Wassergekühlte DIY Lampe, die Zweite

steppy

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Hallo,
vor einigen Jahren habe ich schon eine Lampe vorgestellt. Vor vier Jahren sind wir umgezogen, das ist das Aquarium beschädigt worden und stand nun vier Jahre halb gefüllt und spärlich beleuchtet herum. So lange hat es gedauert, bis ich wieder die Zeit gefunden habe ein Aquarium aufzustellen. Auch das Material hatte ich schon 2017 gekauft.

Trotz der Probleme mit Wasserkühlung an der alten Lampe habe ich wieder eine wasserkühlbare Lampe gebaut. Das neue Aquarium hat eine Abdeckung und ich wollte ~60 Lumen/L und zwei Punkte waren mir unklar, lassen sich aber mit Wasserkühlung lösen:
  1. Schaffe ich es die LEDs unter der Abdeckung ausreichend zu kühlen?
  2. Wird es unter der Abdeckung zu warm?
Für den Bau habe ich ein Alu-Profil aus dem Baumarkt genommen. Dort kann man mit ein wenig Aufbohren ein G1/8 Gewinde reinschneiden.
profil.jpg

Weitere Materialen, die ich verwendet habe sind U-Profile, Polycarbonat und Polystyrol Trittschalldämmung, die ich hier noch massig rumliegen habe. Hier einige Bilder von Bau:
bau1.jpgbau2.jpg

Als LEDs hab ich die Duri E5 Streifen von led-tech eingesetzt. Ich habe zwei Lampen gebaut, eine mit einer Länge von 1m für vorne, eine mit 85cm für hinten. Hinten hat mein Aquarium einen Überlaufschacht, deswegen sollte die Lampe dort kürzer sein. Verbaut wurden 4x 6750k, 3x 4000k. Verschaltet wurde alles so, dass jede Lampe einen 6750k Kanal hat und dass der 4000k-Kanal auf beide Lampen aufgeteilt ist. Ich betreibe die Lampen also mit 3 KSQs. Die 4000k LEDs werden auch weniger stark bestromt damit das Licht nicht zu warm wird.

In die Polystyrolschaumplatten habe ich Aussparungen für die LED-Streifen geschnitten, dann die Polycarbonatplatte draufgelegt und Alu-U-Profile um die Seiten draufgeschoben. Damit sich dabei nichts verschiebt habe ich die Teile grob mit Sekundenkleber fixiert. Ein Fehler, wie sich nun heraus gestellt hat.
In der Abdeckung muss alles Wasserdicht sein. Ich habe darum alle Kanten großzugig mit Epoxydharz bestrichen. Das ist eine ziemliche Sauerei gewesen, und sieht nicht schön aus. Aber dafür gibt es ja die Abdeckung ;)
detail1.jpg


Eigentlich ist mit der Lampe auch alles ok, leider habe ich nicht gewusst, dass Sekundenkleber gewisse Nebeneffekte haben kann. So ist zumindest eine der Lampen sicher nicht ideal gelungen, der Sekundenkleber hat gewisse Beläge auf dem LEDs erzeugt. Ob das langfristig noch weitere Negative Effekte haben wird und die Lampe vollends unbenutzbar macht wird sich zeigen. Die nächste Lampe würde trotzdem wieder ähnlich bauen, nur ohne Sekundenkleber ;)

Zum Kühlen der Lampen ist die Wasserkühlung wohl nicht nötig. Jeder der drei Kanäle hat etwa 30W, grob gerechnet müssen also 60W abgeführt werden wenn die Lampe auf voller Leistung läuft. Wirklich angenehm ist das festhalten der Kühlkörper nicht mehr, geht aber grade noch. Auch eine kurze Messung an der langen Lampe hat bestätigt, dass die Temperatur grade noch im akzeptablen Bereich liegt. Bei der kürzeren Lampe (die sogar noch etwas mehr Leistung hat als die lange) habe ich aber den 6750k-Kanal auf 500mA statt 700mA laufen lassen.
Problematisch ist tatsächlich die Temperatur unter der Abdeckung und der damit verbundene Anstieg der Wassertemperatur. Eigentlich strebe ich 24°C an. Mit der Lampe komme ich aber im laufe des Tages immer über 26°C. Gestern war es etwas wärmer, da hatte ich dann direkt 27°C. Somit habe ich die Wasserkühlung nun in Betrieb genommen. Der Kühlkreislauf ist vom Aquarium getrennt. Es wird also kein Aquarienwasser durchgepumpt, das würde die Temperatur im Becken schließlich nur noch weiter steigen lassen.

eingebaut_hinten.jpg

Den Radiator habe ich unauffällig im Unterschrank platziert. Endgültig montiert ist das alles noch nicht, läuft aber erst einmal.
radiator.jpg

Die Komponenten sind eigentlich für PC-Wasserkühlungen konzipiert. Langfristig werde ich eine Lüftersteuerung einbauen, so dass nicht zu viel Wärme abgeführt wird und ich das Aquarium nicht zusätzlich heizen muss. Außerdem habe auch Edelstahl-Wärmetauscher hier liegen. Die haben aber nach dem durchspülen gleich Rost angesetzt, so dass ich die lieber nicht verwende.

Gruß
Stefan
 
Zuletzt bearbeitet:

Schnubbl

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Mich interessiert der Bau der Lampe sehr und plane gleiches/ähnliches, jedoch benötige ich 120-130cm in der Länge. Diese Profile finde ich jedoch nur mit 1m Längen.
Alternativ bleibt mir nur Rechteckrohr entsprechend angepasst und abgedichtet

Korrosion ist mir hier auch ein Thema und dazu hab ich gleich passende Fragen da es hier doch schnell nach hinten los gehen kann.
Aus welchem Material ist dein verwendeter Radiator? Wenn er aus Kupfer ist frisst es das Aluminium im Kreislauf weg womit die Undichtigkeit im Becken kommen wird..
Da dieses Scharnierprofil als blankem Aluminium ist, muss auch der Rest vom Kreislauf hierauf abgestimmt seien.

Mit Chemiezusätzen möchte ich hier nicht unbedingt arbeiten. Ein Kupferradiator scheidet komplett aus (sollte mal Wasser ins Aquarium reintropfen, müsste das ja hochgradig mit Kupfer belastet seien)
 

steppy

Active Member
Hallo,
im Baumarkt (Globus) gibt es das Profil tatsächlich nur mit einem Meter Länge. Ob man das nicht auch woanders finden kann? Theoretisch kannst du das verlängern indem du zwei Profile zusammen klebst. Ein Stück Alu-Rohr mit passendem Durchmesser sollte für eine stabile Verbindung sorgen. Die Verbindungsstelle von oben dann großzügig mit Epoxydharz abdichten.

Der verwendete Radiator ist aus Alu. Ich verwende eine Kühlflüssigkeit für PC Wasserkühlungen, die korrosionshemmend ist (Alphacool Eiswasser):
Bei diesem Produkt verzichten wir komplett auf gefährliche und aggressive Inhaltsstoffe. Dadurch ist Alphacool Apex Liquid ECO ökologisch unbedenklich und kann bei Bedarf gefahrlos entsorgt werden.
Falls mal was tropft (wovon ich aber sowieso nicht ausgehe) kippt mir so hoffentlich nicht gleich das ganze Aquarium. Meine letzte Alu-Lampe, die mit Aquarienwasser gekühlt wurde, ist durch Korrosion zerstört worden.

Gruß
Stefan
 

Schnubbl

New Member
Ich verwende eine Kühlflüssigkeit für PC Wasserkühlungen, die korrosionshemmend ist (Alphacool Eiswasser):

Wenn ich mir die Inhaltsstoffe anschaue, kann man auch direkt auf Osmosewasser setzen. Aber der Radiator sollte dennoch aus Aluminium bestehen.
Kupfer und Aluminium werden sich nicht vertragen in einem Kreislauf.
Sinn vom Propylenglykol sehe ich nur im Heben der Verdampfungsgrenze vom Wasser. PH Wert Stabilisator um den PH Wert in einen neutralen Bereich zu bringen?

Gruß
 

steppy

Active Member
Wenn ich mir die Inhaltsstoffe anschaue, kann man auch direkt auf Osmosewasser setzen.
Hi,
zumindest was die Resistenz gegen Bakterien, Pilze & Co angeht kann ich dir mittlerweile recht geben. Im Wasser lebt mittlerweile so einiges. Da Dichtheit aber ganz offensichtlich kein Problem ist, steige ich jetzt auf G30 und destilliertes Wasser um.

Die Lampe läuft weiterhin ohne Probleme. Ich steuere die drei Kanäle jetzt einzeln um erstmal die 4000k Lampe auf 10% hochzufahren, dann kommen die 6750k Kanäle langsam dazu, so dass sich die Lichtfarbe langsam von warm zu kalt verschiebt. Vorher habe ich immer ein 10Bit PWM Signal verwendet, bin jetzt aber auf 14Bit hoch um auch im unteren Bereich weiche Übergänge zu haben. Das war vorher auch ok, aber dennoch sichtbar. Ich dimme in 0,25% Schritten, bei 14Bit hat jeder Schritt auch wirklich einen anderen Wert. PWM-Frequenz ist im Moment 1kHz. Die ürsprünglichen 250 Hz waren doch etwas wenig.

Gruß
Stefan
 

omega

Well-Known Member
Hi,

Ich dimme in 0,25% Schritten
sind die fix?
Mein Controller errechnet in Floating-Point-Genauigkeit den Dimmlevel timergesteuert. Je öfter der das pro Sekunde macht, desto kleiner sind die Schritte, ist aber auch abhängig davon, wo an der Kurve (Sinusfunktion) der Dimmlevel berechnet wurde. Diese Rate habe ich empirisch ermittelt, so daß der Controller sich dabei nicht selbst überholt.

Grüße, Markus
 

steppy

Active Member
Hallo Markus,
kommt drauf an was du mit "fix" meinst.

lichtkurve.jpg

Jede Dimmkurve wird über 11 Stützstellen von außen definiert. Am Aquariencomputer definiert man in welcher Zeit auf welchen Zielwert gedimmt werden soll (0-100%). Das kann man für feste Tageszeiten einspeichern oder auch jederzeit dynamisch ausführen. Die Kurve wird dann in 0,25% Schritten abgetastet, die zwischenwerte interpoliert und zur richtigen Zeit gesetzt. Die restliche Zeit verbringt der Mega2560 im Standby oder macht was er sonst noch so tun muss. 0,25% klingt nach recht grober Rasterung, tatsächlich sind aber keine Abstufungen wahrnehmbar und ich brauche schon 13Bit um für jeden 0,25%-Schritt einen anderen Duty-Cycle auf den ersten 10% zu haben.
Floating Point Berechnungen sind hierfür nicht notwendig, ich skaliere die Werte zwischendurch hoch um die nötige Genauigkeit auch bei Integer-Berechnungen zu bekommen.

Die 14Bit aus dem vorigen Post waren im Übrigen falsch, aktuell nutze ich 13Bit.

Gruß
Stefan
 

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