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Patent erteilt

Die Entwicklung von elektronischen Schaltungen ist unsere Kernkompetenz. Manchmal, wie hier im Bereich energiesparender Elektrozaungeräte, entstehen dabei Lösungen, die wir als schützenswert erachten und daher zum Patent anmelden. Inzwischen wurde das Patent erteilt. Hier erfahren Sie mehr: Patent E-Zaun

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Neues LED-Modul für den Tauchsport

Ab sofort ist ein komplett neu entwickeltes, kompaktes Licht-Modul für Taucherleuchten mit herausragenden Eigenschaften und vernünftigem Preis lieferbar!

Die Lichttechnik
Ziel der lichttechnischen Entwicklung war, einen Lichtstrom zu erzeugen, der mindestens dem einer 50W Halogenlampe entspricht, also größer als ca. 1000 Lumen ist. Dabei sollten keine LEDs mit einer schlechten Farbwidergabe oder einer hohen Farbtemperatur verwendet werden, die ein kaltes, bläuliches Licht abgeben. Gleichzeitig sollten die LEDs nicht mit ihrem maximal zulässigen Strom betrieben werden, um den geforderten Lichtstrom zu erreichen, da im oberen Leistungsbereich sowohl der Wirkungsgrad als auch die zu erwartende Lebensdauer abnehmen. Dieses Bündel an Forderungen konnten nur durch den Einsatz von zwei Leuchtdioden erfüllt werden. Sie erzeugen einen Gesamtlichtstrom von ca. 1250 Lumen und werden in der hellsten Dimmstufe nur mit knapp 80% ihres Maximalstroms betrieben. Die Farbtemperatur wurde mit ca. 4500K in den neutral weißen Bereich gelegt. Hier ist sowohl die Farbwiedergabe mit einem CRI von typisch 75-80 als auch der Wirkungsgrad gut. Er liegt nur etwa 10% unter dem von LEDs mit höherer Farbtemperatur, die ein deutlich bläuliches Licht abgeben.

Weiteres Ziel der Entwicklung war, verschiedene Optiken für verschiedene Einsatzzwecke auf einem Modul verbauen zu können. Da mit 1250 Lumen ein ausreichend großer Lichtstrom zur Verfügung stand, konnte auf den Einsatz von sehr eng bündelnden Linsen, die nur einen kleinen Fleck ausleuchten, verzichtet werden, was einen erheblichen Komfortgewinn bedeutet. Die Wahl fiel daher auf eine Linse mit ca. 17,2° als Basis-Ausstattung. Als weitere Optik, gedacht für spezielle Anwendungsfälle wie etwa das Höhlentauchen oder wenn jemand einfach einen breiteren Lichtkegel bevorzugt, kann eine 33,5° Optik verbaut werden. Dritte Möglichkeit im Bunde ist eine Optik mit 72° für den Videoeinsatz. Der optische Wirkungsgrad liegt bei ca. 87% für die 17,2° Optik, bei ca. 78% für die 33,5° Optik und bei ca. 85% für die 72° Optik.

Die Elektronik
Die wesentlichen Komponenten der Elektronik sind eine Konstantstromquelle, die den Strom für die LEDs liefert und einem Mikrocontroller, der die Leuchtenfunktion steuert und den Akku überwacht. Sie ist auf einer Alu-Leiterplatte mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit aufgebaut. Dadurch wird die entstehende Wärme der LEDs besonders gut abgeführt, was zu einem besseren Wirkungsgrad und einer höheren Lebensdauer der LEDs infolge niedrigerer LED-Temperatur führt. Der Nachteil des etwas höheren Preises des hochwärmeleitfähigen Alu-Leiterplattenmaterials gegenüber Aluleiterplattenmaterial mit geringerer Wärmeleitfähigkeit ist damit gerechtfertigt.

Lebensdauersteigernd wirkt sich auch der vollständige Verzicht auf Elektrolytkondensatoren im Schaltungsdesign aus. Möglich wurde das durch den Einsatz einer Konstantstromquelle mit hoher Schaltfrequenz bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad. Der mittlere Ausgangsstrom der Konstantstromquelle wird durch ein PMW-Signal vom Mikrocontroller in drei Stufen eingestellt. Die drei Dimmstufen entsprechen, will man einen Vergleich mit Halogen-Lampen herstellen, etwa 20, 35 bzw. 50W Halogenlicht. Die PWM-Frequenz beträgt etwa 1kHz und ist damit videogeeignet.

Zur Steuerung der Ein-/Ausfunktion bzw. der Leistungsumschaltung (Dimmung) genügt, wie bei den anderen lieferbaren Elektroniken für Unterwasserleuchten auch, ein einziger Reed-Kontakt. Das bewährte Bedienkonzept wurde übernommen und lediglich um eine zusätzliche (20W) Dimmstufe erweitert, was bei LEDs, im Gegensatz zu Halogenlamen, problemlos möglich ist, da es keinen Halogenkreisprozess gibt, der bei zu wenig Lampenleistung zum Erliegen kommt.

Weitere Aufgaben des Mikrocontrollers sind die Temperaturüberwachung der Leiterplatte und die Überwachung des Akkuzustandes. Bei Übertemperatur wird zunächst der Strom durch die LEDs reduziert. Reicht das nicht aus und steigt die Temperatur weiter an, wird schließlich der LED-Strom komplett abgeschaltet, um eine Zerstörung durch Überhitzung zu vermeiden. Unter normalen Betriebsbedingungen, also bei ausreichender Kühlung, wird dieser Zustand allerdings nie erreicht, da die Schwelle für die Leistungsreduktion bei ca. 75°C und die Abschaltschwelle bei ca. 85°C liegt.

Geht die Akkukapazität zur Neige, wird der Benutzer zunächst gewarnt: der LED-Strom wird für 1s abgeschaltet (Leuchte aus) und danach automatisch wieder eingeschaltet. Bei weiterer Entladung wird eine zweite Schwelle unterschritten. Nun wird, um Strom zu sparen, die Lichtleistung deutlich reduziert (Notlicht). Das noch zur Verfügung stehende Licht reicht zum Ablesen der Instrumente völlig aus. Allerdings sollte spätestens jetzt der Akku nachgeladen werden. Geschieht das nicht, wird also weiter entladen und eine dritte Schwelle unterschritten, wird der LED-Strom komplett abgeschaltete, um eine Zerstörung des nun vollständig entladenen Akkus zu verhindern. Der Benutzer wird lediglich noch durch ein sehr kurzes Aufblitzen darauf aufmerksam gemacht, daß die Leuchte noch eingeschaltet ist und der Akku dringend nachgeladen werden muß.

Die Highlights im Überblick:

  • die verwendeten Leuchtdioden haben eine Farbtemperatur von ca. 4500K und einen CRI von typisch 75
  • die Abstrahlwinkel können, je nach verbauter Optik, 17,2°, 33,5° oder, für den Videobereich, 72° betragen
  • drei Dimmstufen (entspricht etwa 20, 35 bzw. 50W Halogenlicht)
  • Akku-Überwachung und Leuchtensteuerung mittels Mikrocontroller
  • eine Notlichtfunktion bei (fast) vollständig leerem Akku
  • ein Tiefentladeschutz für verschiedene Akkutypen
  • eine äußerst geringe Stromaufnahme im Standby-Betrieb (geeignet für Lithium-Ionen-Akkus)
  • ein Überhitzungsschutz
  • Alukern Leiterplatte mit nur 50mm Durchmesser für die gesamte Schaltung incl. LEDs und Optiken
  • geringe Bauhöhe (ca. 15mm mit Optiken)
  • nur ein Reed-Kontakt wird zur Steuerung benötigt
  • besonders lange Lebensdauer durch Verzicht auf Elektrolytkondensatoren im Schaltungsdesign

Lieferbare Typen:

  • für 3 Zellen Lithium-Ionen-Akku (10,8V) mit 17,2° Optik (Standardausführung)
  • für 3 Zellen Lithium-Ionen-Akku (10,8V) mit 33,5° Optik (Sonderausführung)
  • für 3 Zellen Lithium-Ionen-Akku (10,8V) mit 72° Optik (Standardausführung "Video")
  • ür 4 Zellen Lithium-Ionen-Akku (14,4V) mit 17,2° Optik (Standardausführung)
  • für 4 Zellen Lithium-Ionen-Akku (14,4V) mit 33,5° Optik (Sonderausführung)
  • für 4 Zellen Lithium-Ionen-Akku (14,4V) mit 72° Optik (Standardausführung "Video")
  • für 10 Zellen NiCd-/NiMH-Akku (12,0V) mit 17,2° Optik (Standardausführung)
  • für 10 Zellen NiCd-/NiMH-Akku (12,0V) mit 33,5° Optik (Sonderausführung)
  • für 10 Zellen NiCd-/NiMH-Akku (12V,0) mit 72° Optik (Standardausführung "Video")
  • für 12 Zellen NiCd-/NiMH-Akku (14,4V) mit 17,2° Optik (Standardausführung)
  • für 12 Zellen NiCd-/NiMH-Akku (14,4V) mit 33,5° Optik (Sonderausführung)
  • für 12 Zellen NiCd-/NiMH-Akku (14,4V) mit 72° Optik (Standardausführung "Video")

Der Vertrieb erfolgt sowohl an Privatabnehmer, die ihre Unterwasserleuchte selbst bauen, umrüsten oder reparieren wollen, als auch an Händler und OEM-Kunden.

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