Vorstellung: UV+Blau+Weiß Leuchte mit externem Akku

Ivo

Stammgast
29 März 2023
62
38
18
Leipzig
Hallo zusammen,

ein paar Fragen hatte ich dazu im Vorfeld, vor einer Weile habe ich Fotos angekündigt, und jetzt ist es soweit: meine Leuchte ist überwiegend einsatzbereit und reif für eine Vorstellung :)

Meine Vorgaben waren:
- UV und andere Wellenlängen zur Fluoreszenzanregung, dazu noch Weiß
- ausreichend Leuchtstärke, um auch schwach fluoreszierende Dinge in einigem Abstand anzuregen
- eine Stunde Laufzeit auf hellster Stufe
- ausreichend robust und wetterfest

Damit war für mich schnell klar, dass die Leuchte groß, schwer und aktiv gekühlt wird, und einen externen Akkupack braucht.
Um den ganzen Ärger mit Akkutausch, robustem Akkupack, Balancing und Ladetechnik allgemein zu vermeiden, habe ich für das Projekt Akkus, Schnellladegerät und umgebauten Akkuaufsatz von Metabo bzw "CAS" Alliance verwendet. Zuerst dachte ich an eine USB-PD Powerbank mit 45W, im Laufe der Planung wurde das aber zu schwach.

01_gesamt.jpg
Leuchte, mit Display und Bedienelementen oben, Türgriff mit Daumentaste, und Lüftern seitlich und vorne.

02_seite.jpg
Seitenansicht mit Lüftungshauben aus dem 3D-Drucker.

03_hinten.jpg
Rückseite, Spannungseingang und Hauptschalter. Wollte ich schon immer mal verbauen! :)

04_koffer.jpg
Zum Transport im Koffer mit Ladegerät, zwei Akkus und Kleinkram.

05_verkabelt.jpg
Leuchte, Akkupack und 1m Kabelverbindung.

06_display.jpg
Display, beleuchtete Taster und Drehimpulsgeber ("endloses Poti").

07_busyend.jpg
Das "Busy End" mit 4x UV, 2x Blau und 2x Weiß, mit Filtern und Linsen davor.
Rundrum noch sechs I2C Temperatursensoren, und davor ein 72mm Kameraobjektivschutz"filter".


Ein paar halbwegs zufällig ausgewählte Fotos von den Details:

08_leds.jpg
Ursprünglich wollte ich nur solche 12x12mm LEDs verwenden, mit je 16 Dies. Die violette und grüne hat sich als unnötig erwiesen (zur Fluoreszensanregung), die blaue hat viel zu breitbandig geleuchtet. Weiße LEDs gab es in der elektrischen und mechanischen Größe leider auch nicht.
Verwendet habe ich von diesen also nur die UV, bei laut Datenblatt 365nm und gemessenen 372nm.

09_kupferplatte.jpg
Eine 2mm Kupferplatte, auf die die LEDs und Temperatursensoren aufgelötet (UV) bzw mit Wärmeleitpaste (Blau+Weiß) aufgebracht werden.
Der Mittelsteg ist für das thermal Pad der UV LEDs, die Aussparungen daneben sind für die untenliegenden Anschlußpads.
Das Auflöten der LEDs war ein Abenteuer für sich..

10_kühlung.jpg
Der Server-CPU-Kühler, plangeschliffen, mit der Kupferplatte. Ich habe jetzt eine Kiste voller größerer und trotzdem schlechterer Kühler im Regal..

11_gehäuse.jpg
Unerwartet schwierig war es, ein Gehäuse zu finden, in das Kühler, Lüfter, Elektronik usw reinpasst, das trotzdem so kompakt wie möglich sein soll.
Am Ende kam ich mit einem Rittal Gehäuse hin. Unten original, oben mit Aussparungen und Gewindebuchsen. Gewindeeinschmelzbuchsen habe ich lieben gelernt!

12_kabelsalat.jpg
Kabelsalat? Und es sind noch nicht mal alle Komponenten drinnen..

13_shunt.jpg
Das ist der Shunt zum Strom messen. Fünf dicke SMD Präzisionswiderstände parallel und unhandlich dicke Kabel.

14_elektronikoben.jpg
Das obere Fach mit Display, Tastern, Drehimpulsgeber, Microcontroller (Arduino mit MicroPython) und NFC als Bediensperre/Schlüsselschalter/Kindersicherung.

15_innen.jpg
So langsam klärt sich der Kabelsalat.
Rechts oben die vier LED Treiber (2 für UV, je 1 Blau und Weiß) auf Kühlkörpern, dadrunter nicht sichtbar ein 5V Wandler, DAC zum Ansteuern der Treiber und ein Spannungs/Strom/Leistungsmessmodul.
Unten der einblasende Lüfter, Akkustecker und Hauptschalter.
Oben mittig ist ein Sicherungshalter.
Links der Kühlkörper und ausblasende Lüfter.

16_leds.jpg
Alle 8 LEDs verbaut.

17_unterseite.jpg
LEDs, Gehäuse und Objektivschutz"filter", passt gerade so noch zusammen.

18_autofluoreszenz.jpg
Unerwartetes Problem:
Selbst die 0,x% Reflektion des entspiegelten Objektivschutz"filters" wirft noch so viel UV zurück, dass der Phosphor der weißen LEDs kräftig störend leuchtet..
Eine UV-Filterfolie aus dem Bühnenbau zwischen weißer LED und deren Linse hat Abhilfe gebracht.

19_uvfilter.jpg
Die erste UV LED hat hier schon einen Filter, um das sichtbare Licht Richtung Violett und Blau rauszufiltern.

20_uvfilter.jpg
Unerwartetes Problem 2:
nach wenigen Sekunden auf voller Leistung reißen die Filter.
Erst dachte ich, es läge an der thermischen Spannung durch die feste Verklebung. Aber auch ein nur aufgelegter Filter zerspringt sofort.
Ein Tütchen Glassplitter später bin ich dann auf andere Filter umgestiegen..
 

Ivo

Stammgast
29 März 2023
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Leipzig
[du kannst nur 20 Bilder anhängen]

21_blaufilter.jpg
Ebenfalls bei Aliexpress fand ich einen geeigneten Blaufilter, um von 455nm aufwärts auszufiltern.
22_blaufilter.jpg
Einen Nachmittag mit Glasschneider, Milchflaschenetikett und Bandschleifer später habe ich brauchbare 20mm Filter.
23_stufe1.jpg
Und finally, alle drei Farben auf niedrigster Stufe (0,3%), mit Filtern und Linsen davor.


Ich habe noch deutlich mehr Detailfotos und Notizen, falls jemand genaueres wissen möchte.

Danke für eure Hilfe vorab, und für die "100W LED Flood" Projektdokumentationen. Die waren sehr hilfreich, um erstmal die Ausmaße des Plans abzuschätzen :)

Cheerio,

Ivo