Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akkubetriebene LED-Lampe mit hoher Farbwiedergabe – Hilfe bei Schaltung gesucht


von Dan (neocortyx)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich plane den Bau einer kleinen LED-Lampe für den Eigengebrauch, die ich 
an meinen Lackierpistolen befestigen kann.
Die Idee ist, damit beim Lackieren eine bessere Ausleuchtung direkt im 
Lackierbereich zu haben – möglichst nah am Tageslicht und mit guter 
Farbwiedergabe (z. B. CRI > 90, ca. 5000–6500 K). Das Ganze soll mobil, 
klein und akkubetrieben sein um mir beim Smart-Repair die Arbeit zu 
erleichtern.

Eckdaten:

LED: max. ca. 300 Lumen, möglichst kompakt (COB/SMD)

Akku: LiPo 3,7 V, 800 mAh (habe ich noch da – LP852540)

Ladung: möglichst per USB-C (evtl. TP4056-Modul?)

Steuerung: Ein-/Ausschalter, idealerweise mit 2–3 Helligkeitsstufen

Dauerbetrieb: max. 10–15 Minuten am Stück

Die Baugröße ist natürlich bedingt durch die sehr kleinen 
Lackierpistolen im Smart-Repair begrenzt, da ich aber das Case selbst 
mit meinem 3D Drucker anfertigen werde sollte ich wenn ich weiß was ich 
an Komponenten zusammenbringen muss alles unterbringen können.

Ich bin mit 3D-Druck und mechanischem Aufbau auch recht fit, aber was 
Elektronik angeht, fehlt mir einfach das Wissen. Daher bin ich mir 
unsicher, wie ich die LED am besten mit Strom versorge – direkt per 
Vorwiderstand, per Konstantstromquelle oder mit Step-Up/Down? Auch bei 
der Auswahl der LED selbst (Nichia 219C, Yuji, o. ä.?) bin ich noch 
offen.

Falls jemand Tipps hat zur Bauteilwahl oder Schaltungsauslegung – oder 
vielleicht sogar sowas schon mal gebaut hat – wäre ich sehr dankbar!

: Verschoben durch Moderator
von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Dan schrieb:
> LED: max. ca. 300 Lumen, möglichst kompakt (COB/SMD)

Hi, wie wäre es eine handelsübliche GU10 mit hohem CRI zu schlachten. 
Die haben Lichtstrom im Bereich 250...500lm. Optik und Fokussierung wird 
mit Übernommen.

Dann per Step-Up mit Stromregelung betreiben. Die Helligkeitsstufen 
bekommst du evtl. mit Umschaltung der Strommessung hin.

Dan schrieb:
> aber was Elektronik angeht, fehlt mir einfach das Wissen.

Ein dünnes Kabel entlang vom Druckluftschlauch ginge auch? GU10-Fassung 
gibt es in jedem Baumarkt. Oder ist deine Pistole kabellos?

mfg mf

von Jonny O. (-geo-)


Lesenswert?

Nimm doch einfach eine fertige Taschenlampe (mit farbgetreuer 
Wiedergabe) und drucke eine Halterung dazu aus. :-)

geeignet für Fotografie (da gibt es auch noch andere):

https://www.stewitsch.de/c/kategorien/cri-90-taschenlampen

: Bearbeitet durch User
von Dan (neocortyx)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo minifloat

danke dir für deinen Beitrag – der Vorschlag mit der GU10 ist technisch 
nachvollziehbar, aber für meine Anwendung leider echt ungeeignet:

Die Lackierpistole wird natürlich mit Druckluft betrieben, ist aber sehr 
kompakt und mein Arbeitsbereich ist sehr klein und filigran. Ein 
zusätzlicher Kabelstrang entlang des Luftschlauchs würde stören, vor 
allem im täglichen Werkstatteinsatz. Daher ist eine komplett 
akkubasierte Lösung für mich der bevorzugte Weg.

Auch die Baugröße ist entscheidend: Die Lampe soll direkt am oberen 
Bereich oder seitlich des Pistolenkörpers angebracht werden, und da ist 
schlicht kein Platz für GU10-Formfaktor. Ich denke eher an eine 
LED-Fläche von maximal 10×10 mm, z. B. eine kleine COB oder 
High-CRI-SMD.

Lichtstrom im Bereich von 300 lm reicht völlig, Farbtemperatur um 
5000–6500 K mit hohem CRI ist mir wichtiger als maximale Helligkeit. 
Gewicht, und Energieeffizienz spielen natürlich auch eine Rolle.

Es gibt bei Ali und Temu natürlich das klassische China Zeug aber die 
sind immer für normale Lackierpistolen konstruiert und haben kein 
vernünftiges Tageslicht mit hohen CRI Werten. Für die Größe meiner 
Lackierpistole gibt es nichts, da das eine Nische ist. Ich hab aber mal 
Bilder angehangen um zu verdeutlichen was das Ziel ist.

Viele Grüße, Dan

von Dan (neocortyx)


Lesenswert?

Jonny O. schrieb:
> Nimm doch einfach eine fertige Taschenlampe (mit farbgetreuer
> Wiedergabe) und drucke eine Halterung dazu aus. :-)
>
> geeignet für Fotografie (da gibt es auch noch andere):
>
> https://www.stewitsch.de/c/kategorien/cri-90-taschenlampen

Hallo Jonny,

danke dir für den Hinweis, leider ist das für meinen konkreten 
Anwendungsfall keine Option.

Die Lackierpistole, die ich verwende, ist extrem kompakt – nur etwa 
80 mm lang, mit einer Luftkappe von ca. 20 mm Durchmesser. Eine 
herkömmliche Taschenlampe mit akzeptabler Lichtqualität würde in der 
Regel das Gewicht der Pistole mindestens verdoppeln und sie damit 
unhandlich und unausgewogen machen. Das wäre im Arbeitsalltag schlicht 
nicht praktikabel.

Hier mal ein Video um zu verdeutlichen um was es geht :D

https://www.youtube.com/watch?v=_KWIMY5Cq68

Hinzu kommt, dass ich die Lampe gezielt so integrieren möchte, dass sie 
die Fläche direkt vor der Düse gleichmäßig ausleuchtet, ohne 
Schattenwurf und ohne die Bewegungsfreiheit beim Arbeiten 
einzuschränken. Eine aufgeklippte Taschenlampe bringt da eher Probleme 
als Lösungen.

Deshalb suche ich eine Lösung, die so nah wie möglich an der Lichtquelle 
einer Taschenlampe liegt – aber eben in einem deutlich kleineren, 
leichteren und angepassten Format. Also LED, Treiber, Akku und Schaltung 
in kompakter Eigenbau-Form.

Gruß, Dan

von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

Dan schrieb:
> kein Platz für GU10-Formfaktor. Ich denke eher an eine LED-Fläche von
> maximal 10×10 mm,

Dan schrieb:
> Hinzu kommt, dass ich die Lampe gezielt so integrieren möchte, dass sie
> die Fläche direkt vor der Düse gleichmäßig ausleuchtet, ohne
> Schattenwurf und ohne die Bewegungsfreiheit beim Arbeiten
> einzuschränken.

Also brauchst du eine genau passende Optik. Diese wird mehr Platz 
brauchen, als die LED. Zudem braucht due LED Kühlung.

Die "Schaltung" ist das kleinste Problem. Um die würde ich mich ganz zum 
Schluss kümmern, wenn alles andere fertig ist. Versuche würde ich bis 
dahin mit einem Labornetzteil durchführen.

: Bearbeitet durch User
von Jonny O. (-geo-)


Lesenswert?

Dan schrieb:
> Deshalb suche ich eine Lösung, die so nah wie möglich an der Lichtquelle
> einer Taschenlampe liegt – aber eben in einem deutlich kleineren,
> leichteren und angepassten Format. Also LED, Treiber, Akku und Schaltung
> in kompakter Eigenbau-Form.

Hmm, verstehe. Du könntest auch die Taschenlampe einfach ausschlachten 
und den schweren Teil (Akku & Elektronik) wo anders platzieren und dann 
die LED abgesetzt mit einem Kabel verbinden, welches dann zur der 
Pistole führt. Dann kannst du die ganze Ladeelektronik von der 
Taschenlampe nutzen und musst dich darum nicht kümmern. Dann könntest du 
auch eine günstige Taschenlampe nehmen und die LED austauschen (auf 
Nenndaten achten)

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

Billige Taschenlampen haben kein Kühlkonzept. Die eignen sich nur für 
kurzzeitige Nutzung.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Lesenswert?

Wenn Du Dich nicht immer wieder mit Spruehnebel verdreckten LED 
rumaergern willst, musst Du fuer einen zusaetzlichen Luftstrom entlang 
der LED in Spruehrichtung sorgen.

von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Dieter D. schrieb:
> Wenn Du Dich nicht immer wieder mit Spruehnebel verdreckten LED
> rumaergern willst, musst Du fuer einen zusaetzlichen Luftstrom entlang
> der LED in Spruehrichtung sorgen.

Das ist ein gut lösbares Problem.

Frischhaltefolie auf die Optik = Verbrauchsmaterial 😉

Den Lichtstrom ca. 20% höher ansetzen, als ohne Folie benötigt, weil die 
Folie doch etwas dämpft.

Die Licht-Austrittsöffnung maximieren, damit ein ungünstig ablagernder 
Tropfen Farbe nicht gleich den halben Lichtstrom klaut.

mfg mf

: Bearbeitet durch User
von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Dan schrieb:
> Ich denke eher an eine LED-Fläche von maximal 10×10 mm, z. B. eine
> kleine COB oder High-CRI-SMD.

MR8 hat 25mm Durchmesser und läuft mit 12V. Hoher CRI und Lichtstrom 
werden dann aber schwierig.

Den Stepup-Wandler für 1S LiIon zu 12V gibt es günstig im Onlinehandel.

mfg mf

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Dan schrieb:
> wie ich die LED am besten mit Strom versorge – direkt per Vorwiderstand,
> per Konstantstromquelle oder mit Step-Up/Down? Auch bei der Auswahl der
> LED selbst (Nichia 219C, Yuji, o. ä.?) bin ich noch offen.

Man könnte 3 davon nehmen

https://www.neumueller.com/de/artikel/stw9c2sb-s-3c

und braucht dann einen step up Wandler. Da du den Strom in Stufen regeln 
willst mit Strom auf 50, 100, 150mA, was aber aus 3V bis 1A 
Stromentnahme bedeutet.

Ein geeigneter Wandler wäre https://www.sunrom.com/download/458.pdf . 
Dessen 0.6V feedback erhalt man durch einen (umschaltbaren) Widerstand 
von 0.4/0.6/1.2 Ohm von den LED nach Masse.

Man kann alle 3 LED in Reihe schalten.

Dazu ein Schieneschalter mit 4 Stellungen und 2 Kontakten 
https://ampul.eu/de/schiebeschalter/1153-schiebeschalter-4-positionen 
der mit 1A etwas überfordert ist, sber geht schon (vielleicht findest du 
einen besseren).

von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

Sind 300 lm nicht viel zu wenig für diese Anwendung?

Vielleicht hängt es mit meiner Sehschwäche zusammen, aber wenn ich 
Farben und Details sehen muss, brauche ich so viel Licht wie nur irgend 
möglich.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.