LED Umbau

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Ein Wort Vorweg

--(Ich habe diesen Umbau noch nicht gemacht. Daher habe ich noch keine Foto's. Ich werde diese Anleitung entsprechend um meine Variante erweitern, sobald ich den Umbau hinter mich gebracht habe. Ich hoffe das passiert dieses WE, das Blau macht mich wahnsinnig... )-- gestrichen

Es ist vollbracht! Endlich bin ich das Blau los. Den Link zu meinem Umbau findet ihr am Ende...


Vorüberlegungen

Bevor man sich an den Umbau der LED-Beleuchtung macht, sollte man zunächst, unabhängig von der gewählten Farbe oder Beleuchtungsart, folgende Überlegungen anstellen (Sorry, ist etwas länger geworden als geplant. Ich hoffe es ist trotzdem hilfreich):

Haben die gewählten LED’s, Streifen etc. die richtige Spannungslage?

Warum ist das Wichtig?

Viele der angebotenen LED-Streifen sind für 12 V ausgelegt. Versucht man diese an die Hauptplatine anzuschließen, werden sie nach kurzer Zeit zerstört (Hitzeentwicklung/Kurzschlüsse)! Die Beleuchtungsanschlüsse auf der Hauplatine sind direkt an die Anschlüsse der Spannungsversorgung angeschlossen, also direkt an 24 V vom Schaltnetzteil.

Welche Konsequenzen ergeben sich daraus?

Entweder man verbaut LED-Streifen die für den Betrieb an 24 V ausgelegt sind oder man verdrahtet zwei der 12 V Streifen so, dass sie in Reihe an der 24 V Spannung anliegen. Der Anschluss könnte dann, je nach erforderlicher Leistung, entweder an der Hauptplatine oder am Schaltnetzteil erfolgen.

Alternativ könnte man auch auf den Anschluss an die Hauptplatine oder das eingebaute Netzteil verzichten, müsste dann aber für eine separate Spannungsversorgung sorgen.

Welche Leistung benötigt meine Beleuchtung?

Warum ist das Wichtig?

Zum einen sollte man diese Frage klären, um eine Überlastung des Schaltnetzteils zu verhindern. Zum anderen, weil danach auch die Anschlussart (Hauptplatine oder Netzteil) entschieden werden kann.

Wie lässt sich das nun klären?

Die Gesamtleistung des originalen Druckers können wir ermitteln, indem wir die Leistungsaufnahme seiner Verbraucher addieren (Angaben in Klammern für Dualextruder):

  • Hauptplatine: geschätzt 1 bis 2 W
  • Beleuchtung: 5 W mal 2 ergibt 10 W
  • Motoren: 2,5 A x 3,1 V ergibt 7,75 W mal 4 ergibt 31 W (mal 5 = 38,75 W)
  • Heizung Extruder: 30 W (mal 2 = 60 W)
  • Heizung Bett: nicht relevant, da am 230 V Netz angeschlossen, wird nur über die Hauptplatine geschaltet

Damit sind wir bei ca. 73 W (ca. 111 W). Da ich hier einige Werte geschätzt habe und auf Grund der Tatsache das die Motoren nicht alle gleichzeitig 7,75 W erfordern, wird die tatsächlich im Betrieb aufgenommene Leistung noch etwas darunter liegen. Die Rechnung veranschaulicht aber, dass man mit den originalen Komponenten nicht an die Grenzen des Netzteils, das bis zu 200 W liefert, kommt. Wer jedoch noch zusätzliche Komponenten wie einen Zweiten Extruder verbaut hat, sollte nach der beispielhaften Rechnung oben prüfen, ob nicht ein leistungsstärkeres Netzteil erforderlich ist, gerade wenn man in Kombination dazu auch LED-Streifen höherer Leistung verbauen möchte.

Wer „nur“ letzteres vorhat, sollte sich überlegen, ob er/sie die LEDs auf der Hauptplatine anschließt. Hier geht es hauptsächlich um die Stromdichte in den Leiterbahnen. Ich habe die Breite der Leiterbahnen nicht geprüft, aber die Auslegung dürfte meiner Erfahrung nach schwierig bzw. grenzwertig sein, da höhere Leistung, bei gleicher Spannung, zwangsläufig höherer Strom bedeutet, was wiederum zu einer breiteren Leiterbahn, bei gegebener Dicke der Kupferauflage, führt. Anders formuliert: Wer mehr Leistung über die Leiterbahnen abfordert, erhöht den Strom durch diese und erhöht demzufolge auch die Stromdichte, da wir den Querschnitt nicht ändern können. Dies führt zur Erwärmung der Leiterbahnen und der Hauptplatine. Der elegantere bzw. sicherere weg ist dann, die Hauptplatine zu umgehen und die Beleuchtung direkt am Netzteil anzuschließen.


Noch ein, zwei Worte zur LED Streifen Auswahl.

Die Originalstreifen sind mit IP 66 klassifiziert. Das ist nicht nötig! Die IP-Schutzklasse gibt an, welchen Schutz die Konstruktion gegen Fremdkörper, Berührung und Wasser bietet. 66 heißt, die Streifen sind selbst in schwerer See noch staub- und wasserdicht, berühren nicht möglich. Wobei das bei der Silikonummantelung angezweifelt werden darf. Persönlich habe ich mich für Streifen entschieden, deren Schutzart mit IP 02 klassifiziert ist. Bedeutet: Erste Kennziffer 0 „Kein Schutz vor Fremdkörpern, kein Schutz vor Berührung“. Wozu auch? Explosionsgefahr? Wohl eher nicht! Da wir mit 24 V DC arbeiten, ist eine Berührung hier auch nicht tragisch. Kurzschlüsse sollten trotzdem vermieden werden. Zweite Kennziffer 2 „Schutz gegen fallendes Tropfwasser, wenn das Gehäuse bis zu 15° geneigt ist“ (Würde ich jetzt nicht ausprobieren, aber gut zu wissen). Ein weiterer Grund, warum ich nicht andersfarbige „Originalstreifen“ genommen habe ist, dass der Klebestreifen auf dem silikonverseuchten Untergrund nicht hält. Wie soll er auch?

Wer, wie ich, auf weißes Licht umsteigen möchte, ist bestimmt schon auf die div. Angaben in Kelvin gestolpert. Damit das hier keine Abhandlung über „Planksche Schwarzstrahler“ wird, nur so viel: Je kleiner die Temperaturangabe ist, desto weiter ist das Licht in Richtung rot verschoben, je höher die Angabe, desto weiter in Richtung blau. Persönlich bevorzuge ich D65, also „Daylight 6500 K“, oder deutsch „Tageslicht mit 6500 K“.

Wichtiger noch, ist aber die Frage, ob der Druckraum ausreichend ausgeleuchtet wird. Hierbei ist weniger die Angabe der aufgenommenen Leistung in W maßgebend, sondern die Angabe der Helligkeit in Kandela (Cd). Je höher, desto besser. Eher irreführend ist die Angabe in Lumen (lm). Diese gibt den Lichtstrom an. Die Umrechnung in Kandela ist zwar über den Raumwinkel und Abstand möglich, aber für unsere Zwecke doch etwas zu akademisch. Auch der Einbauort hilft, neben einer ausreichenden Helligkeit, den Druckraum auszuleuchten. Einfach vor der endgültigen Befestigung mal asuprobieren.


Material

  • LED-Streifen Farbe/Menge nach eigenem Gusto (bitte Vorüberlegungen beachten)
  • Kabel Länge und Querschnitt sind abhängig von Einbauort der LEDs und benötigtem Strom
  • Schrumpfschlauch Hängt von der Montage ab
  • Ggf. Netzteil Nicht zwangsläufig. Meine Empfehlung MeanWell 24V/320W ca. 53 €. Damit ist man für Dual-Extruder-Betrieb und stärkere LEDs gerüstet und hat noch Reserve für weitere Verbraucher (hier muss ich sagen leider, da die Effizienz darunter leidet…).
  • Kabelbinder Ersatz für die bei der Demontage geöffneten Kabelbinder
  • Ggf. Montage- und Lötmaterial Abhängig von Montage- und Verdrahtungsart


Werkzeug

Schraubendreher, Lötstation (-kolben) inkl. Zubehör, Lösemittel um Klebstoffreste zu entfernen


Vorgehen

WICHTIG! Vor allen Arbeiten rund um die Elektrik den Netzstecker ziehen! Netzspannung ist gefährlich, nicht unbedingt auf Grund des Stroms der fließen könnte, sondern wegen der Netzfrequenz von 50 Hz. Sollte der Weg des Stroms über das Herz führen, kann das zu Herzkammerflimmern führen, was u.U. tödlich ist.

Zunächst die alte Beleuchtung von der Hauptplatine trennen, die Kabel aus den Bündeln nehmen und bis zur alten Beleuchtung freilegen. Alte Beleuchtung demontieren und evtl. Klebstoffreste entfernen.

Gegebenenfalls den Schrumpfschlauch von der alten Beleuchtung entfernen und die Kabel vom Streifen löten.

Kabel (alt oder neu) an die neue Beleuchtung löten / stecken (je nach Montageart). Hier bitte auf richtige Polarität achten (für die Anodenseite (+) rote Litze und die Kathodenseite (-) schwarze Litze verwenden). Je nach Montage auch Schrumpfschlchau verwenden (Kurzschlußgefahr!). Beleuchtung montieren und die Kabel sauber verlegen. Je nach gewählter Anschluss Art die Kabel auf die Hauptplatine stecken (Buchsen X26, X27) oder am Netzteil (rot an V+, schwarz an V-) anschließen. Nun wieder saubere Kabelbündel herstellen.

Eigentlich könnte ich jetzt schreiben: fertig. Ich bitte alle dennoch: Schraubt das Bodenblech wieder dran! Das hat etwas mit eurer Sicherheit zu tun! Und wenn es um Sicherheit geht, kann man nicht so doof denken, wie es kommen kann. Sollte sich eine netzspannungsführende Ader mal lösen, fällt sie auf das Bodenblech und guckt nicht aus dem Gehäuse oder liegt auf dem Blech oder sonst etwas leitendem, das wir vergessen haben wegzuräumen. Wenn eine spannungsführende Ader auf dem Bodenblech kontakt bekommt, bewirkt dies, dass die Netzspannung mit dem PE (Schutzleiter) kurzgeschlossen wird und die Sicherung bzw. der FI auslösen. Ich hoffe alle (vor allem die Bausatzfraktion) haben mal den Durchgang von Gehäuse zu PE geprüft, ansonsten könnt ihr das Bodenblech auch ablassen. Das ist dann genauso sicher!

Last but not least: Hier geht's zu JoBo's LED Umbau

Viel Spaß beim Umbau...