jetzt vorhast. Cu habe ich genommen wegen der guten Wärmeleitfähigkeit; wenn man den Kupferblock dann noch mit Wärmeleitpaste in der Halterung einschiebt, hat man praktisch das ganze Stativ als Kühlkörper dranhängen, da kann sich die LED dann wirklich nicht mehr über zu große Hitze beklagen. Dadurch dass die originale Klemmschraube ihre Funktion beibehält, kann das ganze Konstrukt ja innerhalb der Halterung auch noch vertikal in die richtige Fokusposition für den Kollektor gebracht werden, solange die Wärmeleitpaste noch nicht abgebunden hat. Die Planparallelität der Schnittflächen des Cu sind nicht super kritisch, die dürfen durchaus etwas schief sein. Ein schwach vergrößerndes Objektiv wird genau so ausgeleuchtet wie mit der originalen Hal-Lampe; evtl. muss man da noch eine Großfeldlinse zum Einsatz bringen (entsprechende Bauanleitungen findet man hier im Forum), das hängt im Wesentlichen vom verwendeten Kondensor ab.