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Leistungsstarke, leichte LED-Beleuchtung aus der Luft

beleuchtung led lageerkennung gimbal kompakt leicht hochleistung gebündelt gerichtet

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13 Antworten in diesem Thema

#1 harpi

harpi
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    Neu: DJI S900 WKM

Geschrieben 30. November 2018 - 18:24

Wie im Thema "Ultra Endurance Kopter und Langzeitflüge" angekündigt, soll es hier um leistungsstarke und leichte Beleuchtung aus der Luft gehen.

 

Wie sollte nun eine sinnvolle Beleuchtung aus der Luft aussehen? Das hängt natürlich stark vom Zweck ab, als Anhaltspunkt kann man von vorhandenen Beleuchtungssystemen aus, also z.B. Strassen-, Platz-, oder Sportbeleuchtung. Wir finden Beleuchtungsstärken von 10-1000 lux, wobei ein Standard-Fussballplatz mit 120 lux auf einer logarithmischen Skala etwa in der Mitte liegt und bereits ordentliche Sichtverhältnisse bietet. Aufgrund einer Reihe von Gründen ist eine Beleuchtung von der Seite vorzuziehen, deshalb sollte das Lichtbündel in einem Winkel zur Vertikalen stehen, der vielleicht je nach Flughöhe und Objekt noch variiert werden kann. Selbstverständlich kann man über all das diskutieren, aber das ist jetzt mal mein Ansatz.

 

Um das Thema zu starten, möchte ich die Lichtquelle vorstellen, die wir verwenden. Es handelt sich um eine Neuentwicklung, bei der Optik und Unterbau in einem Bauteil integriert sind. Einige technische Daten:

- Lichtstrom bis etwa 10000 lumen

- Abstrahlwinkel ca. 20°

- Farbtemperatur ca. 5000K

- Leistungsaufnahme bis ca. 100W

 

Ich möchte betonen, dass die Lichtquellen derzeit nicht für jedermann verfügbar sind. Es ist auch nicht absehbar, ob und wann sich dies ändert. Ich möchte einfach hier mit euch zusammen die Möglichkeiten ausloten, die es derzeit gibt. Sollte das Ganze mal in etwas ausarten, was tatsächlich hilfreich ist, z.B. für Rettungsdienste, dann würde mich das sehr freuen. Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg.

 

Ich freue mich jedenfalls sehr auf die Diskussion!

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#2 possi

possi
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Geschrieben 01. Dezember 2018 - 13:31

Coole Module. Sehr kompakt. Löst haben-wollen-Reflex aus ;D 

Welche LEDs sind da verbaut (neutralweiß)? Welchen Abstrahlwinkel bieten die Reflektoren? Welche Nennbrennspannung?

 

Man könnte die so beschalten, daß die nur brennen können, wenn die Rotoren laufen (um Überhitzung im Stand zu vermeiden). Die Kühlung ist sicher nicht trivial, wenn die schwenkbar sein sollen. Du könntest die "Alufassung" auch gleich mit einem "Keil" anbieten, um die Abstrahlung nach vorn fest zu fixieren. Der muß ja nicht 100% massiv Alu sein, kräftige Stege reichen evtl schon. Alu leitet ja sehr gut Wärme.

 

Ich verwende entweder Cree XHP70.2 als Viererchip oder als single Chip die Cree XM-L2U2, die kommen auf rund 150lm/W bei guter Kühlung und halben Maximalstrom. Damit kannst Du Deine 30klm mit rund 200W erreichen.



#3 harpi

harpi
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    Neu: DJI S900 WKM

Geschrieben 01. Dezember 2018 - 13:57

Danke! Da sind gar keine LED-Komponenten drin - das Modul ist von Grund auf neu konzipiert, wir setzen den Halbleiter auf eine geeignete, hoch wärmeleitfähige Unterlage, oben drauf ein spezieller Phosphor und die Optik. Nur durch diese Integration erreicht man die bestmögliche Leistung, weil man sonst ja immer limitiert ist durch die Übergänge: LED gelötet auf Leiterplatte, Leiterplatte irgendwie angebunden an Metallsubstrat bzw. Kühlkörper, Optik irgendwie befestigt auf LED.

Die Beschaltung kann man sicher so umsetzen, die Reflektoren haben ca. 20°, Deine Aussage mit der Kühlung ist sicher richtig, wobei ich da auch ne Lösung habe, die nicht viel wiegt. 150lm/W schaffen wir auch, und das NACH der Bündelung - bei den LED-Komponenten darf man immer gleich noch 10% Verlust durch die Optik abziehen, also landest Du bei 135lm/W. Ach so, Spannung, da haben wir mehrere Varianten, 9V und 27V, je nachdem, was besser passt. Neutralweiss 5000K


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#4 harpi

harpi
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    Neu: DJI S900 WKM

Geschrieben 06. Dezember 2018 - 21:25

So. Nachdem mein gerade geschriebener Beitrag irgendwo im elektronischen Nirwana verschwunden ist, hier also noch einmal die Rekonstruktion.

 

Ich habe es nun endlich geschafft, das Quad mit der Leuchte auszurüsten. Um die 17'' Butterflies nicht zu überlasten, bin ich relativ leicht unterwegs, mit kleinen Akkus zum Fliegen und für die Leuchte. Das reicht aber dennoch, um einen ersten Eindruck zu bekommen. Hier mal ein Foto vom Aufbau des Kopters mit Filament Beinen, die deutlich leichter (insgesamt ca. 90g) sind als das Landegestell, das vorher dran war. Sie sind eigentlich immer noch überdimensioniert, da zu stabil (tragen locker 5kg Last pro Stück).

 

Angehängte Datei  quadkopter_draufsicht.jpg   540,76K   15 Mal heruntergeladen

 

Die Akkus werden in den Freiraum zwischen Leuchte und Kopter befestigt. Die Leuchte basiert auf einem 10cm x 10cm grossen Kühlkörper und 4 Modulen.

 

Angehängte Datei  Leuchte_30000lm.jpg   370,61K   13 Mal heruntergeladen

 

Sie wiegt derzeit 680g, der Weg zu <600g und vielleicht sogar <500g ist aber bereits identifiziert und in die Wege geleitet. Im Moment ist ein klobiger mechanischer Schalter dran, vielleicht hat jemand eine Idee für eine fernsteuerbare Version, die >10A schalten kann?

Ja, und jetzt stehen nach einem sehr kurzen Testflug noch die "richtigen" Flüge mit guten Aufnahmen aus...


Bearbeitet von harpi, 06. Dezember 2018 - 23:20.

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#5 keilie

keilie
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    155:13 Minuten mit rein elektrischem Kopter unter 1Kg Abfluggewicht
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Geschrieben 06. Dezember 2018 - 22:23

So. Nachdem mein gerade geschriebener Beitrag irgendwo im elektronischen Nirwana verschwunden ist, hier also noch einmal die Rekonstruktion.

 

Ich habe es nun endlich geschafft, das Quad mit der Leuchte auszurüsten. Um die 17'' Butterflies nicht zu überlasten, bin ich relativ leicht unterwegs, mit kleinen Akkus zum Fliegen und für die Leuchte. Das reicht aber dennoch, um einen ersten Eindruck zu bekommen. Hier mal ein Foto vom Aufbau des Kopters mit Filament Beinen, die deutlich leichter (insgesamt ca. 90g) sind als das Landegestell, das vorher dran war. Sie sind eigentlich immer noch überdimensioniert, da zu stabil (tragen locker 5kg Last pro Stück).

 

attachicon.gifquadkopter_draufsicht.jpg

 

Die Akkus werden in den Freiraum zwischen Leuchte und Kopter befestigt. Die Leuchte basiert auf einem 10cm x 10cm grossen Kühlkörper und 4 Modulen.

 

attachicon.gifLeuchte_30000lm.jpg

 

Sie wiegt derzeit 680g, der Weg zu <600g und vielleicht sogar <500g ist aber bereits identifiziert und in die Wege geleitet. Im Moment ist ein klobiger mechanischer Schalter dran, vielleicht hat jemand eine Idee für eine fernsteuerbare Version, die >10A schalten kann?

Ja, und jetzt steht nach einem sehr kurzen Testflug noch die "richtigen" Flüge mit guten Aufnahmen aus...

 

schau dir mal die Profets an, der BTS555 kann ordendlich was schalten


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#6 harpi

harpi
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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 00:23

Danke, Reiner, aber weisst Du, ob es auch was "Fertiges" gibt? Also etwas, was im Prinzip nur das Steuersignal passend braucht (5V) und dann so um die 20A (oder wenigstens 10A) bei bis zu 60V schalten kann? Wäre ja nur nötig, falls das nicht direkt am Treiber über einen Steuereingang gemacht werden kann, aber so scheint das bei dem Treiber, den ich gerade verwende, zu sein. Ich sehe wohl, dass es (für Arduino) diverse Relais gibt, aber können die so ohne Weiteres eingesetzt werden?


Bearbeitet von harpi, 07. Dezember 2018 - 00:24.


#7 possi

possi
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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 00:30

Im Moment ist ein klobiger mechanischer Schalter dran, vielleicht hat jemand eine Idee für eine fernsteuerbare Version, die >10A schalten kann?

Ja, und jetzt stehen nach einem sehr kurzen Testflug noch die "richtigen" Flüge mit guten Aufnahmen aus...

 

 

Cool.

vieleicht sowas: https://www.fechtner...-16a-ausgang-1x

 

Bei 6S schaltet der bis 300W Licht und ist relativ klein.

 

Oder aus China:

https://www.ebay.de/...ch/301789385836

https://www.ebay.de/...ch/301942646196

 

mit dem Ding kannst Du sogar in Stufen schalten:https://www.ebay.de/...ch/292171058811

 

Da lohnt sich kaum die Mühe was selber zu stricken...


Bearbeitet von possi, 07. Dezember 2018 - 00:38.

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#8 harpi

harpi
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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 12:10

Vielen Dank, Possi, genau das, wonach ich gesucht habe! Aber wenn man nicht mal weiss, wie's heisst oder aussieht, dann ist das Suchen gar nicht mehr so einfach...

Ideal wäre natürlich eine Dimm-Möglichkeit über Drehregler an der Funke. Anbei mal ein Foto, das ich gestern abend noch aufnehmen konnte - so schlecht ist das Wetter hier eigentlich gar nicht, es war nur ein paar Tage lang nieselig/neblig.

Das sind ziemlich mächtige Bäume, das sieht man gar nicht so gut auf dem Foto. Fällt erst auf, wenn man es mit dem Fahrweg daneben vergleicht.

 

Angehängte Datei  leuchtdrohne über Baumgruppe.jpg   579,79K   4 Mal heruntergeladen


Bearbeitet von harpi, 07. Dezember 2018 - 12:11.


#9 DOC

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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 13:04

Weil ich grade durch Zufall das Thema gesehen haben, ist mir eingefallen wer auch seine Copter mit ordentlich Licht ausgestattet hat.

https://www.facebook...?type=3

https://www.facebook...?type=3

https://www.facebook...?type=3

https://www.facebook...?type=3
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Bin nicht wirklich so ein Licht Fachmann, aber wenn ich mir die "Lämpchen" da so anschaue, muss das ordentlich Licht machen :D


 


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#10 harpi

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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 14:01

Vielen Dank, Drohnendoktor - so eine Tannengruppe muss ich auch mal anfliegen! ;-)  Leider ist für heute Nacht viel Wind angesagt, und am Wochenende kommt dann eine Ladung Schnee in die Berge - auch das gäbe sehr schöne Fotos!

Wie ich an einer anderen Stelle bereits einmal gesagt habe - mit Gewalt (hier eine Alta 8 ) bekommt man natürlich alles in die Luft. Ich will die Leistung dieser Firma auch überhaupt nicht kleinreden; worum es mir hier geht (ähnlich wie Possi) ist es zu erforschen und die Erkenntnisse zu verbreiten, wie man sich ans Optimum heran arbeitet. Meine Erkenntnis ist nun, dass es einen kleinen Abstrahlwinkel braucht, um sinnvoll aus der Luft zu beleuchten. Die etwa 60°, die die imposante Lichtquelle auf dem Foto aufweist, sind viel zu viel. Das folgt aus einfachen geometrischen Überlegungen. Mit 20° brauche ich nur einen Bruchteil des Aufwands zu treiben, um die gleichen Wirkungen auf der relevanten Fläche zu erzielen.

Mit einer Alta 8 und der hier vorgestellten Lichtquelle ergäben sich völlig neue Möglichkeiten, da wir dann noch aus 100m Höhe mehrere hundert Lux am Boden hätten (ein normaler Fussballplatz ist mit um die 100 lux beleuchtet).


Bearbeitet von harpi, 07. Dezember 2018 - 14:55.

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#11 DOC

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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 14:16

Glaube die wollten da nur einfach viel Licht überall haben... 
ab 00:39 Min 

Weil wie du schon sagst mit 20 Grad braucht man weniger Licht, dafür halt nur an einer "bestimmten" Stelle.
Aber denke das vorhaben hätte man auch mit 20Grad und weniger Lampen hinbekommen ( und auch viel weniger Gewicht), so hoch sind sie ja jetzt nicht.
 


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#12 harpi

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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 14:55

Sonnenlicht ist quasi-parallel. Je kleiner der Abstrahlwinkel und je weiter entfernt die Lichtquelle, desto näher kommen wir diesem Ideal. Und ja - wenn ich das Gleiche Ergebnis mit einem kleineren, leichteren und damit günstigeren Kopter erreichen kann, dann habe ich als Unternehmer einen wirtschaftlichen Vorteil und neue Möglichkeiten. Das ist ein wichtiger Nebeneffekt der Optimierung.

Es kommt noch was hinzu: Die "kleinen" Kopter erreichen mittlerweile erstaunliche Qualitäten bei Video und Fotoaufnahmen und liefern die nötigen Rohdaten, die für viele Anwendungen die grossen und schweren Profi-Ausrüstungen mit entsprechend schwerem Fluggerät überflüssig machen. Da ist es nur konsequent, wenn auch mit kleinen Koptern viel Licht auf die Fläche gebracht werden kann. Bereits mit einer Phantom als Träger wären bereits deutlich über 10 klm drin, ohne dass das Gesamtpaket zu schwer wird.


Bearbeitet von harpi, 07. Dezember 2018 - 15:00.


#13 DOC

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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 15:17

Ich bin ja mal gespannt, wie der Mavic Professional mit seinem LED Adapter strahlt, ob das am ende was Bringt oder eher Fail ist.
In den Videos was ich bisher gesehen habe, scheint es schon recht gut auszuleuchten.

 



#14 harpi

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Geschrieben 07. Dezember 2018 - 15:55

Wenn Du auf das Video bei DJI über die Mavic Enterprise anspielst, dann ist das sicher sehr positiv dargestellt. Die Kamera müsste halt auch sehr lichtempfindlich sein.

 

Die technischen Daten dieses Leuchtmoduls sehen so aus (DJI Website):

M2E Spotlight Dimensions 68x60x41 mm Port Type USB Micro-B Operating Range 30 m Power Max 26W Illuminance FOV17°, Max:11lux @ 30m Straight

 

Laut anderen Quellen liefert es 2400 lm. 11 lux auf 30m entspricht knapp 10 kcd, auch das passt zu den übrigen Angaben.

Die 11 lux entsprechen ungefähr dem mittleren Niveau einer Strassenlampe im Wohnquartier. Im Prinzip ist es halt ein MTB-Lampenkopf.

 

Realistisch mit Video ist wohl eine Flughöhe von maximal 10m (bei 45° Neigung sind es dann immer noch rund 14m bis zum

Boden, also knapp 50 lux im Zentrum). Wie im Video bei 1:29 zu erkennen, leuchtet man dann einen Bereich von vielleicht 7-8m

halbwegs vernünftig aus.Dort liegt der Radfahrer an einem steilen Hang, das Licht ist vermutlich fast horizontal ausgerichtet.

Das Gewicht habe ich leider nirgends finden können, wäre noch interessant gewesen.


Bearbeitet von harpi, 07. Dezember 2018 - 15:57.






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