DIY Retroreflektor aus der CNC-Drehbank

Cawi

Flashaholic*
18 Januar 2012
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München
Hallo,

ich spielte schon seit längerem mit dem Gedanken mir einen Wavien Collar zu kaufen, der hohe Preis hat mich aber abgeschreckt. Nun hab ich mit einem Freund telefoniert und alles abgeklärt.
Morgen drehe ich einen maßgeschneiderten Retroreflektor für meinen Blue-Star-Nachbau.

Der Grundgedanke dabei ist folgender: ich habe eine massive Kupferpill gedreht, deren Oberkante exakt auf gleicher Höhe mit der Oberkante der Phosphorschicht der dedomten LED ist. Dadurch müsste eine Halbkugel einen perfekten Retroreflektor darstellen, da der Mittelpunkt der LED (und dabei tatsächlich der Oberkante der Phosphorschicht, also der Punkt, von dem das Licht abgestrahlt wird) exakt im Mittelpunkt der Kugel und somit exakt im Brennpunkt des Retroreflektors liegt. Den Außendurchmesser des Reflektors drehe ich so, dass er perfekt in die Lampe passt. Somit müsste aufwändiges justieren entfallen da der Reflektor in allen 3 Achsen perfekt auf die LED abgestimmt sein MÜSSTE.
Den Öffnungswinkel des Reflektors lege ich dabei auch so, dass er die Linse möglichst genau ausleuchtet.

Der Vorteil gegenüber den Wavien wäre hierbei für mich, dass ich den Prototyp fast kostenlos bekomme, da ich Alu selbst noch einen Rest habe, der grade so reicht und die Maschinenzeit an der CNC-Drehbank geradezu lächerlich ist: Plandrehen, Außendurchmesser drehen, Öffnungswinkel bohren (stellt damit auch den Auslauf für das Werkzeug dar), Halbkugel drehen.
Zudem müsste der Reflektor nicht eingestellt werden. Dadurch dass ich den Außendurchmesser des Reflektors gerade so wähle, dass er noch in den Kopf der Lampe passt, entfällt schon mal das Ausrichten in der X- und Y-Achse. Durch die Höhe der Kupferpill müsste dann auch das Ausrichten in der Z-Achse hinfällig werden.
Zudem führt er noch etwas Wärme zusätzlich ab :D

Die Nachbearbeitung würde ich vorerst mal mit Schleifpapier machen, da werde ich bis auf 1200er Papier gehen, mehr hab ich leider nicht da gerade. Anschließend mit Dremel polieren.
Besser wäre es natürlich noch, wenn ich das Ding tatsächlich mit Alu bedampfen könnte, allerdings kenne ich hier keine Firma die das zu vertretbaren Preisen machen würde. Hochglanzverdichten wäre auch eine Option, allerdings gilt auch hier, dass ich keine Firma kenne, die das bei was anderes als Felgen und zu vertretbaren Preisen machen würde.

Wenn jemand noch Hinweise oder Tipps geben könnte, wäre ich natürlich sehr froh - bis Morgen Vormittag wäre dazu noch Zeit. Wäre doch schade, wenn ich irgendwo einen großen Bock geschossen hätte..

Ich stelle inzwischen hier mal einen Plot des Reflektors (ja, als Halbschnitt, auch wenn man das bei rotationssymmetrischen Bauteilen nicht darf.. :peinlich: ) rein, damit ihr euch das besser vorstellen könnt.

Ich werde auch später weiter berichten wie gut das Ding funktioniert, habe allerdings nur ein ins DMM integriertes Luxmeter. Absolutwerte werden also sehr ungenau sein, für Vergleichswerte könnte es aber reichen.

Ps: und in 1-2 Monaten kommen vielleicht ein paar Prototypen aus dem 3D-Drucker oder EOS Lasersinterer - allerdings immer nur aus Kunststoff ;) mal sehen!
Pps: Der Öffnungswinkel in der Zeichnung wird wahrscheinlich einfach durch eine 14,6mm Bohrung ersetzt, die von der Rückseite danach mit einem 90° Senker bearbeitet wird. Spart das Umspannen auf der Maschine und hier sind ja keine Anforderungen an besondere Genauigkeiten gesetzt. Im Gegenteil denke ich, dass bei einer größeren Anfasung als dem tatsächlichen Öffnungswinkel Reflexionen weniger problematisch werden sollten.
Ppps: Das letzte Bild zeigt wie der Reflektor auf der Pill sitzen sollte und wie die XP-G2 Led drinnen ist. Tatsächlich wurde sie aber gelötet, nicht geschraubt. Hatte keinen M2 Gewindeschneider...
 

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Kenjii

Flashaholic**
21 Mai 2012
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Niederkassel
in allen 3 Achsen perfekt auf die LED abgestimmt sein MÜSSTE.

Hallo,

viel Erfolg, ich bin gespannt. Da es hier um 10tel Millimeter in der Ausrichtung geht, glaube ich allerdings nicht an das "müsste" ;) Das haben auch schon andere versucht und sind im Vergleich zum Wavien Collar aus meiner Sicht nur bedingt erfolgreich gewesen.

Grüsse

Kenjii
 

Cawi

Flashaholic*
18 Januar 2012
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Deswegen ja auch groß geschrieben.. ;)
Wenn jemand mit einem wirklich guten Luxmeter im Raum München wohnt könnte man ja auch mal eine kleine Apparatur basteln mit der man die Ausrichtung von Led, Collar und Linse überprüfen und ggf. genau bemessen könnte. ich stelle mir da sowas wie einen einfachen koordinatentisch vor.
Dann kann man auch mal testen und genau beziffern wie viel 1/10 abweichung ausmachen
 

Kenjii

Flashaholic**
21 Mai 2012
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Niederkassel
Hallo,

so ein Aufbau hört sich einfacher an, als er ist ;)

Ich habe mir den Aufwand gemacht das ganze immer wieder zu verändern und dabei die entsprechenden Werte festgehalten. In meinem Fall bedeutete das den Kragen mit einer Schicht Klebeband zu untersetzen, Collar ausrichten und mit Heisskleber fixieren, Rest zusammenbauen und messen. Nach drei Versuchen hatte ich das Optimum erreicht, was der vierte Versuch zeigte und dann wieder zurückgebaut. Es ist endlos, aber das Ergebnis rechtfertigt den Aufwand. Da bei mir noch eine XP-G2 R5 verbaut ist, würde ich natürlich nichts lieber machen, als es erneut mit einer S2 oder höher aufbauen, aber ich habe keinen Bock auf die Einstellerei.

Grüsse

Kenjii
 

Photon

Flashaholic**
8 Juni 2012
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Die hier sind auch auf der CNC gedreht worden:
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Habe sie aber mittels dreier Gewindestifte justierbar gemacht. Geglänzt wird das am besten mit einer kleinen Filzscheibe, die in einen "Edel-Dremel", eingespannt ist, mit feiner Polierpaste, (Poliervorgänge immer über Kreuz!) während das Teil dazu in der konventionellen Drehbank langsam rotiert...

Gruß
Volker
 
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Cawi

Flashaholic*
18 Januar 2012
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München
gefallen mir sehr gut!
das mit den Gewindestiften ist auch eine sehr gute Idee!
Was ergibt das für Verbesserungen (lux)?
Warum ist die Öffnung eigentlich so groß?
Die Linse so nah dran? Bei mir reichen 14.55mm für eine 75mm Linse bei 61mm abstand - sollte ich mich nicht blöd verrechnet haben?
 

Photon

Flashaholic**
8 Juni 2012
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Der Winkel hat sich aus Abstand und Durchmesser der hinteren Linse von diesem
full

Scheinwerfer ergeben. Messungen gibt es auch, stehe aber mit der Forumssuche etwas auf Kriegsfuß...:peinlich:
Es gilt: so groß wie nötig, so klein wie möglich....
 
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Nicolaas

Flashaholic**
25 Januar 2012
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Was ergibt das für Verbesserungen (lux)?

Na bitte Volker; was ergibt den Einsatz eine Deiner Kragen denn?

LG
Nico

(eine Deiner Schätzchen ist jetzt bei Jonas und macht hoffentlich bald extra Throw in einer meinen Lampen :)
 

LED

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Warum den Umweg über schmirgeln und polieren? Die Teile kann man doch gleich glanzdrehen.
 

Cawi

Flashaholic*
18 Januar 2012
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München
so, inzwischen mal eine erste Rückmeldung..
Die Reflektoren sind fertig, ich hab 8 Stück gemacht, um ein paar Dinge probieren zu können. In letzter Sekunde wurden sie noch so angepasst, dass ich die Höhe mit kleinen Schrauben regulieren kann - vielen Dank an Photon für die Idee!
Die Bohrungen muss ich allerdings noch anbringen, das konnte die Drehmaschine nicht - ein etwas älteres Modell.

Auf ein Problem stoße ich bisher aber noch, der Reflektor ist an der Rundung ganz leicht "stufig". Ich habe 4 Reflektoren poliert bisher - zwei einfach nur mit Dremel und Hochglanzpaste, einen in der Drehbank rotieren lassen und mit 600er, 800er und 1200er Schleifpapier vorgeschliffen und einen mit Dremel und "Schleifscheibe" (eher Schwamm) vorgeschliffen.
Durch das Schleifpapier ist unten die Kante etwas verrundet, der Schleifschwam hat das ganze leicht verbessert und ist wohl die Methoder der Wahl. Lediglich mit den Filzpolierstiften von Dremel bin ich nicht so zufrieden, da sie leichte Kratzer hinterlassen. Die Speedclick Textilpolierscheibe ist hier schon besser, allerdings beinahe etwas groß da der Radius der Rundung geschrumpft ist - ich musste noch Platz für die Schrauben lassen. Sobald ich Zeit habe besorge ich mir noch ein paar Schleifschwämme, die feinste Alu Hochglanzpaste, die ich bekommen kann (Tipps? bisher hätte ich wohl die hiergenommen), einen 1,6mm Bohrer und einen M2 Schneider besorgen und weiter testen. Dann brauch ich noch einen 90° Senker in 25mm um hinten den Öffnungswinkel anzupassen - so kann ich keine sinnvollen Testresultate bieten, da die Linse nicht komplett ausgeleuchtet wird - Aber ich hoffe!
Ich konnte nicht widerstehen und hab die Lampe doch mal vor den Luxmesser gehalten:
Ohne Retroreflektor: 1623
Mit Retroreflektor: 1515
Klingt jetzt erstmal nicht so prickelnd, ABER... :D
Ohne Retroreflektor wird die gesamte Linse ausgeleuchtet, also 75mm.
Mit Retroreflektor wird weniger Ausgeleuchtet, Durchmesser 56,354mm.
Das bedeutet, die Fläche der beleuchteten Linse reduziert sich von 4417,86mm² auf 2494,25mm² - das sind nur 56,46%.
Die Lux sind allerdings nur um 7% zurück gegangen auf 93%. Die Lux pro Linsenfläche sind also deutlich hinauf gegangen.
Angenommen es wäre nur die Linsenfläche kleiner geworden, dann müsste der Messwert mit Retroreflektor (der dann eben nicht Reflektiert) auf 916,35 Lux zurückgegangen sein - tatsächlich sind es aber 1515, was insgesamt 165,33% entspräche.
Rein theoretisch bedeutet das bis jetzt, dass die Lux pro Fläche um 65,33% gestiegen sind - ein Wert der Mut macht, vor Allem, da die Politur zu diesem Zeitpunkt noch eine Stufe schlechter war, als sie es jetzt ist. :thumbsup:

Leider habe ich allerdings den dummen Fehler gemacht, die polierten Reflektoren in einen Ultraschallreiniger zu legen. Dadurch ist die Oberfläche stellenweise deutlich matter geworden - ich hätte nicht gedacht, dass ein kleiner Ultraschallreiniger für Schmuck und Brillen schon solche Kraft hat!

Fotos gibts trotzdem ein Paar.
Bild 1: Nur poliert
Bild 2: Mit Schleifpapier bearbeitet
Bild 3: Mit Dremel und Schleifschwamm bearbeitet.

In echt sieht man recht deutlich, dass bei dem nur polierten der Stufeneffekt, den man an der gespiegelten Reflektorkante sieht, am stärksten ist, während er bei dem 2) (schleifpapier) am geringsten ausfällt.
Das bestärkt mich darin bei dem nächsten Reflektor einfach länger mit dem Schleifschwamm zu bearbeiten, in der Hoffnung, den Stufeneffekt noch stärker reduzieren zu können, ohne dabei die Rundung zu beeinträchtigen wie es durch das Schleifpapier passiert ist. Zudem muss natürlich noch besser poliert werden.
 

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Cawi

Flashaholic*
18 Januar 2012
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München
Oh, und mir ist grade noch was eingefallen, das aber eher nicht hier rein passt.
Vinz hat in einem seiner Umbauten mal eine Linse über die Led gesetzt, die das Licht dann auf die eigentliche Linse fokussiert - wo gibt's denn solche Linsen und was meint ihr dazu? wäre vielleicht auch ganz lustig das ding noch im Retroreflektor zu installieren - reduziert damit zwar die Effektivität vom Retroreflektor aber da gabs ja auch schon Theorien, dass bei hohen Strömen der Wirkungsgrad des Retroreflektors abnimmt. Setzt man den Gedanken fort heißt das doch, dass, je heller die Led leuchtet, umso weniger zusätzlich auf den Phosphor reflektiertes Licht gebraucht wird, um die Maximale Helligkeit zu erreichen. Diese Menge an Licht könnte vielleicht auch durch die Linse noch auf den Phosphor kommen.

http://www.taschenlampen-forum.de/modding/26615-dereelight-dbs-asphaerisch-turbo-umbau.html

Über der entdomten LED wurde eine neue Sammellinse angebracht, die auf der Platine aufliegt und diese durch den aufgeschraubten Mini-Reflektor anpresst. Als Wärmeleitpaste kam IC Diamond zum Einsatz.
AS-DBS-02_zpsf0d8fe8e.jpg


Die neue Linse "wirft" das Licht der LED schön gleichmäßig, über den gesamten Durchmesser, auf die Unterseite der großen asphärischen Linse. Zu den Seiten geht kein Licht verloren, da die kleine Linse die LED komplett umschließt. Effizienter geht's kaum.
AS-DBS-03_zpsf83208c4.jpg