VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS2811

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS2811

Beitrag am Di, 24.07.18, 03:11 (0 Bewertungen, 30 Sterne)

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Hallo,
ich bräuchte mal Rat von jemanden der Ahnung bezüglich Voltage drop bei WS2811 auf 18Meter.Habe mal zur verständlichkeit eine einfache Zeichnung angehangen. Ich habe erst das 40A Netzteil genommen und 1x 10m links herum und 8m rechts herum am Profil an der Decke verlegt. Zudem jeweils eine zusätzliche Leitung für Stromeinspeisung. 3 Einspeisungen auf die 10m und 2 Einspeisungen auf die 8m. Ansich fällt nur bei der Farbe Weiß der Drop stärker auf aber möchte es dennoch möglichst optimal machen. Habe dann das 2. Netzteil genommen mit 29A und die Einspeisungen darüber angeschlossen . Zu meiner Verwunderung hatte ich dann mit 2 Netzteilen ein schlechteres Ergebnis als mit einem. Leider habe ich bis vor kurzem überhaupt gar keine Ahnung von Elektrik gehabt und somit habe ich die Berechnung mit dem Leiterquerrschnitt nicht so ganz gepeilt.Zu meinem Fragen :
Wie sollte der Leiterquerschnitt aussehen am Beispiel meiner Zeichnung ?
Sollte ich es vielleicht ganz anders verlegen für ein besseres Ergebnis ?`
Wie würdet ihr die 18m WS2811 verlegen?

Gruß
der Elektronoob :D
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outlawdareal
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Di, 24.07.18, 06:01 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Jeder WS2811 steuert 3 Leds in Reihe.
Jede Led besteht aus 3 Led-Chips.
Je Led-Chip werden max. 20mA benötigt. 3 x 20mA = 60mA.
Bei 60 Led je Meter werden 20 ICs mit jeweils 3 Leds in Reihe = 20 x 60mA benötigt = 1200mA bzw. 1,2A.
Für 18m wird ein Strom von 18 x 1,2A = 21,6A benötigt.

Unter der Annahme einer Länge von 3m ab Netzgerät bis zum Ledstrip,
einem Spannungsabfall von max. 3% der Nennspannung (12V x max. 0,03 [3%] = max. 0,36V)
sollte folgender Leiterquerschnitt verwendet werden:
@ 21,6: 2adrig x 25mm² x 21m lang. --> Spannungsabfall auf 24m Länge (12m hin + 12m zurück): max. 0,277V.

Die beiden Enden der Ledstrips werden Plus an Plus, Minus an Minus verbunden = Ringsystem.
Die Kabel (rot bzw. schwarz) werden einmal rundum im Raum verlegt und nach 18m (Umfang des Raumes) an sich selbst angeschlossen (rot an rot, schwarz an schwarz).

Der Ledstrip sollte alle 2 Meter an das Kabel angeschlossen werden.
Dafür reichen 0,5mm² @ max. 30cm lang. --> Spannungsabfall auf dieser Strecke: max. 0,051V.

Spannungsabfall insgesamt:
@ 21,6A: max. 0,277V + max. 0,051V = max. 0,328V.

Anmerkungen:
Dicker dürfen alle Kabel immer sein, nur eben nicht dünner.

Das 40A Netzgerät ist überflüssig.
Das 29A Netzgerät reicht für alle Strips aus: 21,6A zuzüglich etwas Strom für den Controller.
Zuletzt geändert von Achim H am Mi, 25.07.18, 01:19, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Di, 24.07.18, 12:07 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Hallo,
vielen lieben Dank für die schnelle kompetente Antwort ! :)
Irgendwo habe ich aufgeschnappt, dass es einen Kurzschsluss geben würde wenn ich "Ringsystem" mache. Darum habe ich es auch gar nicht erst probiert. :o Es freut mich auch wirklich zu hören,
dass mein 29A Netzteil ausreicht , das Andere ist nämlich extrem laut.
Habe in meiner Unswissenheit einfach mal gerechnet 18m Stripes a 60led/m = ~33Ampere :mrgreen:
Bedeutet das also das überflüssige Chips sich abschalten und keinen Strom ziehen ?
Jedenfalls ein dickes Danke! Bin froh, dass es Leute wie Dich gibt . Sonst würde wahrscheinlich schon längst was in Brand stecken in meiner Wohnung :lol:

Gruß
Dennis
outlawdareal
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Di, 24.07.18, 15:08 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Di, 24.07.18, 17:59 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Aus meiner 33A Rechnung werde ich jetzt selber nicht mehr schlau xD Hab jedenfalls das auch falsch verstanden und dachte jede LED zieht einzelnt strom. ( Ja dann macht die Rechnung immer noch keinen Sinn :D) Jedenfalls weiß ich jetzt ,dass die 60mAh auf das ganze "Modul" bezogen war :)
Ja und eigentlich war schon angedacht jede LED einzelnt anzusteuern ist aber auch nicht unbedingt notwendig aktuell.3 Leds ansteuern tut es auch. Aber das hat man halt von Learning bei doing :)
Also ist der Unterschied zwischen den 5v Variante und der 12v die Anzahl der angesteuerten LED´s? Vor dem Rätsel stand ich nämlich auch schon :D

Zitat
"sollte folgender Leiterquerschnitt verwendet werden:
@ 21,6: 2adrig x 25mm² x 21m lang. --> Spannungsabfall auf 42m Länge (21m hin + 21m zurück): max. 0,277V."


Eine letzte Frage noch beovr ich aufhöre zu nerven :) Wieso 2Adrig ? Beide Adern aber dann +12v oder nicht ? Ist damit sogar 2x25mm² gemeint ? Also Quasi 50mm² ? Oder sollten die 25mm² schon insgesamt bei 2 Adern sein ?

Nochmal vielen Dank du hast mir echt geholfen. Ich werde die Thematik auch nochmal verinnerlichen damit ich in Zukunft nicht mehr dumm fragen muss und auch draus gelernt habe. Soll ja nicht verschenkte Zeit gewesen sein mich darüber zu informieren :wink:
Dickes Danke
Gruß
Dennis
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Di, 24.07.18, 18:50 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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ustoni
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 01:15 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 10:36 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Die Zeichnung ist immer noch nicht korrekt.
An der rechten Verzweigung wird der Strom bereits in die ersten beiden Teilstücke des Stripes eingespeist.
Hier habe ich die Ströme mal in der unteren Hälfte korrekt eingezeichnet:
Ringleitung.jpg
Ringleitung.jpg (46.7 KIB) 1279-mal betrachtet

Der Strom von 21,6 A teilt sich an der Verzweigung auf. Gleichzeitig werden aber bereits die Stripes angeschlossen, durch die Kupferleitung fließen also bereits 2,4 A weniger.

Da durch beide Zweige der gleiche Strom fließt, liegt an den Punkten X und Y auch das gleiche Potential an. Damit kann zwischen X und Y kein Strom fließen, die 4 mm²-Leitung ist folglich überflüssig. Stattdessen befindet sich dort das letzte 2 m-Segment des Stripes, bei dem beidseitig eingespeist wird.

Nicht berücksichtigt bei der ganzen Betrachtung ist dabei die Leitung auf den Stripes, die ja zur Kupferleitung parallel geschaltet ist. Die tatsächlichen Ströme werden also geringfügig kleiner sein.

Der WS2811 hat Konstantstromausgänge. Deshalb halte ich die 3% erlaubten Spannungsabfall für zu niedrig angesetzt.
Meiner Meinung nach können deshalb deutlich niedrigere Querschnitte verwendet werden.
ustoni
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 12:38 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Ein Praxistipp:

25mm² ist recht unhandlich, abgesehen von den 4 verschiedenen Querschnitten, die zu beschaffen wären.

Ich würde nur 6mm² in feindrähtig flexibel beschaffen und jeweils passend parallel verlegen:
Zu Beginn 4x6, dann 3x6, dann 2x6 und letztlich 1x6

Das deckt die Anforderung weitestgehend ab. Vermutlich ist aber weniger erforderlich.
BMK
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 12:57 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 13:03 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 13:35 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 13:40 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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ustoni
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 13:59 (0 Bewertungen, 0 Sterne)

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kommt zwar jetzt ein wenig spät aber die zuleitung wäre in meinem fall 1,5m. Habe das Netzteil hinter einer Stehlampe an die Wand gehauen um es möglichst kurz zu halten.
Danke
Gruß
Dennis
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 14:27 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Mi, 25.07.18, 18:19 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Noch eine Frage an den Threadstarter:
Welchen Zweck hat diese Installation? Ist dies eine reine Effektbeleuchtung oder soll das auch als Raumbeleuchtung dienen?

Die obigen Berechnungen beziehen sich alle auf den Fall, dass alle LEDs mit maximaler Helligkeit leuchten, also rot: 100%, grün 100% und blau 100%.
Das wäre aber nur der Fall, wenn mit der Leiste auch helles weißes Licht erzeugt werden soll. Genau dafür sind RGB-LEDs aber prinzipbedingt völlig ungeeignet.

Sinnvoll wäre also auch zunächst mal abzuschätzen, mit wieviel Prozent der theoretisch maximalen Leistung die LEDs überhaupt verwendet werden. Wird im Normalfall jede LED z. B. nur mit einer Farbe angesteuert, wäre dementsprechend auch nur ein Drittel des Stroms und entsprechend kleinere Querschnitte nötig. Das gilt dann auch für Mischfarben wie z.B. 50% blau + 50% grün.

Noch geringer werden Strombedarf und Querschnitt, wenn Effekte laufen sollen, bei denen nicht alle LEDs gleichzeitig an sind, also z. B. laufende Punkte und laufende Bänder.
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Do, 26.07.18, 08:49 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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Man verlegt doch keine Kabel mit geringerem Querschnitt nur in einer Annahme, dass dort nur ein geringerer Strom fließen könnte.
Man geht immer vom maximal möglichen Strom aus.

Die Netzzuleitung an meinem Fernseher ist auch mindestens 0,75mm². Ausgereicht hätten 0,07mm².
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Do, 26.07.18, 09:21 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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ustoni
 
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Re: VoltageDrop, StromEinspeisungen und Leiterquerschnitt WS

Beitrag am Fr, 27.07.18, 08:32 (0 Bewertungen, 5 Sterne)

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