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Spezial-Test: Wasserkühlung von Taschenlampen // Laufzeitmessung Lupine

forest

Ehrenmitglied
13 September 2010
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Siegerland
Hallo zusammen,

heute möchte ich euch eine Messreihe vorstellen die im Zuge einiger Versuche enstanden ist. Es geht um die Laufzeitmessung von temperaturgeregelten Lampen unter Wasserkühlung, in diesem Fall speziell Lupine.

Ein paar Hinweise vorab:

  • Diese Laufzeitmessungen sind grundsätzlich als "praxisfremd" anzusehen, es wird ein extremer Betriebszustand simuliert!
  • Es ging speziell darum, die Leistungselektronik zu testen, wenn die Temperaturregelung durch die Wasserkühlung "außer Betrieb" genommen wird.
  • Diese Tests sind nicht der Standard den Lupine verwendet um die Laufzeitangaben zu berechnen!
  • Die Lampen sind zwar Wasserdicht aber keine Tauchlampen, deshalb nicht zur Nachahmung empfohlen!

Wichtig: Insbesondere im Fall der Betty TL2 ist eine starke Laufzeitverkürzung festzustellen. Das liegt daran das die Elektronik durch die Wasserkühlung quasi perfekte Bedingungen bekommt, die man im Alltag eigentlich niemals vorfindet. Aus diesem Grund fährt die Lampe mit einer höheren Leistung als angegeben. Genaue Werte kann ich nicht sagen aber es kann sein das z.B. bei der Betty TL2 47W-48W bei diesem Test erreicht werden. In Verbindung mit den hier verwendeten Vorserien-Akkus kommt dann die kurze Laufzeit zustande. Also bitte nicht überbewerten, man muss viele Faktoren im Zusammenhang sehen.

Die Kühlanlage habe ich selbst gebaut, der Aufbau sieht so aus:

  • Kunststoffbehälter als Wasserspeicher und Rücklaufsammler
  • Auf der Vorderseite ein Ausschnit aus dem die Lampe "herausgucken" kann.
  • Die Lampe wird von oben mit einem flexibel verstellbaren Arm in den Behälter gehalten.
  • Um den Kopf der Lampe wird jeweils ein Kragen aus Gaffa-Tape gemacht, damit das Kühlwasser nicht über die Linse läuft.
  • Von oben wird mit 4 Röhrchen und Flachdüsen das Kühlwasser direkt auf den Lampenkopf / Kühlrippen gerichtet.
  • Eine Umwälzpumpe mit ca. 600L/Std. welche den Durchlaufkühlerkreislauf darstellt. (Pumpe->Durchlaufkühler->Behälter->Pumpe)
  • Zwei Umwälzpumpen mit je ca. 1000L/Std. welche für den Kühlwasserkreislauf über der Lampe zuständig sind. (Pumpe->Kühlwasserrohr über Lampe->Behälter->Pumpe)
  • Ein Durchlaufkühler mit Kältekompressor und Temperaturregegung (hailea), Kälteleistung ca. 110W
  • Kühlwasserdurchfluss direkt über die Lampe gesamt: ca. 500L/Std.
  • Standard-Kühlwassertemperatur (eingestellt am Durchlaufkühler): 19C° (Achtung: Wurde bei manchen Messungen zum Test weiter abgesenkt!)
  • Die Temperatur wurde so gewählt um möglichst immer oberhalb des Taupunktes zu bleiben, damit klein Beschlag an der Lampe entsteht (Verfälschung der Luxmessung).
  • Temperaturschwankung (gemessen). max. 1,5K
  • Die Temperatur an der Lampe selbst konnte nicht mehr gemessen werden, da das Kühlwasser über den Fühler läuft und die Messung verfälscht.
  • Luxmessung: Extech SDL400, 1m Messabstand, Ausrichtung auf höchsten Luxwert (also wie immer)


Hier ein paar Bilder vom Aufbau:


















Hier die Diagramme der vermessenen Lampen, sortiert nach Lichtleistung.
Achtung: Manche Lampen wurde mehrfach mit verschiedenen Kühlwassertemperaturen gemessen. Bitte Daten in den Diagrammen beachten!



Nachtrag 20.09.2013: Betty R14 eingefügt
Nachtrag 03.10.2013: Piko XDuo und X4 eingefügt


Lampenliste:

LampeLeistungAkku
Lupine Betty R14 4500 Lumen 13,2Ah SmartCore Akku
Lupine Betty TL2 4500 Lumen 3,0Ah und 5,0Ah Akku
Lupine BettyR 3600 Lumen 11,2Ah SmartCore Akku
Lupine Betty TL 3600 Lumen 2,5Ah und 5,0Ah Akku
Lupine Betty 2600 Lumen 11,2 Ah SmartCore Akku
Lupine Wilma 2400 Lumen 5,6Ah und 11,2 Ah Akku
Lupine Piko TL MiniMax 1200 Lumen 2,0Ah Akku intern
Lupine Piko XDuo 1200 Lumen 2,0Ah SmartCore Akku
Lupine Piko X4 1200 Lumen 3,3Ah SmartCore Akku
Lupine Piko TL MiniMax 900 Lumen 1,7Ah Akku intern
Lupine Piko XDUO 750 Lumen 1,7Ah SmartCore Akku
Lupine Piko TL Max 750 Lumen 2,5Ah Akku intern
Lupine Piko TL Mini 550 Lumen 1,7Ah Akku intern



Nachtrag 20.09.2013:
Bemerkung: Sehr ähnliches Verhalten wie die Betty TL2, lange Laufzeit bei diesen Bedingungen!




Bemerkung: Man sieht schön das der Treiber aufgrund der hohen Leistung durchaus der Akkuspannung folgt, vermutlich kommen die Akkus an ihre Grenzen, insbesondere der kleine (in diesem Fall nur 3,0Ah) Akku.







Bemerkung: Das hier könnte eigentlich als "Vorzeige-Lampen-Treiber-Regelverhalten" durchgehen. :thumbsup:




Bemerkung: Bei der ersten Betty TL sieht man einen kleinen Unterschied zwischen dem großen und dem kleinen Akku, aber nur minimal.






Bemerkung: Bei der "alten" Betty 2600 ist schon ein etwas deutlicher Abfall der Leistung über die Laufzeit zu erkennen.




Bemerkung: Das gleiche wie bei der BettyR: Absolut tolles und sauberes Verhalten!






Bemerkung: Sauberes Verhalten dank optimierter Wärmeableitung durch neues Kupferboard bei der Piko TL Minimax 1200 (vergl. Piko TL 900)



Nachtrag 03.10.2013:


Bemerkung: Etwas mehr Output als die Piko TL MiniMax beim aktuellen Piko-Kopf:




Nachtrag 03.10.2013:




Bemerkung: Man sieht das die 900er Piko im Eco-Modus ein super Verhalten zeigt. Bei 19 Grad Kühlung ist aber bei "ECO OFF" immer noch eine Regelschwingung zu sehen.




Bemerkung: Sonder-Test mit 15 Grad Wasserkühlung: Nur noch ein kurze Regelschwingung zu sehen danach stabil.




Bemerkung: Bei den folgenden drei (älteren) Pikos kaum Auffälligkeiten.








Wie schon oben erwähnt: Diese Messung haben nicht mit dem praktischen Betrieb der Lampe zu tun. Sie dienen nur zum Test der Lampe unter sehr guten Kühlbedingungen.

Ich hoffe der ein oder andere kann damit etwas anfangen. :)

Viele Grüße
Daniel
 
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the_holodoc

Flashaholic***
7 August 2011
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Das kommt also dabei heraus, wenn man mehr Leistung auf die Kühlung verwendet als die Lampe an die LEDs schickt. :D :klatschen:

Einem ahnungslosen Außenstehenden dürfte dieser Aufbau in unkommentierter Form aber ungefähr so abgedreht vorkommen wie ein mit Pflanzen sprechender Esoteriker in Aktion...

MfG Frederick
 
  • Danke
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forest

Ehrenmitglied
13 September 2010
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Hey Frederick,
absolut korrekt. :D
Mir war auch ein wenig schwummrig als ich die Konstruktion gesehen hab nach der Fertigstellung.
Aber: Die Ergebnisse finde ich schon Interessant. ;)

Positiver Nebeneffekt: Das konstante plätschern des Wassers wirkt ungemein beruhigend... 8|

Grüße
Daniel
 

archangel

Flashaholic**
7 April 2011
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Positiver Nebeneffekt: Das konstante plätschern des Wassers wirkt ungemein beruhigend... 8|

LOL!! :thumbsup:

Frage: Hast Du wirklich die Lampen mit den Wasser gekühlt? Oder vielleicht doch eher das Wasser mit den Lampen erewärmt?! :eek:

Wahnsinns Fleißarbeit. Danke Daniel! :thumbup: Alter Streber... :D
 
  • Danke
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FrankD5

Flashaholic**
16 Oktober 2010
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Nähe Karlsruhe
Positiver Nebeneffekt: Das konstante plätschern des Wassers wirkt ungemein beruhigend... 8|

Hm, das könnte auch zu andern nicht so positiven Effekten führen :eek:

Ist mal wieder der Oberhammer, was du dir da zusammengebastelt hast, ich bin schwer beeindruckt und möchte meine Meinung in einem kurzen Satz zum Ausdruck bringen:

Daniel, du hast echt einen an der Waffel :thumbsup::D:pinch:

Gruß und Dank
FRank
 
  • Danke
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forest

Ehrenmitglied
13 September 2010
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Siegerland
Frage: Hast Du wirklich die Lampen mit den Wasser gekühlt? Oder vielleicht doch eher das Wasser mit den Lampen erewärmt?! :eek:

Jetzt wo du es sagst...! Eigentlich war das ein Test für Kompressor-Durchlaufkühler, ich hätte eher das Diagramm des Kältemitteldrucks aufnehmen sollen... ;)
 
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Alexander

Flashaholic**
4 Juni 2011
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D:\Hessen\Gießen\Lollar
Also wenn du noch einmal einen Test mit Lampen bis 12kW Wärme Last machen möchtest hätte ich was für dich ;)
mobile.27llq8r.jpg


Schöner Test, ist das ein Aquarium Kühler oder einer zum PC kühlen?
 

forest

Ehrenmitglied
13 September 2010
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Ui, das ist fein! Mit der richtigen Flüssigkeit könnten wir damit sicherlich unter Null Grad kommen... ;)

Ja der Hailea ist ein Durchlaufkühler bzw Chiller für den PC bzw Aquariumbereich...

Grüsse Daniel
 

Lichtinsdunkel

Flashaholic**
2 Juni 2010
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taschenlampen-tests.de
Unglaublich, was du im Dienst der Wissenschaft für einen Aufwand betreibst!

Ich hatte angesichts meiner Eiswürfelkühlung bei der TL Max zwar kein anderes Ergebnis erwartet, aber es ist schön zu sehen, dass sich tatsächlich alle Lupine-Lampen unter extremen Optimalbedingungen ähnlich verhalten.
Gleichzeitig wird auch deutlich (auch wenn das jetzt nicht explizit beim Test angesprochen wird), wie überlebenswichtig das automatische Herunterregeln in den hellsten Stufen ist, wenn die Lampe nicht gekühlt wird.

Gruß
Walter
 

forest

Ehrenmitglied
13 September 2010
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Hallo Walter,
kein Problem, mach ich gern. :)

Nun dieses Kühlungsthema haben wir an verschiedenen Stellen diskutiert. Man muss halt ganz klar festhalten, das diese Messung einem außenstehenden "Nicht-Flashy" der das hier über google oder so findet, kaum etwas bringt. Wir können einige Schlüsse daraus ziehen, andere aber nicht. Ich hoffe ich habe das oben verständlich beschrieben.
Es ging halt darum die Limits auszuloten, was auch geklappt hat, siehe Betty TL2.
Ebenfalls sieht man schön das z.B. die Piko TL 1200 durch die Verbesserungen viel Performance gewonnen hat.

Unabhängig davon ist Wasser halt ein recht handliches Medium, einfach herunterzukühlen bzw aufzuwärmen.
Falls jemand noch ne Idee hat was man noch "verrücktes" mit dieser Kühlanlage und den Lampen anstellen kann, immer raus damit! Von 4 bis 25 Grad (und auch darüber wenn ich ein Heizelement baue) ist alles möglich. ;)

Grüsse
Daniel
 

Lichtinsdunkel

Flashaholic**
2 Juni 2010
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taschenlampen-tests.de
Da ich neben dem ganzen Zeitungskram, meinem verreckten Bus und anderem Zeugs gerade auch noch zahllose Diagramme für meine fabulöse Seite erstelle (auch einer der Gründe, warum ich aktuell so wenig Zeit fürs Forum habe), kann ich ergänzend noch eine Messung der Betty TL2 S mit maximaler, leichter, temporärer und ohne Kühlung beisteuern.
Besonders interessant finde ich die Messung, bei der der Ventilator alle drei Minuten zugeschaltet wurde. Man sieht daran sehr schön, wie die Temperatursteuerung der Lampe ackern muss.

19149
 

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balloonix

Flashaholic**
18 Juli 2012
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Waldachtal im Schwarzwald
So ganz praxisfremd ist so ein Test auch wieder nicht. Bei meiner H600 habe ic hden Eindruck, dass sie bei Kälte wesentlich länger mit voller Helligkeit leuchtet als bei Wärme. So einm Test klärt dann ndie Frage, ob das herunter regeln einer bestimmten Lampe Zeit- oder Temperaturgeteuert erfolgt.

Wir machen uns oft Gedanken, wie wir maximale Turbolauftzeit aus einer Lampe holen. So ein Test zeigt dann auch, dass nicht nur der Akku die Grenzen setzten kann.
 
  • Danke
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forest

Ehrenmitglied
13 September 2010
4.802
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Siegerland
So ganz praxisfremd ist so ein Test auch wieder nicht. Bei meiner H600 habe ic hden Eindruck, dass sie bei Kälte wesentlich länger mit voller Helligkeit leuchtet als bei Wärme. So einm Test klärt dann ndie Frage, ob das herunter regeln einer bestimmten Lampe Zeit- oder Temperaturgeteuert erfolgt.

Wir machen uns oft Gedanken, wie wir maximale Turbolauftzeit aus einer Lampe holen. So ein Test zeigt dann auch, dass nicht nur der Akku die Grenzen setzten kann.

Hi,
ja das stimmt schon. Mein Hinweis "praxisfremd" war mir hauptsächlich für Leute gedacht, die nicht so tief im Thema sind wie wir "Lampenkranken". ;)
Sonst könnte jemand sagen: "Schau mal das Diagramm, die Lampe bricht ja unter Last ganz schön ein, schlecht geregelt... usw."
Das diese Bedingungen kaum mit dem normalen Betrieb "in der Hand oder auf der Straße" zu tun haben, sieht kaum einer auf den ersten Blick. ;)

Grüße
Daniel