Projekt: UV-Array

[BJ68]

für die UV-Photographie....wobei das Teil sehr hohen UV-A Output haben sollte....

Von der Mouser-Seite https://www.mouser.ch/Optoelectronics/L ... 54Z1yzt848 kamen folgende LEDs in die nähere Auswahl:

a) SST-10-UV https://www.mouser.ch/ProductDetail/Lum ... Y/lQyxZg==
wobei sich ein Array von 12 x 12 LEDs (144 Stück) anbieten würde, was eine UV-Leistung von 103 bis 168 W (Zahlen aus dem Datenblatt entnommen) ergibt.


b) IN-C68QACTMU2 https://www.mouser.ch/ProductDetail/Ino ... 2Btdrbeg==
wobei sich ein Array von 5 x 5 (25 Stück) ergibt, was eine UV-Leistung von 75 bis 125 W (Zahlen aus dem Datenblatt entnommen) ergibt.


Thermal management und PCB-Design, dürfte in diese Richtung gehen:
-Thick copper PCBs
-Thermal Via Array
-Metal core – IMS
https://www.multi-circuit-boards.eu/en/ ... ement.html wegen Wärmeleistung und der Stromstärke zum Betrieb....

Alternativ wäre auch diese Form des "Mountings" möglich: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.6b02175

bj68

[immi07]

Hallo Bj68,

ist der Weg das Ziel, oder warum nimmst du nicht
https://www.houkem.com.cn/lg-chip-100w- ... v-led.html
oder schon mit Linsen
https://gigdigit.com/57-watt-parallel-u ... sla-v1-v2/

Gruß Thomas

[BJ68]

Hoi Thomas, erst jetzt gesehen....


Danke für die Tipps.....

a) brauche möglichst nur 365 nm UV-A Strahlung...okay hat anscheinend https://www.houkem.com.cn auch im Angebot...

b) allerdings bei vielen eine Mindestabnahmemenge von 10 Stück....

Werde mich mal über die Preise kundig machen...


Bj68

[immi07]

Hallo Bj68,

ich finde beim Photographieren mehrere kleine Lichtquellen deutlich besser für die Ausleuchtung. Vor 35 Jahren mal im stockdustern mit Stativ und Belichtungsautomatik einen Busch auf der Wiese von allen Seiten beblitzt. Kamera fest und mit dem Blitz rumgelaufen, bis die Automatik zugemacht hat. 36 Bilder s/w waren 2...3 schöne Sachen bei. Leider die Wirren der Umzüge...

Gruß Thomas

[BJ68]

Die Bestellung von Houkem ist angekommen...

Preise:
For 10w 365nmm led,900-1050mA and 9-10V,USD14/pc;
For 50w 365nm led,1500-1750mA and 30-34V,USD66/pc;
For 100w 365nm led,3-3.5A and 30-34V,USD138/pc.
For 500w 365nm led,7-7.5A and 66-74V,about USD590/pc


Habe mich für 8 x 50 W und 2 x 100 W entschieden...hier die Teile:

Kühlung und Stromversorgung stehen jetzt auf der Tagesordnung.....


bj68

[immi07]

hallo BJ68,

hab leider keinen Größenvergleich, aber die erste Idee wären CPU Kühler incl. Lüfter und mit dem Labornetzteil erstmal gucken, welche Ströme und Spannungen notwendig sind und dann Computernetzteile manipulieren, so das statt 12v 8A ca. 30v 8A raus kommen und immer 2 Strahler an einem Netzteil - den Referenzwiderstand im Computernetzteil kann man durch ein geschicktes Poti ersetzen und die Spannung regeln. Hatte ich mal probiert und 6 - 28 V regelbar bekommen. Man mußte nur beim Einschalten ca. 12 v eingestellt haben, damit das Netzteil sauber startet. Danach konnte man langsam die Spannung ändern.

Oder man nimmt pro Strahler ein Netzteil und baut sich komplette separate Einheiten.

Gruß Thomas

Tante Edit hat auch noch eine passende Seite gefunden.
Und das Datenblatt zum TL494


oder minimalistisch
Trafo 24V/50W und 24V/100W macht nach Gleichrichtung 34V und 4700μF Glättung - fertig
und eine 12v Quelle für die Lüfter

[BJ68]

Update:

Warten auf weitere Teile....

a) Die Halterungen, plus Kühlung:
>Tesfish Aluminium Kühlkörper Kühlventilator + 44mm Objektiv 120 Grad für 50W 100W LED Licht und Chip<
wobei die Glaslinse nicht verwendet wird.....

b) Power-Supply:
Für die LEDs: Einmal
>X-DREE 50 Watt LED Hochleistung Treiber<
>X-DREE 100W LED-Fahrer wasserdichte Hochleistung IP67-Stromversorgung<
das Letztere ist mit der Schreibweise auf Amazon zu finden....
Für den Fan:
>perfk LED Treiber Trafo Netzteil für LED Lampe, DC 3-12V, 300mA, 3x1W, dimmbar<

c) Heat-Management:
>ARCTIC Thermal pad 50x50mm t:0.5mm<
>ARCTIC MX-5 (20 g) - Qualitäts-Wärmeleitpaste<


Legende: Begriffe ohne > < in die Suchmaschine eingeben, denn " " sucht nach dem exakten Wortlaut.....

bj68

[immi07]

Hallo BJ68,

nach einem Lottogewinn würde ich es genau so machen.
meine Idee der Regelbarkeit hatte Ausleuchtungsanpassung als Hintergrund. Und etwas Bastelspaß auf dem Weg zum Ziel.

and the driver is missing bedeutet für uns Fahrerflucht und mein Neffe fragt: "Wieso is da kein Treiber?"

Gruß Thomas

[BJ68]

Hallo BJ68,
nach einem Lottogewinn würde ich es genau so machen.
meine Idee der Regelbarkeit hatte Ausleuchtungsanpassung als Hintergrund. Und etwas Bastelspaß auf dem Weg zum Ziel.

Geht hier in ZH in CH auch nur, weil ich mehr oder weniger wie ein Student lebe....und das Gesparte für solche Späße einsetze....plus nach Corona an den Aufbau eines Fotolabors/Labors geht....richtig offiziell als Nebenerwerb in Bayern, ist meine Methode zum Nachfolger der 98/2013 LMMA zu sagen.....plus dass u.U. ich ein zweites Standbein bekomme...hab da diverse Ideen die ich ausprobieren will....und wer nicht wagt der nicht gewinnt....
Zudem bin ich ein Sammeltier d.h. Ausrüstung und Gerätschaften sind zum Teil schon vorhanden.....und von meiner Arbeit her auch das nötige Knoff-Hoff.....um in die Richtung Bilder zu machen....

Regelbarkeit könnte da auch noch nachträglich eingeflochten werden....wenn auch unter Energieverschwendung z.B. käme mir da ein 100 W Poti in den Sinn....Bastelspaß, wenn auch mit Bausatz hatte ich auch schon: viewtopic.php?f=58&t=4821&p=73280
Eine der Ideen wäre damit Kirlianfotografie zu machen.....hier in ZH konnte ich mir an fünf Fingern abzählen, wann ich von dem Teil eine gewischt bekommen hätte, als ich das mal in zur Dunkelkammer umfunktionierten Badezimmer probiert habe....ist mit ein Grund warum ich da nun eine 60 qm Wohnung als Lab einrichte...der andere ist, dass mein Dad im März 86 Jahre alt wurde und ich (leider) mal die dortige Doppelhaushälfte erben werde....so dass ich da eh öfter mal vor Ort sein muss....plus die Mieten dort halt andere als in Züri sind....

bj68

[mgritsch]

Regelbarkeit könnte da auch noch nachträglich eingeflochten werden....wenn auch unter Energieverschwendung z.B. käme mir da ein 100 W Poti in den Sinn

du willst UV-LEDs mit einem Poti in der Leistung regeln?
ganz abgesehen von der Energieverschwendung, so geht das nicht, das macht man mit PWM! ist nicht so wahnsinnig kompliziert. Schlimmstenfalls kauf einfach einen LED-tauglichen Dimmer.

[immi07]

Hallo BJ68,

für den Winter und um gefrorene Fotoobjekte aufzutauen ok, aber...

Deine Treiberfahrer sind Schaltnetzteile wie die Rechnernetzteile oben und es ist genau so möglich, in die Regelschleife der Steuerung einzugreifen. Und es müssen ja nicht alle regelbar sein.

440px-Schaltnetzteil.svg.png (25.6 KiB) 1349 mal betrachtet

aus Wikipedia (angepasst)

wunderschönes Retrogehäuse beim Bastelspaß...

Gruß Thomas

[BJ68]

Update (in Englisch wegen Verlinkung):

For measurement of the UV-A a older version of this UV-meter is used: PPM-2.1
Distance for the measurements was 30 cm from the UV-source to the sensor.
Measurement time: 20 s

A) Torches:

1.  NightSearcher UV365 Rechargeable UV Flashlight Torch (NSUVLED365):
Battery: 2 x CR123A Lithium (3V)

Table 1:
Nightsearcher without Filter

Nightsearcher-No-Filter.PNG (6.49 KiB) 1192 mal betrachtet

Table 2:
Nightsearcher with UV-Pass-Filter (Zeiss 447710-8002 BP 365/12) with 25 mm
Construction: Filter disk was mounted in an old plastic film canister, which snaps at the lens outlet of the torch.

Nightsearcher-with-Filter.PNG (7.82 KiB) 1192 mal betrachtet

Table 3:
Nightsearcher with filter from a  UV transilluminator Lid (BioRad  #100-2784):

Nightsearcher-with-Filter Trans.PNG (6.79 KiB) 1192 mal betrachtet

2.  Convoy C8 FYRFLY - 365nm UV Flashlight (FF186K-H):
Battery: 2 x BCR18650 (3.7V)

Table 4:
Convoy C8 FYRFLY - 365nm UV Flashlight built in Filter (ZWB2 glass filter):

Convoy-C8.PNG (7.61 KiB) 1192 mal betrachtet

B) LEDs

1. 50 W UV 365 nm LED-Array from Houkem

Table 5:
50 W LED-Array without filter:

LED-Array-without Filter.PNG (7.98 KiB) 1192 mal betrachtet

Table 6:
50 W LED-Array with filter
For the filter a  UV transilluminator Lid (BioRad  #100-2784) was used; the LED-unit was placed in the middle of the glass filter and the passing UV radiation was measured.

LED-Array-with Filter.PNG (7.55 KiB) 1192 mal betrachtet

C) For comparison purposes:

1. Stratagene Stratalinker 2400 
Converted to 365 nm UV with 5 x 15 W 365nm light bulbs
Measurement distance approx. 15 cm
Warmup-Time: 3 min
Dimensions (in cm):  internal: 47.7 W× 34.3 D × 16.8 H

Table 7:
Stratalinker 2400:

Stratagene 2400.PNG (7.27 KiB) 1192 mal betrachtet

2. Vakuum UV-Belichtungsgerät 3  Artikelnummer: 140010
Exposure area: 520 x 390 mm
Light bulbs: 6 x 18 W
Warmup-Time: 3 min
Estimated distance: 5 cm
No vacuum possible, because probe connection prevented it.
Measurement was done under the vacuum foil

Table 8:
Vacuum Exposure Unit

Vacuum-Exposure-Unit.PNG (7.89 KiB) 1192 mal betrachtet

D) Technical Part:

1. LED-Construction:

a) 50 W LED Array:

Power supplies:
LZ220V Waterproof 50W LED Driver, AC 90-265V for the LED
Perfk LED Driver Transformer Power Supply DC 3-12 V, 300 mA, 3x1 W, dimmable for the fan

LED-Control:
ARCELI DC Motor Speed Control Driver Board 3V-35V 5A PWM Controller Stepless DC 3V 6V 12V 24V 35V Variable Voltage

LED-assembling and cooling:
Tesfish Aluminium Heatsink Cooling Fan+44mm Lens 120 Degree for 50W 100W LED Chip Light
Thermal compound MX-5


b) 100 W LED Array:

Work in progress see technical questions....

2. Technical questions:

a) Problem with the PWM[/
50 W LED Array not dimmable. If you turn the knob very far, the array will pulse slowly, but if you turn further, it will go full power. Perhaps the LED-Driver power supply is the problem....

b) More serious: At full power the array is generating radiation heat, which will heat up the filter. For blocking visible and infrared light I want to use a Baader U-Venus-Filter 2" which is very expensive. For that reason I do not want to damage this filter with heat.... Workaround would be to use a ZWB2 filter or the filter from the UV transilluminator lid which will tolerate more heat. Other possibility would be a extension tubing to get more distance between the LED array and the filter, but that would narrow the beam angle.

E) Testing for visible Light:
[...]A good way to test that a light source is pure UV and not UV + visible is a shiny metal test. Metal does not fluoresce, so if you take a UVIFL photo of say a metal spoon and it is blue, then you know your light source has lit the spoon with blue light, and you know your light source leaks visible light. If you cannot see the spoon then there is no visible light - ie you have a pure UV light source that's not spilling anything in the visible range that can colour your photo.
[...]
from http://extreme-macro.co.uk/uv-macro-lighting/

F) Pictures:

1. Setup:

2. First measurements:

3. Nightsearcher without filter Illumination:

4. Nightsearcher without filter Spoon-Test:

5. Nightsearcher with BP 365/12 filter Illumination:

6. Nightsearcher with BP 365/12 filter Spoon-Test:

7. Nightsearcher with UV Transilluminator-Filter

8. Nightsearcher with UV Transilluminator-Filter Illumination:

9. Nightsearcher with UV Transilluminator-Filter Spoon-Test:

10. Convoy-C8 Illumination:

To be continued.....

[BJ68]

11. Convoy C8 Spoon-Test:

12. 50 W LED without filter Illumination:

13. 50 W LED without filter Spoon test:

14. 50 W LED with UV Transilluminator filter setup:

15. 50 W LED with UV Transilluminator filter Illumination:

16. 50 W LED with UV Transilluminator filter Spoon Test:

bj68

[BJ68]

Übersetzung:

Update:

Für die Messung des UV-A Anteils wurde eine ältere Version dieses UV-Messgeräts benutzt: : PPM-2.1
Die Messdistanz war 30 cm von der UV-Quelle zum Sensor und die Messzeit war 20 s.

A) Lampen:

1.  NightSearcher UV365 Rechargeable UV Flashlight Torch (NSUVLED365):
Battery: 2 x CR123A Lithium (3V)

Table 1:
Nightsearcher ohne Filter

Nightsearcher-No-Filter.PNG (6.49 KiB) 1171 mal betrachtet

Table 2:
Nightsearcher mit UV-Pass-Filter (Zeiss 447710-8002 BP 365/12) mit 25 mm Durchmesser
Herstellung: Der Filter wurde in eine alte Diafilmdose aus Plastik montiert, welche sich an das Objektiv der Taschenlampe anbringen lässt.

Nightsearcher-with-Filter.PNG (7.82 KiB) 1171 mal betrachtet

Table 3:
Nightsearcher mit Filter von einem  UV transilluminator Lid (BioRad  #100-2784):

Nightsearcher-with-Filter Trans.PNG (6.79 KiB) 1171 mal betrachtet

2.  Convoy C8 FYRFLY - 365nm UV Flashlight (FF186K-H):
Battery: 2 x BCR18650 (3.7V)

Table 4:
Convoy C8 FYRFLY - 365nm UV Flashlight eingebauter Filter (ZWB2 glass filter):

Convoy-C8.PNG (7.61 KiB) 1171 mal betrachtet

B) LEDs

1. 50 W UV 365 nm LED-Array from Houkem

Table 5:
50 W LED-Array ohne Filter

LED-Array-without Filter.PNG (7.98 KiB) 1171 mal betrachtet

Table 6:
50 W LED-Array mit Filter
Für den Filter wurde eine Abdeckung von einem UV transilluminator (BioRad  #100-2784) benutzt, wobei der LED-Array in die Mitte des Glasfilters platziert wurde und die durchgehende UV-Strahlung dann gemessen wurde.

LED-Array-with Filter.PNG (7.55 KiB) 1171 mal betrachtet

C) Zum Vergleich:

1. Stratagene Stratalinker 2400 
Umgerüstet auf 365 nm UV with 5 x 15 W 365nm UV-Röhren
Messdistanz ca. 15 cm
Aufwärmzeit: 3 min
Abmessungen (in cm):  innen: 47.7 W× 34.3 D × 16.8 H

Table 7:
Stratalinker 2400:

Stratagene 2400.PNG (7.27 KiB) 1171 mal betrachtet

2. Vakuum UV-Belichtungsgerät 3  Artikelnummer: 140010
Belichtungsfläche: 520 x 390 mm
UV-Röhren: 6 x 18 W
Aufwärmzeit: 3 min
Geschätzte Messdistanz: 5 cm
Kein Vakuum möglich, da die Leitung der Messsonde dies verhindert hat. Messung wurde under der Vakuumabdeckfolie gemacht.


Table 8:
Vakuumbelichter

Vacuum-Exposure-Unit.PNG (7.89 KiB) 1171 mal betrachtet

D) Technicher Teil:

1. LED-Konstruktion:

a) 50 W LED Array:

Netzgeräte
LZ220V Waterproof 50W LED Driver, AC 90-265V für die LED
Perfk LED Driver Transformer Power Supply DC 3-12 V, 300 mA, 3x1 W, dimmable für den Ventilator

LED-Kontrolle:
ARCELI DC Motor Speed Control Driver Board 3V-35V 5A PWM Controller Stepless DC 3V 6V 12V 24V 35V Variable Voltage

LED-Aufbau und Kühlung:
Tesfish Aluminium Heatsink Cooling Fan+44mm Lens 120 Degree for 50W 100W LED Chip Light
Thermal compound MX-5


b) 100 W LED Array:

In Arbeit siehe technische Fragen

2. Technische Fragen (Abweichung von der Übersetzung, weil in deutsch tue ich mich auch leichter dass genauer zu beschreiben

a) Probleme bei der PWM

Es zeigte sich beim ausprobieren, dass die LED nicht dimmbar ist. Wurde das ARCELI Modul eingeschaltet und langsam hochgedreht, begann die LED langsam zu pulsen. Wobei dieses Pulsen, erst ziemlich weit hinten began (bezogen auf den Poti des Teils). Drehte man weiter began sie zu leuchten und zwar mit voller Power. D.h. langsames hochfahren geht nicht....eventuell liegt es am LED-Driver (Netzteil) dass dort noch Elektronik verbaut ist, die da nicht mitmacht.


b) Gravierender: Bei voller Leistung gibt das LED-Array Strahlungshitze ab, welche den Filter erhitzen. Um sichtbares Licht und Infrarot zu blocken möchte ich einen Baader U-Venus-Filter 2" benutzen, der sehr teuer ist. Da ich aber nicht riskieren möchte, dass ich diesen Filter mit Hitze beschädige brauche ich eine Lösung für dieses Problem. Ein Workaround wäre die Nutzung eines ZWB2 Filters oder den Filter von der  UV Transilluminator Abdeckung, welche mehr Hitze tolerieren würden. Andere Möglichkeit wäre eine Verlängerungsrohr um mehr Distanz zwischen Filter und LED-Array zu bekommen, aber das würde wahrscheinlich den Abstrahlwinkel verringern.


E) Testing for visible Light: (ins Deutsche übersetzt
[...]Eine gute Möglichkeit zum zu testen, ob eine Lichtquelle reines UV und nicht UV + sichtbares Licht ist, ist der "glänzende Metalltest". Metall fluoresziert nicht und wenn Du ein UVIFL Photo von z.B. einem Metalllöffel machst und der blau ist, dann weißt Du, dass Deine Lichtquelle den Löffel mit blauem Licht beleuchtet hat, was bedeutet, dass Deine Lichtquelle einen Anteil an sichtbarem Licht ausstrahlt. Wenn Du den Löffel nicht sehen kannst, dann ist da kein sichtbares Licht d.h. Du hast eine reine UV-Lichtquelle die keine Strahlung im sichtbaren Bereich abgibt, die Dein Bild verfälschen kann.
[...]
übersetzt aus http://extreme-macro.co.uk/uv-macro-lighting/


bj68

[immi07]

Hallo BJ68,

die Schaltnetzteile sind meistens für weltweiten Einsatz mit 110V/60Hz-240V/50Hz ausgelegt. Unterhalb 110V reagieren sie irgendwie oder gar nicht. Und oberhalb 110V gleichen sie Deinen Regelungsversuch locker aus.
Der Weg ist "Fahrertreiber" modifizieren siehe oben.

Das Wärmeproblem hatten die alten Beamer auch.

die haben IR -Filter verbaut (siehe Pfeil)

je älter die Beamer, um so größer die Filter. So ca. DIN A6 war der Größte, der mir begegnet ist. In den Baujahren um 2000 waren sie ca. 6x6 cm

Gruß Thomas

und es fallen noch halb duchlässige, monochromatische Spiegel an. Auch schönes Spielzeug

https://www.ebay.de/itm/233855251574?ha ... SwTNVf-~2g ist baugleich wie auf dem Tisch liegt