LED effizienter und günstiger als HID?

Hi,

hab mich die letzten Wochen ein wenig intensiver damit beschäftigt,
ein effizientes LED-Licht zu basteln.

wenn das alles so paßt wie ich hoffe, wäre mit folgenden Bauteilen
eine Effizienz von ca 40lm/Watt (nach Optik und mit Ansteuerung!) drin:
LED: 2*X*Xlamp 1W highest bin (Vf350=3.5V,Vf500=3.8V,Vf700=4.2V)
Akku: Camcorder-LiIo 7,4V mit Y mAh
Optiken: Carclo 20mm
Gehäuse: abhängig von X und Y..

die LEDs mit 57-67lm @1.2W gibts hier ab $3.50 auf MPCB:
http://ledlightingsupply.com/ledlightingsupply/How To Order.htm
ich habe dort gerade angefragt ob sie auch nach Deutschland liefern

zur Effizienz verschiedener LEDs in Abhängigkeit vom Strom:
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?t=100228&highlight=integratingsphere
=> wichtige Folgerung: weniger leistung=höhere effizienz
=> möglichst viele effiziente LEDs zu geringem Preis wären gut

überaus großer Vorteil der Cree-LED: man muss kaum Spannung
vernichten wenn man 2 LEDs in Serie an ein 7,4V-Akku hängt
=> leistungkostender Treiber überflüssig

eine Frage an die Experten hier: müsste die Reduzierung der LED-
Leistung per PWM den gleichen Effizienzgewinn zur Folge haben wie
eine Reduzierung per Vorwiderstand?
Ansonsten ist es wohl sinnvoller und kostengünstiger, ein paar
Widerstände, nen Poti und einen Transistor zu nehmen
um damit sich was zum Dimmen zu bauen.

über die Akkus brauch ich hier wohl nicht sprechen

Optiken: im Carclo-Shop gibts 6*25°,6°,15°,25° für 0.74pfund/Stück
und für 0.14pfund/Stück die Halter
ABER: Mindestabnahmemenge jeweils 50(!)

Optik-Effizienzen werden mit ca 85% angegeben => dann 44lm/W
Gibt sicher etwas bessere - hab aber noch keine gesehen welche
mir klein und zu gutem Preis verfügbar genug aussahen.

Nochmal zu den Effizienzangaben:
diese beziehen sich auf einen Betrieb der LEDs mit jeweils 350mA
(=>7V über 2LEDs) also wären bei 8V am Akku 1/8=13% zu vernichten.
Bei leererem Akku oder höherem Strom entsprechend weniger!
(7.8->7: 10%, 7.6->7: 9%
500mA: 7.8->7.6: 3%, 7.6->7.6: 0%)
wären dann also letztlich ca 40lm/W für 350mA
- Leistungen gemessen am akku und nach Linse(!)
Bei 500mA sinkt die Lichtausbeute der LED um 17%
=> ca 36lm/W für 500mA

vergleich mit hid 10W: 13W mit Vorschaltgerät(?), 500lumen
=> 38W/lm
vergleich mit hid 10W@13W: 16W mit Vorschaltgerät(?), 650lumen
=> 41W/lm
vergleich mit hid 10W@16W: 19W mit Vorschaltgerät(?), 900lumen
=> 47W/lm
also mit der lupine hält die effizienz vllt nicht mit (wobei ich jetzt nicht
weiss ob diese HID-Angaben vor oder nach Optik sind und wieviel
die Vorschaltgeräte so ziehen), jedoch sollten
die LEDs etwas günstiger und langlebiger als so eine HID-Birne sein.
Auch ist der Anwendungsbereich wohl ein etwas anderer - die 22LEDs
die man für 900lm bei 350mA bräuchte bieten etwas mehr Stirnfläche
als eine HID..

gravierender Nachteil des Vorwiderstands ist nat. die recht deutlich
schwankende Lichtstärke bei konstantem Vorwiderstand.
Jedoch wird sich wohl zumindest nicht für die Cree ein Treiber mit
so geringem drop bauen lassen dass man
diesen zwischen 7.4V-Akku und 2Crees hängen möchte.
(dann vllt 3Cree an 14.8V?)
Frage dazu wieder an die Experten: wenn die obige Expertenfrage
mit nein zu beantworten ist (=PWM-Dimmung weniger effizient
als Vorwiderstandsdimmung, da LED-Effizienz wirklich vom
unmittelbaren Strom abhängt) -> lässt sich mit vertretbarem Aufwand
ein effizienter LED-Treiber bauen bei dem man den Strom einstellen
kann?

gibt's Meinungen zu meinen Überlegungen?

Danke im Vorraus!
Marcel

Hi,

sei aber nicht enttäuscht wenn die Realität dich auf den Boden der Tatsachen zurückholt.


Gruß, Michael

Hallo,

nein - enttäuscht werde ich so oder so nicht.
Höchstens etwas klüger

Leider kann ich deinem Post nicht entnehmen
wo ich zu wenig nachgedacht haben könnte.
Wäre schön wenn du deine Meinung noch
irgendwie begründen könntest.

Hm - wie ich grad bemerke war meine
Annahme zur Verlustleistung von
HID-Vorschaltgeräten etwas hoch mit 3W.
Aber 2W scheinen normal zu sein.

Grüsse - Marcel

sonnebln schrieb:

Hm - wie ich grad bemerke war meine
Annahme zur Verlustleistung von
HID-Vorschaltgeräten etwas hoch mit 3W.
Aber 2W scheinen normal zu sein.

Grüsse - Marcel

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Vorschaltgeräte von HID-Lampen haben einen Wirkungsgrad von ca. 80 Prozent. Mein Vorschaltgerät für 35W Xenon hat in etwa 8 W, die einfach in Wärme umgewandelt werden.

Mit einer Led wirst du wohl aber in der Realität noch nicht (kann/wird aber noch kommen) an die Lichtleistung einer HID herankommen.

Wenn man z.B. 35W HID betrachtet und das ganze System ca. 43W und 3200lm hat, ergeben sich daraus 74lm/W (ohne Optik). Das erreicht wohl noch keine LED und wenn man einen ordentlichen Strahler baut hat man immer mehrere LEDs zusammen nebeneinander und meißt fehlen einfach passende Optiken, um alle auf den gleichen Punkt leuchten zu lassen.

Aber die LEDs sind im Kommen und entwickeln sich fortlaufend weiter. Gerade wenn jetzt auch schon Automobilhersteller über die Verwendung dieser nachdenken.

edit: Die Lupine Edison hat 16W inklusive VG. Heißt also 56lm/W.

mfg
Horstmann

Bei der LED-Technik tut sich wieder etwas, 40lm/W sind inzwischen fast Standard. Das was man momenan überall billig nachgeworfen bekommt sind die Restposten der älteren Serien.
Auch wenn sich die LEDs nominell an HID-Leuchten herantasten, bringt eine Einzel-LED nie die Leistung einer HID-Leuchte.
Man kann die neuen Hochleistungs LEDs aber dazu nutzen, die Leistungsbereiche unterhalb 10W abzudecken.

Eine LED hat im Gegensatz zu einer HID-Lampe den Nachteil der größeren abstrahlenden Fläche, das Licht lässt sich nicht so gezielt bündeln.

Mich würde durchaus interessieren, wie die "Nicht-Luxeon" LEDs denn so leuchten bzw. welches Strahlbild sich mit welcher Optik erzielen lässt, mag deshalb aber nicht schon wieder hunderte Euros ausgeben.

Für die Luxeon-LEDs habe ich mir haufenweisen Fraen- und Carclo-Optiken geholt, in der Hoffnung ein besseres Abstrahlverhalten als bei der MOBDAR-Sammellinse zu erreichen, wurde aber arg enttäuscht.

Gruß
Raymund

Hallo,

danke Horstmann!
ich hatte mich bei meinem Vergleich wohl
etwas zu sehr auf die 10W-HIDs beschränkt,
bei welchen wohl durchaus so 42lm/W aktuell sind.

Wegen der Optik: die kleineren Optiken haben 20mm
Durchmesser. es spricht also nichts dagegen,
im kleineren Leistungsbereich (so bis 10W)
ein paar davon nebeneinander zu setzen.

LEDs mit grösseren Brennern als 10W zu vergleichen
macht denke ich von daher keinen Sinn,
als dass wohl niemand ein LED-windshield
vor sich herfahren möchte
(man bräuchte 80LED*40lm/LED=3200lm
=>20*16cm Fläche, was is mit der Abwärme?)


In der Leistungsklasse <10W ist doch meine
Lösung ziemlich gut, oder?
Was mich an HID stört ist, dass
man diese nicht dimmen kann.

Für meine Einsatzzwecke hätte ich gern 2 dimmbare
Lampen (um Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden
ohne 2 Lampen dranhaben zu müssen).

Die grössere muss dabei wegen seltenerer
Benutzung weniger effizient sein
=> eine IRC, umschaltbar zwischen 14.8 und 7.4V
(=> bei 20W-Birne sind das dann 10W/30W)
mit sowas wie Flaschenakku.

Sowie eine stufenlos dimmbare LED-Leuchte
mit integriertem Akku. Diese sollte nicht viel grösser/
schwerer sein als käufliche Akkulampen aber deutlich
heller und doch längere Laufzeit mitbringen.

@raymund:
40lm/W sind bei einer LED wirklich schon fast normal
(aber auch nur fast - man muss schon bisschen
suchen um welche zu vernünftigen Preis zu bekommen
und dann auch nochmal gucken ob die 1W-LED
wirklich 1W für die angegebenen lumen braucht
und nicht vielleicht 1.2 oder 1.3W)

Bei der Cree sind es im höchsten bin 52lm/W.
Die 40lm/W ergeben sich durch Abzug von
Vorwiderstandsverlusten und Verluste an
der Optik. Würde man statt dieser eine LED
mit 40lm/W kämen am Ende nur 31lm/W raus.
Vorrausgesetzt man hat wegen niedrigerem Vf
nicht höhere Verluste an einem grösseren
Vorwiderstand oder einem Treiber.

Grüße - Marcel

Hi,

sag doch gleich, daß es nur um Leistungen kleiner als 10W HID geht. Das ist dann schon etwas anderes, da ist LED eine gute alternative.

Gruß, Michael

Ist denn sicher, dass die Optiken bei den Cree funktionieren? Die sind doch ganz anders aufgebaut als die Luxeons.

überaus großer Vorteil der Cree-LED: man muss kaum Spannung vernichten wenn man 2 LEDs in Serie an ein 7,4V-Akku hängt
Inwiefern ein Unterschied zu den Luxeon-LED?

jedoch sollten die LEDs etwas günstiger und langlebiger als so eine HID-Birne sein.
Kann man leider noch nichts zu sagen (außer: schlechte Kühlung der Led --> schnell tot)

Auch ist der Anwendungsbereich wohl ein etwas anderer - die 22LEDs
die man für 900lm bei 350mA bräuchte bieten etwas mehr Stirnfläche
als eine HID..
22 Led mit 350 mA bei 7,4 V Akku = 3,85 A, im Gegensatz zu den ~1 A bei 11 V der Xenonlampe. Da ist es doch viel besser, sich eine 20 Watt Halobirne zuzulegen. Vom Aufwand für Kühlung & Montage nicht einmal zu tippen.
Einzig die Dimmbarkeit spricht für die Verwendung von Dioden

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Ist denn sicher, dass die Optiken bei den Cree funktionieren? Die sind doch ganz anders aufgebaut als die Luxeons.

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Carclo bietet jedenfalls keine speziellen Optiken für an, nur andere Halter.
Bisher bin ich einfach von ausgegangen, dass das gut funktioniert.
L2Optics hat was spezielles für die Cree und das gibt dann wohl
auch ganz gute Ergebnisse wie ich flüchtig gelesen habe.

überaus großer Vorteil der Cree-LED: man muss kaum Spannung vernichten wenn man 2 LEDs in Serie an ein 7,4V-Akku hängt

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Inwiefern ein Unterschied zu den Luxeon-LED?

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Die Vorwärtsspannung is'n Stückchen höher und steigt recht schnell.
von daher braucht man entweder garkeinen Vorwiderstand (-> Strom
zwischen 700 und 1000mA bei vollem Akku) oder nur einen geringen um
Strom auf bspw. 350mA zu bringen.
Desweiteren scheint da derzeit doch ein kleiner lm/W-Vorteil bei den
Cree zu herrschen.

Auch ist der Anwendungsbereich wohl ein etwas anderer - die 22LEDs
die man für 900lm bei 350mA bräuchte bieten etwas mehr Stirnfläche
als eine HID..

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22 Led mit 350 mA bei 7,4 V Akku = 3,85 A, im Gegensatz zu den ~1 A bei 11 V der Xenonlampe. Da ist es doch viel besser, sich eine 20 Watt Halobirne zuzulegen. Vom Aufwand für Kühlung & Montage nicht einmal zu tippen.
Einzig die Dimmbarkeit spricht für die Verwendung von Dioden

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Ich habe hier mit einer 16W Lupine verglichen (die macht doch so 900lm?
welche 11V*1A=11W HID bringt das?)

Die 22LEDs würden schon 22W ziehen - neben der von mir selbst erwähnten Frontfläche ein Plus für HID - in Form der 16W Lupine.
Aber wenn man schon mit der recht effizienten niederwattigen
Lupine vergleicht sollte man sich auch deren Preis vergegenwärtigen.

Bis einschliesslich 10W kommt wohl jedoch LED hier besser weg.
Wenn die HID-Lumen-Angaben sich auf vor-der-Optik beziehen dann
auch evtl auch noch bis 13W wenn man nichts gegen die deutlich
grössere Fläche hat.

Naja und bei mehr als 10LEDs ergibt sich dann wohl
doch ein deutlicherer Gewichtsvorteil für die ein oder andere HID-Lösung.
(10Luxeon Star/O=110gr; 10W HID Brightstar=95gr,21W=290gr lt einem älteren Post?)

vw. Kühlung: bin eigentlich der Meinung, dass es bei 1W-Betrieb
weniger dieser LEDs ausreichen sollte diese auf einen zurechtgestutzten
Alu-CPU-Lüfter zu kleben. Um Überhitzung zu vermeiden kommt da noch
ein 70° Bimetallschalter dran.

- Grüße, Marcel

Was haltet ihr von dieser LED?
www.neumueller.com/download/datasheet/OVTL01LGA.pdf

Sorry, war das falsche Datenblatt. Hier das Richtige:
www.neumueller.com/download/datasheet/OVTL09LGA LedniumSeries.pdf

Hmm.. Datenblatt studiert, die Daten rausgepickt:

Strom 1A, Spannung 9V, ergibt DC - Eingangsleistung von 9W

Licht: 250 Lumen,

der Quotient ergibt knapp 28 Lumen/W --> Durchschnitt.

Das einzige Interessante finde ich die Anordnung der 9 Einzel-Chips. Da man die in Dreier-Gruppen einschalten kann, könnte man versuchen, ob das die Abstrahlcharakteristik ändert. Dann hätte mal so was wie Abblendlicht/Fernlicht. Dazu müsste man aber wissen, welche LED-Gruppe wo sitzt.

Aber: wo bekommt man die Dinger?

Gruß

Jürgen

da gibts noch viel "böseres"

Wobei die reine Lumen/Watt-Überlegung mM nach falsch ist, was bei diesen Multiemitter-Led interessant ist, ist die geringe benötigte Fläche.

--> ist aber auch wieder das Problem: schließlich muß die produzierte Hitze auch wieder abgeführt werden und das geht eher schlecht.
(und je heißer das zeug, desto schlechter die Lesitung und desto schneller geht sie kaputt)

Osram Ostarled 6 chip-Artikel

Das einzige Interessante finde ich die Anordnung der 9 Einzel-Chips. Da man die in Dreier-Gruppen einschalten kann, könnte man versuchen, ob das die Abstrahlcharakteristik ändert. Dann hätte mal so was wie Abblendlicht/Fernlicht. Dazu müsste man aber wissen, welche LED-Gruppe wo sitzt.

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sieht so aus, als ob diese graue Trenlinie für die verbundenen Led gilt =
oberer Kontakt - obere Reihe,
mittlerer Kontakt - mittlere Reihe, ...

PS: Blödsinn, da ist ja eh ein Schaltbild, also entweder 1. Reihe alleine, 1.+2., & alle drei Reihen, ...

Hallo JürgenH.
Die Dinger bekommt man hier: www.neumueller.com.
Habe mir mal ein Muster geordert. Lieferzeit jedoch ca. 6 Wochen.

Hallo

Ich will das Ding nicht pauschal madig machen.
Aber wie wollt Ihr das fokkusieren? Wir reden da von einem Leuchtfleck von etwa 15mm Durchmesser der je nach Beschaltung auch noch asymmetrisch sein kann

Gruß Armin

Bergnafahre schrieb:

Hallo

Ich will das Ding nicht pauschal madig machen.
Aber wie wollt Ihr das fokkusieren? Wir reden da von einem Leuchtfleck von etwa 15mm Durchmesser der je nach Beschaltung auch noch asymmetrisch sein kann

Gruß Armin

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Genau, deshalb wollte ich aus der Not eine Tugend machen und die einzelnen Spots separat schalten. Aber im Endeffekt hast du Recht: das kann man insgesamt nicht richtig fokussieren. Ist sicher auch eher für die sehr viel häufigere Anwendung einer flächigen Beleuchtung einsetzbar.

Man darf eines nie aus den Augen verlieren: was wir wollen, ist einen Winkelbereich von 15° bis vielleicht 20° in Azimut und von 5°, max. 10° in Elevation beleuchten. Alles, was darüber hinaus geht, ist für die Katz. Etwas Streulicht hat man immer, das reicht, um Jogger weitab zu erkennen (wenn sie denn Leuchtstreifen tragen!).

Gruß

Jürgen

JuergenH schrieb:

Man darf eines nie aus den Augen verlieren: was wir wollen, ist einen Winkelbereich von 15° bis vielleicht 20° in Azimut und von 5°, max. 10° in Elevation beleuchten.

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Hallo Jürgen
Azimut, Elevation Das kenne ich bisher nur aus der Sternenkunde und der Satschüsselausrichtung.
Willst Du Dir ein paar Hollywoodsterne holen?

Gruß Armin

Ps: Du hast evtl. noch die Deklination zu erwähnen vergessen. Die beschreibt dann noch den Einfluss des Lenkkopfwinkels

Bergnafahre schrieb:

Aber wie wollt Ihr das fokkusieren?

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keinerlei Problem, einfach in einen Reflektor rein (fürn Anfang z.B. aus einer Maglite)
wird mit den erheblich kleineren Luxeon-led für Anwendungen, wo wirklich fokussiert werden soll, auch gemacht. Ansonsten eben Optiken (die meinem Geschmack nach die bessere Lösung sind, aber ich mag halt keine "Lichtsäbel" )
(für die Luxeons gibts schon fertige und baulich kleinere Reflektoren Dank des geringeren Durchmessers der Led, aber ansonsten ...)

Und was den asymmetrischen Lichtfleck betrifft: ist ja beim Auto nicht anders, oder?
Einfach die 3. Led-Reihe nicht beschalten f. "Abblend", alle zusammen dann für Normallicht (eventuell auch nur die 1. Reihe für Abblend- und alle 3 für volles Licht)

Ja schon. Nur musst Du bei der Luxeon eine Lichtquelle von 2mm Durchmesser fokussieren und hier sind es schätzungsweise 15mm! Bestehend aus 9 Einzelquellen
Das erklär mir mal. Bei der Trippelluxeon sind es ja auch Dreifachoptiken...


Gruß Armin

Bergnafahre schrieb:

Bei der Trippelluxeon sind es ja auch Dreifachoptiken...

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Was haben Lux III mit Optiken für 3 Stk. Led (egal ob 1 Watt, Lux III oder V) zu tun?
Eventuell nochmal die entsprechenden Infoseiten lesen?

Und zu den Reflektoren, bzw. des Durchmessers der Leuchtfläche: das ist einfach nur ein Problem des passenden Reflektors.
Wird der speziell für diese Led gebaut, dann sowieso kein Problem, vielleicht ist auch zufällig irgendeiner passend (daher auch der angesprochene Maglite-Refli. Abschmirgeln, bis er passt).
z.B. ist doch der Punkt an dem die einzelnen Chips sind, völlig egal, wenn der Reflektor so gebaut wird, dass sich die Geraden von Reflektorfläche über die Chips, weiter nach innen verbunden, alle an einem (imaginären) Punkt treffen würden.
Lichtsäbel wird sich mit der Led nicht ausgehen, aber schön fokussieren geht sicher.