LED an Hausstrom anschließen

[LED-Tischer]

Hallo zusammen,

ich hab mich in letzter Zeit mit Led´s beschäftigt und will jetzt mal etwas zusammenbauen.
Grundlagen:
1 x Reihe mit 350mA-Led´s an 230V Hausstrom
1x Reihe mit 20mA-Led´s an 230V Hausstrom
Ich weiß was Strom und Spannung ist

Ich habe hier etwas gefunden was ich gerne selbst bauen möchte. Speziell für 350mA-Led´s an 230V finde ich es nicht im Netz.
http://www.leds24.com/led-zubehoer/Kons ... ltung.html

Die 230V Hausspannung werde ich durch Reihenschaltung (+ Metallfilmwiderstand) kompensieren. Den Wechselstrom müßte ich durch einen geeigneten Gleichrichter regeln.

Probleme:
1) Ich weiß nicht wieviel Ampere unser Hausstrom hat.
2) Welche Bauteile brauche ich um den Strom von Hausstrom auf 350mA bzw 20mA zu regulieren?
3) Wie baue ich einen Gleichrichter?
4) Sehe ich es richtig, dass die bei der oben angegebenen Konstantstromquelle einfach per Widerstand die Spannung auf ca. 100V runterreguliert haben?

Ziel:
1) Es soll eine Leiste mit 77 350mA-Led´s (je 3Volt) und
2) eine Leiste mit 115 20mA-Led´s (je 2 Volt) entstehen.

Vielen herzlichen für eure Hilfe.

Led-Tischer

[Babbsdrebbler]

Wow, da würde ich mal fett die Finger davon lassen.
Arbeiten an 230V sollten nur Elektriker machen, das kann tödlich enden.
Hab da mal als Kind ne 3V Led in die steckdose gesteckt, die ist mir in den Händen explodiert...


Nimm dir ne Konstantstromquelle, am besten eine mit normalem Netzstecker und an der kannst du dann gefahrlos arbeiten da brauchst du keinen extra Gleichrichter.
Brauchst du die Stückzahl an Leds wirklich, ich nehme an, du hast das fälschlicherweise auf die 230V berechnet?

Schau erstmal, was du brauchst, was du machen willst, wo es hinkommt und teile uns das mit.
Im Forum gibts einige Anleitungen wie man Leds an KSQs steckt oder mit Widerstand an 12V.

[Achim H]

Willkommen im Forum.

Probleme:
1) Ich weiß nicht wieviel Ampere unser Hausstrom hat.

Das musst Du auch nicht wissen. Jede Leitung im Haus ist anders abgesichert. Zum Beispiel mit 16 Ampere. An einer 16A-Hausleitung kannst Du alles anschließen von 0,0005A bis max. 16A.

2) Welche Bauteile brauche ich um den Strom von Hausstrom auf 350mA bzw 20mA zu regulieren?

Eine 350mA Konstantstromquelle für so viele Leds kannst Du als Fertiggerät kaufen.
Naja, nicht ganz. Es können nur max. 72 Leds je 3V angeschlossen werden.
Guckst Du hier: HBE-Shop: XPpower DLA75PS350-A (Ausgangsspannungsbereich: 107 bis 214V)

Etwas problematischer ist eine netzspannungsbetriebene Konstantstromquelle mit 20mA.
Sowas könnte man sich selber bauen.

Besser, sicherer und auch billiger wäre ein Festspannung-Schaltnetzteil (zum Beispiel 24V). Dazu fertigst Du mehrere Stränge aus 7 Leds + Vorwiderstand und klemmst diese anschließend parallel ans Schaltnetzteil. Für 119 Leds (4 mehr als Du eigentlich haben wollst) brauchst Du somit 17 Stränge. Das Netzteil muss mindestens und das dauerhaft 380mA liefern können.

3) Wie baue ich einen Gleichrichter?

Gar nicht. Sowas kauft man sich für 35 Cent.

4) Sehe ich es richtig, dass die bei der oben angegebenen Konstantstromquelle einfach per Widerstand die Spannung auf ca. 100V runterreguliert haben?

Das siehst Du falsch. In dem kleinen Kästchen befindet sich eine netzspannungsbetriebene Konstantstromquelle. Das ist ein Miniaturschaltnetzteil mit festen Ausgangsstrom (in diesem Fall: 20mA).

Und jetzt eine Frage von mir:
Was wolltest Du mit 77 Stück 1 Watt Leds beleuchten?
Mit ungefähr 8000 Lumen bekommst Du die komlette Straße erleuchtet (in Längsrichtung).

Edit:
Bild gelöscht. Grund: mit Hochspannung arbeiten ist lebensgefährlich.

[LED-Tischer]

:LOL:
So etwas ähnliches habe ich vor. Ich weiß, ich übertreibe, aber wenn schon denn schon.
Über meinem Fenster ist recht wenig Platz. Deshalb habe ich keine Chance da Leuchtstoffröhren ranzumachen. Also habe ich mir gedacht, ich versuche es mit LEDs. Wollte sowas schon seit Jahren mal machen. Also lasse ich´s mal krachen . Wenn´s dann doch zu hell ist, dann hänge ich noch einen Trafo dazwischen und klemm den Rest ab. Aber ein Spektakel wird´s auf jeden .

Ich hab mal im Sicherungskasten nachgeschaut, da steht 40A/I(delta)n 0,03 A beim Fehlerschutzschalter. Weiter oben auf der Plastikblende steht noch Volta 3 IP30 50Hz 400V/63A.

Ich bin gerade hilflos mit deinem Schaltplan überfordert. Wenn ich mich schon auskennen würde, dann würde ich dir jetzt wahrscheinlich die Füße küssen. Könntest du mir das vlt in Worten erklären?
Ach ja, das Ding was du mir per Link geschickt hast ist das was ich seit Tagen suche. Jetzt bräuchte ich nur noch einen studentenfreundlichen Preis . Also werde ich mir das selbst bauen müssen.

Für die 20mA-Dioden habe ich ja was gefunden (siehe Link). Was ich daran nicht verstehe ist, warum man nur max 60 Stück anschließen kann. Die Dioden haben bei 20mA 2V und das macht (2V*60) 120V. Wo sind die restlichen 110 Volt hin? Deshalb dachte ich, ich bau´s selbst.

"Besser, sicherer und auch billiger wäre ein Festspannung-Schaltnetzteil (zum Beispiel 24V). Dazu fertigst Du mehrere Stränge aus 7 Leds + Vorwiderstand und klemmst diese anschließend parallel ans Schaltnetzteil."

Ok, hier habe ich noch ein Verständnisproblem. Wenn ich etwas parallel an gegebene Spannung und Ampere schließe, dann habe ich eine gewisse Anzahl an Elektronen die durch meine Leiter fließen. Wenn ich also eine Parallelschaltung habe, dann müssen sich die Elektronen pro Leiter durch Anzahl Elektronen/Leiteranzahl berechnen lassen. Da mAmpere eine Größe für die Anzahl von Elektronen ist, muss ich folglich 20mA * Anzahl der (parallelen) Leiter -Ampere Versorgungsstrom anlegen, richtig?
Ich habe hier einen Trafo:
Typ St50.4.2.24, 50VA, 50/60 Hz
Pri: 230/400 V, 0,3/0,2A
Sek: 24 V, 2,1 A
Also regelt er den Strom von 0,3/0,2 Ampere auf 2,1 hoch!? Meiner Theorie zufolge könnte ich damit 105 Reihen á 7 3Volt-LEDs plus Widerstand versorgen...
Würde mich freuen wenn das klappt und ihr mich in die lumineszierte Wunderwelt einführt

P.S. Danke Babbsdrebbler für deinen Rat. Aber ich mache es trotzdem. Zu deiner Beruhigung, ich informiere mich erst komplett und lerne die Grundlagen bevor ich mit der Ausführung starte, auch wenn du (eigentlich) vollkommen recht hast.

[Achim H]

Ich bin gerade hilflos mit deinem Schaltplan überfordert. Wenn ich mich schon auskennen würde, dann würde ich dir jetzt wahrscheinlich die Füße küssen. Könntest du mir das vlt in Worten erklären?

Das mit dem Füße küssen lassen wir mal.

Die Schaltung zu erklären wird Dich nicht viel weiter bringen und würde auch viel zu lange dauern und daher zu kompliziert werden. Die kurze Version: Das IC ist ein Schaltregler wie er auch in Schaltnetzteilen zu finden ist. Die Schaltung verarbeitet eine 230V Wechselspannung, indem die Eingangsspannung gleichgerichtet, stabilisiert und mit EM-Filtern bestückt wird und erst dann wird diese Spannung mehrere zehntausend mal pro Sekunde zerhackt und in eine andere Spannung (kleiner oder größer der Eingangsspannung) umgewandelt. Die Schaltung arbeitet auf rein elektronischer Weise (man könnte auch einen Transformator mit einem Ferritkern verwenden).



Es gibt noch eine Möglichkeit, sich kostengünstig eine 350mA oder 20mA Konstantstromquelle zu bauen.
Man braucht pro Konstantstromquelle nur 1 IC und 1 Widerstand und natürlich ein Festspannungsnetzteil (zum Beispiel 24V). Das IC ist ein einstellbarer Spannungsregler (LM317T, max. 1,5A bzw. LM317L max. 100mA) der mithilfe eines Widerstand zu einer Konstantstromquelle umfunktioniert wird.

Der Widerstand berechnet sch wie folgt:
Uref / Iout = R

Uref wird im Datenblatt des LM317 mit 1,25V angegeben, Iout sollen 350mA bzw. 0,35A sein.
1,25V / 0,35A = 3,571 Ohm

Diesen Widerstand gibt es allerdings nicht (bzw. nur in der seltenen E96-Reihe), sodass man den nächst höheren, aber erhältlichen Wert nehmen muss. Und das wären 3,6 Ohm. Durch einen etwas höheren Widerstand ändert sich allerdings der Strom (wird etwas kleiner).
1,25V / 3,6 Ohm = 0,3472A bzw. 347,2mA

Eingangsspannung - Dropspannung = Ausgangsspannung
Mit einem 24V Netzteil im Eingang entsprechend:
24V - 1,7V (bei 25 Grad und 350mA) = 22,3V
Das heißt, von den 24V bleiben nur nutzbare 22,3V übrig. Und das würde für max. 7 Leds a 3V reichen. Die Differenz aus der Summe der Led-Vorwärtsspannungen und dem, was aus dem IC heraus kommt, verbrät das IC in Form von Wärme.

Um mehr als 7 Leds mit konstantem Strom zu versorgen, muss die Schaltung erweitert werden (mehrere ICs mit je einem Widerstand).

Alle Konstantstromquellen (KSQs) werden eingangsseitig parallel verdrahtet und an ein 24V Netzteil angeklemmt.
Das sieht dann so aus (Beispiel laut Bild: 2 Konstantstromquellen parallel):

LM317parallel.png

Stromaufnahme:
1 KSQ = 350mA
2 KSQ = 2x 350mA = 700mA
3 KSQ = 3x 350mA = 1050mA
usw.

Da rechnen wir noch mindestens 10% als Reserve drauf und wissen dann, wieviel Strom das Netzteil mindestens liefern muss.

Kostenpunkt je Konstantstromquelle (1 IC + 1 Widerstand): weniger 1 Euro

Nach dem gleichen Prinzip (das gleiche IC, allerdings mit abweichender Bezeichnung) könnte man auch die 20mA Konstantstromquellen herstellen. Der Widerstand wird wie oben berechnet. Bezeichnung des IC = LM317L (100mA Version).
Kostenpunkt je Konstantstromquelle: ca. 30 Cent.

Beide ICs bekommt man kostengüstig bei Ebay;
Guckstu hier.

LM317T + LM317L
Widerstände bekommt ebenfalls dort.

Eine Nachteil haben diese ICs:
Diese ICs sind Linearregler. Das bedeutet: egal ob Du 1 Led oder 7 Leds anschließt, die erforderliche Leistung im Eingang bleibt immer gleich. Bei echten Konstantstromquellen passiert das nicht.

[Synthy82]

24 V gefallen mir da schon wesentlich besser, als wenn die Rede von 230 V ist. Nicht, dass man nicht auch schon bei 24 V eine gepflastert kriegen würde, wenn man da ungünstig anfasst, aber es ist bei trockenen Händen nicht lebensgefährlich und auch offiziell noch erlaubt, wenn man kein ausgewiesener Elektro-Experte ist.

Wusste gar nicht, dass es mittlerweile sogar Geräte gibt, die bei einer dreistelligen Ausgangsspannung Konstantstrom für LEDs liefern. Wobei das auch nicht wirklich ungefährlich ist und man da schon wissen sollte, was man tut, wenn man sie verbaut.

Ein Tipp vielleicht noch: Experimentieren mit Netzspannung geht, wenn, dann aber bitte mit Trenntrafo und einer Hand in der Hosentasche. So machen es auch die Röhrenbastler und fahren damit gut. Trenntrafo deswegen, weil dessen Ausgänge potenzialfrei sind (man darf natürlich dahinter nichts erden) und eine Hand in der Hosentasche, um keine Gelegenheit zu haben, von Hand zu Hand höhere Spannungen zu überbrücken. Denn, auch, wenn das Potenzial frei schwebt, herrscht zwischen den Ausgangsanschlüssen des Trenntrafos weiterhin eine hohe Spannung, die bei geeigneter Berührung lebensunfreundliche Ströme fließen lässt.

[Borax]

Noch mal zwei Anmerkungen meinerseits:

ch habe hier einen Trafo:
Typ St50.4.2.24, 50VA, 50/60 Hz
Pri: 230/400 V, 0,3/0,2A
Sek: 24 V, 2,1 A

Klingt nach Standard-Trafo (also Wechselspannung).
Nach Gleichrichter und Siebelko sind es dann etwa (ungeregelt und je nach Last) ca. 28-30V. Für die 20mA LEDs ist das recht brauchbar, für die 350mA LEDs würde ich in jedem Fall zu Standard-Fertig-230V KSQs raten. Z.B. diese hier: http://www.leds.de/LED-Zubehoer/Strom-u ... id-18.html oder die von Achim verlinkte 'Hochspannungs-KSQ'. Die sollte man aber nur verwenden, wenn man wirklich weiß was man tut. 200V Gleichspannung sind (fast) genauso gefährlich wie 230V 'Hausstrom'. Insgesamt am günstigsten wäre vmtl. ein 48V Schaltnetzteil und Selbstbau-KSQs für beide LED Sorten: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=57490

[Synthy82]

Mit Gleichstrom kannst du im Körper noch mehr Schaden anrichten als mit Wechselstrom! Zum einen merkst du es nicht so intensiv, eher nur daran, dass du mit der Hand "kleben" bleibst - zum anderen ergeben sich Folgen in die Richtung, dass im Blut Elektrolyse betrieben wird. So sind einige Menschen einige Tage nach einem scheinbar harmlosen Gleichstromunfall einfach so gestorben.

[LED-Tischer]

Bei Gleichstrom fließt ja auch konstant Strom (in eine Richtung) bei Wechselstrom (nur) 25 mal pro Sekunde (durch den Körper) weil man ja selbst kein Potenzial hat (genaugenommen es unendlich klein ist).
Am besten ist immer noch Stecker raus beim Basteln und dreimal kontrollieren (mit Spannungsprüfer etc) und einen Beruhigungskaffee bevor man dann einschaltet. Und beim Einschalten mal 3 Meter weg. Safety first und wenn´s die Sicherung rausknallt, dann hat man halt eine neue einzusetzten und lernt (hoffentlich) daraus.
Im übrigen bringen einen nicht die Volt (vgl Elektroschocker) sondern primer die Ampere, also die fließenden Elektronen um. Sogesehen kannst du, eine KSQ an deinen Hausstrom schließen, die am Ausgang wesentlich gefährlicher ist, als das was die Steckdose zu bieten hat.

Zurück zum Thema, das beruhigt mich, dass sich die Ampere addieren .
Das heißt ja auch, dass ich mich nach Konstantstromquellen mit 12, 24, ...Volt und Strom von 17 x 20mA / 1000mA/A =0,34Ampere bzw 11 x 350mA / 1000mA/A =3,85Ampere umschauen kann. Allerdings strebt dem noch der Ehrgeiz und die unendlichen Weiten in meinem Geldbeutel entgegen.
Ich schau mir deinen Beitrag heute noch ein paar mal an um die Details besser zu verstehen und zeichne ein bischen den angestrebten Schaltplan. Kann gut sein, dass ich mich dann nochmal melde weil mir vlt gewisse Kenntnisse fehlen. Aber spätestens morgen Abend melde ich mich mal mit meinen Ergebnissen bzw. Fragen.

Tschau derweil und Grazias
LED-Tischer

[LED-Tischer]

@Borax
Du hast recht, ich erinnere mich gerade daran, dass ich daran mal einen PC-Lüfter angeschlossen habe. Dann muss es Wechselspannung sein.
Grüße

[Borax]

ich erinnere mich gerade daran, dass ich daran mal einen PC-Lüfter angeschlossen habe. Dann muss es Wechselspannung sein.

Willst Du mich/uns veräppeln? PC-Lüfter laufen nur mit Gleichspannung.

...Konstantstromquellen mit 12, 24, ...Volt und Strom von 17 x 20mA / 1000mA/A =0,34Ampere bzw 11 x 350mA / 1000mA/A =3,85Ampere umschauen kann. Allerdings strebt dem noch der Ehrgeiz und die unendlichen Weiten in meinem Geldbeutel entgegen.

1. Die LEDs wirst Du vmtl. auch nicht kostenlos bekommen. Warum dann an der Ansteuerung sooo sehr sparen?
2. Konstantstromquellen haben keine konstante Spannung (sonst wären es ja Konstantspannungsquellen). Eine Konstantstromquelle liefert z.B. 20mA und (im Rahmen ihrer Möglichkeiten) eine 'beliebige' dazu passende Spannung. Meist ist es ein nur 'mittelgroßer' Bereich, in dem die KSQ die Spannung gut regeln kann, so z.B. die von Achim verlinkte 'Hochspannungs-KSQ'. Die kann zwischen 107V und 214V eine 'beliebige' Spannung liefern, so dass immer 350mA fließen, egal wie viele LEDs angeschlossen sind (solange die Summe der LED-Flussspannungen irgendwo zwischen 107V und 214V liegt).
3. Hinter einer Konstantstromquelle sollten LEDs nie parallel angeschlossen werden. Wenn eine (oder eine Reihe) aus irgendwelchen Gründen ausfällt, regelt die KSQ nach und sorgt dafür, dass durch die verbliebenen LEDs der selbe Strom fließt wie vorher. Nur dass diesen Strom jetzt weniger LEDs bekommen. Diese sind dann mit dem höheren Strom überlastet => es fallen noch mehr aus => die restlichen sind noch mehr überlastet...

[eatis]

du bewegst dich sicherheitstechnich auf sehr dünnem eis

Bei Gleichstrom fließt ja auch konstant Strom (in eine Richtung) bei Wechselstrom (nur) 25 mal pro Sekunde (durch den Körper) weil man ja selbst kein Potenzial hat (genaugenommen es unendlich klein ist).

solange man gerade nicht im freiflug ist hat man (quasi) immer ein potential! selbst in normalen schuhen auf betonfußboden bist du nicht potentialfrei, auch wenn du mit einem normalen messgerät da nichts messen wirst. schutzkleinspannung ist 50 VDC und 120VAC, die als mehr oder weniger unbedenklich gilt. zu beachten ist die gefahr der wechselspannung liegt auch in der frequenz, weil die nämlich herzkammerflimmern verursachen kann und dann ist auch schnell finito!

Im übrigen bringen einen nicht die Volt (vgl Elektroschocker) sondern primer die Ampere, also die fließenden Elektronen um.

das ist ebenfalls nicht richtig, da die potentialdifferenz (volt) einen stromfluss zur folge hat welcher abhängig von dem widerstand des durchflossenen leiters ist! aus der steckdose kommt kein strom sondern es liegt eine spannungsdifferenz an! ein elektroschocker hat einen extrem kurzen spannungsimpuls, was """nur""" zu verkrampfung der muskeln führt ("vlgb" nervenimpuls)

Sogesehen kannst du, eine KSQ an deinen Hausstrom schließen, die am Ausgang wesentlich gefährlicher ist, als das was die Steckdose zu bieten hat.

auch nicht richtig, da es nur reale ksqs gibt. und eine reale ksq kann nur eine begrenzte spannung bei ihrem strom liefern. wenn man von einem hand-hand-widerstand von 1000ohm ausgeht und du mit deinen händen an eine 1A ksq greifst müsste die 1000V spannung anbieten können. sowas mag es vielleicht geben ist mir aus dem led-umfeld aber nicht bekannt ergo bricht der strom der ksq auf ein wertepaar ein, welches sie liefern kann, was weit unter 1A liegen wird. aber ja, trotzdem kann eine ans netz angeschlossene ksq gefährlicher sein als normales netz. mir persönlich ist jedoch keine bekannt.

bitte nicht leichtfertig mit elektrischer energie spielen! bei mir auf arbeit gibt es nach 230V+ stromschlag 24h krankenhaus, da auch ganz schnell die niere geschädigt wird (viel salz -> geringer widerstand -> viel schaden) und das kriegt man selber nicht mit ist aber am nächsten morgen mal schnell tot ohne dass man groß was geahnt hat. mag überzogen klingen aber das zeug ist echt gefährlich! und mutti, oma oder anderweitige bekannte haben sicher auch mal 50 euro für ne fertige ksq übrig.

und nochmal zum thema:

wenn du 17 von den 20mA leds an eine ksq anschließen möchtest benötigst du eine 20mA-KSQ mit einem spannungsbereich bis ca 50V! keine ksq mit 0,34A! in dem datenblatt der ksq steht dann (zB) "im spannungsbereich von 5-50V ein strom von 20mA". falls die angeschlossenen bauelemente eine niedrigere oder höhere spannung benötigen ändert sich auch der strom! die von achim beschriebene ksq ist auf jedenfall (zumindest) für die 350mA brummer vorzuziehen. wenn du das geld für die ksq nicht hast dürfte es auch echt schmerzen 11 hpleds durch gebastel zu zerkrachen

[TomTTiger]

schutzkleinspannung ist 50 VDC und 120VAC

Das gilt nur, solange die spannungsführenden Teile isoliert sind. Dazu muss man anmerken, daß auch die LED Kontakte selbst leitend sind, und damit bei dieser Spannung isolierend ausgeführt sein müssen oder unberührbar in einer Leuchte verschwinden, für die dann gesonderte Anforderungen an Luft & Kriechstrecken gelten, Berührschutzmaßnahmen haben usw.

Das sagen die Vorschriften dazu und ich persönlich bin auch ganz glücklich, daß es diese Einschränkung gibt, damit sich die Leute nicht reihenweise selbst umbringen....

Berührbare spannungsführende Teile dürfen, wenn ich mich recht erinnere, nur bis zu einem Grenzwert von 25V AC bzw. 50V DC unter Verwendung einer SELV Spannungsquelle (Safety extra Low Voltage) benutzt werden. (DIN EN 60598-1)
Diese Werte gelten für Beleuchtungsanlagen, andere "Geräte"-Normen kenne ich nicht, kann sein, daß es da anders ist...

Man sollte sich also bei Basteleien an diese Grenzen halten, sonst setzt man unnötigerweise Menschenleben aufs Spiel !!!!

Wenn etwas gefährlicher als NICHT WISSEN ist, dann ist es "GESUNDES HALBWISSEN"...

Grüße
Tom

Edit : Ich habe nachgeschaut, 25V AC Effektive Wechselspannung... :

[Borax]

Berührbare spannungsführende Teile dürfen, wenn ich mich recht erinnere, nur bis zu einem Grenzwert von 35V AC bzw. 50V DC unter Verwendung einer SELV Spannungsquelle (Safety extra Low Voltage) benutzt werden. (DIN EN 60598-1)

Drum würde ich eben ein 100W 48V Schaltnetzteil empfehlen, das ist spannungsmäßig im 'erlaubten' Bereich und kann alle 77 (einfacher/besser wären wohl 75) 1W LEDs sowie die 115 20mA-Leds versorgen. Kosten: 21€ für das Schaltnetzteil, ca. 8€ für 5x 2-Transistor-KSQ (Mosfet) mit 350mA (reicht für 75 LEDs mit 3V Flussspannung) und 5x 2-Transistor-KSQ (Bipolar) mit 20mA (reicht für 115 LEDs mit 2V Flussspannung). Günstiger dürfte es kaum werden.