Reflektorbirnchen Strahler

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Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Resteverwerter » 08 Apr 2019, 13:43

In einem fischertechnik-Werbebild zur Kugelbahn habe ich mit ft gebaute Scheinwerfer / Kameraleuchten gesehen. Das Licht wurde mit Kotflügeln in die richtige Richtung gelenkt. So etwas würde ich auch gerne nachbauen, weiß aber nicht genau wie.

Die normalen LEDs sind wsl. nicht hell genug. FFM hat Reflektorbirnchen im Angebot, die 24V benötigen. Wie würdet ihr die nötige Spannung herbringen?

Gibt es Alternativen für 5 oder 8,4/9V?

Vielen Dank im Voraus!
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 08 Apr 2019, 14:50

Hallo,
fragen Sie doch den FFM ob er diese auch mit niedrigerer Spannung hat.
Ansonsten Spannung der Glühlampen-Stromversorgung anpassen.
(Wer es kann, kann auch den "Glühfaden" in der Birne passend feilen). :idea:

Gibt es Alternativen für 5 oder 8,4/9V?


nehmen Sie doch sog. Strahler-Leds. Diese haben einen kleinen Abstrahlwinkel wie diese hierr mit
28 Grad. Brauchen dann keinen Reflektor und evt. seitliches Streulicht kann man einfach abschatten.
Beispiel-Link:
https://www.leds-and-more.de/catalog/ul ... -p-96.html
Die Leds sind natürlich polrichtig anzuschliessen.

Berechnung des Vorwiderstandes ist sehr einfach:

Spannung der Stromversorgung minus der LED-Durchlaßspannung
Dieses Ergebnis durch den LED-Strom von der z. B. oben verlinkten LED mit 20mA = 0,02A

Beispiel mit 8,4V Stromversorgung:
(8,4 V Stromversorgung - 3,2V Spannungsfall an LED) dividiert durch den Nenn-LED-Strom von 0,02A
8,4V - 3,2V = 5,2V
5,2V : 0,02A = 260 Ohm
270 Ohm Normwert oder 240 Ohm Normwert sind akzeptabel.
Lebensdauerverlängerung oder -Verkürzung werden sie wohl kaum bemerken.
Leistung Widerstand Pw = 5,2V x 0,02A = 0,104 W
1/4 W Widerstand reicht - 0,5W - 1W ist besser weil Widerstand wird warm. Irgendwo muß ja die
zwangsweise überschüssige elektrische Energie bleiben. Wird halt im "Spannungsvernichter" Widerstand in
Wärme umgesetzt.
Bei der Standard - Glühlampe (Birne) ist meist eine im Verhältnis zur Lichtabgabeleistung sehr hohe Wärmeentwicklung vorhanden.
LEDs sind im Wirkungsgrad viel besser.
Wenn sie zwei gleiche LEDs in Reihe schalten verdoppelt sich die LED-Durchlaßspannung auf 6,4V und der Widerstand
berechnet sich aus den restlichen 2 V / 0,02A. bei 8,4V Stromversorgung.
3 der og. LEDs mit je 3,2 V = 9,6 Volt funktionieren prinzipiell nicht da der Strom begrenzt werden muß es sei der
Innenwiderstand der Stromversorgung ist so hoch, aus welchem Grunde auch immer, daß der Strom in der 3er Reihenschaltung
auf ca. 20 mA begrenzt wird. Das wäre prinzipiell eine "Konstantstromquelle". Praktisch bräuchte man aber dazu eine Stromversorgung
mit mehr als 9,6V .
LEDs würden hier mehr oder weniger dunkler leuchten da die drei Durchlaßspannungen höher als die Spannung der Stromversorgung ist.
Strombegrenzung durch Widerstand oder durch eine Schaltung ist jedoch irgendwie immer Pflicht.

Montage: Man kann eine LED in eine Ft-Fassung klemmen und einen Widerstand mit zwei Steckerchen in Reihe zur Stromversorgung schalten.
Muß man nicht unbedingt löten.
Grüße von
Karl
Ich.., Bauteile verschwenderisch eingesetzt. Lösung....., einfach weglassen.
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Resteverwerter » 08 Apr 2019, 15:25

Vielen Dank für die wertvollen Informationen!

Das werde ich Ostern mal angehen!
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon chrischan » 08 Apr 2019, 15:43

Hallo,

habe mich ebenfalls an einen Nachbau gewagt...
Für die " Beleuchtung " habe ich einen 12V LED Einbaustrahler genommen.

Gruß
Chrischan
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 08 Apr 2019, 15:55

Hallo,
12V Einbaustrahle sind ja nicht gerade klein, aber wenn man ein ganzes Modell "bestrahlen" will, vollkommen ok.
Man will ja evtl. auch innerhalb eines nicht "allzu rieseigen" Modells gewisse Punkte oder Szenen anstrahlen.
Kommt letztendlich auf den Nutzungszweck an.
Es gibt ja auch noch LED mit noch kleinerem Abstrahlwinkel. Ebenso sog. Power-LEDs welche meist auf Kühlbleche
montiert werden. Die Auswahl ist letztendlich riesig und sollte für jeden Zweck irgendwie passend sein.
Es gibt auch preiswerte "ganz kleine Taschenlampen" mit Reflektor und LEDs bei denen der Reflektor sogar verstellbar ist.
Grüße von
Karl
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Lars » 08 Apr 2019, 21:00

Hallo,

Resteverwerter hat geschrieben:In einem fischertechnik-Werbebild zur Kugelbahn habe ich mit ft gebaute Scheinwerfer / Kameraleuchten gesehen. Das Licht wurde mit Kotflügeln in die richtige Richtung gelenkt. So etwas würde ich auch gerne nachbauen, weiß aber nicht genau wie.

die noch relativ neue ft-LED (ft-Art. 162135, zeigt ein weißes L auf dem Einsatz) ist recht hell und kommt mit den heute bei ft üblichen 9 V aus. Ein Reflektor zum Aufsetzen in der passenden Größe gibt es vielleicht noch bei einem Elektronikversender, doch der wäre nur Zierde, weil die LED kaum zur Seite abstrahlt. LED-Reflektoren waren meiner Erinnerung nach in den 1980er Jahren verbreitet, weil die damaligen Kontrollampen-LEDs oft relativ schwach leuchteten und der Reflektor sie besser sichtbar machte. Ich kenne sie vor allem als Einsatz für runde Durchbrüche mit Mutter für die Innenseite des Gehäuses.

Resteverwerter hat geschrieben:Die normalen LEDs sind wsl. nicht hell genug. FFM hat Reflektorbirnchen im Angebot, die 24V benötigen. Wie würdet ihr die nötige Spannung herbringen?

Elektronikversender bieten zahlreiche kleine Spannungswandler-Platinchen für verschiedenste Ein- und Ausgangsspannungen an. Du solltest den maximalen Strom Deiner Beleuchtung in ermitteln und danach das Produkt aussuchen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 20 Apr 2019, 14:36

Hallo,
ist sooo ruhig hier, haben wohl alle ihre "Ft-Eieranmalvorrichtungen" in Betrieb.

Um mal auf eine sehr helle weisse LEDs zurückzukommen.
Habe mir einige 5mm LEDs zugelegt: ;)
https://www.ebay.de/itm/50x-5mm-untrahe ... 2749.l2649

Sind der reinste Wahnsinn.
Hauptstrahlwinkel ca. 15 Grad, Nebenkeulen lasse ich mal weg.
Die sind so hell, man kann nicht, soll nicht und darf nicht auf die in Funktion befindliche LED schauen.
Betrieb ohne Tubus oder Abschattungen für gegen direktem Blick nicht empfehlenswert, direkt hineinschauen
wäre nicht gut für die Augen.
Die Daten der LED sind akzeptabel: 3,1 V - 100 mA (ja, einhundert Milliampere) Strom - Verlustleistung LED 0,3W

Klar, die Vorwiderstände werden, heiss, sollte man entsprechend irgendwo anbringen oder einen Vorwiderstand
verwenden welcher die Wärme über einen großen Körper an die Umgebung abgibt und somit auch evtl. nur
lauwarm wird.
Tip: Wenn viele LEDs betrieben werden, kann man die Widerstände so anbringen daß man damit seinen
Kaffeetassen-Untersatz oder die Tasse selbst beheizt - vielleicht ideal bei Ausstellungen oder beim Ft-Knobeln im stillen
Kämmerlein.
Meine Testschaltung war 3 LEDs in Reihe mit 4 parallel geschalteten Widerständen a´120 Ohm, 0,4 W, also 30 Ohm
mit max. 1,6W Leistung.
Versorgungsspannung 12 V, Leuchtdauer 12 Std. am Stück, Abdeckung zum Schutz meiner Augen..., ein leerer...,
gespülter Joghurtbecher.
Für Fischertechniks 9V würden 2 LEDs mit den og. 30 Ohm Gesamt-Vorwiderstand ausreichen.
Was mich am meisten in Erstaunen versetzte war die relativ geringe Erwärmung der 5mm LED und auch die
grosse Helligkeit der kaltweissen LED.
Grüße von
Karl
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Karl
 
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Lars » 20 Apr 2019, 15:34

Hallo Karl,

Karl hat geschrieben:Um mal auf eine sehr helle weisse LEDs zurückzukommen.
Habe mir einige 5mm LEDs zugelegt: ;)
https://www.ebay.de/itm/50x-5mm-untrahe ... 2749.l2649

Sind der reinste Wahnsinn.

das glaube ich gern. Vielleicht sind die für den einen oder anderen Anwendungsfall bei ft schon zu hell.

Karl hat geschrieben:Die Daten der LED sind akzeptabel: 3,1 V - 100 mA (ja, einhundert Milliampere) Strom - Verlustleistung LED 0,3W

Naja, die 0,3 W sind wohl der elektrische Anschlußwert und hoffentlich nicht bloß Verlustleistung. ;-)

Karl hat geschrieben:Klar, die Vorwiderstände werden, heiss, sollte man entsprechend irgendwo anbringen oder einen Vorwiderstand
verwenden welcher die Wärme über einen großen Körper an die Umgebung abgibt und somit auch evtl. nur
lauwarm wird.

Es fragt sich, ob man bei derartigen Leistungen nicht eine bessere Schaltungstechnik anwenden kann. Es wird ja gerne mehr als eine LED in einem Modell verbaut, gerade wenn es sich um Punktstrahler handelt. Man müßte einen Step-Down-Wandler haben, bei dem die LEDs mit dem Wandlereingang eine gemeinsame Masse haben. Dann könnte man die LED direkt mit einem Microcontroller-Ausgang steuern, das andere Beinchen würde dann mit 3 V aus dem Wandler versorgt und man käme ohne Vorwiderstände aus.

Karl hat geschrieben:Meine Testschaltung war 3 LEDs in Reihe mit 4 parallel geschalteten Widerständen a´120 Ohm, 0,4 W, also 30 Ohm
mit max. 1,6W Leistung.

Solche Widerstände sind räumlich schon nicht mehr ganz so klein. Und es fragt sich, welche Erwärmung man den ft-Kunststoffbauteilen zumuten möchte.

Mit freundlichen Grüßen
Lars
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 20 Apr 2019, 16:13

Lars hat geschrieben:Hallo Karl,

Karl hat geschrieben:Um mal auf eine sehr helle weisse LEDs zurückzukommen.
Habe mir einige 5mm LEDs zugelegt: ;)
https://www.ebay.de/itm/50x-5mm-untrahe ... 2749.l2649

Sind der reinste Wahnsinn.

das glaube ich gern. Vielleicht sind die für den einen oder anderen Anwendungsfall bei ft schon zu hell.

Na ja, als "Strahler" innerhalb eines Modells wären diese gut geeignet. Kommt auf den Anwendungsfall an.
Hier gings ja um einen "Strahler-Zweck".

Karl hat geschrieben:Die Daten der LED sind akzeptabel: 3,1 V - 100 mA (ja, einhundert Milliampere) Strom - Verlustleistung LED 0,3W

Naja, die 0,3 W sind wohl der elektrische Anschlußwert und hoffentlich nicht bloß Verlustleistung. ;-)

Verlustleistung muss nicht immer bedeuten dass es "Verluste" sind. Lichtverluste sind bei der LED schon brauchbar, Wärmeverluste nicht so sehr.
Pv wird auch in Datenblättern angegeben.
In meinem Fall grob gerechnet - Pv-Leds 3 x 0,3W = 0,9W - Anschlussleistung betriebsfähig bei 12 V mit Widerstand und 100 mA Strom wären
P = 1,2W, Widerstand Pv hier auch 0,3W
In einer Reihenschaltung ist der Strom überall gleich.

Karl hat geschrieben:Klar, die Vorwiderstände werden, heiss, sollte man entsprechend irgendwo anbringen oder einen Vorwiderstand
verwenden welcher die Wärme über einen großen Körper an die Umgebung abgibt und somit auch evtl. nur
lauwarm wird.

Es fragt sich, ob man bei derartigen Leistungen nicht eine bessere Schaltungstechnik anwenden kann. Es wird ja gerne mehr als eine LED in einem Modell verbaut, gerade wenn es sich um Punktstrahler handelt. Man müßte einen Step-Down-Wandler haben, bei dem die LEDs mit dem Wandlereingang eine gemeinsame Masse haben. Dann könnte man die LED direkt mit einem Microcontroller-Ausgang steuern, das andere Beinchen würde dann mit 3 V aus dem Wandler versorgt und man käme ohne Vorwiderstände aus.

Direkter Anschluß nur wenn der Strom irgendwie begrenzt wird, sei es schaltungsmässig, durch Widerstände, Stromqelle, Taktung des Stromes.

Karl hat geschrieben:Meine Testschaltung war 3 LEDs in Reihe mit 4 parallel geschalteten Widerständen a´120 Ohm, 0,4 W, also 30 Ohm
mit max. 1,6W Leistung.

Solche Widerstände sind räumlich schon nicht mehr ganz so klein. Und es fragt sich, welche Erwärmung man den ft-Kunststoffbauteilen zumuten möchte.

Die Metallfilm-Widerstände sind schon nicht groß. Bei 3V und 100mA werden die nicht mal sehr heiss da ja die vier kleinen Widerstände eine größere
Körper-Oberfläche haben als ein 1 W Widerstand. Nach Möglichkeit so wenig Spannungsdifferenz wie möglich in Wärme umsetzen. Ansonsten Konstant-
stromquellen verwenden.
Ich denke mal es war ja ein großes Problem bei Glühlampen wo die meiste elektrische Energie in Wärme umgesetzt wurde, gleich wie
deren elektrische Anschlußwerte waren.
Man muß die Widerstände ja nicht unbedingt in Ft-Bausteinen reinfummeln. Irgendwo extern an Ft-Steckerchen erfüllen diese auch ihren Zweck.
Hauptsächlich spielen hier die LEDs eine größere Rolle im direkten Kontakt mit Ft-Material.
Habe auch weisse SMD-Leds mit kleinerem Strom und die werden noch richtig heiss, deshalb war ich sehr erstaunt daß die LEDs einen
schon mal guten Wirkungsgrad haben.

Mit freundlichen Grüßen
Lars
Grüße von
Karl
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon fishfriend » 20 Apr 2019, 18:32

Hallo...
Hat schon jemand ein Bild von dem ft Schaufenster in Münster hochgeladen?

Da hatte ich so eine Lampe mit reingestellt, da sie im Katalog auch drin ist.
Ich habe es allerdings etwas anders gemacht, mehr mit ft. Die Lampe selbst ist nicht "Original" ft.

Die Lampe ist ein ft-Gehäuse vom Schrittmotor in das Loch kann man Led-Leuchtmittel reintun.
Man kann da auch eine ft Lampe nehmen. Von der Wärme ist das auch besser.
Die Mechanik ist sonst von "Original" übernommen.

Gruß
fishfriend
Holger Howey

PS Ich sollte mal meine ganzen Fotos hochladen...
Wenn gewünscht kann ich nochmal die Lampe raussuchen und einzelne Fotos machen.
fishfriend
 
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 20 Apr 2019, 21:54

Bin mal gespannt auf die Fotos. Die Idee mit dem Schrittmotor-Gehäuse könnte mich auch inspirieren. :)

....meine ganzen Fotos hochladen..

ist doch klar, halbe Fotos z. B. nehmen wir hier nicht. ;)
Grüße von
Karl
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 23 Apr 2019, 18:47

Jetzt wollte ich es mal genauer wissen betreffend Erwärmung zwischen der LED
und der Fischertechnik-Glühlampe bei ungefähr gleicher Helligkeit.

Habe es geschafft die 5mm LEDs in Fischertechnik-Fassungen einzulöten sonst
würde ja die originale Fischertechnik-Leuchtkappe nicht darauf fest sitzen.
Den Vorwiderstand habe ich zwischen zwei Fischertechnik-Steckerchen an einer
Fischertechnik-Fassung verschaltet und sitzt auch auf dem "Versuchsbrett".

Bild

Testaufbau mit Betriebsspannung 9V DC
Glühlampe ca. 100 mA - wird wohl mit Unterspannung betrieben, wäre hier auch normal bei Ft.

Im Thread anfangs genannte LED 90 000 mcd zur Zeit nur kaltweiss, deshalb der etwas krasse
Farbunterschied der "orangenen" Fischertechnik Leuchtkappen.
Strom ca. 15mA mit Vorwiderstand 430 Ohm 0,4W.

Glühlampe wird samt Gehäuse und Kappe erheblich wärmer als die LED.
Widerstandserwärmung auch vernachlässigbar, wird bei weitem nicht so warm
wie die Glühlampe.

Fazit: Sehr gut auch bei Fischertechnik einzusetzen wenn man von der Lichtfarbe erstmal
absieht. Zeugt schon mal von einer sehr guten Lichtausbeute wobei die LED nach oben
hin mehr Licht als die Glühlampe abzugeben vermag.

Klar ist auch , daß sich dann am Widerstand mehr Wärme bildet und man entsprechende Vorkehrungen
treffen muß. Glühlampen mit der entsprechenden Lichtausbeute würden auch viel heißer sein als
hier im Versuchsaufbau bzw. Vergleich.

Test mit warmweisser LED die nächsten Tage.

Nachtrag: Ein Foto zum Vergleich mit Widerstand 510 Ohm vor der LED bei 9V. Strom ist ca. 12 mA.
Bild

Man kann die LED noch "dunkler" machen durch Erhöhen des Vorwiderstandwertes. Linear runterrechnen
geht schlecht da die LED ein nichtlineares Halbleiterbauteil ist. Deshalb ist etwas Experimentieren angesagt
und bei den günstigen elektronischen Bauteilen wahrscheinlich auch finanziell zu verkraften.

Einen schwerwiegenden Nachteil für "Standard-Fischertechniker" will ich nicht verschweigen, LEDs müssen
polungsrichtig angeschlossen werden.
Deshalb..., (+), technische Polarität, ist immer dort wo der Wasserstand höher ist. :)

2. Nachtrag: Hier die og. kaltweisse LED mit einem 680 Ohm - 0,4 W - Widerstand:
Bild

Strom ist knapp 10 mA - U an Rv = 6,3 V - U an LED = 2,7 V - I durch Rv rechnerisch 6,3V / 680 Ohm ca. 9,3 mA,
somit auch im gesamten LED-Stromkreis - Versorgungspannung 9 V.
LED leuchtet immer noch obwohl vom Hersteller die Durchlaßspannung mit 3V bis 3,2V angegeben, allerdings
wohl im Nennbetrieb mit 100 mA und sehr hellem Licht.

Erwärmung der LED ist sehr gering geworden, des Vorwiderstandes ebenso, kann man vernachlässigen.

Man kann schon einiges an elektrische Energie einsparen bei Verwendung von LEDs mit gutem "Licht"-Wirkungsgrad.
Grüße von
Karl
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Re: Reflektorbirnchen Strahler

Beitragvon Karl » 26 Apr 2019, 14:51

Hallo,
hier die Fotos mit einer warmweissen LED, Typ wie oben die kaltweisse LED.
Kameraeinstellungen und Testumgebung unverändert, nur die LED geändert und
diverse angegebene Vorwiderstände verwendet.
Bei Vergleichen bitte die Eigenschaften der verwendeten Geräte berücksichtigen insbesondere
Bauteiltoleranzen, Bauteileigenschaften, Meßfehler und...... vor allem die persönliche Laune.
Denke mal so 10 Prozent Fehler nach oben oder unten dürften praktikabel sein und einen
Fischertechniker nicht aus der Ruhe bringen. ;)
Auf den Bildern ist rechts immer die Fischertechnik-Glühlampe zum Vergleich.
Betrieb: Typ 9V-100 mA an 9 V DC Betriebsspannung.
Spannungfall an Rv mit ca. 6,3V und die Durchlaßspannung der verwendeten warmweissen
LED mit ca. 2,7V blieben nahezu unverändert.
Wärmeentwicklungen der Halbeleiterbauteile und Widerstände sind nicht erwähnenswert,
Glühlampe ist viel wärmer.

Hier die Bilder und Beschreibungen in Kurzform:
Bild
Rv = 680 Ohm - LED warmweiss - Strom ca 9,3 mA
Bild
Rv = 910 Ohm - LED warmweiss - Strom ca 6,9 mA
Bild
Rv = 1500 Ohm - LED warmweiss - Strom ca 4,2 mA
Bild
Rv = 2000 Ohm - LED warmweiss - Strom ca 3,2 mA

Ströme wurden rechnerisch ermittelt: I = U an Rv in Volt / Rv in Ohm
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