LED Deckenbeleuchtung

[Thorsten42]

Hi,
Ich bin gerade mal wieder dabei, mir Gedanken über ein Beleuchtungskonzept zu machen. Bisher habe ich so etwas "klassisch" gelöst, aber jetzt ist ein Dachstudio dran (das ist noch nicht ganz klar, vielleicht kommen auch Wände rein). Die Decke ist aus Holzbalken aufgebaut und wird mit Rigips verkleidet. Der Hohlraum wird mit Glaswolle oder ähnlich ausgefüllt.
Die Beleuchtung sollte so aussehen wie normale "Downlights", also in die Decke eingebaut. Ich schätze mal, dass es so 20 bis 30 einzelne Spots werden. Jeder Spot soll einzeln dimmbar sein, wobei auch etwas Farbe dabei sein sollte. Also im Prinzip könnte jeder Spot eine (warm)weiße Power-LED oder sowas haben und dann nochmal nicht ganz so helle RGB-LEDs.
Von der Steuerung her denke ich, dass ich das hinbekomme (Arduino etc...). Auch die Sache mit den KSQs bzw. Vorwiderständen ist mir klar. Was mir fehlt ist die Erfahrung, welche LEDs man da am besten nimmt und wie man das ganze am besten einbaut. Außerdem würde ich gerne ohne aktive Lüftung auskommen.
Kann mir jemand ein paar Tipps geben?
Gruß,
Thorsten

[johnson]

...und wie man das ganze am besten einbaut.

Zwecks Einbau kannst dir hier evtl ein paar Anregungen holen/finden.

[Thorsten42]

Hi,
danke, das sieht echt gut aus. Die Idee mit Hohlraumdosen ist nicht schlecht.
Gruß,
Thorsten

[Thorsten42]

Hi,
ich habe mich jetzt nochmals eingehend mit der Anforderungsanalyse befasst (meine Freundin gefragt...). Momentan sieht es so aus, als ob die Grundbeleuchtung doch eine indirekte Beleuchtung ueber "Lichtvouten" werden soll. Ich haette gerne die Moeglichkeit, ueber adressierbare RGB-Stripes Farben zu "erzeugen". Allerdings ist das Weiss, man man mit den RGB-Teilen erzeugen kann, nicht ganz so toll. Am liebsten waeren mir addressierbare LED-Stripes mit je einer RGB-LED und einer warmweiss/kaltweiss LED im Wechsel. Also sozusagen RGB und tunable White in einem. Allerdings scheint es so etwas nicht zu geben. Ich habe nicht einmal adressierbare weisse Stripes gefunden. Weiss jemand ob bzw. wo es so etwas gibt?
Wenn es so etwas gar nicht gibt, dann wuerde ich vielleicht jeweils einen kaltweissen und einen warmweissen Streifen nehmen und in Stueckchen zerlegen, die ich jeweils einzeln ansteuern kann. Das sollte dann ja mit einigen PWM-ansteuerbaren KSQs gehen, oder?
Ich denke, dass man das dann am besten mit 5050/5630er Stripes macht, die man mit 24V versorgen kann. Ansonsten wird es teuer, den Strom genau zu steuern. (Oder?)
Gruss,
Thorsten

[Handkalt]

Hallo Thorsten,

mit "addressierbare LED-Stripes" meinst Du wirklich die Sorte, bei der man per Datenbus die Farbe jeder einzelnen LED innerhalb des Stripes separat programmieren kann? Solche habe ich auch noch nicht als RGBW gesehen. Aber brauchst Du das wirklich für die Lichtvouten? Und wenn ja, meine neugierige Frage: was willst Du damit erreichen?

Davon abgesehen hat man mit RGBW-Stripes ein Stück weit immer eine "tunable white"-Funktion, weil man ja zu den weißen LEDs ein klein wenig rot oder blau hinzumischen kann. Die Osram Lightify flexible LED Leiste wird beispielsweise auch als "tunable white" angepriesen und ist m. E. vom ZigBee-Interface abgesehen eine ganz normale RGBW-Leiste. Wie gut das Ergebnis wird (insbesondere hinsichtlich Farbwiedergabe), kann ich Dir aber nicht sagen. Es ist schon auffällig, das Osram keinen CRI für die Leiste angibt.

LED-Stripes haben übrigens so gut wie immer Vorwiderstände integriert und werden mit 12V oder 24V konstanter Spannung betrieben. Leisten für den Betrieb an einer Konstantstromquelle gibt es zwar auch, sind aber exotisch und dann eher starr, mit high-power-LEDs und notwendiger Kühlung.

-Handkalt

Edit/Nachtrag: habe mir noch ein Foto des Lightify-Stripes angeschaut und festgestellt, dass dort keine RGBW-LEDs verbaut sind, sondern im Wechsel RGB-LEDs und weiße LEDs. Ich würde daher erwarten, dass diese Stripes zumindest "ungetunt" ein gutes weißes Licht abgeben.

[Thorsten42]

mit "addressierbare LED-Stripes" meinst Du wirklich die Sorte, bei der man per Datenbus die Farbe jeder einzelnen LED innerhalb des Stripes separat programmieren kann?

Ja, genau. Genauer gesagt sowas wie WS2811, die man recht gut mit Arduino-aehnlicher Hardware ansteuern kann.

Solche habe ich auch noch nicht als RGBW gesehen. Aber brauchst Du das wirklich für die Lichtvouten? Und wenn ja, meine neugierige Frage: was willst Du damit erreichen?

Also was ich damit erreichen will: Ich baue mir derzeit ein "Dachstudio". Grundflaeche des auszuleuchtenten Raums ist etwa 40qm oder ein bisschen mehr. Das ganze ist ein bisschen verwinkelt. Jetzt habe ich mir ueberlegt, das ganze ueber verdeckte LED-Stripes indirekt zu beleuchten. Dabei will ich einerseits die Moeglichkeit haben, das ganze "richtig hell" zu machen, aber andererseits auch Farbeffekte zu erzeugen. Ich will aber nicht das ganze nur einheitlich regeln koennen, sondern an verschiedenen Stellen unterschiedlich, wobei ich mir den Luxus erlauben will, mir das nicht vorher ueberlegen zu muessen.
Ich habe ein bisschen Erfahrung mit einer 50er WS2811-Lichterkette und das Ding ist mit einem Arduino (Nano) wirklich extrem einfach zu kontrollieren. So etwas haette ich gerne im groesseren Stil.

Davon abgesehen hat man mit RGBW-Stripes ein Stück weit immer eine "tunable white"-Funktion, weil man ja zu den weißen LEDs ein klein wenig rot oder blau hinzumischen kann.

Ok, aber gibt es RGBW-Stripes mit einzeln adressierbaren LEDs?
Ausserdem: Warmweiss ist nicht wirklich dasselbe wie Kaltweiss mit etwas dazugemischtem, oder?

Die Osram Lightify flexible LED Leiste wird beispielsweise auch als "tunable white" angepriesen und ist m. E. vom ZigBee-Interface abgesehen eine ganz normale RGBW-Leiste. Wie gut das Ergebnis wird (insbesondere hinsichtlich Farbwiedergabe), kann ich Dir aber nicht sagen. Es ist schon auffällig, das Osram keinen CRI für die Leiste angibt.

Sowas aehnliches hatte ich mir auch schon gedacht, konnte es nur nicht so ausdruecken...

LED-Stripes haben übrigens so gut wie immer Vorwiderstände integriert und werden mit 12V oder 24V konstanter Spannung betrieben.

Das hatte ich mir nicht so genau angeschaut. Dann funktioniert das natuerlich nicht so, wie ich mir das gedacht hatte. In dem Fall muesste man also entweder direkt mit PWM und einem Transistor arbeiten oder das ganze doch komplett selbst basteln.

Edit/Nachtrag: habe mir noch ein Foto des Lightify-Stripes angeschaut und festgestellt, dass dort keine RGBW-LEDs verbaut sind, sondern im Wechsel RGB-LEDs und weiße LEDs. Ich würde daher erwarten, dass diese Stripes zumindest "ungetunt" ein gutes weißes Licht abgeben.

Aber dennoch wahrscheinlich nicht adressierbar.

Haettest Du (oder jemand anders) vielleicht einen Rat fuer mein Vorhaben?
Gruss,
Thorsten

[Handkalt]

Adressierbare RGBW-Stripes habe ich noch nicht gesehen. Lightify ist auch nicht adressierbar.

An Deiner Stelle würde ich adressierbare RGB-Stripes und warmweiße Stripes in Wohnraumqualität nebeneinander legen. Letztere per PWM zu dimmen sollte ja über den gleichen Mikrocontroller möglich sein wie die WS2811-Ansteuerung.

OK, die weiße Beleuchtung ist dann nur insgesamt steuerbar und nicht für jede LED einzeln. Und Kaltweiß hat vielleicht nicht ganz die Qualität von Warmweiß. Aber vielleicht kannst Du diese beiden Kompromisse eingehen.

Perfektes Kaltweiß, perfektes Warmweiß, RGB und Adressierbarkeit alles vier in Einem ist vielleicht ein wenig zu viel verlangt...

-Handkalt

[Thorsten42]

Hi,
tja, sowas aehnliches habe ich mir auch schon gedacht. Dann werden es wohl zwei Stripes nebeneinander.
Fuer den weissen Anteil habe ich mir folgendes ueberlegt: Wenn ich von stripes mit 5630er LEDs ausgehe, dann muessten mir 20m reichen mit 30LEDs pro Meter. Bei 12V muessten das jeweils 3 LEDs in Reihe sein. Laut dem, was ich gefunden habe, erzeugen die LEDs etwa 40 Lumen bei 150mA. Ich haette also 24000 Lumen, was mir reichen muesste.
Jetzt zerlege ich das ganze in Stuecke zu je 50cm. Dann habe ich auf jedem dieser Segmente 15 LEDs. Das macht einen Strom von 750mA. Im Prinzip sollte das ein simpler Transistor haendeln koennen.
Allerdings koennte das ein ganz schoener Kabelsalat werden. Besser waere es, wenn man einen Chip haette, der aehnlich wie die WS2811er "chainable" ist, den PWM-Wert selbst speichert und direkt 750mA bei 12V treiben kann. Gibt es so etwas?
Gruss,
Thorsten

[Borax]

Besser waere es, wenn man einen Chip haette, der aehnlich wie die WS2811er "chainable" ist, den PWM-Wert selbst speichert und direkt 750mA bei 12V treiben kann.

Mit 'eingebautem' Treiber für 750mA ist mir so was nicht geläufig. Das können ja die WS2811 auch nicht. Prinzipiell könntest Du ja auch solche verwenden und einen einfachen Transistor nachschalten. Ich fürchte aber, dass Du bei 20m Entfernung mit der bei WS2811 üblichen Busgeschwindigkeit (~1Mhz) große Schwierigkeiten bekommst. Was auch möglich wäre: Einfache ATTiny Chips die z.B. per I²C-Bus angesteuert werden. Das ist zwar auch empfindlich was das Timing angeht, aber zumindest kann man beim I²C Protokoll die Geschwindigkeit entsprechend langsam machen.

[Thorsten42]

Hi,
die Busgeschwindigkeit habe ich dabei tatsaechlich nicht bedacht. Allerdings muesste das Signal nicht wirklich 20m ueberbruecken, sondern immer nur etwa 50cm bis zum naechsten Segment. Dann wird es ja von dort aus weitergegeben.
Vielleicht ist es aber tatsaechlich geschickter, ein paar von diesen 16fach 12bit PWM-Teilen (z.B. von Adafruit) zu nehmen und dann halt 40 Draehte verlegen. Das wuerde dann auf die Basis des jeweiligen Transistors gehen, dann kann man wahrscheinlich ziemlich duenne Draehte nehmen. Dan gibt's vielleicht noch Probleme mit der Abschirmung...
Gruss,
Thorsten

[Thorsten42]

Hi,

LED-Stripes haben übrigens so gut wie immer Vorwiderstände integriert und werden mit 12V oder 24V konstanter Spannung betrieben. Leisten für den Betrieb an einer Konstantstromquelle gibt es zwar auch,

Ich frage mich dazu gerade, ob man nicht doch auch Stripes mit Vorwiderstaenden per KSQ dimmen kann. Eigentlich ist eine KSQ nicht so viel anderes als ein "geregelter" Widerstand, oder? Dann muesste es doch auch funktionieren, wenn nochmal ein Widerstand in Reihe haengt, oder sehe ich da was falsch?
Gruss,
Thorsten

[Handkalt]

Ich frage mich dazu gerade, ob man nicht doch auch Stripes mit Vorwiderstaenden per KSQ dimmen kann.

Das kannst Du mit "Trick 17" machen, d. H. dann, wenn die Stripe-Länge exakt zur Stromstärke der KSQ passt. Beispiel: eine MultiBar35 nimmt 100 mA bei 24 V. Wenn ich eine KSQ habe, die 700 mA ausgibt, kann ich genau sieben solche Leisten parallel an die KSQ anschließen, sie wird dann die Spannung auf 24 V regeln, damit 7 * 100 mA = 700 mA fließen. Natürlich müssen die 24 V auch noch innherhalb des Regelbereichs der KSQ liegen!

Durch die sehr eingeschränkten Kombinationsmöglichkeiten von Stripe-Länge und KSQ kommt es sehr auf den Einzelfall an, ob das nützlich ist.

-Handkalt

[Thorsten42]

dann, wenn die Stripe-Länge exakt zur Stromstärke der KSQ passt.

Dann bringt mir das ganze aber ueberhaupt nichts, da ich ja gerade die Stromstaerke regeln will. Dann kann ich ja auch gleich einfach die 24V anschliessen.
Ich verstehe aber nicht so ganz, warum die Stromstaerke genau passen muss. Was wuerde denn passieren, wenn ich die KSQ in Deiner Variante auf 350mA regeln lasse?

[Handkalt]

Ein bisschen habe ich wohl den Überblick verloren, was Du genau vorhast, bzw. worauf Du mit der Frage nach der KSQ hinaus wolltest

Aber: wenn Du eine dimmbare Konstantstromquelle hast (z. B. mit einem zusätzlichen Eingang für ein PWM-Signal, oder wie auch immer der Dim-Level eingestellt wird), kannst Du die natürlich trotzdem verwenden. Die obige "Berechnung", dass die addierte Stromstärke der parallel angeschlossenen Stripes zur Ausgangs-Stromstärke der KSQ passen muss, gilt dann für den ungedimmten Zustand (100% Helligkeit).

Es geht ja nur darum zu verhindern, dass die Stripes mehr als die vorgesehenen 12 V oder 24 V erhalten. Wenn durch Dimmen entweder die Spannung und Stromstärke reduziert wird, oder PWMt wird, ist das kein Problem - ganz im Gegenteil. Die LEDs mögen das.

-Handkalt

[Thorsten42]

Ein bisschen habe ich wohl den Überblick verloren, was Du genau vorhast, bzw. worauf Du mit der Frage nach der KSQ hinaus wolltest

Sorry, ich bin gerade dabei, mir verschiedene Optionen zu ueberlegen. Moeglicherweise ist das etwas verwirrend. Momentan will ich herausfinden, wie ich aus sagen wir mal 20m weissen LED-Streifen moeglichst schoen dimmbare Segmente machen kann.

Aber: wenn Du eine dimmbare Konstantstromquelle hast (z. B. mit einem zusätzlichen Eingang für ein PWM-Signal, oder wie auch immer der Dim-Level eingestellt wird), kannst Du die natürlich trotzdem verwenden. Die obige "Berechnung", dass die addierte Stromstärke der parallel angeschlossenen Stripes zur Ausgangs-Stromstärke der KSQ passen muss, gilt dann für den ungedimmten Zustand (100% Helligkeit).

Ich hatte da an sowas gedacht: http://shop.anvilex.de/index.php?route= ... uct_id=185. Das wird zwar nicht ganz billig, wenn ich das 40mal brauche, aber es ist noch akzeptabel.

Es geht ja nur darum zu verhindern, dass die Stripes mehr als die vorgesehenen 12 V oder 24 V erhalten. Wenn durch Dimmen entweder die Spannung und Stromstärke reduziert wird, oder PWMt wird, ist das kein Problem - ganz im Gegenteil. Die LEDs mögen das.

Genau deshalb wuerde ich das gerne so machen. PWM ist ja schon Stress fuer die kleinen...

So langsam wird ein Konzept draus. Also Segmente zu je 50cm mit jeweils 15 5630er LEDs. Das ganze mit 12V und max 750mA. Zur Ansteuerung jeweils eins von den ANVILEX-KSQs mit sowas wie einem WS2811 davor. Wahrscheinlich braucht's dann trotzdem noch einen Transistor, da man die KSQs anscheinend per Open-Collector ansteuern muss. Damit haette man dann perfekt ansteuerbare und leicht verkettbare LED-Segmente.

[Handkalt]

PWM ist ja schon Stress fuer die kleinen...

Oh, bist Du der Meinung, PWM wäre irgendwie schädlich für die LEDs? Das habe ich noch nie gehört, wäre mir völlig neu. Ich gehe im Gegenteil davon aus, dass es die Lebensdauer aufgrund geringerer Erwärmung erhöht. Ich betreibe schon ein paar Jahre lang eine LED-Leiste mehrere Stunden täglich fast immer PWM-gedimmt. Das hat noch keine Probleme verursacht.

Die Lösung, eine per PWM-Eingang dimmbare KSQ an einen Konstantspannungs-Stripe anzuschließen scheint mir jedenfalls "von hinten durch die Brust ins Auge". Die Stripes kann man einfach direkt PWM-Dimmen. Ich habe zwar keine Erfahrung, wie man das mit einem Mikrocontroller macht, aber da gibt es wohl Schaltungsvorschläge zu Hauf im Netz, vielleicht so was. Oder speziell für Dein Vorhaben sieht dieser 24-Kanal-Treiber interessant aus.

-Handkalt

[Thorsten42]

Oh, bist Du der Meinung, PWM wäre irgendwie schädlich für die LEDs? Das habe ich noch nie gehört, wäre mir völlig neu. Ich gehe im Gegenteil davon aus, dass es die Lebensdauer aufgrund geringerer Erwärmung erhöht.

Na dann umso besser. Direktes PWM ist einfacher.

Ich habe zwar keine Erfahrung, wie man das mit einem Mikrocontroller macht,

Das bekomme ich dann schon hin. Arduinos haben schon ein paar PWM-Ausgaenge und PWM-Erweiterungen sind nicht teuer. Am nettesten sind eigentlich die verkettbaren Teile, wie z.B. WS2811. Damit kann man Module bauen, die man hintereinander schalten kann. Damit haelt sich der Kabelsalat in Grenzen.
Die Power kommt dann mit einem Transistor, z.B. den Mosfet auf Deinem Link.

Vielen Dank fuer die ganzen Anregungen. Ich weiss zwar noch nicht, wann es wirklich an die Umsetzung geht, aber ich werde dann davon Berichten, wenn Interesse da ist.

Gruss,
Thorsten