Cree XM-L Color löten

[Christian T. (ctrick)]

Guten Abend,

ich baue grade an einem Prototypen: LED-Lampe für das "Smart-Home". Die 
Ansteuerung habe ich fertig, WLAN-Chip der das MQTT-Protokoll spricht 
und vier Konstantstromquellen ansteuert an denen die LEDs hängen.

Als LEDs nutze ich drei Cree XM-L Color. Diese haben jew. einen Emitter 
für Rot, Grün, Blau, Neutralweiß. Diese Emitter liegen sehr dicht 
beieinander, was die Farbmischung vergleichsweise gut macht.

Aktuell setzt der Prototyp noch auf drei gekaufte "Star-Platinen" die 
von Hand verlötet sind, was aber ein ziemliches Wirr-Warr ist. Später 
möchte ich für den Eigenbedarf ein paar mehr dieser Lampen haben und 
denke aktuell darüber nach eine Platine zu entwerfen, auf denen drei 
Cree XM-L Color und ein "Connector" (zum Anschluss an die Steuerplatine) 
sind.

Diese Platine zu entwerfen und fertigen lassen ist kein Problem. 
Allerdings die Bestückung. Ich habe keinen Reflow-Ofen o.ä. und die 
klassischen Bestücker-Firmen sind bei Prototypen und sehr kleinen 
Kleinserien einfach zu teuer.

Daher meine Frage: Gibt es hier jemanden, der sich zutraut drei solcher 
LEDs auf eine Alu-Kern-Platine zu löten? Vielleicht sogar jemand der 
Interesse an so einer Entwicklung hat, so dass wir zusammenarbeiten 
können?
Es würde sich erstmal um 1-2 Platinen handeln. Wenn alles klappt und ich 
mit der Beleuchtung zufrieden bin evtl. zu einem späteren Zeitpunkt 
nochmal 10-20 Platinen.

Hier noch ein PDF mit allen Infos zu der LED:
http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED-Components-and-Modules/XLamp/Data-and-Binning/XLampXML_Color.pdf

Spannend dürften die Seiten 9 und 11 sein.

Beste Grüße, vielen Dank und ein schönes (Rest-) Wochenende!
Christian

PS: Soll natürlich kein No-Budget Ding sein, ich würde die Arbeitszeit 
schon irgendwie entlohnen wollen, kann mir als Student nur keine 100€ 
und mehr für's Bestücken eines Prototypen leisten :-(

[Falk B. (falk)]

Naja, das Ding hat ja nominal nur 4x 1W, das ist nicht soooo viel. 
Alukern mit Heißluft löten, hmmm, da muss man erstmal VIEL üben. 
Wahrscheinlich sollte man das besser in einem kleine Ofen machen, dort 
ist die Temperatur deutlich besser steuerbar und gerade LEDs will man 
nicht unnötig stressen. Oder man lötet einfach nur die elektrischen Pads 
mit dem Lötkolben an und kontaktiert das thermische Pad nur mit einer 
dünnen Schicht Wärmeleitpaste.

[Thorsten Druecker (Gast)]

Hi,
ich habe mal 12 Platinen alukern jeweils 25*25cm mit jeweils 28 Cree 
xt-e (3.5*3.5mm) gelötet.
Ich habe eine loetschablone genutzt und das ganze auf einer Herdplatte 
gelötet mit loetpaste.

Ging relativ gut aber hab auch drei Platinen vorher verbrannt. Also eher 
ein paar Platinen extra bestellen zum üben. Ich plane gerade ein update 
werde aber nächstes mal maschinell machen lassen.

VG
Thorsten

[Christian T. (ctrick)]

Das macht mir Mut! :)

Ich überlege auch, wenn sich niemand findet mir selbst einen kleinen 
Reflow-Ofen zu kaufen. Ist zwar erstmal eine große Investition für mich, 
andererseits kostet das weniger als eine Klein-Serie vom Bestücker.

http://www.beta-estore.com/rkde/order_product_details.html?wg=1&p=624

[Falk B. (falk)]

https://www.youtube.com/watch?v=FNNRoXZom30

https://www.youtube.com/watch?v=JA-vi2iQ5vA

[Thorsten Druecker (Gast)]

Hi
Mein herd hat 60€ gekostet.
Funktioniert super.

Mal ne andere Frage: wo bestellt die Platinen und leds und was kostet 
das?

Außerdem wuerd mich mal interessieren für wen die Platine später 
interessant ist weil du ja von kleiner Massenproduktion sprichst.
Für diy-ler die ne Platine für ihr Gehäuse brauchen?

Letzte Frage: ich uberleg grad den esp8266 einzusetzen da günstig und 
wifi, also ideal für IoT.
Was und wieso nutzt du?

VG
Thorsten

[Christian T. (ctrick)]

Danke für eure Antworten - ich habe beschlossen einfach mutig zu sein 
und ne Handvoll Platinen zu bestellen und mich selbst am Reflow löten zu 
versuchen. Ob ich einen fertigen Ofen kaufe oder selbst baue werde ich 
noch schauen in den nächsten Tagen.

@Thorsten:
Ich erstelle die Platinen in erster Linie für mich selber, um meine 
Wohnung zu beleuchten. Stehe da in Kontakt mit ein paar Chinesen, die 
für meinen Geschmack ganz hübsche Alu-Druckguss-Gehäuse liefern können, 
die dann auch gleichzeitig Kühlkörper sind. Ist dann vom Look her etwas 
"rough" und industrial, trifft aber grade dadurch meinen Geschmack.

Ursprünglich war mein Problem, dass es die Cree RGBW nur als Emitter und 
auf "Star"-Platine gibt. Ich könnte zwar drei dieser Star-Platinen mit 
ein paar Kabeln verlöten, das sieht aber ziemlich unsauber aus und ist 
bei mehreren Lampen auch ein Haufen Arbeit. Der Haupt-Nachteil dabei ist 
aber, dass man keine gemeinsame Linse für die drei Emitter verwenden 
kann. Daher mein Plan mit der Platine.

Gestern habe ich aber etwas neues zusammen gebruzzelt. Da ich jetzt eh 
selbst bestücke und löte, dürfen es auch ein paar mehr Bauteile werden. 
Als Prototyp getestet (mit Star-Platinen) und der Plan für die Platine 
ist jetzt folgender:
- eine RGBW-LED in die Mitte (RGB würde reichen, W wird nicht 
angeschlossen)
- 3x Neutral-Weiß mit hohem CRI drumherum
- 3x Amber (Orange / Feuer-Ähnlich) drumherum
(Weiß und Amber immer abwechselnd)

Dadurch habe ich eine RGB-LED für etwas Mood-Light. Von der Helligkeit 
reicht da eine LED. Und Weiß / Amber zum BE-leuchten. Das hat dann eine 
bessere Qualität als das in der RGBW-LED eingebaute Weiß, ist heller und 
ich kann Weiß und Amber vermischen für eine variable Farb-Temperatur.
Neutral-Weiß auf 100% als helles Arbeitslicht, etwas gedimmt mit Amber 
an dann als gemütlich-warmes Licht abends.

In meinen Scheinwerfern strahlen die LEDs alle gegen ein satiniertes 
Plexi-Glas (zum Testen habe ich SatinIce hier und bin sehr zufrieden). 
Dadurch hat sich auch das Problem mit den Optiken erledigt und alle 
Farben / Weiß-Töne mischen sich hervorragend. Auf der Platine werde ich 
aber Bohrungen vorsehen und die Abstände der Emitter so wählen, dass 
auch Optiken verwendet werden können. Außerdem ist ein Temperatur-Sensor 
auf der Platine geplant, um die LEDs automatisch dimmen zu können, wenn 
es zu warm wird. Kleine Schutz-Maßnahme also.

Die Klein-Serie kommt dadurch zustande, dass sich das bei der 
Platinen-Fertigung am meisten lohnt. Ich werde für mich etwa 10 
brauchen, habe aber für die Zukunft lieber noch ein paar im Schrank 
liegen, wenn auch vorerst unbestückt. Ich kann mir aber durch meine 
Aktivität in LED-Foren gut vorstellen, dass es den ein oder anderen 
DIY'ler gibt, der so etwas auch interessant fände.

Zu deiner Frage der Ansteuerung:
Ich verwende ebenfalls den ESP8266, aktuell der Einfachheit wegen den 
Wemos D1 Mini. Mit dem kann man auch sehr gut einen Prototypen der 
Ansteuerung auf Steckbrett / Lochraster aufbauen. Wie die 
Ansteuerungsplatine später genau aussehen wird weiß ich noch nicht 
genau. Wahrscheinlich wird sie sich wahlweise mit KSQs für Power-LEDs 
oder Mosfets für LED-Stripes bestücken lassen. Und da diese nur für mich 
ist, werd ich wohl auch beim wemos bleiben.
Software-Seitig nutze ich Arduino und habe einen MQTT-Client auf dem 
ESP8266 laufen, der sich zu einem MQTT-Broker auf einem RasPi verbindet. 
Gesteuert wird das aktuell noch mit einem kleinen Processing-Programm. 
Später lässt sich das aber dank MQTT einfach in eine 
Haus-Automations-Software wie OpenHab oder FHEM einbinden :)

[Christian T. (ctrick)]

Wollte editieren, ging leider nicht. Für alle Interessierten ein paar 
(Handy) Fotos vom aktuellen Gehäuse / Kühlkörper, Steuerungs-Prototyp 
und einer Idee bei der ich noch nicht sicher bin ob ich die übernehme: 
LED-Ring (WS2812). Der wäre mehr als optisches Gimmik, für kleine 
Effekte oder als Status-Anzeige (Wlan verbunden, MQTT verbunden)

[Thorsten Druecker (Gast)]

Sieht gut aus. Wie gross soll die Platine werden?

Zum ESP: Aug den boards die man fertig kaufen kann, ist die CPU immer 
durchkontaktiert... Vermutlich Masse. Weißt du ob das notwendig ist?

Ich würde gerne den ESP auf die alukernplatine löten - diese ist aber 
nur einseitig. Die Masse würde ich dann in der Ecke der CPU (dort wo der 
meiste Platz zwischen den Pins ist).

Dürfte das klappen???

[Christian T. (ctrick)]

Platine wahrscheinlich so um die 60mm. Wenn man über den LEDs eine Optik 
vorsieht geht es nicht wirklich kleiner (etwa 20mm Optik / LED). Ich 
habe dazu mal schnell was in Photoshop zurecht gerückt. Da sind zwar 
Star-Platinen (20mm..) zu sehen, das entspricht aber auch der Größe von 
den Optiken.
Zur Einfärbung: Mitte (Lila): RGBW, rundrum jew. 3 Weiß und Amber (Weiß 
/ Orange).

Wie man den ESP sinnvoll auf eine Alu-Platine lötet habe ich noch nicht 
geschaut, da ich meine LED-Platine möglichst universal halten möchte. 
Einfach LEDs und ein connector. Wenn man den ESP mit drauf setzt, muss 
man auch die KSQs und Spannungswandler mit drauf packen, das wird dann 
direkt ziemlich groß.

[stromtuner (Gast)]

von unten aufm Herd vormwärmen. Alu-Platte (8mm oderso) auf den Herd und 
bei ganz kleiner Leistung auf 150-180 vorheizen.
Von oben dann mit Heißluft den Rest geben. Das geht ganz gut.
Nein - ich mach das nicht :)

StromTuner

[Christian T. (ctrick)]

Kleines Update:

Ich habe mir grade ein paar dieser Linsen bestellt:
http://www.ledil.com/sites/default/files/press_releases/rebecca_pr_web.pdf

Das sind Linsen speziell für die CREE XM-L RGBW mit besonders guter 
Farbmischung. Mit der Platine werd ich warten bis ich diese bei mir habe 
und getestet.

[Axel R. (Gast)]

Was zahlst Du für die Linsen?
Ich habe bemerken müssen, das die Linsen teurer sind, als die LEDs :(

StromTuner

[Thorsten Druecker (Gast)]

Wofür Linsen? In der Regel will man doch einen grossen Abstrahlwinkel um 
Farben besser zu mischen oder?

[Christian T. (ctrick)]

Die Linsen habe ich bei RS-Online für 6,69€ / Stück bezogen.

Wofür? Ganz einfach: Manchmal möchte man nicht unbedingt eine flächige 
Abstrahlung, um zum Beispiel bei der Beleuchtung Akzente setzen zu 
können. Ich möchte eine möglichst flexible LED-Lösung haben, die ich je 
nach Anwendungsbereich bestücken kann und entweder mit Linsen oder mit 
mattiertem, streuenden Plexiglas verwenden. Sogar eine Lösung mit sowohl 
Plexi als auch Linsen könnte ich mir vorstellen: Weiße LEDs hinter 
Linsen für Spot-Wirkung, farbige LEDs bestrahlen Plexiglas für 
Mood-Light abends. Die Linsen würden dann durch Löcher im Plexi 
leuchten.

Wenn die Lampe tief genug ist können Linsen auch zur Steigerung der 
Helligkeit Sinn machen, selbst wenn man Plexiglas verwendet. Durch den 
hohen Abstrahlwinkel der nackten LEDs geht recht viel Licht im 
Kühlkörper verloren, das man mit einer Linse zielgerichtet auf das 
Plexiglas bekommt. Bei einem Test gestern Abend hat sich dadurch die 
Helligkeit gefühlt verdoppelt. :)

[Gerd E. (robberknight)]

Thorsten Druecker schrieb:
> Ich würde gerne den ESP auf die alukernplatine löten

keine gute Idee, das bringt die Anpassung der Antenne komplett 
durcheinander.

[Thorsten (Gast)]

Gerd E. schrieb:
> Thorsten Druecker schrieb:
>> Ich würde gerne den ESP auf die alukernplatine löten
>
> keine gute Idee, das bringt die Anpassung der Antenne komplett
> durcheinander.

und wenn ich eine externe Antenne mittels U.FL connector nutze?