240 LEDs anschließen

[xfloppy]

Hallo zusammen,

als absoluter Neuling hoffe hoffe ich, dass mir hier jemand bei meinem Projekt helfen kann.

Im Anhang habe ich ein Bild meiner LED Anordnung in Sketchup gestaltet. Diese möchte ich natürlich mit möglichst wenig Verlustleistung antreiben.

Als LED soll die Nichia Superflux zum Einsatz kommen.

Wie kann ich diese am Besten bei max. 50 mA/LED betreiben, dimmbar wäre toll, da ich die Hitzeentwicklung nicht kenne und diese ggf. reduzieren möchte(vielleicht kennt ja jemand ein Diagramm über den Verlauf der Erwärmung in Abhängig zur Leistung). Wenn keine starke Hitzeentwicklung zu erwarten ist, kann die Dimmung auch wegbleiben.

Hatte mir mal die KSQs dafür angeschaut, aber die linearen sind anscheinend nicht besonders toll im Wirkungsgrad, aber sicher bin ich mir nicht. Vielleicht hat hier jemand Vorschläge.

Das ganze soll letztendlich an eine normale Steckdose angeschlossen werden.

LEDs müssen nicht als 5er- Cluster verdrahtet werden... Die Unterteilung auf dem Bild ist nur optischer Natur, da mit ich noch weiß wo ich bin bei den ganzen LEDs

Vielen Dank schonmal und Grüße Peter
PS: Im Zweifelsfall würde ich auch mit je 4 LEDs klarkommen, insgesamt also 192.

[Sailor]

Bei der Anordnung könntest Du wärmetechnisch hinkommen, warm wird es aber schon.

Das gesuchte Diagramm findest Du auf Seite 10 im Datenblatt (Seite 11 im Reader).

Bei der Menge an LED´s denke ich an ein 24 Volt Netzteil (oder besser noch etwas höher, das gibt kleinere Ströme) und Reihenschaltung mit Vorwiderstand und zum Dimmen an einen PWM-Dimmer.

Bist Du nur Neuling im Bereich LED oder auch im Bereich Elektrotechnik/Elektronik?

Herzlich Willkommen im Forum!

[xfloppy]

Hallo Sailor,

ich bin Neuling in LED und Elektrotechnik, hatte im Beruf ein bisschen mit elektrik zu tun, sonst hauptsächlich Netzwerktechnik.

Gewisse grundlegende Sachen sind mir zwar klar und wie man nen Widerstand berechnet bekomme ich auch hin, aber kompliziertere Schaltungen hörts dann auf. Ich könnte aber im Zweifelfall auf einen Reallife Elektrotechniker zurückgreifen .

Damit ich Dich richtig verstehe, du meinst 24V Netzteil mit:

jeweils in Reihe: 7 x 3,1V = 21,7V Rest= 2,3V Widerstand dann 2,3V * 0,05A = 46 Ohm?
Parallel wäre das dann knapp 35 mal?

Ich war mir nicht sicher, ob es die geschickteste bzw. effizienteste Variante ist Vorwiderstände zu nehmen, daher die Frage. Denn diese "Verbraten" den Strom ja nur...

Danke für den Hinweis mit den Diagrammen, aber dort steht ambient temperature mit dem entsprechend maximal zulässigen strom. Das interpretiere ich genau anders rum als das was ich meinte. Ich wollte ja im Prinzip wissen, wie warm die Led bei 20mA ,50mA und 60mA wird...klar ist natürlich relativ zur Umgebungstemperatur usw...ich denke da ist einfach etwas praxis notwendig.

Grüße Peter

[CRI 93+ / Ra 93+]

Ich möchte nicht miesmachen, aber doch vor der geringen Farbwiedergabequalität (CRI um 60) warnen, falls das ganze zur Raumbeleuchtung dienen soll. Das gibt es geeignetere LEDs.

[xfloppy]

Hallo CRI 93+ / Ra 93+,

was meinst du mit schlechter Farbwiedergabequalität und was bedeutet CRI 60? Hast du hierzu evtl. einen Link.

Es soll nicht zur Raumbeleuchtung dienen, nur meinen Stecklingen (Chilipflanzen) als "Sonnenersatz" dienen. Sofern also das entsprechende Spektrum wiedergegeben wird ist alles paletti. Sofern das benötigte spektrum/farbtemperatur (6500k) nichts taugt, sag mir bitte Bescheid. Ich vermute mal CRI bezeichnet nur wie die Farbe z.B. auf Fotos aussieht bzw. wahrgenommen wird und hat nix mit dem eigentlichen Spektrum zu tun...korrigier mich bitte wenns anders ist.


PS: Kennt jemand LEDs die noch mehr Lumen/Watt bieten, als die oben genannte bei nahezu gleichen Temperatur und Haltbarkeitsdaten? Vor allem die Temperatur darf nicht hoch gehen...

[Achim H]

was meinst du mit schlechter Farbwiedergabequalität und was bedeutet CRI 60?

Der CRI (Color-Rendering-Index) definiert, wie perfekt die Farben eines Objekt dargestellt werden, wenn es angestrahlt wird. Das Optimum ist die natürliche Beleuchtung mittels Sonnenlicht (CRI = 100). Sehr gute Leds erreichen einen CRI von 98. Je schlechter (kleiner) der CRI ist, umso schlechter wird die Farbe dargestellt.

Ich habe vor Ewigkeiten mal ein Bild fertig gemacht, das den CRI verdeutlichen soll:

cri_palette.png

Der CRI wird im Bild mit verschiedenen Farbsättigungen der gleichen Farben dargestellt.
Ist vielleicht nicht ganz korrekt, soll aber nur zum Verdeutlichen dienen.

[xfloppy]

HEy Achim,

vielen Dank, so langsam wirds klarer. Aber ich Frage mich langsam immer mehr ob und inwieweit dies Rückschlüsse auf die Farbtemperatur zulässt. 6500K sollte ja "daylight" sein, ist evtl. doch nicht das komplette Spektrum enthalten auch wenn es drauf steht? Wird doch bestimmt getestet, bevor es einfach jemand drauf schreibt?

Mir ist wichtig, das rot,blau und gelb enthalten sind 620-650nm, 400-470 mehr eigentlich nicht und das sollte sie machen oder?

[Achim H]

Ich habe die kaltweißen Nichia Raijin selbst im Einsatz (siehe Bewertung des Produkt) und bin mit deren Licht sehr zufrieden. Nach meinem persönlichen Empfinden ist die Farbwiedergabe besser als gesagt wird. Entweder sind meine Augen so schlecht oder der CRI stimmt nicht. Ich würde den (meine Meinung) bei ungefähr 75 schätzen, aber keinesfalls nur 60.

Nachtrag:
die kaltweiße Nichia Superflux-Leiste (die mit 610 Lumen) ist ebenfalls mit einem CRI von 75 angegeben.
Demnach sind meine Augen Ok (naja: halbwegs).

[xfloppy]

@achim Danke für deine Praxisbezogene Einschätzung. Ich denke es ist bestimmt besser als die komischen Strahler die Momentan drin sind und im Prinzip ist es schnuppe, da es nur für die Pflanzen benötigt wird und meine Digicam kann normalerweise Weißabgleich für verschiedenes Kunstlicht machen. Von daher sehe ich keine großartigen Probleme.

Ich habe meine Schaltung mal angehängt. Irgendwie kam mir das zu einfach vor, was in der Regel darauf hindeutet, dass ich etwas verafft habe. Könnte mir evtl. mal jemand mitteilen, ob die Schaltung so verwendbar(richtig) ist? Da wäre mir wirklich sehr geholfen.

Achso bitte nicht wundern, der Plan ist in Paint "kreiert" worden. Meine Paintskills sind nur begrenzt, aber hab grad nix anderes zur Hand .

[xiper2k]

Guten Abend,

darf man mal fragen warum du nicht einfach ein paar High Power LEDs nimmst ?

Bis du die 240 Stück verlötet hast, des dauert ja ne halbe Ewigkeit.

Wenn du 24 XP-G R5 nimmst dann hast du die gleiche Helligkeit und vom Preis her gibt sichś nicht viel

24 x (6,50 + 1,50 KühlKörper) = 192 €

240 x 0,79 = 189,6

Aber dafür viel viel viel viel viel weniger Arbeit!

Schönen Abend noch!

Gruß xiper2k

[Achim H]

Mit Dimmen wird es bei 48V aber nichts mehr. ich kenne jedenfalls keinen Dimmer, der mit so einer hohen Spannung noch zurecht kommt.

Und 48V bei 800mA ist auch schon leicht gefährlich. Mit feuchten Fingern solltest Du die elektrischen Anschlüsse nicht mehr berühren.

Ansonsten:
Sollte jede Led bei 50mA tatsächlich eine Vorwärtsspannung von 3,1V haben, wäre der errechnete Widerstand eine Punktlandung (also korrekt).

[xfloppy]

darf man mal fragen warum du nicht einfach ein paar High Power LEDs nimmst ?

Der Hauptgrund dafür ist die Wärmeentwicklung. Soweit ich das gesehen habe, strahlen die HP-LEDs sehr viel Wärme ab und das würde mir meine Pflänzchen zerbrutzeln. Ich überlege schon, ob ich evtl. einige von den LEDs im Zweifelsfall abschalten könnte, falls es doch zu warm wird. Oder ob ich gleich weniger LEDs nehme, aktuell sind es es immerhin über 6000lm.
Weiterhin möchte ich die Helligkeitsverteilung möglichst Gleichmäßig, bzw. abgestimmt auf die einzelnen Pflanzen richten. Die obige Anordnung der LEDs habe ich im Kopf auch schon fast wieder verworfen, da m.M. nicht optimal .

Sollte jede Led bei 50mA tatsächlich eine Vorwärtsspannung von 3,1V haben....

Sind alles die im ersten Post verlinkten Kaltweißen Nichias, soweit ich das gesehen habe, haben die 3,1V ?!

[Sailor]

Der Hauptgrund dafür ist die Wärmeentwicklung. Soweit ich das gesehen habe, strahlen die HP-LEDs sehr viel Wärme ab und das würde mir meine Pflänzchen zerbrutzeln

Gut gepflegt solltest Du die HP-LED´s so kühl halten, dass sie schmerzfrei anfassbar sind.

Jede der beiden Alternativen wird etwa die gleiche Wärmemenge entwickeln. Mit den Superflux verteilst Du sie mit der Anzahl der LED´s auf die Fläche, bei den HP-LED´s durch eine entsprechend dimensionierte Alu-Platte/entspechenden Kühlkörper.

[xfloppy]

Hallo,

wird die Wärme bei den HP LEds überdie rückseiteabgeführt? Sodaß ich ein gehäuse bauen könnte, bei dem die Leds z.B. durch ein Lochblech durchkommen und auf der Rückseite die Wärme abtransportiert wird?

[Sailor]

Ja, auf der Rückseite. Und wenn Du sie mit einer Starplatine nimmst, sind sie auch einfach zu verarbeiten.

Auf den Kühlkörper aufschrauben (3 mm Schrauben sind ideal, Wärmeleitpaste nicht vergessen), an den großen Lötpads anschließen - fertig.

[xfloppy]

Ok ich denke ich werde mal die Ratschläge beherzigen und mit ein paar cree xp-g r5 anfangen und dann schauen wie es aussieht und wie ich weiter mache

Danke an xiper2k für den Einwand und natürlich an Sailor der wohl Nerven aus Stahl hat

Kann man die Cree wirklich an 1000mA betreiben oder sollte man lieber 700mA verwenden?

Edit: Kann mir mal jemand sagen, warum man die XP-G R5 mal mit 1000mA und mal mit 1500mA Max findet?

[Achim H]

Edit: Kann mir mal jemand sagen, warum man die XP-G R5 mal mit 1000mA und mal mit 1500mA Max findet?

Weil das Datenblatt schon überarbeitet wurde. In vielen Shops wird die Led noch mit dem alten Datenblatt angeboten. In diesem durfte die Led nur mit 1000mA bestromt werden. Im überarbeiteten Datenblatt steht nun, dass die Led auch mit 1500mA bestromt werden darf. Gültig ist immer nur die letzte Version.

Und wenn Du dir überhaupt nicht sicher bist:
im Datenblatt stehen immer die tatsächlichen Werte, auch wenn eine Internetseite eines Shop möglicherweise etwas anderes erzählt.

Und:
Shops haben nicht immer die aktuelle Version eines Datenblatt. Diese findest Du aber auf der Internetpräsenz des Hersteller.

mfg Achim

[alexStyles]

Ich würde auch sagen, dass die Wärmeentwicklung zu vernachlässigen ist, man muss die Wärme einfach gut abführen aber deine Pflanzen wirds dir bestimmt nicht zerbrutzeln.
Die Nichia Raijin's sind bei höheren Strömen auch nur noch mit 30.000std (oder weniger) von der Lebenszeit angegeben...
Die R5's werden bei höheren Strömen mit Sicherheit auch eine geminderte Lebensdauer mit sich bringen.
Allerdings hat man aufjedenfall weniger Arbeitsaufwand mit den R5's (vorausgesetzt eine gute Kühlung und auf Star oder Platine vormontiert)

mfg lex

[xfloppy]

Danke für eure Unterstützung

@achim Findet man im Datenblatt eine Chargennummer oder so, bei der ich sichergehen kann, dass ich auch die 1500er bekomme? Dann würde ich die R5 mit 1000mA bestromen und hoffen das sie lange halten Mit diesen Datenblättern werd ich noch Irre... Also immer direkt beim Hersteller reinschauen...*abgespeichert*

@alexstyles Ich glaube ich muss mir mal die Datenblätter genauer anschauen^^...Die Angabe über die Lebensdauer bei den versch. Strömen habe ich wohl übersehen ...

[Achim H]

Eine Chargennummer gibt es zu den Leds nicht. Wie bereits geschrieben, wurde die XP-G anfänglich nur mit 1000mA angegeben. Mittlerweile hat aber Cree diese in ausgiebigen Tests (mit ausreichender Kühlung) für 1500mA hochgesetzt. Und das betrift damit auch die XP-G, die schon seit Ewigkeiten in den Läden erhältlich sind. Es gibt somit keine 2 verschiedenen XP-G, sondern immer nur einen Typ.

[Sailor]

Auch wenn eine Bestromung der LED bis 1,5 Ampere möglich ist rate ich davon ab.

Aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades bei höheren Strömen wird mehr Wärme produziert als beim Betrieb von 2 LED´s mit jeweils 700 mA (was den Wirkungsgrad weiter verschlechtert). Diese Wärme muss über einen sehr kleinen Übergabepunkt an den Kühlkörper abgegeben werden, wodurch die Anforderungen an diesen wachsen: die Wärmeleitfähigkeit muss höher werden. Was nutzt eine große Oberfläche, wenn die Wärme nicht bis in alle Bereiche dieser Fläche mit ausreichender Geschwindigkeit transportiert werden kann?

Die hohen Ströme sollt man nur dann ausnutzen, wenn die Einbausituation keine andere Wahl lässt.

[xfloppy]

Also Sailor, du meinst lieber 700mA als 1000mA? Nun ja, wären dann knapp 30% LEDs mehr einfach gerechnet ohne beachtung des Wirkungsgrades und der Lebensdauer. Aber die Lebensdauer verkürzt sich vermutlich auch relativ stark?! Ich habe schon ein großen Kühlkörper vorgesehen, aber du hast natürlich recht, das die Fläche relativ klein ist.

Gibt es eigentlich die R5 auf einer Platine bei der die Grundplatte des Basismaterials aus Kupfer ist? Also im Querschnitt die Schichten beginnend mit der obersten: Kupfer (35µ) - Keramiksubstrat - Kupfer (1-2mm) ? Wird vermutlich eher bei den COBs der Fall sein oder? Weiß jemand aus was die Platinen sind, die von leds.de geliefert werden?

[Falo]

Gibt es eigentlich die R5 auf einer Platine bei der die Grundplatte des Basismaterials aus Kupfer ist? Also im Querschnitt die Schichten beginnend mit der obersten: Kupfer (35µ) - Keramiksubstrat - Kupfer (1-2mm) ? Wird vermutlich eher bei den COBs der Fall sein oder? Weiß jemand aus was die Platinen sind, die von leds.de geliefert werden?

In der Regel sind die Highpower LED-Platinen aus Aluminium.

Kupfer bringt hier keine nenneswert Steigerung weil ja die Leistung die übertragen werden muß SEHR SEHR gering sind.
Z.B. bei eine Starplatine mit einer SSC P/ oder MC-E gerade mal max. 15 Watt bei rund 3cm² fläche und das ist ja fast nichts.

Problem bei der LED-Kühlung ist halt das die LED's nur sehr geringe temperaturn abhaben können und so die Platine max. 50 Grad warm werden sollte um die Lebenserwartung nicht zu sehr zu senken.
Anders bei CPU's oder Leistungshalbleiter die vertragen in der Regel auch 100Grad am Gehäuse.

mfg
Falo