Led Deckenlampe "Slim" V2.0

Da mein Light Control System (LCS) ein Update erfährt, bekommt nun auch meine LED Deckenlampe ein Update. Diese soll dann vom LCS gesteuert werden können. Aber nicht nur Steuerungstechnisch, sondern auch Helligkeitsmäßig musste etwas gemacht werden. Die insgesamt acht Seoul P4 High Power Leds mit einer Lumenleistung von je 145 Lumen haben zwar genug Licht fürs Lesen zwischendurch gebracht, zum richtigen Arbeiten aber war die Leistung einfach nicht ausreichend.

Eingeplant sind dieses Mal ganze 26 High Power Leds (Cree XP-G Neutralweiß mit je 450 Lumen) für die Hauptbeleuchtung und 4 spezielle High CRI HP LEDs (Cree XP-E P4 High CRI mit je 300 Lumen) in Warmweiß für die Hintergrundbeleuchtung. 8 HP Leds + 2 High CRI LEDs werden an den Seiten abstrahlend und 8 HP LEDs werden mittig nach unten strahlend montiert.

Die Leistung der Hochleistungs-LEDs wird selbstverständlich regelbar sein und einzelne Segmente können separat angesteuert werden.

Die Lampe wird in ungefähr das gleiche Design bekommen, wie meine alte LED Lampe. Statt einfarbiger Randbeleuchtung der Plexiglasplatten werden RGB LEDs eingesetzt, mit denen sich eine beliebige Farbe zusammenmischen lässt. Zudem werden die Platten massiver - also dicker - sein

Zur besseren Vorstellung hier die in Solid Edge virtuell erstellte Lampe:



Die Plexiglasplatten werden gelasert. Diese sollten in den nächsten Tagen geliefert werden.

Im nächsten Update werden dann die Plexiglasplatten behandelt und die Elektronik vorgestellt.


Update 18.04.13

Weiter geht es mit den Plexiglasplatten, welche in der Zwischenzeit angekommen sind:


Es sind alles durchsichtige klare Plexiglasplatten. Darum müssen einige Platten erst mit Farbe behandelt werden.

Als erstes sollten die Kanten abgeklebt werden, denn die sollen schließlich auch durchsichtig bleiben


Anschließend kann mit einer Airbrush oder allgemein mit einer Farbsprühpistole Farbe auf eine Seite der Platte aufgetragen werden. Ich habe mich für Graphitgrau entschieden.


Ist das Erledigt, muss erst einmal gewartet werden, bis die Farbe vollständig durchgetrocknet ist. Das ist je nach Farbe unterschiedlich. Am besten wartet man aber mindestens einen Tag, bevor man dann mit dem Aufbohren der Löcher beginnt


Jetzt widmen wir uns den 8mm dicken Platten, welche klar geblieben sind:


Hier bohrt man ebenfalls die Löcher auf und schneidet anschließend M3 Gewinde (eine Menge Arbeit bei den vielen Löchern und alles von Hand).
Mit einem Flachsenker werden Einsenkungen für Schrauben und LEDs erstellt


Beim Bohren sollte immer gut gekühlt werden, weil einem sonst das Plexiglas wegschmilzt. Ein Gemisch aus Öl und Wasser kühlt und schmiert gleichzeitig.

Der Vorteil des Laserns ist, dass die Kanten schon klar sind und nicht noch poliert werden müssen. Dies ist bei unserem Anwendungsfall aber nicht erwünscht. Damit die Kanten gleichmäßig und kräftig leuchten, müssen wir diese aufrauen. Dazu schleift man mit 400 er Schleifpapier die Kanten ein wenig an. Damit die Led-stripes, welche später in die Aussparungen eingesetzt werden, nicht mehr zu sehen sind, rauen wir zusätzlich die Innenseite der Aussparungen auf. Dies wirkt sich auch positiv auf die Lichtstreuung aus. Die Kanten sollten dadurch noch homogener leuchten.


Für die LEDs in der Mitte, müssen noch Kabelkanäle in das Plexi gefräst werden. Da ich keine „richtige“ Fräsmaschine besitze, habe ich für meinen Dremel einen Aufsatz gekauft. Für kleine Arbeiten wie diese genau richtig.


Ein Anschlag ist sehr hilfreich, wenn man nicht will, dass alles schief und krumm wird


Das Ergebnis:


Danach widmen wir uns den Led-stripes. Diese habe ich mit einem Platinenlayoutprogramm „EAGLE“ erstellt und fertigen lassen. Diese müssen wir jetzt nur noch bestücken:


Mit doppelseitigem Teppichklebeband wird die Rückseite der Led-stripes beklebt.


Noch Verbindungsleitungen anlöten und die Stripes können in die Aussparung eingeklebt werden.

Die inneren nach unten Strahlenden LEDs müssen auch noch eingebaut werden. Dazu versieht man diese erst mit ausreichend langen Anschlussleitungen und klebt diese dann mit Sekundenkleber in die vorgesehenen Löcher:


Ist das geschafft, kann die Folie komplett abgezogen und die obere Abdeckplatte eingesetzt und festgeschraubt werden


Nun kümmern wir uns um die High Power LEDs. Diese benötigen dringend eine Kühlung und müssen auf Kühlkörpern montiert werden. Dazu bereiten wir diese erst einmal vor. 8 Gewindelöcher zur Befestigung und 4 Durchgangslöcher für die Leitungen:


Die High Power LEDs müssen mit Wärmeleitpaste eingestrichen werden, sonst ist der direkte Kontakt zum Kühlkörpermaterial nicht gegeben. Hier ist weniger mehr. Ist die Schicht nämlich zu dick, kann die Wärme nur langsam an den Kühlkörper gelangen. Es bildet sich ein Wärmestau und die LEDs überhitzen. Damit das nicht passiert, streicht man die Wärmeleitpaste mit einer Plastikkarte etc. hauchdünn auf


Anschließend nur noch auf die vorbereiteten Kühlkörper schrauben:


Das Gleiche mit den LEDs für die Leseleuchte in der Mitte der Lampe. Hier werden allerdings nach der Montage noch Linsen aufgeklebt:


Die komplette „LED-Einheit“ wird schließlich mit den Linsen nach unten in den freien Durchbruch gesteckt und von unten auch festgeschraubt.


Danach Schutzfolien abziehen und Schicht für Schicht die Plexiglasplatten montiert.


Mit Frischhaltefolie wird die Unterseite wieder abgedeckt, damit diese bei der weiteren Montage nicht verkratzt.

Nachdem das Erledigt ist, dreht man den Boden wieder um und montiert die beiden seitlichen Kühlkörper mit einer langen Schraube und je einer kleinen Aluminiumplatte. Dadurch werden die Kühlkörper gegen die Plexiglasplatte gepresst und halten somit fest


Im nächsten Update dann der Einbau der Elektronik und Montage des Oberteils.


Update 16.06.13

Heute widmen wir uns der Elektronik, dem Oberteil der Lampe und die Inbetriebnahme.

Zuerst versuchen wir die Platinen, Spannungswandler und Konstantstromquellen unterzubringen und alles ordentlich zu verkabeln. Schließlich soll durch die Kabel der Luftstrom nicht zu sehr behindert werden



Auch die Temperatursensoren dürfen nicht vergessen werden. In Verbindung mit den µControllern regeln diese die Lüfter in Abhängigkeit von der Temperatur und warnen, falls es mal zu heiß wird


Nun zur Oberseite. Wie auch beim Unterteil montieren wir als erstes die RGB LED Streifen


Dann der Deckel mit den Aussparungen für die Lüfter drauf


Ein paar Aluminiumwinkel (zwei auf jeder Seite) halten beide Hälften zusammen


Jetzt nur noch die Lüfter montieren, die Leitungen kürzen und das Oberteil ist fertig…


… und kann auch gleich auf dem Unterteil montiert werden um alle Funktionen ausgiebig zu testen.


Damit wären wir auch „schon am Ende“ angelangt und die Lampe muss nur noch aufgehängt, mit dem LightControlSystem verbunden und dort die Menüs und Steueranweisungen einprogrammiert werden und man kann sein Werk bestaunen.

Dazu mehr auf der nächsten Seite…


Update 16.06.13 - 2

Mit vier Schrauben hält die Lampe an der Decke:


Final Pics:




Die Kantenbeleuchtung im Detail:


Leider mischen die LEDs ein recht Lilastichiges weiß. Da muss noch an der Farbeinstellung gearbeitet werden:


Da die Linsen für die LEDs recht teuer sind, habe ich erst einmal an den Seiten keine Linsen verwendet. Leider blenden die LEDs doch recht stark:


Die nachträglich montierten Linsen:


Nun blenden die LEDs nur noch, wenn man direkt in die Linsen schaut (dann aber richtig). Der Lichtstrahl an der Decke zur Wand ist zudem auch deutlich schöner:

Nur die High-CRI LEDs (Bilder sind absichtlich etwas unterbelichtet)


Nur die normalen XP-G


Alles zusammen


Die Lampe wird wie schon gesagt mit meinem neuen Light Control System gesteuert. Hier ein paar Screenshots:


Zum Schluss ein Video des Light Control Systems und der LED Deckenlampe (gegen Mitte des Videos)



Kosten- und Bezugsliste:

Anzahl Bezeichnung Kosten gesamt Bezugsquelle
3 8 x CREE XP-G R4 auf Streifen-Platine 134,70 Led-Tech.de
4 CREE XP-E P4 auf Star-Platine High CRI 19,96 Led-Tech.de
60 PLCC6 SMD RGB LED ca. 30,00 eBay
12 3mm LED weiß 9,48 Led-Tech.de
10 3mm LED blau 7,90 Led-Tech.de
8 CREE CXP Optik 29° 19,92 Led-Tech.de
16 CREE CXP Optik 47x14° 39,84 Led-Tech.de
4 CREE LXP Optik 19° x 10,5° 9,96 Led-Tech.de
2 Profilkühlkörper 50x250x40 18,5 Reichelt.de
1 Profilkühlkörper 50x226,5x40 8,55 Reichelt.de
1 Plexiglas inkl. Lasern ca. 90,00 Tabrizi
1 Elektronik Bauteile laut Plan ca 30,00 Reichelt.de
1 Platinen ca 70,00 Fischer Leiterplatten
1 Diverses Montagematerial wie Schrauben etc. ca 10,00 Baumarkt
1 Alu Profil ca 5,00 Baumarkt
  Gesamtkosten ca 500 EUR  

 

Die Daten zum Projekt werde ich noch hochladen

Kommentare   

+2 #1 christian 2013-03-04 22:18
Juhu das erste Lebenszeichen der neuen Lampe bin gespannt auf den n?chsten Beitrag
#2 Det 2013-03-21 20:51
Darf man mal fragen wie gro? dein Zimmer ungef?hr ist? 11.700 Lumen kommen mir schon etwas viel vor, f?r eine Raumbeleuchtung.
#3 Florian Hering 2013-03-21 21:03
Die LEDs habe ich in der Zwischenzeit ausprobiert. Und ja die sind ziemlich hell. Mein Raum ist ca. 20m? gro?, aber die Lampe wird ?ber meinem Schreibtisch in der Ecke h?ngen. Werde ich sp?ter ja dann sehen. Aber die Lampe wird ja Konstruiert, um Licht zu erzeugen, bei dem man auch gut Arbeiten kann. Und da ist schon eine gr??ere Lichtleistung erforderlich.
+1 #4 David S. 2013-04-14 08:32
bin schon gespannt was bei raus kommt. sieht echt klasse aus die lampe!
#5 Kai L. 2013-04-18 22:45
Sau geil...Respekt...schaut richtig gut aus...wie teuer waren denn die Platinen und wo hast du diese fertigen lassen?

---
Homepage: http://listner-elektronik.de.to
#6 Florian Hering 2013-04-19 20:34
Danke,
die Platinen habe ich mit anderen Platinen produzieren lassen. (Die Gesammtkosten waren knapp 150 EUR). Aber so im Schnitt kommt man auf 50 EUR f?r die Prototypenplatinen der Lampe. Bestellt habe ich bei http://fischer-leiterplatten.de/
#7 Patrick 2014-02-03 13:49
Hallo Florian

sch?nes Projekt!

da ich zur Zeit am Planen einer neuen Deckenlampe bin, w?rde es mich interessieren wie du die LEDs ansteuerst. Nutzt du PWM? Wie stellst du so viele PWM Channel zur Verf?gung?

mfg
#8 Florian Hering 2014-02-03 20:00
Hi,

also ich nutze PWM um die LEDs zu steuern. Dazu verwende ich zwei Atmel Atmega 88. Jeder besitz 6 Hardware-PWM Ausg?nge. Zur Zeit entwickel ich eine verbesserte Platine inkl. Funkanbindung. Die Daten werde ich dann online stellen (wollte ich jetzt eigentlich schon machen, doch meine Schaltpl?ne sind bis dahin so miserabel, dass man diese nicht ver?ffentlichen kann) :sigh:

Gr??e
#9 Kai 2014-02-03 22:31
Jaja...die Deckenleuchten...gerade diese PWM Geschichte habe ich auch durchkauen m?ssen bei meinem eigenen Projekt...hier muss ich mich auch nochmal bei Florian bedanken...durch ihn bin ich im Prinzip erst auf die Idee gekommen eine eigene Beleuchtung f?r meine Werkstatt zu bauen...das Projekt kannst du hier sehen: http://listner-elektronik.de/
Programmiert wird mit Bascom...

mfg Kai

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