Motivation / Ziel / Anforderungen

Ausgangssituation: Ein 300W Deckenfluter soll duch eine energieeffizientere Beleuchtung ersetzt werden. Auf eine indirekte Beleuchtung möchte ich allerdings nicht verzichten. In dem Deckenfluter leuchtet zur Zeit ein 180W Halogenlechtmittel. Laut dieser Tabelle liefert er rund 3000 Lumen, die neue Beleuchtung soll ähnlich hell sein. Inspiriert durch verschiedene Foreneinträge (http://www.ledstyles.de/ftopic9245.htmlhttp://www.ledstyles.de/ftopic13327.html http://www.ledstyles.de/fpost202422.html ) entstand die Idee auf einem großen Kühlkörper einige High Power LEDs anzu bringen. Bezüglich der LED viel meine Wahl auf die Cree XP-G.Q5. Die CREE XP-G Q5 bei 700mA zu betreiben schien mit ein guter Kompromiss zwischen Helligkeit und Energieeffizienz zu sein. Bei 700mA fallen an der LED 3,2V ab, die Verlustleistung ist dann rund 2,24W, die Helligkeit 193lm. Die einzig interessante Konstantstomquelle die ich fand ist laut diesem Foreneintrag bei rund 26V die höchste Effizienz. Ich entschied deshalb 8 LEDs auf dem Kühlkörper zu plazieren. Damit würde ich laut Datenblatt eine Lampe erhalten, die rund 1544lm hell ist, und 22,4W verbraucht (8*2,24W/0.8) Um die gleiche Helligkeit wie bei Deckenfluter zu erhalten brauche ich also zwei dieser Lampen.

Ziel ist übrigens nicht das sparen von Geld. Angenommen, zwei meiner LED Lampen wären so hell wie der Deckenfluter, ich würde die Beleuchtung 2 Stunden pro Tag benötigen, eine Kilowattstunde würde 0,25EUR kosten und die Leuchtmittel würden nicht kaputt gehen, dann dauert es rund 8 Jahre bis sich die neuen LED Wandlampen finanziell gelohnt haben.

Die Stückliste

* Preis für die ganze Packung, da ich das Produkt nicht einzeln kaufen konnte.

Das Zusammenbauen

Kühlkörper

Bohren und Gewindeschneiden im Kühlkörper. Der Kühlkörper bekommt links und rechts jeweils vier M4 Gewinde für die Wandhalterung, auf der Unterseite (der Oberseite der Lampe) zwei M3 Gewinde zum Befestigen der LEDs und zwei M3 Gewinde zum Befestigen der Konstantstromquelle. Außerdem werden in die Rückseite zwei M3 Gewinde geschnitten um eine Schnalle zu befestigen, welche Später das Stromkabel festhalten soll.

Wandhalterung

Die Wandhalterung. Zwei Metallwinkel deren Seiten je 60x40mm groß sind und 6 Löcher mit 5mm Durchmesser haben.

Berechnung der Bohrlöcher auf dem Kühlkörper. Der Kühlkörper soll nicht im rechten Winkel zur Wand stehen, sondern aus den folgenden Gründen leicht nach unten geneigt sein. 1. Warme Luft kann leichter entlang der Lamellen fließen. 2. Nun ist Platz für eine Schnalle die das Stromkabel zugsicher hält. 3. Der Mittelpunkt der Beleuchtung ist nicht mehr direkt über der Lampe sondern näher in der Mitte des Raumes.

Scilab Funktion zur Berechnung der Bohrlochkoordinaten.

function res = rotation(a, b, w)
x = cos(atan(b/a)+w/360*2*%pi) * sqrt(a^2 + b^2);
y = cos(%pi/2 -(atan(b/a)+w/360*2*%pi)) * sqrt(a^2 + b^2);
res = [x, y]
endfunction

Konstantstromquelle

Die Konstantstromquelle wird direkt auf dem Kühlkörper verschraubt, damit diese Wärme an den Kühlkörper abgeben kann.

LEDs

Die Aluminium Rundplatinen mit je vier LEDs. Diese werden auf dem Kühlkörper verschraubt. Wärmeleitpaste zwischen Aluminium Platine und Kühlkörper soll auch an “unebenen” Stellen gute Wärmeübertragung ermöglichen. Zwischen Schraubenkopf und Platine befindet sich je eine Unterlegscheibe. Litze mit einem Durchmesser von 0.5mm² verbinden die beiden Platinen und die Konstantstromquelle. Die Litze ist auf der Platine verlötet, bzw. mit einer Aderendhülse versehen und in der Konstantstromquelle verschraubt.

Stromkabel

Ein Verlängerungskabel mit Eurostecker. Die Kupplung wird abgetrennt, die Litze abisoliert, mit einer Aderendhülse versehen und in die Konstantstromquelle geschraubt.

Halterung des Lampenschirmes

Lochblechband. Davon werden zwei Streifen abgeschnitten, jeweils gebogen und links und rechts am Kühlkörper befestigt. Diese Streifen werden den Lampenschirm halten.

Lampenschirm

Lampenschirm. Aus CREApop Folie ausschneiden, mit Japanpapier bekleben. Anschließend auf jeder Seite zwei Löcher hineinschneiden und mit jeweils zwei M4 Schrauben an der Lampenschirmhalterung befestigen.

Berechnung des Lampenschirmes. Der Lampenschirm soll oben einen Radius von 17cm, unten einen Radius von 11cm und eine Höhe von 13cm haben. Ist der Lampenschirm an der Lampe montiert, sollen alle Punkte der oberen Kante auf der gleichen Höhe sein und alle Punkte der unteren Kante auf einer Höhe sein. Dazu muss eine Bogenförmige Fläche aus der Folie ausgeschnitten werden.

Scilab Funktion zur Berechnung der Punkte entlang derer der Lampenschirm ausgeschnitten wird.

function res = curve(t)
x = 0.93444 * t * 17; // / (%pi/2);
y = 0.5203 * (1-cos(t)) * 17; // / (%pi/2);
res = [x, y]
endfunction


function res = curve(t)
x = 0.93444 * t * 11; // / (%pi/2);
y = 0.5203 * (1-cos(t)) * 11; // / (%pi/2);
res = [x, y]
endfunction

Das Resultat

Vorher/Nachher: Auf der ersten Foto ist nur der alte Deckenfluter eingeschaltet, auf dem zweiten Foto ist nur die neue Lampe eingeschaltet.

Was diese Fotos leider nicht zeigen:

• Der alte Deckenfluter ist heller als die neue LED Lampe. Ich vermute aber dass zwei LED Lampen ähnlich hell wie der Deckenfluter wären.
• Die Farbe beider Lampen unterscheidet sich. Das Licht der warmweißen LEDs (ca. 2900K-3000K) ist kälter als das des Deckenfluters. Mir gefällt das, ich würde sagen: “Das Licht des alten Deckenfluters ist deutlich gelber als das der LEDs.” Bevor man sich eine LED Beleuchtung zulegt sollte man sich die verschiedenen Farbtemperaturen ansehen.
• Im Vergleich zur LED Lampe ist das Licht des Deckenfluters gleichmäßiger über die Decke verteilt. Die LEDs beleuchten die Decke direkt über der Lampe sehr stark, entferntere Stellen weniger stark. Wie oben beschrieben leuchten die LEDs nicht senkrecht an die Decke sondern der Kühlkörper ist leicht nach unten geneigt. Ich hatte einen Winkel von 10° gewählt. Das war ein Fehler. Bei der nächsten Lampe werde ich hier einen größeren Winkel wählen.

Die fertige Lampe aus verschiedenen Blickwinkeln.