Der LED Brenner
Bleibt immer noch die Entscheidung welchen Brennertyp man bevorzugt. Wer genug Geld hat und Licht ohne Ende will wird sicher zum HID Brenner greifen. Die LED Technik liegt in ihrer Effizienz bereits heute schon deutlich vor Halogen inbesondere wenn man den subjektiven Eindruck hinzuzieht. Dies verleitet die Hersteller von LED Lampen zu meist hohenflugähnlichen Vergleichsangaben zu Halogenlicht. Mir sind schon angebliche 70W Halogenleistung aus 9W LED Leistung untergekommen und die Hersteller versuchen sich mit Phantasiewerten immer wieder zu übertumpfen - eine Wundertechnik könnte man glauben. Bullshit. Wer Tauchlampen kauft oder baut sollte sich nur die ECHTE LED Watt Leistung anschauen und verwendeten Leuchtmittel. Dies ist als ungefährer Vergleich tauglich.
Fest steht aber auch, daß eine LED Lampe unterwasser bei Dunkelheit ein subektiv helleres Licht erzeugt mit dem man besser und weiter sehen kann. Auch Aussagen LED Licht sei nicht fokussierbar stimmen nicht - im Gegenteil, ein winziger Leuchtpunkt läßt sich optimal fokusierten und LEDs haben ein sehr gleichmäßiges Leuchtbild (Lambertian). Der größte Trumpf ist aber sicher die Zuverlässigkeit: LEDs benötigen eine weit weniger komlexe Elektronik wie HID und leben ewig. Billig sind sie aber nicht - eine 3W LED kostet Mitte 2006 6-7 Euro das Stück ohne Optik und unter 3 LEDs geht in einer Hauptlampe nix. Wenn man aber die Kosten für die gesamte Lebendauer der Lampe einbezieht ist LED klar die billigste Technik im Moment. und völlig wartungsfrei.
Natürlich müssen noch mehrere LED Leuchtmittel gebündelt werden, da selbst eine 5W LED nicht ausreichend Licht als Hauptlampe erzeugen kann. Als Backuplampe tut es eine 3W LED allerdings sehr gut. In dem vorliegendem Projekt habe ich 9 x 3W Luxeon K2 LEDs in einen Brenner gepackt, also satte 28W echte LED Power.
Ohne Elektronik geht allerdings auch bei LEDs nix. Eine LED benötigt eine Treiberstufe, die im einfachsten aus einem simplen Widerstand besteht. Dieser Ansatz taugt aber bei Hochleistungs LEDs nichts auch wenn es mancher Billig-Lampen Hersteller versucht. Ein Widerstand liefert über die Entladungskurve eines Akkus keine konstanten Ströme und genau das verlagt eine Hochleistungs LED. Also verschenkt man so bestenfalls Lichtlleistung oder senkt die Lebensdauer einer LED drastisch. Es wird also eine Elektronik benötigt, die die LED mit ihrer spezifizierten Ampere Leistung versorgt und optimalerweise noch einen Tiefenentladeschutz hat.
Das Gehäuse 
Der Beginn jeder Lampe wird das Gehäuse sein. Hier nimmt man entweder ein fertiges Leergehäuse, wie es z.B. DEV Pein anbietet oder man besorgt sich eine defekte Handlampe bei ebay zum ausschlachten. Optimal ist ein ALU Gehäuse, da es die Abwärme besser in Wasser bringt. Allgemein hat der Taucher aber prinzipbedingt wenig Probleme mit der Kühlung im Wasser und über Wasser empfehlen auch die meisten Hersteller eine max. Brenndauer von 5 min. Mein Projekt basiert auf einem Fertiggehäuse von Tauchsport Fabian, welches ich als Lampenleergehäuse bei ebay ersteigert hatte. Der Druckkörper besteht auf 10mm starkem HDPE Kunststoff (Hochdruck Wasserrohrleitung) zu dem ein passend gedrehter Deckel mit wasserdicht eingelassener Chich Buchse zum Laden außerhalb des Gehäuses und einem Drehschalter mit Magnet.
Der Kopfdeckel ist eine 10mm starke Plexiglasscheibe, die mit dem Gehäuse verschraubt wird. Beide Deckel haben ihren O-Ring in die Schnittfläche des Druckkörpers eingelassen, so daß die Dichtung nach den positive-pressure Prinzip arbeitet. Also je höher der Außendruck desto stärker wird der Deckel auch gegen die Dichtung gepresst. 30m waren bislang kein Problem und laut Hersteller Fabian sind 60m drin.
Trotzdem würde ich ein Alu Gehäuse einem Lampenbauer empfehlen, da der Abtransport der Wärme hier besser funktioniert wie durch 10mm HDPE Kunststoff. Um die Abwärme aus der Lampe zu bekommen mußte der Brennerkopf speziell angepasst werden, was bei einem ALU Köpfer entfallen kann.
Der Lampenaufbau
Das linke Bild zeigt den Schematischen Aufbau der Lampe. Der obere rote Bereich ist der LED Brenner, darunter das Akkupack und der Deckel mit den Reed- und Leistungsrelais. Das Schema einspricht nicht 100% den endgültigen Ergebnis, da beim Bau noch Details verbessert wurden.
Im Schema kann man gut den Trick erkennen wie man die enorme Abwärme von 28 LED Watt aus der Lampe durch das Kunststoff Gehäuse bekommt. Ist die Wärmeleitfähigkeit eingeschränkt muß man die Fläche erhöhen über die Wärme abgegeben wird. Deshalb ist der gesamte Brenner in einen 4mm starken und 43mm hohen Kupferring eingelassen, der über seine kompette Fläche Wärme an den Druckkörper abgeben kann. Ohne diese große Fläche würde der Kopf sehr schnell überhitzen und jeseits der 100 Grad Temperatur sterben die LEDs langsam aber sicher ab. Die K2 von Luxeon ist da etwas tolleranter wie ihre Vorgänger ausgelegt und verträgt hier 183 Grad Maximaltemperatur wogegen bei der alten Baureihe bei 130 Grad Ende ist. Trotzdem ist bei der LED im Gegensatz zu allen anderen Brennern eine Wärmeabfuhr wichtig, da mit steigender Temperatur die Lichtleistung der LED stark abnimmt (bis auf 60% runter bei 100 Grad). Je mehr Kühlung desto mehr Licht gillt hier. Die angegebenen Lumen Werte beziehen sich immer auf optimale 25° Junction Temperatur.
Der Brenner selbst gesteht im Prinzip aus einer Scheibe ALU und einer Scheibe Kupfer, die aufeinder geschraubt sind. Das Kupfer wurde verwendet, um das Gerüst zu bilden und Haupt-Wärmeleiter. Kupfer ist weich, biegsam und kann gelötet werden. ALU ist spröde und kann nur unter starker Hitzeeinwirkung in bestimmten Maße gebogen werden - also also Ring unbrauchbar. Unterhalb der Kupferscheibe sitzt ein Chipsatz Kühler aus dem PC Bereich mit montierten Mini-Lüfter (Nicht im Schema enthalten) . Auf der ALU Scheibe sind die Alu Stars der LEDs verschraubt und alles ist mit Wärmeleitpaste versehen.
Der Akkupack besteht aus 9 NiMH Monozellen, jeweils 3 übereinander mit einer Nennspannung von 10,8V. Dies Spannung ist für den Betrieb von Luxeon LEDs optimal, da jede LED einen Betriebsspannung von ca. 3,4V hat. Drei LEDs in Reihe haben 10,2V, sodas nur eine geringe Spannung durch die Elektronik vernichtet werden muß, was die Verlustleistung in Grenzen hält und die Spannungsregler im grünen Bereich. Im obern Bereich neben dem Akku sind die Elektronik Platinen erkennbar, von denen die Lampe drei fast Identische enthält - Eine für 3 LEDs und 3 Stück für jeweils 3 Schaltstufen.
