Dimensionierung einer Arbeitsplattenbeleuchtung

[nitro_45]

Hallo und einen guten Abend,

ich möchte mir eine Arbeitsplattenbeleuchtung mit LED's bauen. Da ich noch keine Erfahrung mit der Dimensoinierung habe, frage ich euch ob das so passt.

Die betreffende Arbeitsplatte ist 2m Breit und 65cm tief. 80cm über der Arbeitsplatte sind Hängeschränke, welche ebenfalls 2m breit sind jedoch nur 30cm tief. Ach was solls! Ein Bild sagt mehr als 1.000 Worte:

Es ist wenig bis garkein Tageslicht vorhanden, von daher muss die Ausleuchtung ausreichend dimensioniert werden. Ich dachte da an diese SamrtArrays: http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Chip ... 4000K.html mit einer Farbtemperatur von 4000 K. Vieleicht auch 3500 K, ich weiß noch nicht welches Licht besser geeignet ist. Da das Array mit 350 mA bestromt werden soll, dachte ich an ca. 8 Stück. Das ergäbe einen Lichtstrom vom knapp 4000 Lumen. Ich denke, da bewege ich mich in einem guten Rahmen. Eine 36 W Leuchtstofflampe hat ja auch etwa 3200 lm und die dürfte den Arbeitsplatz gut ausleuchten.

Befestigen wollte ich die Array's auf einer 3mm starken Aluplatte mit den Maßen 2000mm x 100mm, welche noch mit 2 2000mm x 20mm x 20mm U-Profilen verstärkt wird. Das Konstrukt häng dann direkt unter den Hängeschränken. Reicht das als Kühlung aus?

Dann noch ein paar kleine weitere Fragen:

Wie sieht es aus mit Blendung?
Würdet ihr Linsen empfehlen?
Wie würdet ihr die LED's auf dem Belch anordnen?
------------------------------------------------- ----------------------------------------------
---------------------------------------------------|----|----|----|----|----|----|----|
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Die Anordnung dürfte von der Ausleuchtung her und ggf. auch der Blendung keine Rolle spielen, oder?

Findet ihr eine Bestromung von 350 mA in Ordnung oder würdet ihr einen geringeren Strom wählen? Betrieben werden das ganze soll übrigens mit einer KSQ (Meanwell LDH-45B-350, Step Up, Output 21~126 V DC) und einem Mikrocontroller für die PWM-Regelung. Die Einzelheiten werde ich dann zu gegebener Zeit hier vorstellen .

So, nach gefühlten tausend Fragen hoffe ich, dass ich euch nicht erschlagen habe Schonmal einen großes DANKE an alle die Antworten!
Bin mir noch etwas unsicher, daher frage ich mal bei den erfahrenen Bastlern nach. Nachdem die Planung und der Bau abgeschlossen ist werde ich das ganze Projekt hier auch ausführlich vorstellen.

Schönen Gruß,
nitro_45

[Rainbow1968]

Hallo,

nach meinem Dafürhalten hast Du dann ordentlich Licht!

Eine 36 W Leuchtstofflampe hat ja auch etwa 3200 lm

Sie strahlt jedoch rundherum ab, also gehen mindestens 50 % nicht Richtung Arbeitsplatz,
auch falls ein Reflektor verbaut ist geht mehr verloren als bei den LEDs.

Selbst würde ich für einen Arbeitsplatz 6500 K bevorzugen, ist aber Geschmackssache.

Die Anordnung würde ich wie im ersten Beispiel wählen.

ca. 34 Watt Leistung , würde um auf der sicheren Seite zu sein damit rechnen es müssen 25 W Abwärme abgeführt werden ...
Kann es ehrlich gesagt nicht sagen, gut wäre jedenfalls das die Platte nicht direkt an die Hängeschränke zu schrauben, damit die warme Luft abgeführt werden kann.

Evtl. würde es Sinn machen eine schwächere KSQ zu wählen, mit zunehmender Auslastung sind sie effizienter (falls was passendes käuflich ist).

Ich würde erstmal ohne Linsen starten, denke sind ggf. ohne großen Aufwand nachrüstbar ...

Ggf. würde ich einen Blendschutz in Betracht ziehen, einfach ein L-Alu-Profil dass ein direktes Hineinsehen wenn man vor dem Arbeitsplatz steht verhindert.
Glaube kaum jemand schaut von unten (sitzend) direkt nach oben in die LEDs. Solltest Du da Bedenken haben dann könnte man mit Milchglas o. ä. arbeiten.

Zur Bestromung sage ich nichts, habe sie nämlich selbst noch nicht verbaut ,
denke da gibts hier Berufenere.

Gruß Wolfgang

[Borax]

Passt so weit. Ich habe bei mir 18 Smart Arrays auf 2.5m allerdings mit nur 175mA am laufen (ansonsten ähnliche Situation). Arbeitsplatte wird sehr gut ausgeleuchtet. Wesentlich besser als mit Leuchtstoffröhre! Bei mir reicht ein solches Profil: http://www.ebay.de/itm/Aluminium-Alupro ... 3a80260ccf (direkt an die Hängeschränke geschraubt) zur Kühlung aus. Aber ich betreibe sie halt auch nur mit 175mA...
Warum willst Du eigentlich eine Step-Up KSQ verwenden? Da muss ja dann noch ein Netzteil zusätzlich davor. Ich würde eine fertige 230V KSQ nehmen. Da gibt es auch genügend mit PWM Eingang...

[nitro_45]

Vielen Dank ihr zwei.

@rainbow1968
Milchglas ist so eine Sache. Ich hätte nie gedacht, dass das soviel Licht schluckt. Ich messe/rechne einfach mal aus, wie die LED's positioniert werden müssen, um bei normalem Sitzen ein direktes hineinsehen zu verhindern.

@Borax
1. Gibt es einen besonderen Grund für die 175 mA? Ich nehme an, dass du 2 Stückan einer 350 mA KSQ parallel geschaltet hast wegen der höheren Lebenserwartung aufgrund des geringeren Stroms?

2. Ich habe bisher keine geeignete KSQ gefunden, obwohl ich recht lange danach gesucht habe. Auf dieser Seite: http://distributor.meanwell.eu/webnet_e ... earch.html sind alle Produkte von Meanwell aufgeführt (Man muss noch zum LED-Bereich runterscrollen). Gut, muss jetzt nich unbedingt Meanwell sein, aber andere die passen habe ich auch nicht gefunden.
Alle KSQ's die direkt für 230V sind, sind praktisch nur per Phasenanschnitsdimmer oder Phasenabschnittsdimmer dimmbar. Und der klägliche rest passt nicht aufgrund der Spannung/Leistung. Und ich wollte wegen der Netzspannung ungern eine W1C-Schaltung mit meinem µC ansteuern.
Welche KSQ hast du denn verbaut? Mit meinen 8 Stück käme ich auf ca. 35W, bei dir wären es mit 18 Stück ca. 36W (grob überschlagen).

[stoske]

Bei einem solchen Arbeitsplatz ist es wichtig, dass das Licht möglich
weich und idealerweise völlig schattenfrei ist. Mit nur acht dieser
Arrays ballerst du dir die gesamte Fläche mit Schattenfächern voll.
Ich würde zu deutlich mehr Lichtquellen raten, was auch die Kühlung
so stark vereinfach kann, dass man gar keine mehr braucht, und
unbedingt auch zu einen Diffusor, also eine streuende Fläche oder Blende.

[jguther]

Ich empfehle Dir 4 Stück davon:

http://www.leds.de/LED-Leisten-Module/M ... weiss.html

Die geben ein sehr schönes Licht ohne störende Mehrfachschatten. Die insgesamt 2500lm sind mehr als ausreichend. Du kannst alle 4 parallel an eine 24V Spannungsquelle anschliessen, die Du per Microcontroller dimmst. Zum Beispiel so was:

http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... -IP67.html

Die hat einen PWM Eingang zum Dimmen.

[Borax]

Gibt es einen besonderen Grund für die 175 mA? Ich nehme an, dass du 2 Stück an einer 350 mA KSQ parallel geschaltet hast...

Nicht ganz. Es sind hier 6 parallel geschaltete Stränge aus je 3 Smart Arrays an einer 1050mA KSQ (nicht dimmbar - dimmbar brauche ich in der Küche nicht). Man muss hierzu die Arrays allerdings vermessen und so zusammenstellen, dass die Stränge alle die gleiche Flussspannung haben.

wegen der höheren Lebenserwartung aufgrund des geringeren Stroms?

Nein das war eigentlich nicht (direkt) der Grund. Hauptgrund ist die Kühlung (das verlinkte Alu-Profil ist kein wirklich effizienter Kühlkörper - sieht aber sehr gut aus und das war hier wesentlich wichtiger). Weitere Gründe waren die gute Effizienz bei dem geringen Strom und die gute Lichtverteilung auf Grund der Menge an Modulen (siehe auch die Posts von stoske und jguther). Störende Mehrfachschatten hab ich damit nicht. Die Lebenserwartung ist bei 350mA und sehr guter Kühlung gar nicht so viel schlechter, aber halt auch nur bei sehr guter Kühlung.
Eine geeignete 230V KSQ wäre die LCM-Serie (zum Dimmen per µC nicht die Dali-Version sondern die 'normale'). Die LCM Serie hat einen eigenen 12V Ausgang, der sich prima dafür eignet, einen µC mit Strom zu versorgen und auch gleich die nötigen 10V für den PWM Eingang bereit zu stellen. Ich hab z.B. eine LCM-60 in meiner Wohnzimmerlampe verbaut und dafür einen ATTiny so programmiert, dass er immer mit 70% startet, und dann eben entsprechend von 10%-100% regelbar ist (mit der IR-Fernbedienung die sowieso immer im Wohnzimmer rum liegt per RC5 code). Kann man natürlich auch anders machen (z.B. letzte Einstellung im eprom speichern, oder mit Tastern oder...)

[Gerd12]

Meinen Arbeitsplatz (Werkbank 2,5 x 0,6 m) beleuchte ich derzeit mit 2 Lampen, bestehend aus je 12 3W-LED. Betrieben werden sie mit einem Netzteil mit 40VDC und 2 dimmbaren 2-T-KSQ in Reihenschaltung.

Lt. Hersteller ist der max. Strom 750mA, ich betreibe sie aber nur mit max. 400mA. Für normale Arbeiten laufen sie mit 150mA, also je 6W, was vollkommen ausreicht. Nur für Feinarbeiten gehe ich auf den Maximalwert von 400mA, aber das ist dann wirklich sehr hell.

Die Kühlung erfolgt jeweils über ein 3mm starkes Aluprofil (Überbleibsel von der Montage für Sonnenkollektoren) auf welches die LED direkt aufgeklebt wurden. Das ist für diese Belastung vollkommen ausreichend.

Die 2-T-KSQ wurde auf einer unbeschichteten Lochrasterplatine realisiert mit 60 x 40 mm und frei verdrahtet. Bauteileaufwand pro KSQ < € 1,-.

Da nun Platinen und Ätzmittel gekommen sind, werden die nächsten Schaltungen richtig aufgebaut. Farbtemperatur übrigens 6.000K. Ist mir zum Arbeiten lieber.