16-Panel-Leuchte dimmbar

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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VaLed
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Mi, 28.12.16, 14:06

Hallo zusammen,

ich bin Neuling in Sachen Elektronik und habe folgendes Projekt vor:

Eine LED-Leuchte aus 16 quadratischen Feldern (Anordnung 4x4), Kantenlänge je Feld 20 cm, gesamt also 80x80 cm, Bauhöhe möglichst gering, ca. 5 cm.
Die Felder sollen möglichst gleichmäßig warmweiß ausgeleuchtet werden, also jeweils wie ein Panel wirken (zB mittels Milchglas, streuender Folie o.ä.).
Jedes Feld einzeln dimmbar mittels PWM, gesteuert über einen Raspberry Pi mithilfe eines PCA 9685.
Die Leuchte soll als Hintergrundbeleuchtung dienen, trotzdem sollten die Felder bei „Null-Dimmung“ möglichst hell leuchten.

Welche Art von LED würdet ihr empfehlen?

Angenommen ich baue je Feld 36 einzelne LEDs ein (12x3 LED je mit Vorwiderstand parallel geschaltet):
- kann man damit die Fläche von 20x20 cm gleichmäßig ausleuchten? Mit 3 oder 5 mm LEDs? Mit klarem oder diffusem Gehäuse?
- wie würde ich so ein Feld dimmen, soll heißen, welches Bauteil würde ich zwischen den PCA und die 36 LEDs schalten - einen MOSFET?
- könnten alle 16 Felder über ein Netzteil versorgt werden, ohne dass das Dimmen eines Feldes die anderen Felder beeinflusst?

Das sind viele Fragen ;-) - vorab danke für hilfreiche Antworten!
Zuletzt geändert von VaLed am Do, 29.12.16, 20:08, insgesamt 1-mal geändert.
t_schulz
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Do, 29.12.16, 08:38

Hallo,

mit 5 / 3mm LEDs wird das gleichmäßige Ausleuchten bei einem Abstand von 5cm wahrscheinlich nicht funktionieren.
120° Abstrahlwinkel werden mindestens nötig sein.

http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... weiss.html
wäre so eine LED. Wenn der Winkel noch größer werden soll, ist auch
http://www.leds.de/Low-Mid-Power-LEDs/S ... LT02A.html
möglich.

Die LEDs kannst Du in Clustern zu 12x3 LEDs mit Vorwiderstand an 12V betreiben.
Strom und Spannung werden für den PCA 9685 zu viel, also brauch der noch "Treiber" für den Ausgang.
FETs, NPNs oder ULN2803 leisten da gute Dienste. Bei der Auswahl bitte auf den Gesamtstrom eines Teils achten!
z.B. wären 12x60mA = 720mA und damit zuviel für ULN2803.

Die meisten Netzteile sind recht stabil bei gepulster Belastung, sodass die Dimmung eines Kanals im anderen Kanal nicht (kaum) gesehen wird.
VaLed
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Do, 29.12.16, 20:33

Danke für die Antwort! Und gleich die nächste Frage:

Wenn ich das richtig verstehe, kann ich die SMD-LEDs nur auf einer speziellen Leiste nutzen, da sie zu klein sind, um selbst Kontakte anzulöten. Stimmt das? Das würde die Kosten für das Projekt natürlich ziemlich nach oben treiben, bei 576 LEDs...
Kann man die Teile doch irgendwie selbst verdrahten oder hättest Du einen alternativen Vorschlag, die Fläche von 20cm gleichmäßig und kostengünstig auszuleuchten?

Gruß Valentin
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Achim H
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Do, 29.12.16, 21:15

Es gibt ja noch andere Leds, zum Beispiel: Nichia NSSW757AT-V1. Diese kostet nur 0,39 EUR und wird mit einer Starplatine ausgeliefert.

Bei einer Aufteilung (jeweils bis Mitte Led): 2,5cm - 5cm - 5cm - 5cm - 2,5cm benötigst Du nur 4 x 4 = 16 Leds.
Bei einem Abstand (Oberkante Led bis Rückwand des weißen Plexiglases) von mindestens 29mm würden die Leuchtflecke jeder Led mindestens bis zur Mitte der benachbarten Leds reichen, somit eine homogene Ausleuchtung ermöglichen.
Output bei typ. Bestromung (80mA): 16 x 31 Lumen = 496 Lumen.

Als Plexiglas solltest Du eine weiße Platte nehmen.
Zum Beispiel: PLEXIGLAS® XT (allround), Platte, Weiss WN370 GT (blickdicht aber lichtdurchlassig. Transmission: 44%).

Von den 496 Lumen kommen noch 496 x 0,44 [44%] = 218,24 Lumen heraus.
Bei 8 Kästen wären das 8 x 218,24 Lumen = 1745,96 Lumen --> entspricht einer 112W Glühlampe, wobei allerdings dessen Licht gänzlich nach Vorne abgestrahlt würde.

Falls das noch nicht hell genug ist. die nächstgrößere Aufteilung je Kasten wäre 5 x 5 = 25 Leds.
Borax
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Do, 29.12.16, 21:24

Am einfachsten und billigsten mit fertigen LED Stripes. Damit Du nicht so viele LEDs pro Feld brauchst, Stripes mit wenigen LEDs pro m verwenden. Nicht den allerbilligsten Schrott nehmen, diesen mit etwas weniger Spannung als angegeben (z.B. 11.5V statt 12V) betreiben, dann hält das auch recht lang. Z.B.: http://www.pollin.de/shop/dt/MDA4ODc4OT ... s_3_m.html Damit kommst Du auch auf 36 LEDs pro Feld (6 Streifen a 6 LEDs) , aber der Abstrahlwinkel ist mit 120° gut geeignet, und mit ca. 3 € pro Feld noch recht bezahlbar (2 solche Stripes reichen für 5 Felder - geht sich zwar nicht ideal aus, aber 7 Stück kosten ja nur 56€ plus Versand)
wie ein Panel wirken (zB mittels Milchglas, streuender Folie o.ä.).
Am besten dafür ist spezielles Plexiglas: https://www.plexiglas-shop.com/DE/de/de ... eofup0st~p Ist zwar nicht gerade billig, lohnt sich aber.
soll heißen, welches Bauteil würde ich zwischen den PCA und die 36 LEDs schalten - einen MOSFET?
Ja.
könnten alle 16 Felder über ein Netzteil versorgt werden, ohne dass das Dimmen eines Feldes die anderen Felder beeinflusst?
Ja. Die Meanwell können auch ein wenig eingestellt werden. Dieses hier würde reichen: http://www.pollin.de/shop/dt/NTY0ODQ2OT ... V_5_A.html und Du kannst es auch auf 11V runter stellen.

[Edit] Achim war schneller...
VaLed
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Fr, 06.01.17, 16:59

Vielen Dank Achim und Borax, eure Antworten helfen mir sehr!
Im Moment hab ich beruflich viel um die Ohren, wenn ich wieder Zeit für das Projekt habe, kommen sich noch ein paar Fragen ;-)
Guten Start ins neue Jahr,
Valentin
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