Montag, 22. Oktober 2012

MagLite Umbau mit XM-L LEDs fertig

Nachdem ich meine Fahrradlampe mit einer P7 LED fertig gestellt hatte, wollte ich eine Lampe mit noch höherer Leistung bauen. Eine dieser Lampen wie sie von z.b. Lupine oder Waridi hergestellt werden. Diese Lampen sind meist Helm- oder Fahrradlampen, welche sich moderner High-Power LEDs bedienen. (Z.b. MC-E, veraltet; oder einer Seoul P7, ebenfalls veraltet oder der moderneren XM-L LED. Alles LEDs mit ca. 10W Leistung bei unterschiedliche hohen Wirkungsgrad.) Das ganze wird selten auf höchster Stufe betrieben, damit das Gehäuse, welches primär für die Kühlung verantwortlich ist, klein und leicht ausfallen kann. 
Diese Lampen sind elektronisch wie mechanisch sehr professionell gefertigt und für einen Hobbybastler nur mit sehr hohen Aufwand zu bauen. Zum Beispiel wird zum Betreiben einer LED ein konstanter Strom benötigt. Bzw. eine konstante Spannung, welche aber auf Grund der steilen I/U-Kennlinie schwierig einzustellen ist. Dafür wird häufig ein sog. PWM-Dimmer benutzt. Dies ist eine Schaltung die mit hoher Frequenz zwischen 0% Leistung und 100% wechselt.

Mir war schnell klar, dass ich eine solch professionelle Lampe nicht bauen kann. Eine ähnlich hohe Licht ausbeute sollte aber zu schaffen sein.


Es sollte also eine einfachere Lampe mit günstigen Komponenten werden. Es bot sich an eine MagLite zu verwenden, weil diese mechanisch ungewöhnlich gut gefertigt ist und im defekten Zustand günstig zu haben ist.

Hier eine kurze Liste der verwendeten Komponenten mit dem ungefähren Kaufpreis.

  • 2 Maglites 30€
  • Akkus (Mignon Zellen mit 2300mAh) 35€
  • LED Platine von led-tech.de 30€
  •  Konstantstromquelle 10€
  • Akkubox 6€
  • SuperSealstecker 4€
  • Kleinkram wie Schalter 10€
  • Alurundmaterial für den Kühlkörper 15€
  • Ladegerät mit Einzelschachtüberwachung 35€
Macht zusammen ca. 175€. Was jedoch ein utopischer Preis ist. Denn was in der Auflistung fehlt sind sämtliche Fehlkäufe. Beispielsweise die Anschaffung einer kleinen Drehmaschine, 3 P7 LEDs, Hama Fototasche zur Unterbringung der Akkus, Camcorder Akkus samt Ladegerät, eine zusätzliche Maglite (D3) uvm.

Ein Problem begleitete mich die gesamte Bauzeit über. Kein Mensch braucht so eine Lampe. Denn sie ist nicht sonderlich praktisch oder Leicht oder... Macht ja erst mal nichts es geht vor allem um das Bauen als Beschäftigung. Verbucht wird das ganze als Hobby, darf also maximal unwirtschaftlich und zweckfrei sein. Das führte jedoch oft dazu, dass ich nicht wusste wie ich bestimmte Probleme lösen sollte. Ursprünglich war angedacht eine Stabtaschenlampe zu bauen. Diese Idee ist jedoch an den schwierigen Platzverhältnissen schnell gescheitert.



Zeichnung als ich noch die MagLite als Stabtaschenlampe umbauen wollte.

Noch nicht gekürzt

Kühlkörper während der Bearbeitung

Super günstige und wasserdichte Akkubox

Ursprünglich war angedacht ein KSQ (Konstantstromquelle) zu nutzen, welche neben verschiedenen Betriebsmodi auch die Möglichkeit bietet einen Temperaturfühler anzuschließen um den Strom, bei erreichen eines kritischen Wertes, hinab zu regeln. Diese Schaltungen gibt es jedoch nicht für unter 60€, was mir etwas zu teuer war. Nachdem ich die Lampe testweise für eine Stunde am Labornetzteil betrieben habe, stellte sich heraus, dass sich das Gehäuse deutlich stärker erwärmt, als dass man es in der Hand halten könnte. Eine KSQ mit Temperatursensor wäre also durchaus sinnvoll...

Als Spannungsquelle nutze ich 10 Mignon Akkus von Conrad Electronic. Diese haben eine Kapazität von 2300mAh. Gemessen entspricht dass zwischen 1900mAh bei der kleinsten Zelle und 2100mAh bei der größten Zelle. Die große aufgedruckte "2300" ist also kein Wert mit dem man rechnen sollte. 
Um eine möglichst hohe Gesamtkapazität zu erhalten habe ich noch eine Ladegerät gekauft, dass die Möglichkeit bietet jede Zelle einzeln mit bis zu 700mA zu laden und auch die Echtkapazität im Entlademodus zu messen. Dass bietet den Vorteil dass ich eine defekte Zelle schnell erkenne und austauschen kann.

Um die Zellen auch einzeln Laden zu können habe ich sie nicht zu einem Akkupack verlötet, sondern in eine übliche Akkubox gelegt. Diese war natürlich nur bis 1A zugelassen, weswegen noch spezielle Federelemente (gebogene Bleche, für ca. 50Cent das Stück) gekauft werden mussten die bis 5A zu gebrauchen sind.

Der Akku liefert nun eine Leerlaufspannung von ca. 13,6V. Für die LEDplatine werden ca. 10V benötigt. Meine Überlegung war nun, dass die Spannung im nicht ganz geladenen und belasteten Zustand schon recht nahe an die 10V ran kommt. Deswegen habe ich die günstigste KSQ von led-tech.de genutzt. Diese arbeitet wie ein sich selbst anpassender Widerstand, wandelt die überflüssige Spannung also einfach in Wärme um. Zu meiner Zufriedenheit erwärmt sich die KSQ im Betrieb nicht fühlbar und es fließen dennoch etwas über 2900mA.

Vergleichsbild ohne Lampe


und mit Lampe gemäß IBC-Norm, Iso200, t=2s, Blende 4.0








Fahrradfahrere vs. Auto oder 30W Led vs. 110W Halogen (ohne Berücksichtigung des Abstrahl Charakteristik)








Zum Schluss habe ich aus einem CD-Player noch den Warnaufkleber gemobst und auf das Gehäuse geklebt...


1 Kommentar:

  1. Servus Paul, vielen Dank für Deinen Kommentar auf der Radsport Homepage! Es Freut mich wirklich, dass der Umbau so gut geworden ist und ich etwas beitragen konnte!
    Viele Grüße,
    Stefan (Radsport Kö)

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