LED Informationen, und Dokumentation für eine Zusatzbeleuchtung

[Gast Karl H.]

Hallo,

Vorwort:

da in letzter Zeit das Thema LED- Beleuchtung immer beliebter wird, aber anscheinend noch Unsicherheit besteht was High-Power LED´s angeht, dachte ich ich dokumentiere mal den Aufbau meiner Zusatzbeleuchtung, und hoffe das es dem ein oder anderen weiterhilft.

Aber zuerst ein paar Worte:

Allgemeine Informationen:

Ich werde ausführlich beschreiben nach welchen Kriterien LED´s ausgewählt, und bewertet werden. Allerdings sind nicht alle Anbieter von LED´s seriös, und geben somit auch nicht immer korrekte Daten an. Es ist somit wie ich später erläuter werde beim Kauf Vorsicht geboten.

Folgendes Thema ist sehr technikbezogen, was sich leider bei so einem Thema nicht vermeiden lässt. Mir ist bewusst das wir uns in eine Pflanzenforum beinden, und ich werde mein bestes geben nicht zu Fachspeziefisch zu werden, ich bitte aber um Entschuldigung wenn mir das nicht ganz gelingt. :wacko:

Teilweise sind z.B. zur Entmontage keine Angaben gemacht, da dies der Kreativität des Erbauers überlassen ist, und ich mich außerdem für meinen Sinn für Asthetik schämen müsste. :whistling:

Sicherheit:

Im folgenden werde ich die Montage und Anschluss von LED´s beschreiben, es werden dazu scharfe Werkzeuge, heiße Gegenstände und Netztspannung verwendet.

Es besteht bei falscher Handhabung Gefahr von Stromschlag, Schnittverletzungen, Verbrennungen und Netzhautschäden. Allgemeine Sicherheitsvorkerungen sind zu Treffen, und die Arbeiten nur von Leuten durch zu führen, die wissen was sie tun.

Ich übernehme keine Haftung!!

So aber nun zum eigentlichen Thema:

Übersicht:

1. Informationen zum Kauf von LED´s und Zubehör

2. Elektrotechnische Grundinformationen

3. Kühlung und Optiken für LED´s

3.1 Anschluss von LED´s und Lötverfahren

3.2 Mein Aufbau

3.3 Fortsetzung

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Informationen zum Kauf von LED´s und Zubehör

Es gibt grob unterteilt drei LED-Typen:

1. T-Type:

Diese LED´s findet man häufig als Signallampen, oder als Infrarot LED´s in Überwachungskameras, oder Fernbedienungen. Die gängigsten Größen sind 3mm, und 5mm. Von diesen Typen werden auch "Superhelle" Variationen angeboten, aber deren Leistung liegt meist weit unter der der HP-LED´s. Der T-Type wird auch oft als Low-cost Produkt vertrieben, ist aber für unsere Zwecke meist ungeeignet. Wie alle LED´s werden T-Type LED´s (meist) mit Gleichspannung betrieben, und benötigen eine Konstantstromquelle.

2. SMD (Surface Mount Device)

Diese SMD LED´s sind teilweise nur mit einer Lupe erkennbar, und finden für gewöhnlich ihren Einsatz in Leuchtstreifen (LED-Streifen), oder wie die T-Type LED als Signalleuchte. SMD-LED´s habe je nach Typ höhre Leistungsdaten als die T-Type LED´s. Sie können für die Pflanzenbeleuchtung auch LED-Streifen montiert dierekt ohne Konstantstromquelle (da diese auch dem Streifen verbaut ist) an eine Spannungsquelle angeschlossen werden. Der Vorteil dieser LED´s ist das sie weniger Wärme Produzieren, als HP-LED´s, der Nachteil ist jedoch, das sie falls von unseriösen Händlern bezogen, sie schnell an Leistung verlieren, und teilweise sogar ihre Abstrahlcharakteristik verändern.

3. COB (Chip on Board)

(Gehöhren zu der SMD Technologie, haben aber kleine bauliche Abweichungen.)

Unter dieser Bauform findet man die stärksten LED´s die sogenannten High-Power LED´s. Bei diesen Dioden hat der Halbleiterkristall sehr guten thermischen Kontakt zu einer freien Kühlungsfläche auf der Gehäuserückseite, und kann somit viel Lichtleistung umsetzen, ohne zu überhitzen. (solange die LED richtig montiert und gekühlt wird) gängig sind Typen von 1,3,5,10,20,30,50, und 100 Watt. Diese LED´s lassen sich über Optiken sehr gut Fokussieren, brauchen allerdings auch eine Leistungsfähige Ansteuerung, was den Gesamtanschaffungspreis in die höhe Treibt. Dies amortisiert sich aber mit der Zeit, da diese LED´s kaum an Leistung verlieren, und gut gekühlt eine sehr hohe Lebensdauer haben.

Beim Kauf ist zu achten auf:

1. Angaben zu der LED

1.1 Leistungsdaten

- Lumenzahl

- Leistung (Watt/W) und als Konsequenz der Strom (Ampere/A)

1.2 LED Charakteristik (je nach Anwendungszweck)

- Farbtemperatur (Kelvin/K)

- Wellenlänge (Lambda) wir angegeben in Nanometer (nm)

- Abstrahlwinkel

1.3. Technische Informationen

- Spannung (Volt/V)

- maximale Löttemperaur

- Gehäusetyp

2. Händler

Man sollte sich gut über den Anbieter der LED´s infomieren, da Anbieter von Billig-LED´s oft auch nur Ware in entsprechender Qualität liefern. Ich hatte teilweise LED´s mit 50% Leistungsabfall, nach 3 Monaten, obwohl sich alle Umweltparameter im empfohlenen Bereich befanden.

Oft sagt schon das Desing viel über die Seriösität eines Händlers aus, darauf sollte man sich aber nie zu hundert Prozent verlassen, da auch Billigware-Anbieter ihre Websites professionell gestalten können. Es ist oft schon gut sich Kundenrezessionen durch zu lesen, und vielleicht einfach auf sein Bauchgefühl zu hören. Hier spielt vorallem Erfahrung eine große Rolle, da man pauschal nie sagen kann welcher Händler gut und welcher schlecht ist, ohne dessen Ware getestet zu haben.

Zubehör

Für unsere Beleuchtungszwecke mit LED´s muss immer eine Konstantstromquelle (außer bei LED-Streifen) verwendet werden. Die Leistungsfähigkeit ist oft in der Artikelbeschreibung gleich in Relation zu den Leistungsdaten der LED- gesetzt. So Wird zum Beispiel angegeben:

Konstantstromquelle für 3 mal 3 Watt LED´s. Man kann die Konstantstromquelle immer nur genau so betreiben wie angegeben. Man könnte wie beim vorherigen Beispiel z.B. keine 9Watt LED statt 3 mal 3Watt LED´s verwenden, da die Spannung für eine LED geringer ist als für drei mal drei LED´s.

Als weiteres Zubehör sollte mal eine Optik verwenden. Es wird für jeden LED Typ meist auch eine Optik mit verschiedenen Abstrahlwinkeln angeboten, diese sollte mal um eine hohe Lichtausbeute zu bekommen unbedingt verwenden.

Als letzten Punkt sind die LED-Platinen zum Thema Zubehör anzusprechen. Sogenannte Starplatinen werden oft schon mit aufgelöteter LED angeboten, und sind somit je nach Angebot optional. Oft gibt es aber auch günstige angebote für LED´s ohne Platinen, dann muss man die passende Platine nach Gehäusetyp auswählen, und die LED auflöten. Wie dies gemacht wird erläutere ich später.

Somit währen Allgemeine Dinge welche beim Kauf zu beachten sind weitestgehen angesprochen.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. Elektrotechnische Grundinformationen

Allgemeines:

Die LED (light-emitting diode) ist wie der Name schon sagt eine Diode. Eine Diode ist vereinfacht gesagt ein auf halbleiterbasierendes Einwegventil.

Die Diode hat eine Sperrichtung und eine Durchlassrichtung, kann also nur in eine Richtung betrieben werde.

Die Anode einer Diode wird immer mit dem Pluspol einer Spanungsquelle (Technische Stromrichtung!!) verbunden, und die Kathode mit dem Minuspol. Eine LED sollte im Gegensatz zu "normalen" Dioden nicht mit Wechselspannung betrieben werden, da die die Leuchtdiode zerstören kann. Der Strom im Deutschen Stromnetz ändert 50 mal in der Sekunde seine Richtung (50Hz), somit würde die LED 25 mal in der Sekunde ein- und ausschalten bzw. leuchten. Dies zerstört eine Leuchtdiode. Es gibt auch noch Dioden welche kein Licht emittieren, diese werden z.B. dazu benutzt um Strom gleich zu richten, diese Dioden haben kein Problem mit Wechselspannugn, und werden auch in den fertig vergossenen Gleichrichtern verbaut.

Stromversorgung:

Welche Spannung und welchen Strom eine LED benötig bzw. verkraftet ist immer in der Typenbezeichnung angegeben. Eine LED darf nur mit eine bestimmten Strom betrieben werden, und würde bei überschreitung dieses Stromes kaputt gehen. Eine LED "zieht" ohne Begrenzung sehr viel Strom, und würde sich somit selbst zerstören. Deshalb nur mit Konstantstromquelle betreiben!!

Die Spannung ist in diesem Moment unwichtg, da sie von der verwendeten Konstantstromquelle bestimmt wird, und auch angegeben ist wie die LED´s zu verkabeln sind, um mit dieser speziefischen Spannung betrieben werden zu können.

Dimmen von LED´s:

Je nach Herstellerangaben können fertig aufgebaute LED-Leuchten herkömmlich gedimmt werden oder eben nicht. Bei LED´s ohne vorgeschaltete Elektronik ist ein Dimmen möglich. Es gibt zwei Verfahren um eine LED zu dimmen:

1. verändern des Eingangsstromes:

Wenn man einer LED nur einen bestimmten Strom zur Verfügung stellt, sinkt auch die umgesetzte Leistung. Wie als würde man einen Wasserhan langsam zudrehen.

2.PWM- bzw. Pulsweitenmodulation:

Man kann sich dies mit einem Durchschnittsbeispiel gut vorstellen:

Man stellt sich vor man will ein Wasserbecken füllen, lässt aber das Wasser nicht kontinuierlich in das Becken laufen, sondern dreht es statdessen immer wieder schnell auf und zu. Das am ende vorhandene Wasser im Becken stellt die Leistung an der LED dar. Man dreht nun den Wasserhahn für eine Sekunde auf und für eine Sekunde zu. Dies wiederholt man andauernd. Da entspricht einem Rechtecksignal in der Elektronik. Der Strom wird angeschaltet, bleibt eine Zeit lang an und wird für die Selbe Zeit wieder ausgeschaltet. Bei dem Beispiel im Bezug auf eine Sekunde währen dies 0.5 Hz und bei einem Takt Verhältnis von 50%. Das bedeutet der Strom ist genauso lange eingeschaltet wie ausgeschaltet. Nun lässt man aber den Strom länger an als ausgeschaltet, im Beispiel mit dem Fass würde dann mehr Wasser in das Becken fließen, aber immernoch bei 0.5Hz. Man kann also sagen der Durchschnittstrom steigt mit dem Einschaltverhältniss, des eingeschalteten Zustandes. Allerding wird bei der PWM-Modulation in der Technik meist im kHz Bereich gearbeitet, sprich der Wasserhahn wird mehrere tausend mal in der Sekunde auf- und zugedreht.

Das nur so als Vorstellung.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. Kühlung und Optiken für LED´s

3.1 Anschluss von LED´s und Lötverfahren

3.2 Mein Aufbau

3.3 Fortsetzung

Die Kühlung:

Bei HP-LED´s gilt je kälter desto besser. Wenn man die Wärme einer HP LED schnell abtransportiert, hält diese ihre Leistung über einen längeren Zeitraum konstant, und ihre Lebensdauer steigt. Es gibt für die verschiedenten Wattzahlen Kühler im Angebot, ich würde aber ab einer Leistung von neun Watt zu CPU-Kühlern raten. Diese halten die LED´s immer kalt, und betreiben sie nicht im gegensatz zu den speziellen LED´s Kühlkörpern am Temperaturlimit, und sie sind meistens billiger.

Optiken:

Zu den Optiken habe ich eigentlich schon alles erwähnt. Diese sind für alle Typen in unterschiedlichen Abstrahlwinkeln erhältlichn und einfach anzubringen. :tongue:

3.1 Anschluss von LED´s und Lötverfahren

Es gibt eine einfache Reihenfolge:

1. Pluspol von Netzteil zu Pluspol von Konstantstromquelle. Das selbe mit dem Minuspol.

2. Von Konstantstromquelle geht der Pluspol an die Anode der LED und der Minuspol an die Kathode der LED.

3. Fertig

3.2 Mein Aufbau

Nun zum löten:

Hat man eine LED ohne Sternplatine erworben wird diese mit dem sogenannten Reflow Lötverfahren auf die Platine gelötet.

Das geht wie folgt.

Zuerst findet und markiert man den Minuspol, oder Kathode der LED, damit man diese nicht aus versehen falsch herum anschließt. Das geht sehr gut mit einem Fineliner, und einem LED-Tester:

Als nächstes verzinnt man die Lötflächen der Sternplatine. Dies geht indem man entweder den Lötkolben auf das Lötpad auflegt und Lötzinn hinzu gibt, oder man die Platine von unten heizt z.B. mit einem Heißluftfön, oder einer Herdplatte, und dann das Zinn aufgibt.

Man hat nun einen verzinnten Lötpad der eine ballige Struktur aufweist. Nun nimmt man eine Nadelfeile, und feilt vorsichtig eine kleine Ebene Fläche auf den "Zinnhügel", damit man die LED besser auflegen kann:

Man legt die LED mittig auf und kann nun mit dem Löten beginnen. Man schiebt die Platine von einer kalten Oberfläche vorsichtig samt der LED auf die Lötfläche, und man beobachtet dabei genau wann das Zinn schmilzt

Die kupferne Fläche ist die Heizfläche, und die schwarze Fläche ist ein Kühlkörper um die Platine schnell nach dem Löten ab zu kühlen. Wenn man nun die LED auf der Heizfläche hat guckt man wann das Zinn schmilzt, und das Zinn beginnt unter die Beinchen der LED zu fließen. Wenn es unter die Anschlüsse geflossen ist, wird die Platine mit der LED darauf auf die Kühlfläche gezogen, und abkühlen gelassen. Und schon ist fertig gelötet:

Nun wird in einen angerissen und bereits gekörnten Kühler die Befestigungslöcher und Gewinde gebohrt, und die Platine aufgeschraubt. Dabei sollte man nicht mit Wärmeleitpaste geizen:

Hier nun ein kleiner Funktionstest: (bei halber Leistung )

Ich habe nun die Halterung für die LED´s für meine Fensterbrettsammlung gebaut. Sie wurde aus Alu -L- Profilen gebaut, so das man die LED´s frei bewegen kann. Somit kann man flexibel die Ausleuchtung einstellen.

Demnächst wird noch der zweite Treiber und die Optik installiert. Ich werde dieses Thema dann aktualisieren.

Ich hoffe ich habe euch nicht zu sehr gelangweilt, und freue mich auf Tipps und Anregungen.

Viele Grüße

Karl H.

Bearbeitet 13. Oktober 2012 von Karl H.

[Kevin G.]

Hi Karl,

Eine super Anleitung hast du da getippt. Zwar ich wusste schon das alles, aber dennoch ist der Artikel informationsreich.

Dimmen von LED´s

Man kann auch LED's auch über einen regelbaren Widerstand dimmen.

Wenn ich schon bei "Wärme" bin:

Ich hoffe mal, dass es irgendwann Supraleiter gibt, die bei Raumtemperatur funktionieren, dann hätte man das Problem der Wärmeentwicklung ausgemerzt.

Bearbeitet 12. Oktober 2012 von Karnivoren-Freak

[Gast Karl H.]

Hallo

Ja mit dem Widerstand hast du recht, der bildet aber auch nur eine Strombegrenzung. Leider kann man einen Widerstand als Strombegrenzung nur für geringe LED-Leistungen einsetzen.

Viele Grüße

Karl H.

[Kevin G.]

Ja mit dem Widerstand hast du recht, der bildet aber auch nur eine Strombegrenzung. Leider kann man einen Widerstand als Strombegrenzung nur für geringe LED-Leistungen einsetzen.

Naja, habe eher an die Dimmschalter gedacht, die auch nur regelbare Widerstände sind.

Nun denn, ich habe mal einen Feuchtigkeitsanzeiger gebaut und hab die vor der LED einen Widerstand geschaltet, da die Spannung bei Batterien nicht linear sind. Bei einer Messung der Batteriespannung (Leerlauf) meiner 4,5V-Batterie kamen mal 5,1V rausgeschossen, mit angeschlossenen Verbraucher über 4,8V! War aber auch warm im Zimmer - so um die 28°C...

[Markus K.]

Hallo,

sehr schöne Anleitung Karl.

Hi Karl,

Man kann auch LED's auch über einen regelbaren Widerstand dimmen.

Kevin, was passiert denn, wenn man mit einem regelbaren Widerstand dimmt?

Gruß

Markus

Bearbeitet 12. Oktober 2012 von Markus K.

[Kevin G.]

Was passiert denn, wenn man mit einem regelbaren Widerstand dimmt?

Hey Markus,

Also mit einem regelbaren Widerstand kannst du den Widerstandswert in Ohm einstellen. Somit kannst du den Stromfluss bestimmen.

Wenn du den Ohm-Wert höher schraubst, wird mehr elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Daher kriegt die LED weniger Energie und leuchtet dunkler.

Wenn du den Ohm-Wert niedriger schraubst, wird weniger elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Daher kriegt die LED mehr Energie und leuchtet heller.

Kennst du die Drehschalter/Dimmer für die Deckenleuchte? Das sind nichts weiteres als regelbare Widerstände.

Regelbare Widerstände findest du z. B auch bei der Lautstärkeregelung.

Hoffe, dass ich dich soweit aufklären konnte!

Gruß

Kevin

[Gast Karl H.]

Hallo

Kennst du die Drehschalter/Dimmer für die Deckenleuchte? Das sind nichts weiteres als regelbare Widerstände.

Hmm nein das sind über PWM angesteuerte Leistungs-FET´s

Regelbare Widerstände findest du z. B auch bei der Lautstärkeregelung.

Das ist richtig. Allerding ist das auch nur eine Duty-Cycle Modulation welche über den Poti anders eingestellt wird, aber dieser dient nicht als aktives Bauteil zur Strombegrenzung.

Viele Grüße

Karl H.

[Kevin G.]

Hey Karl,

Danke für die Richtigstellung. Musst es halt eher wissen, da du vom Beruf Elektroniker bist.

Ich bin eher der Typ für Naturwissenschaften (am besten ausgeprägt ist bei mir Chemie), obwohl Elektrizität in Physik ein großes Thema ist.

Gruß

Kevin

[Markus K.]

Hey Markus,

Also mit einem regelbaren Widerstand kannst du den Widerstandswert in Ohm einstellen. Somit kannst du den Stromfluss bestimmen.

Wenn du den Ohm-Wert höher schraubst, wird mehr elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Daher kriegt die LED weniger Energie und leuchtet dunkler.

Wenn du den Ohm-Wert niedriger schraubst, wird weniger elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Daher kriegt die LED mehr Energie und leuchtet heller.

Kennst du die Drehschalter/Dimmer für die Deckenleuchte? Das sind nichts weiteres als regelbare Widerstände.

Regelbare Widerstände findest du z. B auch bei der Lautstärkeregelung.

Hoffe, dass ich dich soweit aufklären konnte!

Gruß

Kevin

Hi Kevin,

Dimmen von LED´s:

Je nach Herstellerangaben können fertig aufgebaute LED-Leuchten herkömmlich gedimmt werden oder eben nicht. Bei LED´s ohne vorgeschaltete Elektronik ist ein Dimmen möglich. Es gibt zwei Verfahren um eine LED zu dimmen:

1. verändern des Eingangsstromes:

Wenn man einer LED nur einen bestimmten Strom zur Verfügung stelle, sinkt auch die umgesetzte Leistung. Wie als würde man einen Wasserhan langsam zudrehen.

Merkst du was?

Das was Karl da geschrieben hat, ist genau das selbe wie du mit dem Poti geschrieben hast.

Ich wollt nur wissen, ob du auch über das Thema bescheid weist. Aber man kann sich ja heutzutage ohne weiteres schnell im Internet belesen...

Vielen Dank für deine Aufklärung.

PS: Guck mal unter mein Avatarbild, da steht Beruf:

Gruß

Markus

[Kevin G.]

Hi Markus,

Guck mal unter mein Avatarbild, da steht Beruf:

Ach, noch einer von der Sorte!

Wenn ich schon beim Thema Beruf bin: Ich mache nächstes Jahr eine Ausbildung zum Chemielaborant.

Ich wollt nur wissen, ob du auch über das Thema bescheid weist.

So, da wolltest du einen auf "Quiz-Taxi" machen!

Aber man kann sich ja heutzutage ohne weiteres schnell im Internet belesen...

Ich hab das meiste Wissen von meinen Vater, da er ebenfalls vom Beruf Elektroniker ist! Den er aber nicht mehr ausübt...

Die Infos aus Wikipedia & Co dienen nur zur Ergänzung/Aktualisierung des Ganzen bei mir, da das, was meinem Vater gelehrt wurde, etwa 25 Jahre alt ist und sich daher entsprechend viel ändern kann.

Vielen Dank für deine Aufklärung.

Ach kein Ding!

Gruß

Kevin

[Gast Karl H.]

Hallo,

ich habe heute mal die Halterung der LED´s für meine Fensterbrettsammlung gebaut, und getestet. Sie ist noch nicht ganz fertig, und wird noch was das Design angeht ergänzt.

(Bilder siehe oben)

Viele Grüße

Karl H.

[andreas301]

Schöner Beitrag, aber ein paar Anmerkungen hätte ich auch noch:

Wie alle LED´s werden T-Type LED´s (meist) mit Gleichspannung betrieben, und benötigen eine Konstantstromquelle.

Ich habe noch zum Betrieb einer (oder auch mehrerer) simplen LEDs eine Konstantstromquelle benutzt. Ein einfacher Vorwiderstand ist hier völlig ausrichend

Eine LED sollte im Gegensatz zu "normalen" Dioden nicht mit Wechselspannung betrieben werden, da die die Leuchtdiode zerstören kann. Der Strom im Deutschen Stromnetz ändert 50 mal in der Sekunde seine Richtung (50Hz), somit würde die LED 25 mal in der Sekunde ein- und ausschalten bzw. leuchten. Dies zerstört eine Leuchtdiode.

Es ist einer LED völlig egal, ob sie 25 mal/s ein- und ausgeschaltet wird, davon geht sie nicht kaputt. Wenn du mal in deinen Absatz zur PWM schaust, dabei wird die LED je nach Takt einige tausendmal (!) pro Sekunde ein- und ausgeschaltet. Beim Betrieb an AC könnte evtl. das Überschreiten der Sperrspannung ein Problem sein.

Viele Grüße,

Andreas

[Gast Karl H.]

Ich habe noch zum Betrieb einer (oder auch mehrerer) simplen LEDs eine Konstantstromquelle benutzt. Ein einfacher Vorwiderstand ist hier völlig ausrichend

Ein Widerstand begrenzt den Strom bei einer bestimmten Spannung um einen von den Parametern des Widerstandes abhängigen Wert. In Verbindung mit einer Festspannungsquell (Widerstandsänderung durch erwärmung außer acht gelassen) bildet ein Vorwiderstand auch nur eine Konstantstromquelle.

Es ist einer LED völlig egal, ob sie 25 mal/s ein- und ausgeschaltet wird, davon geht sie nicht kaputt. Wenn du mal in deinen Absatz zur PWM schaust, dabei wird die LED je nach Takt einige tausendmal (!) pro Sekunde ein- und ausgeschaltet. Beim Betrieb an AC könnte evtl. das Überschreiten der Sperrspannung ein Problem sein.

Ja das hätte ich wohl noch etwas genauer beschreiben sollen...

Bei Wechselspannung wie sie im deutschen Netz verwendung findet, wird die Spannung nicht nur ausgeschaltet, sodern durchläuft einen Nulldurchgang. Wie du nun gesagt hast, kann bei einer Richtungswechselden nun die geringe Sperrspannung der Diode zum Problem werden. Zudem gibt es zumindest bei 50Hz ein fieses Flackern. :wacko:

Was die PMW Modulation angeht, so haben Konstantstromquellen welche nach diesem Prinzip arbeiten, einen Kondensator als Trägheitskomponente verbaut. Dieser verhindert, das die Spannung während der off-Time komplett zusammenbricht. Messung haben ergeben, das wenn überhaupt (unter Last) nur ein leichtes Sägezahnsignal zu erkennen ist.

Hier herrscht aber nur eine Spannungsdifferenz von 0,5V. Man kann aus diesem Grund auch eine leichte Erwährmung der Kondensatoren (Frequenzseitig) erklären. Da für diese Zweche teilweise Elkos verwendet werden kann man bei diesen "Hochfrequenz" Angelegenheiten eine Erwärmung durch dielektrische Verluste feststellen.

Viele Grüße

Karl H.

[Tänzer]

Hallo zusammen,

Wirklich guter Beitrag Karl. Schön, dass sich mal jemand die Mühe macht eine detailierte Anleitung zu schreiben. Langsam aber sicher kommen Leds hier doch noch in Mode^^

Eine Anmerkung hätte ich allerdings noch zum Thema Dimmen, so einfach ist das näm leider doch nicht. Jedenfalls nicht, sobald man eine Konstantstromquelle nutzt.

Mit einer Konstantstromquelle hat man keine Möglichkeit mit einem Vorwiderstand zu "dimmen". Die Stromquelle würde einfach nachregeln, bis der eingeprägte Strom wieder fließt (natürlich nur soweit, wie es der Quelle Bauteilmäßig möglich ist, das würde aber heißen, dass die Quelle bei "erfolgreicher" Widerstandsdimmung immer am Leistungsmaximum arbeitet - nicht wiklich empfehlenswert, da dann auch der Widerstand zu einer kleinen Heizung wird ;-) )

Mit Phasenanschnittsdimmern (die übliche Variante) können Konstantstromquellen soweit ich weiß nicht gedimmt werden. Vllt gibts da Spezialfälle, das ist dann aber auf keinen Fall die Regel.

Also lieber gleich von vornerein einfach weniger Leds verbauen, ist sowieso billiger ;-)

[Gast Karl H.]

Hallo

Eine Anmerkung hätte ich allerdings noch zum Thema Dimmen, so einfach ist das näm leider doch nicht. Jedenfalls nicht, sobald man eine Konstantstromquelle nutzt.

Mit einer Konstantstromquelle hat man keine Möglichkeit mit einem Vorwiderstand zu "dimmen". Die Stromquelle würde einfach nachregeln, bis der eingeprägte Strom wieder fließt (natürlich nur soweit, wie es der Quelle Bauteilmäßig möglich ist, das würde aber heißen, dass die Quelle bei "erfolgreicher" Widerstandsdimmung immer am Leistungsmaximum arbeitet - nicht wiklich empfehlenswert, da dann auch der Widerstand zu einer kleinen Heizung wird ;-) )

Man müsste bein Dimmen mit Vorwiderstand, den Eingangsstrom vor der Konstantstromquelle abregeln. Da kann die Konstantstromquelle auch nicht nachregeln, da einfach nicht mehr Leistung zu verfügung steht. Das Verfahren der Widerstandsdimmung sollte man nur verwenden, wenn die Konstantstromquelle mit Niederspannung betrieben wird, alles andere währe zu gefährlich. Im Allgemeinen ist eine Dimmung mit Widerständen nicht empfehlenswert, die diese Methode sehr ineffizient ist.

Man kann LED´s mit PWM-Modulatoren Dimmen, an welchen man das Taktverhältnis manuel bis zu einem bestimmten Wert einstellen kann. Dies ist dann eine regelbare Konstantstromquelle.

Mit Phasenanschnittsdimmern (die übliche Variante) können Konstantstromquellen soweit ich weiß nicht gedimmt werden. Vllt gibts da Spezialfälle, das ist dann aber auf keinen Fall die Regel.

Das stimmt teilweise so. Das kommt auf die Bauweise der Konstantstromquelle an. Aber man kann nicht herausfinden ob das Phasenschnittdimmen der Konstantstromquelle die man besitzt möglich ist, ohne das Gerät zu öffnen, und somit die Garantie zu zerstören.

Viele Grüße

Karl H.

[Martin Reiner]

Danke für Deinen Beitrag.

Was müsste ich den wo ganz konkret erwerben, um:

Fall1:

mit 4-6 LED einen Lichtstrom von 5000 lumen und einer Lichtfarbe von 6000 K zu generieren? Abstrahlwinkel ca 20° (Durchmesser, nicht Radius)

Fall 2

mit LEDs beleibig verteilt auf einer Fläche von 40cm x 160 einen maximalen Lichtstrom von 20.000 lumen zu erzeugen bei einer Lichtfarbe von ca. 5000K (gerne mischen verschiedener Spektren), wobei die LED morgens und abends seher sanft von Null wegt an- bzs ausgedimmt werden sollen und idealerweise in der Dämmerphase die Lichtfarbe bis auf 2000K zurück geht. Wäre nachst ein schwaches Mondlicht mit 8.000 bis 10.000K(?) denkbar?

In beiden Fällen muss weißes Licht entstehen, je kontinuierlicher das Spektru, desto besser.

Wie ist denn die Effizienz der aktuellen High power Bastellösungen so in Lumen output bezogen auf W Leistungsaufnahe aus der Steckdose, also mit aller Elektronik, Lüfter etc...?

Gibt es sowas heute zumindest in Form von Komponenten zu kaufen, ohne dass ich jetzt selber anfangen muss, einen Mikrokontroller zu programmieren, oder muss man da noch 5-10 Jahre warten?

Referenz ist für ich derzeit die Beleuchtung mit T5 HE Röhren und einer Effizienz ab Steckdose von fast 100 lumen/W bei recht passablem Spektrum. Stören tut mich nur, dass man die Dinger zumindest mit meinen System nicht von 0 weg dimmen kann, sondern da trotzdem ein Helligkeitssprung beim Ein- und Ausschalten bleibt und dass mir die Dämmerung nicht rötlich genug ist und die Beleuchtung insgesamt in der Mittagszeit etwas leistungsfähiger sein müsste.

Fall 1 wäre daher eine Ergänzung als Mittagslicht, Fall 2 der komplette Austausch der Beleuchtung.

Wenn es noch 5 Jahre dauert, dann dauerts eben noch 5 Jahre... :-)

Martin

[Gast Karl H.]

Hallo,

Fall 1 ist relativ einfach realisierbar, ich lasse dir gerne eine Bauteilliste zukommen.

Fall 2 ist bei diesen Anforderungen/Leistung ohne einen komplizierten Micro Cotroller Aufbau nicht möglich.

Genaue Messdaten zur Effiziens gebe ich noch bekannt, ich werde mich beeilen, allerdings bin ich bis Dienstag nich Zuhause, ich kann also frühestens Dienstag Abend eine detaillierte Antwort geben.

Grüße

Karl H.

[Martin Reiner]

Kein Stress, das hat viel Zeit.

Bzgl. Fertigsystemen mit Tagesgangsimulation habe ich bisher gefunden:

http://www.coral-gar...320507373.pdf�� Kostet über 1000 Euro für 180W (gefällt mir vom ersten Leseeindruck her ganz gut)

http://lum-light.de/...gb.html��Kostet über 2000 Euro (?)

http://www.aquariumcomputer.com/System/Produkte/Lichttechnik/LED-Technik/LED-Hangeleuchte_Mitras/led-hangeleuchte_mitras.html

Bearbeitet 4. November 2012 von Martin Reiner

[Daniel M]

Hi,

@Karl sehr gelungene Anleitung, sogar schon Reif für das ledstyles.de Forum.

@Martin: Ein einfacher µC im Sinne von Arduino und Konsorten, alternativ Rasperry PI tun auch Ihren Dienst für weniger Geld.

Da musst du nur noch N-Fets am Ende (Kathode) der LED Reihen anschließen und mit den PWM Ausgängen der Controller

verbinden. Die Zeitliche Steuerung erfolgt über RTC oder Internet. Programmierung ist da glaube ich das geringere Problem

als die Technik an sich. Muss man nur entscheiden welche Programmiersprache man mehr mag

Wohl gemerkt Kostengünstiger als die vorgeschlagenen Systeme.

Viele Grüße

Daniel

Bearbeitet 5. November 2012 von KFK-mpg

[Gast Karl H.]

Hallo

Programmierung ist da glaube ich das geringere Problem

als die Technik an sich

Das ist allerdings richtig. Das Layouten solcher Platinen ist alleine schon kompliziert, vorallem wenn es dann noch an SMD und Doppelseitige Platinen geht. Bei solchen Strukturgrößen kommt man dann auch um Lötstopplack nicht herum usw...

Ich habe einen ähnlichen Aufbau einmal mit kaskadierten Attiny µC geregelt. Das hat über vier Monate gedauert, und war viel viel schwieriger als gedacht.

Die Ansteuerung im "Leistungsteil" kommt noch dazu, dazu. Da braucht nur mal eine zu lange Zuleitung zu den LED´s vorhanden sein, und schon spielt der Mirkokontroller aufgrund parasitärer Einstreuungen verursacht durch Induktionsspitzen der PWM Modulation verrückt.

Also so ein Selbstbau funktioniert zwar, erfordert aber einiges an Kenntnissen praktisch sowie theoretisch, und auch Erfahrungen im Umgang mit speziellen Lötwerkzeugen, und Kenntnisse über Arbeitsverfahren.

Du solltest am besten jemand in einem Mikrokontroller Forum beauftragen soetwas zu basteln.

PS: Die Messdaten wurden schon angefordert, eine detallierte Antwort kommt wie versprochen morgen.

Grüße

Karl H.

[Gast Karl H.]

Hallo

Es tut mir sehr leid für die verspätete Rückmeldung. Ich habe mal ein paar Vergleichswerte besorgt.

Wie ist denn die Effizienz der aktuellen High power Bastellösungen so in Lumen output bezogen auf W Leistungsaufnahe aus der Steckdose, also mit aller Elektronik, Lüfter etc...?

Das kommt ersteinmal darauf an was man alles verwendet. Wenn man die LED´s im Hinblick auf die Verlustleitung gut auf einen Kühlkörper abstimmt, dann braucht man schon einmal keine Lüfter. Nun kann man noch Konstantstromquelle benutzen welche direkt an 230V betrieben werden, also ist die Verlustleistung hier nicht ganz so groß wie bei einem externen Schaltnetzteil.

Ich unterteile einmal ganz simpel die LED´s in Effizienzklassen, davon ausgehend, das eine externes Netzteil und Lüfter verwendet werden müssen. Ich nehme einmal die Cree Produkte als Beispiel. Die Effizienzen variieren von Hersteller zu Hersteller so extrem das es in den hohen Leistungsklassen keinen Durchschnitt gibt.

Klasse A

1W-9W/ein Netzteil. 160 Lumen pro Watt... mit zwei Netzteilen 165 Lumen pro Watt

10W-20W ein Netzteil 155 Lumen pro Watt...mit zwei Netzteilen 150 Lumen pro Watt (Davon ausgehend das ein Netzteil bei 100% Nennleistung betrieben wrd)

30W-100W ein Netzteil 155 Lumen pro Watt...mit zwei Netzteilen 170 Lumen pro Watt

Klasse B

Hier gibt es einen Mittelwert 110 Lumen Pro Watt

Klasse C

z.B. T-Types oder SMD LED´s 70-105 Lumen Pro Watt.

Ich hoffe das hilft dir weiter.

Grüße

Karl H.

[Gast Karl H.]

Hallo,

es ist nun einige Zeit vergangen, und ich wollte mal ein letztes Update machen.

Die LED Beleuchtung fuktioniert super. Die Pflanzen vorallem die Cephalotus haben meiner Meinung nach trotz der kurzen Tage eine tolle Ausfärbung.

So das wars dann hier.

Viele Grüße

Karl H.

[Kevin G.]

Wow, das sind ja sehr schön ausgefärbte Pflanzen! Dann hat sich ja deine Investition ja gelohnt. Viel Erfolg mit deiner Beleuchtung!

Gruß

Kevin