Anordnung und Strombegrenzung LED´s

JuergenXXX · Sa, 26.03.16, 01:59

Hallo,

ich möchte mein Wohnzimmerlicht derart neu gestalten, daß ich die Helligkeit und Lichtfarbe durch einen RGB-Controller mit Fernbedienung steuere. Dabei sollen drei Mal je ca. 30 bis 50 Watt LED´s mit ca. 2000K, 3000K und 4000K (statt RGB) angesteuert werden, so daß ich sowohl die Helligkeit als auch die Lichtfarbe über die Fernbedienung steuern kann. Die Lampe hat einen Umfang, also Länge auf dem ich die LEDs anordnen kann von fast 4 Metern. Die LEDs haben einen Abstrahlwinkel von 120-140 Grad und sollen von einen Abstand von ca. 50-60 cm von unten die Zimmerdecke anleuchten, so daß ich ein indirektes Licht erhalte. Da ich die Lichtfarben einzeln ansteuern möchte, kann ich dann z.B. 30% Helligkeit der 2000K LEDs und 50% der 3000K LEDs einstellen. Nun habe ich zwei Fragen dazu:

1) Soll ich die LEDs in Clustern, also die drei Sorten 2000K, 3000K und 4000K nah beieinander auf einen großen Kühler setzen und dies z.B. 8 bis 10 Mal alle 40-50 cm, oder soll ich lieber die LED´s auf viele kleine Kühler gleichmäßig (ca alle 10-15 cm auf die 4 m) verteilt anordnen? Wann macht dann die Lichtfarbe/das Licht einen homogeneren Eindruck?

2) Da jede einzelne der drei "Farben" das Zimmer schon (fast) hell genug erleuchtet, reicht es mir aus, wenn z.B. eine der drei Gruppen auf volle Leistung läuft oder zwei mit gut halber Leistung. Daher wollte ich den Gesamtstrom (aller drei Stränge) auf z.B. 60 bis 75 Watt begrenzen. Der Strom für ein Strang soll ja auch begrenzt werden, aber das reicht mir nicht aus. Das einzige, was ich da gefunden habe, sind selbstrückstellende Sicherungen, auch Poly Switch genannt, welches ich direkt vor oder hinter dem Netzteil einbauen könnte. Funktioniert es dann, dass ich im Falle der Überlastung (wenn der Widerstand groß ist bzw. dabei ist, wieder kleiner zu werden) in diesem Zeitraum die Leistung mit der Fernbedienung runterfahre? Hier habe ich u.a. ein Bezugsproblem. Bei Conrad, wo ich oft einkaufe, kann ich diese nicht finden (zu dumm?) und bei eBay gibt es nur eine begrenzte Auswahl. Daher meine Frage dazu: Kann ich diese parallel schalten, um den zulässigen Stromfluss auf einen von mir benötigten Wert zu erhöhen?
Gibt es Alternativen zum Poly-Switch?

Vielen Dank für eure konstruktiven Antworten und frohe Ostern!
Jürgen

Borax · Mi, 30.03.16, 08:26

Aus dem anderen Thread: viewtopic.php?f=32&t=22055 ist ja schon bekannt, dass Du hier China-Billig-LEDs verwenden willst. Die sind meist nicht besonders homogen (weder Farbtemperatur noch Helligkeit bei einem bestimmten Strom).
Zu 1: Das Licht ist natürlich homogener wenn die LEDs möglichst gleichmäßig verteilt werden. Die Lichtfarbe / Farbtemperatur wird aber homogener, wenn die LEDs mit den unterschiedlichen Farbtemperaturen möglichst nahe beisammen sind. Schwer zu sagen, was Dir wichtiger ist.
Da Du die LEDs mit einem RGB Controller betreiben willst, wirst Du sie vmtl. mit konstanter Spannung (12V) betreiben wollen / müssen. Da kannst Du eigentlich nur einen passenden Vorwiderstand bestimmen, so dass jede LED bei 12V im warm gelaufenen Zustand etwa 0.5A zieht. Berechnen kann man diesen Widerstand nicht, weil die LEDs dafür viel zu unterschiedlich sind. Die meisten (guten) RGB Controller regeln dann sowieso die Gesamtleistung so, dass die Helligkeit unabhängig von der eingestellten Farbe etwa gleich bleibt. Wenn also ein RGB Controller 'weiß' einstellt, so ist das etwa 60% Grün, 25% Rot und 15% Blau. Reines Grün ist dann 100% Grün. Reines Gelb ist dann 50% Grün und 50% Rot...
Die Poly Switch Sicherungen sind völlig ungeeignet.

JuergenXXX · Mi, 30.03.16, 13:44

Hallo Borax,

danke für deine Antwort. Ja, es sind China-Billig-LED´s, und diese wollte ich auch nicht mit den angegeben Strom fahren, sondern deutlich weniger. Ich habe schon gemerkt, dass geminsam gelieferte "gleiche" LEDs ganz unterschiedliche Werte haben und ich daher den Vorwiderstand individuell bestimmen muss.
Da ich den Controller nicht normal benutzen wollte, sondern die Farben durch unterschiedliche Warm-bzw. neutral Weiss LEDs ersetzte, hast Du meine Frage möglicherweise falsch interpretiert. Weiss wird bei mir nicht aus Rot, Grün und Blau gemischt, sondern ich kann dann Warmweiss mit Neutralweiss mischen.

Dann stelle ich meine Frage mal anders. Es ist ein China-Billig Controller, mit der Angabe 3 * 2 Ampere, also jeder Kanal maximal 2A, insgesamt also 6A. Ich dachte, dieser Controller kann (zumindest theoretisch) je Kanal 2Ampere. Oder anders: Kann ich mit einen einfachen Controller 70% Rot, 70% Grün und 70% Blau einstellen? Ich dachte ja. Gerade dies soll verhindert werden. Ich möchte die Gesamtleistung des Controllers auf sagen wir mal 2,5 bis 3 Ampere begrenzen. Also je Farbe ca. 40%-50%, aber nicht mehr.

Viele Grüße
Jürgen

Borax · Mi, 30.03.16, 14:18

sondern ich kann dann Warmweiss mit Neutralweiss mischen.

Das hatte ich schon so verstanden.

Es ist ein China-Billig Controller...Kann ich mit einen einfachen Controller 70% Rot, 70% Grün und 70% Blau einstellen?

Schwer zu sagen. Ggf. ausprobieren. Wie gesagt der 'schlaue' Controller macht das eher nicht. Aber wenn der Controller das nicht von sich aus macht, sehe ich da keine einfache Möglichkeit um das 'Verhalten' nachzurüsten. Höchstens mit einer Strombegrenzung, die entsprechend die Spannung reduziert, falls der Strom über den Wert X steigt. Es gibt durchaus Netzteile die so was können (CC/CV Betrieb z.B. https://www.reichelt.de/?ARTICLE=124033 liefert 12V, außer die Last zieht mehr als 3.3A, dann wird die Spannung bis auf etwa 8V runter geregelt). Ob so ein Netzteil aber mit der PWM zerhackten Last umgehen kann, bin ich nicht sicher.

JuergenXXX · Do, 31.03.16, 18:29

Hallo,
danke für deine Geduldige Antwort.

ich habe den Eindruck, das ist ein dummer Controller, zumindest wenn ich der Beschreibung trauen darf, Strom je Kanal 2Ampere, Gesamtstrom 6Ampere. Der Gesamtstrom soll bei mir ja nur ungefähr halb so groß werden dürfen wie die Summe der drei Kanäle. Günstige schlaue Controller bzw. Netzteile mit Spannungsrunterregelung gibt es wohl eher nicht. Und mein Budget ist begrenzt. Da aber die LED´s erst bei ca. 9 Volt anfangen zu glimmen, würde ich wenn sie auf 8 Volt runterschalten, ja auch im Dunkeln sitzen. Wäre ja auch nicht so schlimm.

Ich würde gerne meinen Denkfehler beim Poly-Switch verstehen. Kannst Du mir daher sagen, welchen Denkfehler ich bei welcher Nummer beim Poly-Switch habe:

1) wenn der Gesamtverbrauch zu groß wird, bekommt der direkt nach dem Netzteil geschaltete Poly-Switch einen recht großen Widerstand.
2) Dadurch kann dann dann weniger Strom fließen
3) Dudurch wird es dunkler
4) Durch den wenigen Strom funktioniert die Fernbedienung noch
5) dann könnte man runterdimmen
6) Wurde runtergedimmt, geht es wieder normal, falls genug runtergedimmt wurde
7) Ansonsten bleibt der Poly-Switch hochohmig und es fließt weiter nur wenig Strom

Danke für deine/eure Mühe!
Viele Grüße
Jürgen

Schneemann · Do, 31.03.16, 20:07

zu Anordnung und Strom kann ich nicht sehr weit helfen, aber vielleicht zu den China Billig-LEDs.
Hol dir nicht gleich alle LEDs auf einmal, sondern bau erst mal nen Prototypen.
Ich hab die Erfahrung gemacht, dass die Farbtreue von den Dingern teilweise unter aller Sau ist.
Meinen umgerüsteten Deckenfluter hab ich in die Tonne gekloppt und die LEDs beleuchten jetzt ein Zimmer, wos egal ist, wie die Farben aussehen.
Es gibt glaub ich wenig schlimmeres als ein Licht, das durchgängig einen Grünton oä. aufweist.

Borax · Do, 31.03.16, 22:46

ich habe den Eindruck, das ist ein dummer Controller, zumindest wenn ich der Beschreibung trauen darf

Auf die Beschreibung würde ich gar nichts geben. Kann man nur messen. Aber hierzu ist ein Oszi nötig.

welchen Denkfehler ich bei welcher Nummer beim Poly-Switch habe

Die Dinger sind nicht für häufige Schaltvorgänge geeignet.
Steht auch deutlich auf der Hersteller/Händler Seite:
https://www.schukat.com/schukat/schukat ... 8A00494923

Diese Bauteile sind für den Schutz gegen Überstrom und Übertemperaturen ausgelegt; nicht für dauerhafte sich wiederholende Schaltvorgänge.

Außerdem sind die furchtbar langsam. Wenn Du z.B. den RXEF300 mit einem Nominalstrom von 3A nehmen würdest, dann würde der bei 6A Last erst nach etwa 100 Sekunden auslösen. Wenn die gesamte Schaltung das für mehr als eine Minute aushält, warum dann unbedingt abschalten? Ob nach dem Abschalten die Fernbedienung noch geht ist auch nicht sicher. Und das 'Rückstellen' dauert auch wieder recht lange (je nach verbliebener Last ggf. mehrere Minuten).

JuergenXXX · Fr, 01.04.16, 01:14

Hallo,
danke für eure Antworten.
Ich habe erstmal von jeder LED-Sorte eine bestellt und werde demnächst testen, welche mir am besten davon gefallen.

Die Strombegrenzung soll ja nur für den "Notfall" sein, falls es jemand mit der Beleuchtung übertreibt.

Dann schreibe ich mal genau, warum ich eine Strombegrenzung haben möchte, vielleicht gibt es ja noch eine ganz andere Lösung. Jede der drei Lichtfarben soll einzeln ausreichen, das Zimmer genügend zu beleuchten. Auch möchte ich ggf. Lichtfarben mischen können, dann aber einer niedrigeren Stromstärke. Daher brauche ich insgesamt - ohne zum dimmen - nur ca. ein Drittel des denkbaren Stromes, als wenn alle drei (Farb-)Kanäle gleichzeitig voll betrieben werden.
1) Das schon vorhandene Netzteil möchte ich schützen
2) Ein neues, eigentlich viel zu großes Netzteil kostet und ich habe nur begrenzt Platz; das jetzige geht gerade so platzmäßig.
3) Da ich jeweils LED´s mit drei unterschiedlichen Farbwerten auf einen Kühler (natürlich vielfach) setzen möchte, möchte ich die Kühler vor einer zu hohen Temperatur und damit die LED´s schützen
4) Mir traue ich eigentlich den verantwortungsvollen Umgang damit zu, aber wenn ich Besuch bekomme, und ich längere Zeit nicht da bin, soll es a)funktionieren und b)die Stromrechnung nicht durch eine Festbeleuchtung stark steigen.

Eine herkömmliche Sicherung wäre wohl das beste, aber diese (den Besuch) in einer hohen Lampe wechseln zu lassen???

Kurz zusammengefasst, die LEDs eines Stranges dürfen voll befeuert werden, aber nicht die von zwei oder allen drei Strängen.

Wir würdet ihr dies mit einem kleinem Budget (und begrenztem Platz) lösen?

Vielen Dank!
Jürgen

Borax · Fr, 01.04.16, 07:45

Vernünftig lösen lässt sich das mit einem guten Netzteil. Siehe oben. Aber auch ein Netzteil ohne CC Modus sollte eine Überlast-Situation erkennen und abschalten (und das nicht erst nach einigen Minuten sondern sofort!). Findet sich zuhauf hier im Forum... Stichwort: LEDs blinken. Alles andere ist nicht mehr zeitgemäß. Prinzipiell könnte man auch noch eine Low-Drop-KSQ als Strombegrenzer dazwischen schalten (kostet nur ca. 1€), aber das erfordert entsprechende Bastelkenntnisse und Werkzeuge.
Noch was:

und ich habe nur begrenzt Platz; das jetzige geht gerade so platzmäßig.

Vorsicht. Wenn das Netzteil sehr beengt eingebaut wird, kann es überhitzen. Und wenn es sich hierbei auch im ein China-Billig-Netzteil handelt, könnte das durchaus auch zu einem Brand führen oder zu Hochspannung auf der Sekundärseite. Da finden sich im Netz mehrere Fälle...

JuergenXXX · Fr, 01.04.16, 14:33

Hallo Borax,
danke für deine Antwort und Geduld!

Das Netzteil ist ein nicht ganz aktuelles Notebooknetzteil einer bekannten (auch) deutschen Computerfirma, ist aber (wie wohl die allermeisten) in Asien hergestellt.

Das Netzteil wird auf einen Teil der Lampe draufgelegt, hast also zu fünf Seiten viel Luft, sollte aber trotzdem nicht zu hoch und zu breit sein, damit man es von unten nicht sieht.

Wie erkenne ich ob es gut ist? Dort sind viele Symbole abgebildet, gibt es auch eines welches das Verhalten bei Überstromung bzw. Überhitzung angibt? Kann ich es einfach mal überbelasten (z.B. mit kleinem Widerstand zwischen + und -) und schauen, was passiert oder ist dies ggf. risikoreich?

Naja, Lötkolben und Zuberhör habe ich, aber Transistoren habe ich z.B. noch nicht verbaut.

Viele Grüße
Jürgen

Borax · Mo, 04.04.16, 10:05

Mit Notebooknetzteilen kenne ich mich nicht hinreichend aus. Keine Ahnung wie die auf Überlast reagieren. Ausprobieren? Na ja, einen Anhaltspunkt bekommst Du damit schon. Wenn Du Pech hast, ist es halt hin.

z.B. mit kleinem Widerstand zwischen + und -

Widerstand ist vmtl. nicht geeignet. Außer Du hast da einen richtigen Hochlastwiderstand. Ich würde es eher mit KFZ-Lampen (z.B. H4 o.ä.) ausprobieren. Die haben ja üblicherweise 12V und rund 50W.