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Heavy Metal Teil 2 | Eigenbau Handscheinwerfer | Projekt Polarstern

Dark Laser

Flashaholic**
17 Mai 2010
1.011
202
63
Oberfranken
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Moin,

ich wage mal zu behaupten, dass das jetzt für einige ein kleiner Schock sein wird :grinsen:
Denn diese Lampe ist einerseits weit von einem alltäglichen Nutzen entfernt und ist eher reise- als jackentaschentauglich, andererseits ist sie für ihre Verhältnisse auch kein maximal heller Dragster, der nach ein paar Sekunden auf 30 % Leistung runterregeln muss. Es gibt hellere Lampen mit mehr Lumen und mit mehr Reichweite zu kaufen, aber wohl nicht für so lang. Und auch eher selten so viele Lumen und so viel Reichweite. Also könnte man eigentlich wieder sagen: Moderat dimensioniert und definitiv für längere Wanderungen geeignet. Eigentlich :grinsen:
Der Titel sagt glaub ich alles. Da ich vor kurzem meinen Led Lenser Giga Chip Mod vorgestellt hab und beide Lampen sich zu den Schwergewichten zählen lassen, ist das eine passende Fortsetzung (wobei ich die Led Lenser eigentlich erst später gemoddet hab und Aufwand und Verhältnisse, naja, in absolut keinerlei Verhältnis zueinander stehen). Und "Polarstern" ist finde ich ein super Name für das Projekt, aber darauf getauft ist das Schätzchen noch nicht - es gab auch schon andere Codenamen ^^
In meiner Sammlung ist sie jetzt definitiv das Härteste vom Härtesten.
Aber nun zur Geschichte...
Vor Ewigkeiten schon gab es mal diesen Wunsch nach.... :mehrlumen:
Doch wer kennt das nicht. Bei mir fing alles klein an mit einem Umbau an einer Led Lenser. Dann kam die erste richtig dicke Lampe, eine Maglite 4D mit Cree MC-E. Das waren noch die Zeiten, wo man auf dem Markt praktisch keine heftigeren Lampen kaufen konnte und das war schon ein super Gefühl :Totlachsmiley:

Aber dann kam das "XM-L-Zeitalter" (das ist für mich irgendwie so ein Einschnitt in der Lampenentwicklung). Auch das hat mich gepackt und so fand eine XM-L in meiner 4D ein neues Zuhause. Aber warum nur eine, hab ich mir dann gedacht. Und warum bau ich mir nicht einen Host mit mehr Kühlmasse und -fläche, um diese brachiale Leistung zügeln zu können - ich fing an, mir Zeichnungen von kompakten Handscheinwerfern aus Aluprofilen zu machen.
"Drei XM-L, oder vielleicht gleich vier? Drei reichen eigentlich. Dicke Optiken drauf, und ordentlich Strom, dann ist das doch super". Letztendlich kam ich aber nie dazu, weil die Zeit nicht still stehen will, und die Zeit auch neue Maglite Mods mit sich gebracht hatte.
Aber: Die Idee ist im Hinterkopf geblieben. Und was im Hinterkopf bleibt, verändert sich manchmal zu "mehr"...

Eine kurze und knappe Übersicht:
HostEigenbau aus Alu-Rechteckrohr, Vierkantrohr und sonstigen Profilen, 1x 30 mm Aluplatte direkt hinter den LEDs,
3 Fischer Kühlkörpern schwarz eloxiert
und 8 flachen Heatpipes von ATS, ca. 11 x 4 x 250 mm.
Maßeca. 286 x 215 x 126 mm
Akku6x Headway 38120 LiFePO4, 10 Ah
ElektronikLexel Buck mit 4 Kanälen á 5 A, Helligkeit stufenlos regelbar von ~2 - 100 %,
Eigenbau Platine zur Ansteuerung: Ausschalten über Poti möglich, mit "Kindersicherung" (2. Schalter seitlich), Aktivierung über Drehschalter.
Led Slave V4 @ 200 mA von pcb-components für die 5 mm LEDs
LEDs Flutlicht3x XHP70.2 3000 K (M4, 30H 2-step easy white),
1x XHP70.2 4000 K (M4, 40H 2-step easy white)
1x XP-L2 HD 3000 K (V4 7A)
1x XP-L2 HD 4000 K (V3 5A), alle LEDs 80+ CRI und auf Kupferkernplatine

Pro Kanal jeweils 2x XHP70.2 12 V parallel + 1x XP-L2 dazu in Serie
Optiken Flutlicht4x Carclo 10049 elliptisch für die "Großen"
2x Ledil Veronica SQ Mini für die "Kleinen" (passen nicht perfekt, da die XP-L2 zu dick sind, aber geht irgendwie halbwegs doch noch, auch wenn es etwas schief sitzt, weil die Optiken minimal höher sein müssten)
Output FlutlichtRechnerisch ca. 155 W, 19k LED Lumen, genug Candela für ein paar Meter Sicht :grinsen:
LEDs Fernlicht8x XHP35 HI 4000 K (C4 40E 5-step easy white), 80+ CRI
2x SST-40 5000 K (N5 DD), 70+ CRI, alle LEDs auf Kupferkernplatine

Pro Kanal jeweils 4x XHP35 HI parallel + 1x SST-40 dazu in Serie
Optiken Fernlicht10x Carclo 10048
Output FernlichtRechnerisch ca. 170 W, 16k LED Lumen, 320k cd
FrontscheibeSchott Mirogard 2 mm (entspiegelt), Transmission > 98%
LEDs Partylicht10x Kingbright violett, 5 mm, alle parallel @ 200 mA
LEDs Level-Anzeige2x violett, 4x cyan, 2x grün (auch Kingbright 5 mm)
LED Hintergrundbeleuchtung1x No-Name warmweiß 5 mm
Kosten + Gewicht
will keiner wissen, husch husch, auf zur weiteren Beschreibung :grinsen:


Tja das ist es. Die LEDs im Flutlicht sollten eigentlich in gleicher Anzahl aus 3000 K und 4000 K Emittern bestehen, aber mir hat eine XHP70.2 einen Strich durch die Rechnung gemacht, weil ich die LEDs parallel verschalten hatte und die Vorwärtsspannung da sowas von anders als die der anderen war, dass der Betrieb nicht sinnvoll möglich war. Die Parallelschaltung hab ich auch nur gemacht, weil ich 12 V Sinkpads hatte und deren Leiterbahnen finde ich sehr unglücklich dimensioniert für 6 V und viel Strom, sodass ich mich dann dazu entschlossen habe, den Weg "weniger Strom, mehr Spannung" zu gehen. Im Endeffekt wäre es wahrscheinlich mit der Serienschaltung kein Problem gewesen, aber da war dann schon alles verlötet und ich hatte wirklich keine Lust mehr, das wieder zu zerlegen... Alle anderen LED Stränge starteten von Anfang an perfekt gleich, ohne Flackern oder sonstwas.
Darum die seltsame Kombi mit 3x 3000 K und nur 1x 4000 K. Aber: eigentlich ist das Licht so etwas angenehmer als mit 2x 4000 K, denn die Eigenblendung ist geringer. Die Farbwiedergabe ist super und durch die Optiken wird das alles so gut gemischt, dass es keine seltsamen Stellen im Licht gibt, die bei der zweiten Generation der XHP70 so gefürchtet sind, hab ich mal gelesen.
Die XP-L2 sind da, weil noch Spannung übrig war :teufel:
Gleiches gilt für die SST-40, die im Vergleich zur rohen Reichweite der XHP35 HI eher homöopathisch beiträgt, aber den Strahl noch minimal erweitert und etwas mehr Kaltweiß ins Fernlicht mischt und... ihr müsst mich verstehen, je höher und näher an der Akkuspannung die LED-Spannung ist, desto weniger muss der Treiber schwitzen. Das war selbstverständlich der einzige Grund, dass da noch ein paar mehr LEDs mit reingerutscht sind... :pfeifen:

Der Aufbau hat sich sehr, seeeeehr lange gezogen und mich an die Grenzen meiner Geduld gebracht (und normalerweise hab ich sehr, seeeeehr viel Geduld). Der Treiber lag schon lange rum, und ich war immer noch am Feilen, weil sowas nicht mal eben in 5 Minuten erledigt ist, wie ich es anfangs gerne gehabt hätte. Der Host ist komplett in Handarbeit entstanden, vorab plan gefräst war einzig die Aluplatte, die ich mir bei ebay bestellt hatte. Aber auch die musste in das Rechteckrohr passen, und zwar möglichst nicht zu fest, und nicht zu locker (die Feinwerkmechaniker unter euch wissen was ich meine, und was das für den Aufwand heißt ^^).
Auch im Inneren ging nicht alles ohne Anpassungen, ich hab sogar sicherheitshalber am Plastik-Akkuverbinder geschnitzt, damit er keinem dünnen Kabel in die Quere kommt.
Der Tragegriff ist übrigens das einzige, was halbwegs gewichtsoptimiert ist (siehe Anhang) :Totlachsmiley:

Alle LED-Platinen sind verschraubt. Da sind also die meisten Gewinde geschnitten worden, aber es gab noch einige mehr an der Lampe :eek:
Alle wärmeleitenden Verbindungen haben Wärmeleitpaste bekommen, teilweise wurde auch Kleber eingesetzt wo es um die Abdichtung ging (und innen für Gehäuseteile).
Die Heatpipes wurden selbst gebogen:

Heatpipe_biegen.jpg

Eine Hilfe hierbei war die Einheit aus Kühlkörper/Aluplatte, die ich ja sowieso schon hatte und ein Stück Alurohr und große Unterlegscheiben, damit die Heatpipe sowas wie eine Führung hatte. Nicht zu sehen ist, dass ich das zu biegende Ende mit einem geraden, stabilen Aluprofil nach unten gedrückt habe, wobei ich immer kontrolliert hab, wo der Winkel sein soll. Trotzdem sind sie ein bisschen unterschiedlich geworden, aber für die quick&dirty-Lösung besser als gedacht. Auf dem einen Bild im Anhang sieht es furchbar schief aus, aber da waren sie noch nicht festgeklemmt.
Um sicherzugehen, dass das alles überhaupt funktioniert und ich mir die Heatpipes nicht dabei schrotte, hab ich erstens einen relativ großen Radius genommen (Durchmesser des Rohrs war 1/1/8" - Fahrradkenner wissen vielleicht, woher das kommt :grinsen:) und zweitens nochmal an der Gefriertruhe geprüft, ob denn die Kälte vom Eis auf meine Finger (und damit dann ja auch jeglicher Temperaturunterschied) gut und genauso blitzschnell übertragen wird, wie bei einer nicht gebogenen. Und ja, das tut es definitiv, am einen Ende der Heatpipe hat man quasi sofort das Eis gepürt und am anderen Ende ist es fröhlich geschmolzen - bis der Finger eben nicht mehr sooo warm war, was sehr schnell passiert ist :thumbsup:

Zum Vergleich mit ein paar bekannten Lampen (Fenix E01 + LD20, Maglite 3C).
Die Polsterung am Griff ist noch so halb provisorisch und in der Erprobung, es fasst sich aber eigentlich auch sehr gut an und vielleicht lasse ich das so.
Die Oberflächen wurden weitestgehend roh gelassen. Passt irgendwie zum Stil xD
Dennoch hab ich versucht, es etwas wie gebürstetes Alu aussehen zu lassen.
Nicht zu sehen: An der Unterseite sorgen 8 M4 Schraubenköpfe für einen sicheren Stand.

Größenvergleich_1.jpg
Größenvergleich_3.jpg
Tragen lässt sich das Biest entweder normal am Griff, oder auch mit einem Tragegurt, den ich an den Paracord-Schlaufen einhängen kann :lanyard:

Der "Lampenkopf" ist sozusagen etwas vom Akkuteil entkoppelt, weil ich Aussparungen für die Heatpipes machen musste. Geschlossen ist der Akkuraum daher mit einer Plexiglasscheibe nach vorn (die innen auf Aluprofil aufliegt), und einem Deckel nach hinten. Die Kabel sind in den Ecken in kleinen Aluprofilen verlegt.
Der Zwischenraum (wird von einer warmweißen 5 mm LED von innen beleuchtet, sobald die Hauptbeleuchtung "scharf geschalten" ist (Bild im Anhang):

Zwischenraum.jpg

Der Treiber ist vorne unten im Akkufach auf einem eloxierten Stück Alu untergebracht, und da die Platine so lang ist, musste ich eine Lösung finden, um den Akku oberhalb zu befestigen, ohne dass er auf dem Treiber aufliegt (siehe nächstes Bild). Dazu sind die zwei Plastikpfosten seitlich gedacht (da liegen die Pfosten des orangenen Akkuverbinders auf).
Der Led Slave ist vorne auf dem Haupttreiber aufgeklebt.
Meine Eigenbauelektronik übernimmt das stumpfsinnige Ein- und Ausschalten über 1x MOSFET für Hauptbeleuchtung und 1x MOSFET für die 5 mm LED Stufe. Erkennbar ist dann noch eine Kfz Sicherung, die ich einfach mal so mit reingebraten hab (hoffentlich wird die nie gebraucht - die Akkus sind echt hart und ich hab die metallischen Verbinder nicht ohne Grund einigermaßen abgedeckt/abgeklebt... eine meiner Pinzetten hatte mal Kontakt und naja, sie weilt nicht mehr in benutzbarer Form unter uns :eek:).
Außerdem ist noch eine nützliche Spielerei verbaut, die es mir möglich macht, den gerade fließenden Strom bei Fern- und Flutlicht abzuschätzen (lila: 10% erreicht, 1. cyan: 25%, 2. cyan: 50%, grün: über 75% von den 5 A, die als Maximum fest eingestellt sind).

Das entspricht grob:
Strom / % von 5 AFlutlicht: Watt...und LumenFernlicht: Watt...und Lumen
10143000142000
25356300374800
507511300778100
751151580012010500
1001551970017016400
Das ist allerdings alles ungefähr über den Daumen gepeilt errechnet aus diversen LED-Tests und nicht gemessen. Alle Angaben ohne Gewähr :grinsen:
Schon krass, wie effizient die LEDs heutzutage geworden sind.
Die Anzeige kann ich hinten am Lampenende ablesen, hier noch Bilder von der Elektronik (verbaut und vorher im "Entwicklungsstadium"):

Kabelsalat_Innenraum.jpg

Elektronik.jpg

Ein Highlight ist für mich, dass ich an eine entspiegelte Glasscheibe gekommen bin. Ich hatte vorher eine aus Normalglas drin und auch wenn die schon nicht mal so schlecht war, ist der Unterschied zum Schott Mirogard wirklich nochmal sichtbar (Vergleich im Anhang, die alte liegt oben drauf, die entspiegelte ist drin). Es gibt ein grünliches Schimmern, wenn man von der Seite drauf schaut, das ist das Licht von meiner Fenix LD20:

Front_2.jpg

Das "UI" ist denkbar einfach, wenn die Kindersicherung (Schalter an der Seite) mal gedrückt ist.
Stufe 1 Drehschalter = Aus.
Stufe 2: 5 mm LEDs. Fragt mich nicht wieso, ich fand es einfach geil :Totlachsmiley:
Und es war noch Platz da. Wie sich dann beim Zusammenbau herausstellen sollte, gab es aber quasi keinen einzigen Optikhalter, an dem ich nicht nochmal rumschnitzen musste, damit z. B. alle Kabel passen und nichts aneckt und der Raum um die 2 5-fach 5 mm LED Platinen war mit Abstand am schlimmsten.
Wer genau hinsieht, wird zwischen den LEDs im letzten Bild auch zwei von mir patentierte "DIN-912-zweidrittel"-Schrauben finden :Totlachsmiley:
Aber es ist dafür auch sehr gut als "Abblendlicht" geeignet (erst wollte ich das Flutlicht "Abblendlicht" nennen, aber irgendwie kam mir der Name dann doch zu sehr fehl am Platz vor :grinsen:). Und die Lichtfarbe ist echt der Hammer, man kann so schön damit rumspielen :grinsen:
Stufe 3: Flut- und Fernlicht sind unabhängig voneinander über die Potis bedienbar. Ich habe Potis mit logarithmischem Widerstandsverlauf gewählt - die ersten 180° am Poti entsprechen ziemlich genau meiner 10%-Stufe, das kann man sogar leicht erfühlen ohne hinten auf die Anzeige zu schauen, weil die Vertiefung für die Schraube dann genau nach vorne zeigt. Da der Treiber über die "analoge" Art gedimmt wird (kein PWM!) und die Topologie es nicht anders zulässt, ist der minimale Strom nicht gleich Null, sondern ca. 2%. Die dazugebastelte Elektronik nimmt sich die Dimmspannung und knipst bei Unterschreiten der Spannung, bei der es dann nicht mehr dunkler geht, die Treiberkanäle separat aus. Hier war ich unglaublich glücklich, dass das ausnahmsweise mal gleich beim Aufbau so funktioniert hat wie in der Simulation.
Und warum Potis? Weil ich total drauf abfahre, wenn man an einem Regler drehen kann und es dann immer heller wird und nicht aufhört, heller zu werden, obwohl man denkt, dass jetzt gleich der Anschlag kommen muss :grinsen:

Violett_1.jpg
Front_1.jpg

Zur Kühlung kann ich glücklicherweise sagen: Das Konzept ging auf. Die Aluplatte hinter den LEDs hätte noch ein paar Gramm leichter und ein paar Millimeter dünner sein können. Man kann durchaus ohne Bedenken mal längere Zeit Flut- oder Fernlicht voll aufdrehen, vor allem bei den jetzigen Temperaturen sind einfach Null Überhitzungsprobleme in Sicht. Auch beide Stufen zusammen gehen mal für ein paar Minuten, aber erstens muss man sich eingestehen, dass das dann doch etwas overkill ist (oder? xD). Zweitens, es wird dann schon wirklich gut warm. Drittens, der Akku ist dann in einer halben Stunde leer :eek:.
Die Heatpipes nehmen wirklich gut die Wärmebelastung vom vorderen Teil der Lampe weg, sobald die Hitze durch die Aluplatte gewandert ist, was relativ schnell geht. Die deutlich vergrößerte Oberfläche an den Seiten sorgt dann ordentlich für Kühlung und so ist auch ganz hinten an der Lampe was zu spüren, das ohne die Konstruktion m. E. definitiv erst zu spüren wäre, wenn vorne schon "Alarmstufe dunkelrot" ist.

Was fehlt noch? Vielleicht irgendwann mal eine Warnfunktion bei zu niedriger Akkuspannung, wobei ich bewusst LiFePO4 genommen hab, damit ich mir weniger Sorgen machen muss. Da fühl ich mich einfach etwas sicherer xD
Inbus-Madenschrauben für die Befestigung der Potiknöpfe. Ich mag Schlitzschrauben nicht :krank:
Am Heck muss ich die Plexiglasscheibe seitlich innen noch etwas abschrägen, weil eine Silikonschnur als Dichtung in die Kante kommt (das hab ich an der Frontscheibe schon gemacht und wollte erstmal testen, wie es sich bewährt). Das wird der letzte Schliff. Vielleicht kommt noch ein Batman-Aufkleber drauf :ugly:
Und Beamshots, ich weiß :facepalm::TK70:
Kann aber sein, dass das noch lange dauert und ich bin mir nicht sicher, ob ich mit meinen Mitteln da was vorzeigbares knipsen kann. Im Endeffekt merkt man aber sowieso erst in der Realität, was es heißt, mit so einem Ding rumzulaufen. Aber: Man gewöhnt sich erschreckend schnell...
Ich hoffe, man erkennt trotz der teilweise lausigen Bilder noch genug :grinsen:
 

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FrankFlash

Moderator
Teammitglied
28 Dezember 2013
3.214
3.544
113
dem schönen Bayern
Acebeam
Wow, tolles Eigenbauprojekt :thumbsup:
Vielen Dank fürs Zeigen. Beamshots wären natürlich klasse, oder noch besser nach Coronazeiten mal bei einem Flashytreffen.
Gruß Frank