Projektberatung

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

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rupert88
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So, 27.11.16, 15:39

Hallo,

mein Einstieg in LED-Spielereien soll über 2 kleine Projekte erfolgen. Dazu hätte ich ein paar Fragen.

Projekt Europaletten

Ich habe daheim ein paar Paletten übereinander gestapelt (ähnlich wie im Bild, nur insgesamt 3 Paletten übereinander).
paletten.jpg
paletten.jpg (111.19 KiB) 3244 mal betrachtet
Die Zwischenräume möchte ich nun illuminieren. Und zwar als Dauerlösung für jeden Abend. Einen habe ich mal stellvertretend skizziert.
Zwischenraum
Zwischenraum
Ich möchte also pro Zwischenraum 3 smd LEDs 3528 verbauen, das macht insgesamt 18 plus 2 an der Seite. Laut Händler kosten 50 Stück 4€, strahlen mit 120° ab und liefern bei einer Temperatur von 2550 bis 2800 K zwischen 4 und 5 Lumen. Weiterhin gibt er 20 mA und 3 - 3,3 V an.

Fragen Europaletten
1) Erscheint euch der Aufbau sinnvoll, wird das Ganze mit 80 bis 100 Lumen gesamt eine angenehme Lichtstärke erreichen, die nicht zu hell ist aber trotzdem gemütliches Licht an den Raum abgibt?
2) Soll ich alle 20 LEDs parallel schalten oder 3erBündel pro Zwischenraum in Reihe mit einem Widerstand und diese 3er dann parallel zueinander?
3) Werden die LEDs zu warm für direkte Montage am Holz?
4) Gehe ich recht der Annahme, dass ich insgesamt auf 400 mA komme und demnach ein Kupferkabel mit 0,14 mm2 Durchmesser hernehmen sollte?

Projekt Amber
Meine Freundin heißt Amber und da klingelte es bei mir, als ich LEDs mit der Farbe Amber fand. Ich möchte nun auf einem quadratischen Holzbrett von ca. 20 cm Kantenlänge um die 15 bedrahtete 5 mm LEDs in Form eines A verbauen. Also die LEDs durch kleine Löcher stecken und Elektronik auf der Rückseite verbauen. Ein Beispielhaftes Angebot beinhaltet Dioden mit einem Abstrahlwinken von 30° und 5000 bis 8000 mcd, was mich zu einer Gesamlumenzahl von ca. 16,2 bis 25,8 komme

Fragen Amber
5) Denkt ihr, dass es gut aussehen wird? Ich kann die Leuchtkraft von LEDs nicht wirklich einschätzen. Es soll keinen Raum erhellen, aber es soll schon zu sehen sein.

Vielen Dank!
pcdoc
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So, 27.11.16, 22:39

Hallo,

Ich will dich von deinem ambitionierten Projekt nicht abbringen, aber du würdest dir ne ganze Menge Arbeit ersparen, wenn du die Europaletten einfach mit LED-Streifen beleuchtest!

Darüber hinaus, wenn du so eine Frage stellst (Soll ich alle 20 LEDs parallel schalten oder 3erBündel pro Zwischenraum in Reihe mit einem Widerstand und diese 3er dann parallel zueinander?), wäre es sicher nicht verkehrt dir das Leben grad am Anfang leichter zu machen.

Was die Wärme angeht hast du 2 Optionen:

- Du regelst den Strom runter, was zu weniger Wärmeentwicklung führt. Hat den Nachteil, dass die Helligkeit auch runter geht. > Da würde ich nach dem Sweetspot der LEDs suchen, der meist sinnvoller ist als die volle Leistung aus der LED zu kitzeln!
- Du verwendest Aluprofile (oder andere Kühlkörper) um die Temp bei maximaler Leistung im Griff zu behalten.

So kleine SMD LEDs zu löten ist jetzt auch nicht so super leicht, wenn du nicht schon etwas Erfahrung hast.

Amber: Schöner Name und nettes Projekt, da wird sie sich sicher freuen! Wird es gut aussehen? Hmmm, das ist natürlich Geschmackssache. Ich persönlich würde die LEDs eventuell nicht direkt sichtbar machen, sondern hinter milchigem Acrylglas verbauen (bzw. ergeben sich hierdurch auch noch andere Möglichkeiten), aber das ist wie gesagt jedem selbst überlassen wie er das macht. Ist aber dementsprechend aufwändiger. :wink:

mfg
Andreas
rupert88
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Mo, 28.11.16, 00:10

Hi Andreas,

Danke schon mal für die Antwort. Für mich lebt der Reiz hier im selber machen. Deswegen kämpfe ich mich da durch - ich will ja auch was lernen. Vlt hilfst du mir ja auch mit der Schaltung weiter ;) Denn nachdem ich mich ein bisschen belesen hatte, kam ich zu dem Schluss, dass LEDs besser parallel geschaltet werden, damit im Falle eines defektes bei Reihenschaltung nicht auch die anderen LEDs kaputt gehen. Dann bin ich aber hier im Forum über ein Bild gestolpert, wo genau solche 3er-Pakete neben einer Parallelschaltung zu sehen sind... Was ist da nun der richtige Ansatz?

Milchglas klingt wunderbar. Allerdings haben sie mir (während ich Amber kennen gelernt hab^^) zwei Werkzeugkisten geklaut und ich bin mir nicht sicher, ob ich aufwändiger Sachen jetzt so schnell realisiert bekomme.

Viele Grüße :)
Borax
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Mo, 28.11.16, 12:03

Dann bin ich aber hier im Forum über ein Bild gestolpert, wo genau solche 3er-Pakete neben einer Parallelschaltung zu sehen sind... Was ist da nun der richtige Ansatz?
Das (3er-Pakete ) ist der richtige Ansatz. Was ich noch überlegen würde ist eine Änderung der LEDs. 50 LEDs für 4€ kommt mir ein wenig arg billig vor. Wenn man sich schon so viel Arbeit macht, würde ich schon eher auf Qualität achten. Hier im Shop gibt es z.B. sehr gute Marken LEDs von Nichia: http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... itter.html 10 Stück kosten da allerdings 4€. Aber das sind sie auch wert.
Diese LEDs kann man mit Tiffany-Technik (siehe viewtopic.php?p=184100#p184100 und/oder viewtopic.php?f=31&t=14712 ) gut selbst verarbeiten.
Gut streuendes Milch(Plexi)glas bekommt man bei Evonik fertig zugeschnitten: https://www.plexiglas-shop.com/DE/de/fu ... 0st~p.html Ist aber nicht ganz billig...
rupert88
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Mo, 28.11.16, 14:35

Kannst du mnir noch den Hintergrund erklären, warum 3er der richtige Ansatz ist? Denn wenn ich meinem laienverständnis folge, würde ich von der Parallelschaltung als sicherste Variante ausgehen.

Ich habe mich im Shop umgesehen. Da gibts sogar LEDs mit Abstrahlwinkel 175° und 24 lm (http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... LT02A.html). Ich würde dann lieber die hochwertigen LEDs kaufen und stattdessen eine pro Zwischenraum einsetzen. Wenn auf einer LED-"Glühlampe" ein Lumenwert von beispielsweise 120 angegeben wird, entsprechen dann 5 der LEDs einer Lampe oder kann man das so nicht rechnen?

Ich habe bisher Frequenzweichen und Chassies für Lautsprecher gelötet. Viel mehr Erfahrung ist aber noch nicht vorhanden. Lassen sich die kleineren LEDs mit dem großen Abstrahlwinkel deutlich schwerer verarbeiten?
Borax
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Mo, 28.11.16, 14:55

Denn wenn ich meinem laienverständnis folge, würde ich von der Parallelschaltung als sicherste Variante ausgehen.
Das ist auch richtig. Aber eine massive 'Stromverschwendung' . Daher ist die 'übliche' Verschaltung die 3er Kette (bei 12V) oder 7er Kette (bei 24V). Wenn Du aber eine Spannungsquelle von sagen wir mal 4.5V oder 5V verwenden würdest, sieht die Sache natürlich anders aus. Dann wäre die (reine) Parallelschaltung das richtige (weil die Spannung auch gar nicht für eine Reihenschaltung reicht).
Lassen sich die kleineren LEDs mit dem großen Abstrahlwinkel deutlich schwerer verarbeiten?
Leider ja. Also ganz ohne SMD Erfahrung ist das schon sehr ambitioniert, LEDs in der Größe 1,2mm x 0,75mm zu verarbeiten. Ich fürchte ohne Übung werden Dir schon die beiden Pole blitzschnell zu einem zusammen gelötet sein. Aber unmöglich ist es nicht. Wenn Du 'auf Nummer sicher' gehen willst, dann eher fertig auf Platine gelötete LEDs verwenden (Beispiel: http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... -Star.html ). Falls Du es versuchen willst, würde ich empfehlen diese LEDs auf Lochrasterplatine löten. Dann hat man was zum 'anfassen/ankleben/anschrauben' und die LEDs sind nach dem verlöten mechanisch nicht ganz so empfindlich.
Wenn auf einer LED-"Glühlampe" ein Lumenwert von beispielsweise 120 angegeben wird, entsprechen dann 5 der LEDs einer Lampe oder kann man das so nicht rechnen?
Das kannst Du so rechnen.
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R.Kränzler
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Di, 29.11.16, 12:31

Zum Thema Reihen-/Parallelschaltung, lies mal das:
viewtopic.php?f=34&t=20303
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Di, 29.11.16, 22:44

rupert88 hat geschrieben: Für mich lebt der Reiz hier im selber machen. Deswegen kämpfe ich mich da durch - ich will ja auch was lernen. Vlt hilfst du mir ja auch mit der Schaltung weiter
Die Erklärung wurde ja in zwischen schon gegeben! Wenn noch Fragen bzgl. Schaltung offen sind einfach fragen.

Ich kann dich sehr gut verstehen, dass du da möglichst viel selbst machen willst, geht mir sehr oft auch so! Da hat man dann was, wo man richtig stolz drauf sein kann. Von daher will ich dich da auch nicht abbringen, aber du bist gewarnt > nicht ganz einfach und recht hoher Aufwand! :wink:

Viel Glück und Spaß auf jeden Fall bei deinem Vorhaben!

mfg
Andreas
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Sa, 14.01.17, 19:08

Hallo nach einer ganzen Weile :)

Also das Projekt Amber-LED hat hervorragend funktioniert. Vielleicht gewinnen meine Lötstellen noch keine Schönheitswettbewerbe aber da alle LEDs leuchten gehe ich davon aus, dass ich ihnen nicht zu sehr eingeheizt habe. Aber es stimmt schon... bei den bedrahteten LEDs hat man wohl einen deutlich größeren Arbeitsspielraum was Löthitze und Handlichkeit angeht als bei smd.

Nun aber weiter zum nächsten Projekt. Ich liebäugel nun schon mit den hier vorgeschlagenen smd LEDs. großer Abstrahlwinkel, Qualität... das hat mich überzeugt.

Könnt ihr mir bitte helfen, da etwas mehr in die Materie einzusteigen? Diese LEDs hier (http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... -Star.html) sind mit Platine angegeben. Im Forum fand ich die Information, dass ich die LED mit der Platine verlöten muss. Dann wären die Kontakte nach oben verlagert. Ich verstehe das ganze also jetzt so: eine einzelne (Emitter)LED wird mit einer passenden Platine geliefert. Beide Löte ich zusammen und habe dann eine bessere Zugänglichkeit der Kontakte, einen Kühlkörpereffekt und ich kann das Päckchen so auf Holz verbauen? Ist das Verlöten von LED und Platine machbar ohne bisherige smd Erfahrung? Wie kann ich herausfinden, wie warm die verlinkten LEDs im Dauerbetrieb bei 65mA/2,85V werden?

LG :)
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Achim H
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So, 15.01.17, 07:16

Diese LEDs hier (http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... -Star.html) sind mit Platine angegeben. Im Forum fand ich die Information, dass ich die LED mit der Platine verlöten muss. Dann wären die Kontakte nach oben verlagert. Ich verstehe das ganze also jetzt so: eine einzelne (Emitter)LED wird mit einer passenden Platine geliefert. Beide Löte ich zusammen und habe dann eine bessere Zugänglichkeit der Kontakte, einen Kühlkörpereffekt und ich kann das Päckchen so auf Holz verbauen?

Nein, geliefert wird eine Platine, wo die Led bereits aufmontiert ist. Du brauchst diese nur noch anschießen.
Unter Umständen* ist ein Alublech als Wärmetauscher zwischen Led und Umgebungsluft erforderlich.

* abhängig davon, wie gut oder schlecht die Umgebungsluft zum Kühlen heran kommt, von der Raumtemperatur, ...
rupert88
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So, 15.01.17, 19:30

Gut zu wissen, dann sollte ich mit dem Löten klar kommen!

Meine Wahl ist jetzt auf folgendes Produkt gefallen: http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... weiss.html.

Ich will das Ganze bei einer Effizienz von 142 lm/W laufen lassen. Aufgrund der Lücke im Kurzdatenblatt kann ich nur vermuten, dass dies bei 2,6 V geschehen muss. Im Datenblatt hab ich gelesen, dass dies die Mindestspannung ist. Richtig? Wie warm werden LED und Platine? Meine Recherche hat ergeben, dass so schwache LEDs ausreichend von den Lötstellen und der Luft gekühlt werden. Trifft das zu, wenn ich das ganze auf Holz montiere?

Danke!
oscar
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Mo, 16.01.17, 00:34

rupert88 hat geschrieben:Ich will das Ganze bei einer Effizienz von 142 lm/W laufen lassen.
Wenn ich die betreffende Kurve im Datenblatt richtig gelesen habe, kommt diese LED bei 40mA auf ca. 55% des Lichtstroms wie bei 80mA (26,2lm), also 14,6lm. Bei 2,8V*40mA=0,112W sind das 129lm/W, und das bei 25°C. Bei 85°C (in Betrieb) sind es dann ca. 118lm/W. Nichia gibt die Lumen oft bei unrealistischen 25°C an, Cree und andere bei 85°C.
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