Pflanzenlampe mit HighPower LEDs

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Moderator: T.Hoffmann

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isopanisad
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Mi, 22.05.13, 17:50

Hallo zusammen,

ich versuche gerade meine erste Pflanzenlampe zu erstellen, da meine Pflanzen bei den diesjährigen minimalen Sonnenstrahlen eingehen werden. Des weiteren möchte ich erwähnen, dass es mein erstes Projekt im Bereich von LED- Schaltungen ist. Andere Lötarbeiten wie zb. Effektgeräte habe ich bereits hinter mir, jedoch verlief das alles nach strikten Vorgaben, bzw Plänen.

nun habe ich mir die folgenden LEDs zugelegt:

27 x Cree XLamp XP-E (1W~3W; 2.0-2.4V; 350mA~1000mA)
9 x Cree XT-E Royal Blue (0,96 W; 2.75V, 350 mA~1500mA)
2 x Deep Red High Power (3W; 2.2~2.6V; 750mA )

In die Lampe möchte ich einen Schalter einbauen, für die folgenden vier verschiedenen Wachstumsphasen:
27 x rot; 4 x blau; 2 x dunkelrot
22 x rot; 9 x blau; 2 x dunkelrot
19 x rot; 4 x blau; 2 x dunkelrot
9 x rot; 4 x blau; 2 x dunkelrot

Wie könnte ich diesen Schalter realisieren?

Und eine weitere wichtige Frage ist, welche Netzteil sollte ich wählen? Wenn ich 60 Watt bei 700mA und 48V kalkuliere müsste es klappen, oder?
Ganz am Ende sollten die LEDs auch ausreichend gekühlt werden, da es HighPower LEDs sind.


Ich freue mich über jede Antwort, die mich bei dem Vorhaben voran bringt!
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Achim H
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Mi, 22.05.13, 18:47

Willkommen im Forum.

Die Cree XP-E in der Farbe Rot darf nur mit maximal 700mA betrieben werden (nicht 1000mA). Ich nehme an, dass Du die Werte einfach aus dem Shop abgeschrieben hast (und der Shopbetreiber hat die Werte aus dem Datenblatt (Seite 5) falsch abgeschrieben.).

Du hast insgesamt 38 Leds mit Leistungen (@700mA) zwischen 1,5 und 2,2 Watt (je nach Led und Farbe).
Eine 60 Watt Konstantstromquelle wäre dafür schon etwas zu eng bemessen.

Da aber verschiedene Einstellungen geschaltet werden sollen, wirst Du um mehrere Konstantstromquellen nicht drumrum kommen. Von daher brauchen wir uns um die Gesamtleistung erst einmal keine Gedanken machen.

Statt einem Schalter möchte ich 4 Schalter empfehlen. Jeder Schalter schaltet eine netzbetriebene Konstantstromquelle (700mA).
Schalter 1 (KSQ 1): 9x Rot, 4x Blau, 2x Deep Red in Reihe
Schalter 2 (KSQ 2): 10x Rot in Reihe
Schalter 3 (KSQ 3): 3x Rot, 5x Blau in Reihe
Schalter 4 (KSQ 4): 8x Rot in Reihe

Die Schalter müsstest Du wie folgt schalten:
Stufe 4: Schalter 1
Stufe 3: Schalter 1 + 2
Stufe 2: Schalter 1 + 2 + 3
Stufe 1: Schalter 1 + 2 + 4 (Schalter 3 aus)


Nachtrag:
ich merke gerade, dass mein Plan einen Schönheitsfehler hat.
Du brauchst noch 3 Rote Leds.
isopanisad
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Mi, 22.05.13, 19:39

Danke Achim! Das klingt schon super.
Die vier "kleineren" Netzteile brauchen dann sozusagen vier Netzstecker, oder kann man die vier in einem Gehäuse verschwinden lassen und zu einem Netzkabel zusammenbauen?

Wieso drei weitere LEDs? Dein bisheriger Plan geht doch super auf.
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Achim H
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Do, 23.05.13, 00:07

In meinem Plan habe ich immer nur die Differenzen bis zur nächst höheren Stufe gerechnet (Deine Liste, aber von unten nach oben gebaut).
Schalter 1 (KSQ 1): 9x Rot, 4x Blau, 2x Deep Red in Reihe
Schalter 2 (KSQ 2): 10x Rot in Reihe
Schalter 3 (KSQ 3): 3x Rot, 5x Blau in Reihe
Schalter 4 (KSQ 4): 8x Rot in Reihe
Wenn man alle roten Leds zusammen zählt (9 + 10 + 3 + 8 ) kommt man auf insgesamt 30 Leds. Und das sind 3 Stück mehr als die 27 Stück, die Du nur hast. Es leuchten aber nur maximal 27 rote Leds.

Alternativ hätte man die KSQ Nr. 4 nochmals unterteilen müssen (4a und 4b = 2 Konstantstromquellen und 2 Schalter). Da die KSQ 4 ohnehin nur 8 Leds antreibt, wären es rausgeschmissenes Geld, dafür 2 KSQs zu verwenden. Die 3 Leds sind definitiv günstiger.

Die Schalter werden in den Leitungen zu den Konstantstromquellen verbaut. Alle Kabel zu den Konstantstromquellen dürfen nun zusammengeschaltet werden: (Lüsterklemme) braun an braun, blau an blau.
Ebenfalls an die Lüsterklemme wird ein Netzkabel mit angeschweißtem Stecker angeklemmt.

Achtung (wichtig):
auf gar keinen Fall den Schalter am Ausgang der Konstantstromquelle anschließen.
Die KSQ lädt den Ausgangskondensator ohne angehängte Last bis zum Maximum auf. Werden die Leds dann hinzu geschaltet, entlädt sich der Kondensator schlagartig. Es stirbt mindestens 1 Led in der Reihenschaltung, alle anderen Leds werden aber nachhaltig geschädigt.

Konstantstromquellen immer nur am Eingang schalten.


Du benötigst insgesamt 4 netzbetriebene Konstantstromquellen (jeweils 700mA):
Schalter 1 (KSQ 1): 9x Rot, 4x Blau, 2x Deep Red in Reihe = 9x2,3V + 4x3V + 2x2,6V = 37,9V
Schalter 2 (KSQ 2): 10x Rot in Reihe = 10x2,3V = 23V
Schalter 3 (KSQ 3): 3x Rot, 5x Blau in Reihe = 3x2,3V + 5x3V = 21,9V
Schalter 4 (KSQ 4): 8x Rot in Reihe = 8x 2,3V = 18,4V

3 Stück 95059 (9-30V @ 700mA konstant)
1 Stück 95077 (9-48V @ 700mA konstant)

Da alle Konstantstromquellen im Moment des Einschalten einen Stoßstrom von 60A bzw. 70A produzieren (dauert nur einige hunderstel Sekunden lang, die Sicherung springt darauf nicht an), sollten die Schalter einen hohen Stoßstrom vertragen.

Zum Beispiel:
Link zu Elpro: WNX 3 (Wippenschalter schwarz ohne Beleuchtung, 250V AC/10A, Einschaltstoßstrom max. 85A)
Preis pro Stück: 0,63 EUR (netto) bzw. 0,75 EUR (inkl. Mehrwertsteuer)
isopanisad
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Do, 23.05.13, 23:34

Hallo Achim,

ich habe jetzt nochmal alles überdacht und bin zu dem Entschluss gekommen, drei Phasen mit ein paar mehr LEDs zu basteln. Von daher wollte ich fragen, ob mein Vorhaben sinnvoll durchdacht ist.

1. Phase:
18 x rot ; 8 x Blau; 4 x dunkelrot
9x2,3V + 4x3V + 2x2,6V = 40,9V (48V)
9x2,3V + 4x3V + 2x2,6V = 40,9V (48V)

2. Phase:
30 x; 10 x Blau; 6 x dunkelrot
12x2,3V + 2x3V + 2x2,6V= 38,8V (48V)

3. Phase:
40 x rot; 10 x blau; 10 x dunkelrot
10Vx2,3 + 4x2,6V = 33,4V (48V)


d.h. 4x 1 95077 (9-48V @ 700mA konstant)

Viele Grüße
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Achim H
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Fr, 24.05.13, 04:18

Kannst Du so machen.

Rechenfehler:
9x2,3V + 4x3V + 2x2,6V = 40,9V
Das sind nur 37,9V.
isopanisad
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Fr, 24.05.13, 08:25

Hallo Achim,

stimmt du hast recht, denn es sind nur 37,9V.

Während ich auf die Lieferung der vier Netzteil warte, wollte ich mich um die Kühlung der LEDs kümmern. Von daher würde ich gern wissen, welche Kühlung diese starken LEDs benötigen. Reicht ein PC- Kühler, welcher der Luft in der Lampe zum zirkulieren bringen würde?

Viele Grüße
Borax
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Fr, 24.05.13, 10:25

Ein PC- Kühler reicht sicherlich nicht für 50 Leds ;) Es gibt zwar durchaus PC Kühler die 100W abführen können, aber Du kannst die 50 LEDs nicht auf einem PC Kühler unterbringen. Ich würde erst mal ein passendes ALU-Profil suchen (bekommt man teilweise bei ebay als 'Meterware') wo sich die LEDs mechanisch gut unterbringen lassen und dann ggf. noch Lüfter dazu...
Loong

Fr, 24.05.13, 11:05

isopanisad hat geschrieben:Wie könnte ich diesen Schalter realisieren?
Zum Beispiel dadurch, daß du dir den Schalter komplett schenkst und die 3 Farben einfach mit dimmbaren Konstantstromquellen speist. Damit kannst du dann jedes x-beliebige Verhältnis einstellen 8) ...
isopanisad
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Fr, 24.05.13, 11:46

Ein passendes Alu-Profil habe ich schon, mit einer Größe von ca. 45 cm x 60 cm. Aber wie bringe ich am besten die LEDs und die Kühlung an?
Cy4n1d3
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Fr, 24.05.13, 12:02

Wie du willst, entweder kleben oder festschrauben.
Für den Lüfter gilt gleiches, entweder irgendwo festschrauben oder danebenhängen - reicht im Falle eines Falles auch.

Da müsste man schon wissen wie du das Ganze designtechnisch geplant hattest.
Falls die Netzteile + Leds z.B. in einem aufgehängten Gehäuse verschwinden, könnte man einfach am einen Ende 2-3 Lüfter anbringen und am anderen Ende ein Lochgitter o.Ä.
isopanisad
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Mi, 12.03.14, 20:53

Wie ich sehe, habe ich das Thema schon mal angesprochen. Es hat sich minimal geändert.

Die Lampe würde ich gern in drei verschiedene Phasen schalten können:

1. Phase:
4 x Deep Red
5 x Red
4 x Royal Blue
2 x White

2. Phase (hinzukommend)
8 x Red
2 x Deep Red

3. Phase (hinzukommend)
4 x Deep Red
4 x Red

vor mir liegen nun folgende Bauteile:

LED's
10 x Deep Red High Power (3W; 2.2-2.6V; 750mA )
17 x Cree XLamp XP-E Red (1W-3W; 2.0-2.4V; 350mA-700mA)
4 x Cree XT-E Royal Blue (0,96 W; 2.75V; 350 mA-1500mA)
2 x CREE XB-D White (1,02 W; 2.9-3.5V;350-1000mA)

KSQ
3 x Anvilex 700 mA 30 V (http://shop.anvilex.de/index.php?route= ... uct_id=184)
1 x Anvilex 700 mA 48 V (http://shop.anvilex.de/index.php?route= ... ct_id=1944)


Wie kann ich das realisieren? Dies ist mein erstes Projekt in der Richtung. Von daher kann ich leider kaum auf Wissen zurückgreifen. Habt ihr eventuell Tips? Vorallem frage ich mich, wie man die KSQ anschließt.

Ich habe mich ein wenig schlau gemacht und folgendes endeckt:

Anbringen der KSQ mithilfe von Schraubklemmen auf einer Platine, zudem eine weitere Schraubklemme für den Netzteileingang.

Netzteil+ Platine +KSQ-+LED-+LED-+LED-+LED-...-Netzteil?

Kann ich für das Vorhaben ein solches Netzteil wählen?:

Output Voltage: DC 24V
Output Frequency: 50/60Hz
Model Number: 24V 3A
Output Power: 72W
Input Voltage: AC100-240V

ähnlich diesem (http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile- ... T+RS+75+24)

Zu den Phasen
für die 1. Phase:
5 x rot ; 4 x Blau; 4 x dunkelrot; 2 x weiß
5x2,4V + 4x3V + 4x2,6V + 2x3,5V= 41,4V (48V)

für die 2. Phase:
8 x rot; 2 x dunkelrot
8x2,4V + 2x2,6V= 24,4V (30V)

für die 3. Phase:
4 x rot; 4 x dunkelrot
4Vx2,4V + 4x2,6V = 20V (30V)

also bräuchte ich nur drei KSQ, wenn dies so stimmt?
isopanisad
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Di, 08.07.14, 12:50

Soooooo, nach langer Zeit komme ich mal wieder zu dem Thema. Letzte Nacht habe ich versucht alles zu verdrahten, leider ohne erfolg. Steinigt mich nicht, denn meine letzten Lötarbeiten liegen gut zwei Jahre zurück. Ich habe alles fotografiert und hoffe auf eure Mithilfe.

Bild

Es ist ein 24V Netzteil mit 5A

Bild

Verbindung zu 16A Schalter
(der 12V PC-Lüfter sollte auch noch angeschlossen werden)

Bild

4 Phasen Verdrahtung (+ ist immer oben bzw. recht oben und - ist immer unter bzw. links unten

Bild

Nahaufnahme der KSQ

Bild

Bild

24V KFZ Relai - wie verbinde ich es? 86 ist der Eingang (+) und 85 ist der Ausgang (-)?

Vielen herzlichen Dank!
Borax
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Di, 08.07.14, 16:46

24V KFZ Relai - wie verbinde ich es?
Ich würde es so interpretieren:
Wenn an Pin 85 +24V und an Pin 86 0V angeschlossen sind, dann ist der Kontakt zwischen Pin 87 und Pin30 geschlossen.
Wobei klassische Relais eigentlich keinen Plus/Minus Pol haben. Daher sollte es genauso funktionieren, wenn Du an Pin 86 +24V und an Pin 85 0V angeschlossen hast.
t_schulz
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Mi, 09.07.14, 14:26

sind die Schalter zwischen + und - geklemmt?
isopanisad
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Sa, 12.07.14, 07:36

Es klappt nicht. Habe die Schaltung jetzt in einem kleinen Rahmen ausprobiert.
Aus dem Netzteil gehe ich bei + gehe ich zum - pol (DC) an die KSQ. An der KSQ vom + Pol (LED) zum - Pol der HighPowerLED. Von + Pol der HighPowerLed zum - Pol (LED) der KSQ. Vom - Pol (DC) der KSQ zum + Pol an das Netzteil, wobei daszwischen sich der Schalter befindet. Wo liegt das der Fehler?

Was könnte bei einer falschen Verbindung gelitten haben? Im Endeffekt können doch nur die LEDs durchbrennen, oder? Könnte auch die KSQ durch sein?
isopanisad
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Sa, 12.07.14, 20:29

Jetzt funktioniert alles wunderbar. Habe noch die Relais zwischengeschaltet. Jetzt würde ich noch gern einen 12V Lüfter einbinden, um die LED's kühlen zu können. Habe gelesen, dass ich dies mit einem LM7812 realsieren könnte?
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