Wassergekühlte DIY LED

steppy

Active Member
Hallo,
ich setze zur Zeit eine neues Aquarium auf und habe mir dazu eine neue Lampe gebaut, die ich hier jetzt einmal zeigen will. Als Kühlkörper benutze ich die 3-läufige Ikea KVARTAL Gardinenschiene. Die habe ich nun schön mehrmals für LED Beleuchtungprojekte benutzt, denn sie eignet sich eigentlich recht gut und sieht durch die gerundete Form auch noch recht schick aus. Außerdem ist sie günstig und gut verfügbar. Die Leiste hat auch zwei Kanäle, die sich für Wasserkühlung eignen.

Ich wollte die Lampe so bauen, dass man sie mit Wasser kühlen kann aber nicht muss. Es geht mir dabei nicht darum, die LEDs möglichst kühl zu halten sondern eher darum, die entstehende Wärme zu nutzen um das Aquarienwasser mit zu Heizen. Wie stark der Effekt ist und ob es sich lohnt muss ich dann noch herausfinden :wink:

Praktischerweise besitze ich seit kurzem einen kleinen 3D-Drucker, so dass ich mir die benötigten Teile zum Anbringen der LEDs selber herstellen konnte. Als Spritzwasserschutz nutze ich Deckgläser für Mikroskopie.





Auch die Halter mit denen die Lampe auf dem Aquarium sitzt kommen aus dem 3D-Drucker.


Das Löten und Verkabeln hat länger gedauert als gedacht. Ich nutze 19 Cree XP-G2 R5 mit 6500K und 6 Cree XM-L2 U4 mit deutlich wärmerem Licht (keine Ahnung wie viel K). Aufgeteilt sind die auf zwei Kanäle( einer mit 13 XP-G2 und einer mit 6 XM-L2 + 6 XP-G2). Die Kabel kann man schön in der Leiste verstecken.



Dann habe ich die ausgedruckten LED-Halter montiert. Ein O-Ring sorgt dafür, dass der Druck auf dem Deckglas gleichmäßig verteilt wird, denn die sind recht empfinglich und brechen leicht. So habe ich bei der Montage nur ein einziges zerbrochen :thumbs:



Für die Schläuche der Wasserkühlung habe ich kleine Löcher gebohrt und den Schlauch direkt da rein gesteckt. Ein weiteres Teil aus dem 3D-Drucker sicher das ganze gegen unbeabsichtigtes rausziehen und verleiht mehr Stabilität. Auch im inneren sitzt noch ein Teil aus dem 3D-Drucker und dichtet hinter dem Loch für den Schlauch grob ab. Zunächst hatte ich geplant das so zu lassen. Durch ein weiteres, größeres Loch sollte das bisschen Restwasser, das noch ausdringt wieder in Aquarium laufen. Letztlich habe ich die großen Löcher dann aber genutzt um die Kanäle mit Powerknete komplett zu verschließen.


Fertig aufgebaut sieht das Ganze dann so aus, erstes Bild mit nur einem angeschlossenen Kanal, zweites mit allen LEDs:



Den Stecker habe ich auch in ein 3D-Druck-Teil gesetzt, so dass ich eine gute Zugentlastung der Kabel habe und die Kabel direkt schön nach hinten weg laufen.


Die Kühlung läuft auch wie geplant. Ich habe die Schläuche erstmal nur in eine Eheim Compact 300 gesteckt, das meiste Wasser geht also gar nicht durch die Lampe, aber das reicht allemal aus.



Die LEDs habe ich zunächt bei 500mA betrieben, das führt zu etwa 35W Gesamtleistung (Licht + Abwärme). Dabei erwärmt sich die Leiste kaum. Sie ist angenehm Handwarm. Bei 700mA komme ich auf die von mir angestrebten 35Lumen/Watt bei kanpp über 5oW und die Leiste wird dass auch wirklich warm. Sie ist nicht heiß und kann Problemlos angefasst werden aber halt schon recht warm. Mit Wasserkühlung ist das natürlich anders, da ist die Leiste kalt. Ich kann sie nun also die Abwärme nutzen wenn ich möchte, die Kühlleistung reicht aber auch ohne Wasser locker aus.

Worüber ich mir noch Gedanken mache ist die Verwendung von Aluminium im Aquarium. Die Informationen, die ich gefunden habe besagen, dass es keien Probleme geben sollte. Hat irgendwer Erfahrungen mit Aluminum im Aquarienwasser oder kennt sich in Chemie ausreichend gut aus? Sonst würde ich evtl. noch einen geschlossenen Kühlkreislauf bauen indem ich das Wasser durch ein VA-Rohr im Aquarium leite um die Wärme abzugeben.

Gruß
Stefan
 
Welcome to the future. Teilchen ausm 3D Drucker...echt großartig. Gefällt mir sehr gut das Projekt!
Weiter so!

Beste Grüße
 

rrnetz

Member
Hi
Sehr schöne Arbeit und super dokumentiert. Viel Spass mit deiner "neuen" Lampe.

Eine Frage hätte ich aber noch.
Deine Teile aus dem Drucker die über der led ist wo das Glas drauf ist. An dieser Stelle wird ja die led schon recht warm. Gehen da nicht die Plastik Teile aus dem Drucker kaputt durch die Wärme.

Gruss René

Gruss René getapatalkt
 

steppy

Active Member
Danke für das Lob :smile:

Die 3D-Druck Teile sind aus ABS, das wird ab etwa 100°C weich (schmilzt aber erst deutlich darüber). So heiß sollte es dort eigentlich nicht werden. Die Teile haben auch keinen direkten Kontakt zur LED, nur zur Platine. Von daher mache ich mir keine Sorgen. Das andere gängige 3D-Druck Material ist PLA, das wäre ungeeignet, da es bei deutlich niedrigeren Temperaturen weich wird.

Gruß
Stefan
 

Wuestenrose

Well-Known Member
'N Abend Stefan...

Erstmal: Klasse umgesetzt :thumbs: . Mich beeindruckt Deine Kreativität und der Umgang mit dem 3D-Drucker, ganz ehrlich.

steppy":3lqzcaea schrieb:
Worüber ich mir noch Gedanken mache ist die Verwendung von Aluminium im Aquarium. Die Informationen, die ich gefunden habe besagen, dass es keien Probleme geben sollte.
Eloxiertes Aluminium, woraus diese Profile üblicherweise bestehen, ist unbedenklich, solange die Eloxalschicht nicht beschädigt ist. Die Anfälligkeit dieser Schicht und auch die Giftigkeit von Aluminium steigt mit fallendem pH-Wert.

Wenn Du sicher sein willst, kannst Du ein, zwei Tage lang mit Natriumhydroxid (aus der Apotheke) oder Abfluß-Frei alkalisiertes Wasser durch die Aperatur pumpen, das sollte zur Passivierung blanken Aluminiums ausreichen.

Grüße
Robert
 

steppy

Active Member
Danke Robert!
Abfluss-Frei mit Natriumhydroxid habe ich zu Hause und werde die Lampe damit einige Zeit durchspülen. Sicher ist sicher :wink:

Gruß
Stefan
 
Hallo Stefan,
gefällt mir auch gut wie Du alles gebaut hast, finde ich sehr interessant.
Habe nur einen Schreck bekommen wo ich "Powerknete" gelesen habe. Das kenn ich in Verbindung mit Aquariumwasser gar nicht, kann aber auch sein das es funktioniert.
Aber zu meiner beruhigung spülst Du ja jetzt.
 

Hydrophil

Member
Hallo Stefan,

sieht echt super aus, deine Konstruktion, bin gespannt auf weitere Berichte zur täglichen Handhabung. Ich hatte so etwas ähnliches jetzt auch lange in Betrieb, allerdings auf Basis von Edelstahl-Quadratrohren, eben wegen der Alufrage. Das hat auch wirklich gut funktioniert und die Heizung des Wasser war echt prima (allerdings leider auch im Sommer, zur passiven Kühlung war das System nicht ausgelegt).
Was mich aber immer gestört hat und mich jetzt letztlich auch wieder davon abgebracht hat war, dass man die Lampe nur schwer mal eben nehmen und wegstellen konnte, da eben immer die Schläuche ins Becken zur Pumpe geführt haben Und wegen des doch recht hohen Gewichts). Eine Zeit lang hatte ich das so gelöst, dass die Lampe an Ketten hing, so dass ich zumindest die Höhe verstellen und mir so etwas Platz zum Hantieren verschaffen konnte, aber das sah weder schön aus, noch war es sonderlich praktikabel. Danach hab ich zwischen den einzelnen Strängen durch hantiert, was die Pflegearbeiten nicht wirklich erleichtert hat.

Ich bin gespannt, was du über deine Lampe zu berichten hast.

Viele Grüße,
Christoph

P.S. Setz die Abflußfrei-Lösung nicht zu konzentriert an und spül nicht zu lange. Aus eigener Erfahrung kann ich sagen, dass sich Aluminium in Natronlauge auflöst, vor allem bei höherer Temperatur. So hab ich mir früher immer Wasserstoff hergestellt.
 

Wuestenrose

Well-Known Member
Mahlzeit…

Hydrophil":1h86ks9a schrieb:
P.S. Setz die Abflußfrei-Lösung nicht zu konzentriert an und spül nicht zu lange. Aus eigener Erfahrung kann ich sagen, dass sich Aluminium in Natronlauge auflöst, vor allem bei höherer Temperatur. So hab ich mir früher immer Wasserstoff hergestellt.
Ups :oops: … Das habe ich gar nicht bedacht. Ich bin davon ausgegangen, die Eloxalschicht bestände aus Aluminiumhydroxid, deshalb mein Tipp.

Mit was kann man blankes Aluminium noch passivieren? Irgendeine Karbonatlösung (Natrium- oder Kaliumkarbonat)?

@Stefan: Probier das mit der Natronlauge lieber zuerst an einem Reststück des Profils aus.


Grüße
Robert
 

Wuestenrose

Well-Known Member
Servus...

Die Eloxalschicht besteht zwar tatsächlich auch Aluminiumhydroxid, allerdings bildet sich beim Kontakt von Alu (auch eloxiertem!) mit Natronlauge wasserlösliches Natriumaluminat.

War also eine Schnapsidee, mein Vorschlag. Bitte nicht nachmachen!

Andere Idee, eine verletzte Eloxalschicht wieder aufzubauen?


Grüße
Robert
 

Hydrophil

Member
Betreff: Wassergekühlte DIY LED

Wuestenrose":pytj6st4 schrieb:
Andere Idee, eine verletzte Eloxalschicht wieder aufzubauen?


Moin,

sind denn eigentlich alle Dinge aus Aluminium eloxiert, oder nur die, die normalerweise der Witterung ausgesetzt sind (Fenster)? Besteht also eine Gardinenstange von Ikea überhaupt aus eloxiertem Alu, oder einfach nur aus Alu mit seiner "natürlichen" Oxidschicht (Ikea schweigt dazu)? Und falls das so wäre, dann müsste er ja garnix machen, weil sich diese Schicht bei Verletzungen sofort neu bildet. Bleibt die Frage, wie resistent diese natürliche Schicht gegen Aquarienwasser ist.

Gruß,
Christoph
 

Erwin

Well-Known Member
Hallo zusammen!

Diese Gardinenschiene ist nicht eloxiert, sondern mit Epoxidpulverfarbe lackiert.

Anhand des Farbunterschieds sieht man auf dem ersten Bild deutlich, dass nur eine äusserliche Oberflächenbehandlung des gezogenen Strangs stattfand.
Die beiden inneren, als wasserführend angedachten Hohlräume sind nicht Oberflächenbehandelt.
Man müsste die genaue Knetlegierung kennen, um die Haltbarkeit/Löslichkeit in verschiedenen Wässern zu beurteilen. In Salzwasser sind einige Legierungen beständiger als in Süßwasser - auch in Abhängigkeit vom ph-wert.
Eine sinnvolle Oberflächenbehandlung der inneren Hohlräume kann ich leider auch nicht vorschlagen.
Solange nur Pflanzen gepflegt werden, sehe ich keine Bedenken. Was soll schon passieren.
Bei Tieren wäre ich vorsichtig.
Als Test könnte man Wasserflöhe benutzen.
Oder zumindest nur mit wenigen Garnelen.
Und bei späteren Problemen immer auch an die wasserführende Beleuchtung denken.

MfG
Erwin
 

Hydrophil

Member
Hallo zusammen,

ich weiß nicht, ob Garnelen automatisch immer die empfindlichsten Organismen bei jeder Art von Schadstoff sind. Das mag ja bei Kupfer oder vielen anderen Schwermetallen so sein, ob das aber auch auf Aluminium zutrifft? Vielleicht sind da ja die Pflanzen empfindlicher, warum auch immer. Zuerst müsste man auch mal wissen, mit welchen Aluminiumkonzentrationen man den im Aquarienwasser rechnen muss. Laut diesem Sicherheitsdatenblatt für Kaliumaluminiumalaun als Beispiel liegt die NOEC, also die Konzentration bei der keine (akuten) Effekte beobachtet werden können bei ca. 110 mg/l für Fische, sogar 206 mg/l für Daphnien und "nur" 133 mg/l für Algen. Auch die NOEC für chronische Toxizität liegt noch bei 6-20mg/l. Landpflanzen scheinen aber deutlich empfindlicher zu sein, zu Wasserpflanzen werden keine Angaben gemacht. Ich glaube nicht, dass solche hohen Werte im Aquarienwasser erreicht werden, es gibt ja auch Wasserwechsel. Auf der anderen Seite findet die Exposition bei solchen Tests nur über eine begrenzte Dauer statt. Interessant wäre hier ein Life-Cycle-Test, mit dem die komplette Lebenspanne inkl. Fortpflanzung getestet wird. hab ich aber jetzt nicht gefunden. Und ohne die Werte im Becken zu kennen, ist das eh sinnlos :lol:

Viele Grüße,
Christoph
 

steppy

Active Member
Hi,
hier ist ja eine schöne Diskussion zusammen gekommen, danke für die vielen Infos. Ich werde also die Alu-Leiste nicht weiter behandeln, sondern von nun an mitlaufen lassen und die Auswirkungen beobachten. Bei Problemen steige ich dann einfach auf einen geschlossenen Kühlkreislauf um und verstecke ein wenig VA-Rohr im Becken. Bei der übernahme von Pflanzen sind schon etliche Schnecken und zwei Garnelen mit rüber gewandert. Die werde ich mal beobachten.

Als zusätzliche Info zu den Gardinenschienen kann ich noch sagen, dass es drei Ausführungen gibt:
1. Die, die ich habe (sieht aus wie eloxiert, aber Erwin hat wohl recht mit der Aussage sie sei mit Epoxidpulverfarbe lackiert)
2. Eine weiß lackierte Schiene
3. Eine Schiene, die aussieht wie Sandgestrahlt aber nicht weiter behandelt (wäre evtl die bessere Variante gewesen, weil man hier davon ausgehen kann, dass eine "robuste" Legierung verwendet wird?)

Hydrophil":1sg9rksj schrieb:
Was mich aber immer gestört hat und mich jetzt letztlich auch wieder davon abgebracht hat war, dass man die Lampe nur schwer mal eben nehmen und wegstellen konnte, da eben immer die Schläuche ins Becken zur Pumpe geführt haben Und wegen des doch recht hohen Gewichts).

Das Gewicht ist auch mit Wasser noch relativ gering und ich kann die Lampe gut nach vorne und hinten schieben. Das reicht mir. Beim werkeln im Becken benötigt man ja auch meist Licht, allein deswegen gehe ich nicht davon aus, dass ich die Lampe öfter abnehmen würde. Aber klar, eine leichte und vor allem nicht tropfende Lampe ist schneller mal beiseite gestellt.

eheimliger":1sg9rksj schrieb:
Habe nur einen Schreck bekommen wo ich "Powerknete" gelesen habe. Das kenn ich in Verbindung mit Aquariumwasser gar nicht, kann aber auch sein das es funktioniert.

Ich habe vorher gelesen, dass die gerne im Meerwasserbereich eingesetzt wird um Korallen zu kleben. Scheinbar funktioniert es sogar, die Knete unter Wasser zu verarbeiten und aushärten zu lassen. Von daher war ich recht beruhigt, zumal ja vor der Knete noch ein Stopfen sitzt und sie jetzt nicht irgendeiner Strömung ausgesetzt ist.

Gruß
Stefan
 
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