Experiment: 130 LEDs direkt an 230 Volt

Anleitungen für "hausgemachte" LED Projekte

Moderator: T.Hoffmann

RPH
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Di, 22.05.07, 16:59

Servus zusammen,

Da ich noch einige SMD LEDs aus der Leistungsklasse nix bsonders
(einige Leute sagen auch Schrott dazu) hatte und schon länger mal
Versuche mit 230 Volt machen wollte wurde das nun mit diesen getan.

Es ist nicht Zweck des Versuches Widerstände durch Kondensatoren
oder Spulen und so weiter zu ersetzen sondern es sollte Versucht
werden, möglichst viele LEDs unter Ausnutzung der verfügbaren
Spannung so Verlustfrei wie möglich direkt am Netz zu betreiben.

BITTE BEACHTEN:
Arbeiten am 230V Netz sollten nur von Fachleuten durchgeführt werden !


(Sorry, diese LEDs sind nicht von Lumitronix, aber hier zählt nur das Ergebnis)

Diese grünen LEDs haben eine Flusspannung von ca. 2,15 Volt, also
dachte ich mal das rein rechnerisch ca. 110 Stück ausreichen sollte.

Vorsichtshalber wurde jedoch die Versuchsplatine gleich für
mehr LEDs ausgelegt, das kann ja nicht direkt schaden.
Die ist auch wieder Isolationsgefräst, in der 230V Eingangs Gegend
sind die Kanäle nachträglich etwas breiter gemacht worden.
1845_RPH_20_1.jpg
Durch die Mäanderförmige Anbringung der LEDs sind an zwei
direkt benachbarten Punkten nie mehr als ca. 40 Volt Spannung.
1845_RPH_21_1.jpg
Der große Ferritkern über den Kabeln am Eingang soll schnelle Spikes
und Überspannungen bzw. Störungen aus dem Netz verhindern.
1845_RPH_22_1.jpg
Die Detailaufnahmen zu der Platine geben alles notwendige wieder,
ich verzichte hier auf eine genauere Beschreibung, jeder der sich
damit auskennt hat die Notwendigen Infos, wer sich nicht damit
auskennt sollte ganz einfach und besser die Finger davon lassen!
1845_RPH_23_1.jpg

Der 4,7 MOhm über den Kondensatoren sollte besser ca. 1 MOhm haben,
damit die Restladung nach dem abschalten schneller abgebaut wird.
1845_RPH_24_1.jpg

Nach diversen Versuchen sind nun 130 LEDs auf der Platine, die
Stromaufnahme bei 230 Volt beträgt 16,3mA, der verwendete
Vorwiderstand beträgt 4.100 Ohm. ( 2x 8,2 K parallel)
1845_RPH_25_1.jpg
1845_RPH_26_1.jpg
Aktuelle Messwerte bei der oben genannten und gezeigten Konfiguration:

U Wechsel - U Gleich - Strom
205 Volt - - 305 Volt - 10,2 mA
215 Volt - - 320 Volt - 12,5 mA
230 Volt - - 340 Volt - 16,3 mA
245 Volt - - 360 Volt - 20,1 mA
260 Volt - - 380 Volt - 23,9 mA

U Wechsel = Eingangs Wechsel Spannung
U Gleich = Spannung hinter dem Brückengleichrichter und der Siebung
Strom = Stromaufnahme der LEDs, gemessen über den 10 Ohm Shunt.
10mV am Messgerät sind also 1,0 mA, die Anzeige 164 mV entspricht 16,4 mA.

Da die Last vergleichsweise extrem gering ist ist die anstehende gleichgerichtete
Leerlaufspannung ein gutes Stück höher als sie soll, der Elko hält sie praktisch
wegen Lastmangel immer im Scheitelpunkt der Halbwellen.

Nach den gewonnen Erkenntnissen währe hier die optimale Lösung ca.
160 LEDs mit einem kleinen Vorwiderstand direkt zu betreiben.
Mit einer dementsprechend gefertigten Platine könnte damit ein netter
kleiner Flächenstrahler für ein Kellerlicht oder so entstehen.

Die Platine sollte Doppelseitig CU beschichtet sein, die Wärmeentwicklung
bei so vielen LEDs ist doch schon ganz Ordentlich. Die Isolation von der
Vorderseite zur Rückseite ist mehr als ausreichend, die Rückseite könnte
direkt auf ein Metallgehäuse oder so geklebt werden, um die Wärme
ordentlich abführen zu können.

Viel Erfolg mit den Erkenntnissen und happy LED Raimund
Zuletzt geändert von RPH am Mi, 23.05.07, 17:28, insgesamt 1-mal geändert.
Synthy82
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Di, 22.05.07, 17:05

Du hättest für Versuche einen Trenntrafo vorschlagen sollen. Dann kann man wenigstens mit einer Hand noch auf eine Metallfläche fassen, ohne gleich zu wissen, wie sich ein gegrilltes Brathähnchen fühlt!
RPH
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Di, 22.05.07, 17:10

Synthy82 hat geschrieben:Du hättest für Versuche einen Trenntrafo vorschlagen sollen. Dann kann man wenigstens mit einer Hand noch auf eine Metallfläche fassen, ohne gleich zu wissen, wie sich ein gegrilltes Brathähnchen fühlt!
Hallo,
ich habe doch geschrieben wer sich nicht damit auskennt sollte
besser die Finger davon lassen, wer sich damit auskennt hat ja
hoffentlich einen Trenntrafo Zuhause.
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Sh@rk
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Di, 22.05.07, 17:52

Jop wirklich sehr schön gebaut und auch erklärt, auch wenn ich KEIN Leihe mehr bin lasse ich das, aber trotzdem sehr schön gemacht!

mfg Sh@rk
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alexStyles
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Di, 22.05.07, 18:08

Sieht interessant aus 8)
Ein Bild von dem Cluster in Betrieb würde mich interessieren :)
Obwohl RPH du sagtest ja von der Leistungsklasse "nix besonderes" :lol:
Mit normalen Led's könnte man soetwas bestimmt auch realisieren denke Ich ?
Ich finde es ja klasse das der Stromverbrauch so gering bleibt
und man kein zusätzliches ganzes Netzteil braucht 8)

MfG Alex
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SamusAran
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Di, 22.05.07, 18:11

ich schlussfolgere mal einfach das die leds auf dem letzten bild "an" sind da dort strom fließt der gerade gemessen wird ;)
Jan-et
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Di, 22.05.07, 18:12

genial wie hell is denn das?

Ich würde das ja auch gerne ma probieren würde sonst nen haufen p4 nehmen und zu einem 230v cluster aufbauen?
denn kann man sich dann an die decke hängen.
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alexStyles
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Di, 22.05.07, 18:12

SamusAran hat geschrieben:ich schlussfolgere mal einfach das die leds auf dem letzten bild "an" sind da dort strom fließt der gerade gemessen wird ;)
Soweit hab Ich auch gedacht :lol:
nur war Ich dann doch irgendwie verwundert wie schwach die Led's wirken :P :roll:

MfG Alex
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SamusAran
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Di, 22.05.07, 18:16

joa is höchstens ne große status leuchte für "ja da sind 230V auf der leitung den die teile glimmen ja" ^^

so mehr oder weniger^^
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Di, 22.05.07, 21:20

RPH hat geschrieben:
Synthy82 hat geschrieben:Du hättest für Versuche einen Trenntrafo vorschlagen sollen. Dann kann man wenigstens mit einer Hand noch auf eine Metallfläche fassen, ohne gleich zu wissen, wie sich ein gegrilltes Brathähnchen fühlt!
Hallo,
ich habe doch geschrieben wer sich nicht damit auskennt sollte
besser die Finger davon lassen, wer sich damit auskennt hat ja
hoffentlich einen Trenntrafo Zuhause.
Ach so, du hast das impliziert.. Gut, kann man machen! ;-) Für kleine Leistungen tuns auch zwei Trafos "Rücken an Rücken". Bin auch ab und zu mal in einem Röhrenforum unterwegs...
Ragnar Roeck
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Di, 22.05.07, 21:48

Gefällt mir gut, von der grauen Theorie einfach mal in die harte Praxis. Kann ich mir gut z.B. so vorstellen: langezogen in einen Schlauch gepackt und dann als Nachtlicht auf dem Boden des Flures betrieben.

Ist es Dir möglich eine Kurve vom Einschaltimpuls über den 4.1kΩ Widerstand zu zeigen (Speicheroszilloskop)? Hier ist ein anderer Thread zu 230V/LED am laufen, dort war genau der Einschaltimpuls als Problem (simuliert) erkannt worden, mich würde das jetzt einfach mal interessieren, wie es bei kleiner Leistung und in der Praxis aussieht.
Jan-et
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Di, 22.05.07, 21:52

anwendungen damit sind eher unrealistich da wenn eine led kaputt geht was is dann?
Synthy82
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Di, 22.05.07, 21:56

Dann kannst ne Dunkelkammer einrichten! ^^
RPH
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Di, 22.05.07, 22:01

Das mit Trafo Rücken an Rücken geht natürlich für eine einfache Lösung auch,
ist aber schwierig die Spannung genau zu treffen, jeder Trafo ist da etwas anders.
Selbst für Röhren ist das auch nur eine behelfsmässige Notlösung.

Es ist so das bei dem letzten Bild der Cluster tatsächlich an ist, die LEDs sind
nix besonders und es war im Raum bei der Aufnahme sehr hell.
Aber hier gings um Prinzip, mit guten SMD TOP Leds währe die Helligkeit schon
von einer anderen Klasse, faktisch genauso wie im normalen Betrieb.

Es wurde davon schon ein Cluster für eine Solaranlage mit weissen SMD LEDs gebaut,
ich habe es noch nicht gesehen aber es soll absolut Klasse sein.

Einen kleinen Nachteil hat die Schaltung in diesem Fall leider doch:
Der Wandler hat einen Auto ON Modus und sollte in Betrieb gehen wenn eine Last
angeschlossen wird, die geschaltenen 14mA von dem LED Cluster sind zuwenig dafür.
Dafür ist die praktisch unkaputtbar und sollte eigentlich ewig laufen.
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Di, 22.05.07, 22:13

RPH hat geschrieben:Das mit Trafo Rücken an Rücken geht natürlich für eine einfache Lösung auch,
ist aber schwierig die Spannung genau zu treffen, jeder Trafo ist da etwas anders.
Selbst für Röhren ist das auch nur eine behelfsmässige Notlösung.
[...]
Ja, das ist natürlich klar, dafür sind die ja nicht gebaut. Wobei für Nixie-Uhren sogar schon ein derartiger Aufbau vorgeschlagen wurde: Erster Trafo runter, bedient die Steuerelektronik, zweiter Trafo wieder hoch... Wobei's eigentlich sinnvoller erscheint, einen Trafo mit 6- oder 12-V-, sowie einer 230-V-Wicklung zu haben. Oder für Nixies n bisschen weniger, die brauchen keine 230 um zu zünden...
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Mi, 23.05.07, 08:39

sieht ja ganz schön aus, aber tu mir bitte nur EINEN Gefallen. Pack mindestens 1-2 dicke rote Sicherheitshinweise rein. Sonst baun sich dass iwelche Kinder nach und kommen nichtmehr hier ins Forum....
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Do, 13.09.07, 01:11

alle, die daran denken so etwas zu bauen sollten sich der gefahr bewusst sein!

das ist ein guter ansatz, anders lassen sich leds nicht mit 99% wirkungsgrad betreiben, als direkt am netz.

allerdings sollten alle, die sich nicht wirklich damit auskennen, es entweder lassen oder beim einschalten einen halben meter wegstehen! keinesfalls dürfen unkundige an solchen schaltungen unter spannung messungen durchführen
oder änderungen machen!


bei einer genügend grossen anzahl von leds kann der 4,1kohm widerstand entfallen, bei verwendung einer 4A brücke
und 20µF in verbindung einer besseren bifilaren drossel wird auch der 10ohm widerstand überflüssig. die kühlung sollte keinesfalls vernachlässigt werden! bei einer ladespannung von 325V (230V), des kondis und 20mA durch die leds, werden 6,5W umgesetzt, die abgestrahlte lichtleistung sollte man vernachlässigen und den kühler grosszügig bemessen. wenn das ganze dann in einer fachmännisch isolierten lampe verbaut wird, gibt es keinerlei einwände gegen eine solche schaltung und mit anderen schaltungen nie so einen guten wirkungsgrad!

wichtig: da ja leds teuer sind und kondis oder der gleichrichter auch kaputt gehen können, empfehle ich eine
sicherung im gleichstromkreis (also vor den leds) parallel zu den leds kommt ein thyristor, der zündet bei unzulässigen strömen und spannungen, damit sind die leds auch im fehlerfall oder überspannungen geschützt, viel spass bei überlegungen zur zündschaltung. *g*
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Do, 13.09.07, 07:21

Das Ding kann man dann in ein Halogenscheinwerfergehäuse einbauen. Nimmt man P4 (was dann richtig teuer wird), kann man damit den Halogenstab ersetzen.
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Do, 13.09.07, 09:10

Synthy82 hat geschrieben:Das Ding kann man dann in ein Halogenscheinwerfergehäuse einbauen. Nimmt man P4 (was dann richtig teuer wird), kann man damit den Halogenstab ersetzen.
Das wären ca 500 Euro, wer soll das bezahlen :roll:
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Do, 13.09.07, 09:13

Darum gehts ja in diesem Thread nicht.. :P
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Do, 13.09.07, 09:14

Das wären ca 500 Euro, wer soll das bezahlen
Irgendwann würde es sich bezahlt machen, wenn der Strom noch teurer wird :D
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Mauz
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Do, 13.09.07, 13:57

naja, also ca 100 P4... 24000Lumen hat schon was, sollte schon ziemlich hell sein :D
Aber wie will man die den bitteschön kühlen?? Das wäre wohl das nächste Problem...

Aber ansonsten finde ich den versuch nicht schlecht :twisted:
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Do, 13.09.07, 14:07

rechne doch einfach mal mit rebel und 40% rabatt, das ist jedenfalls mein ziel, bei auslegung auf 350mA hast du dann im endeffekt 10000 lumen dimmbare lichtleistung, da dann beim dimmen nix verloren geht, wäre das eine hammermässige raumbeleuchtung mit super wirkungsgrad, bei richtiger auslegung, leuchtet das sicher 20jahre ohne kaputt zu gehen, da ja selten die volle leistung benötigt wird. weiterhin lohnt es sich dann auch eine passende schutzschaltung zu entwickeln. eigentlich müssten jetzt langsam alle glühobsthersteller tränen in den augen haben.
die sparwunderlampenhersteller haben sicher auch schon angst, mit ein grund dafür das es noch kaum vernünftige fertige led lampen auf dem markt gibt aber das wird sich bald stark ändern.
RPH
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Do, 13.09.07, 20:45

Für einen allerersten Versuchaufbau, wo ich auch keine Unsummen investieren wollte war das
genau das richtige, es funktioniert genau so wie ich es haben wollte und war Super zum messen.

Luckylu1 hat natürlich sofort erkannt was der eigentliche Zweck dieser Sache war, an ähnlichen
Sachen arbeiten viele Leute in der Industrie, warum werden da wohl Riesen Summen investiert?
Fast Verlustfrei, sehr gut PWM Dimmbar und Flackerfrei, das ist alles von Vorteil.

Der 10 Ohm hat nur eine Funktion als Shunt, da kann ich einfacher und schneller messen.

Diese Sache ist bei mir nur etwas nach hinten geschoben, ist aber immer noch aktuell.
Mit weißen SMD TOP LEDs währe hier schon eine Klasse Lampe zu machen.

Ob ich mal bei Lumi wegen einem Sponsoring anfragen sollte ?
Ich währe auch schon froh über einen Sonderpreis für 150 von den weißen SMD LEDs.


Mit den Rebels währe zwar eine irre Helligkeit zu erzielen aber ich denke der Knackpunkt könnte
die abzuführende Verlustwärme werden, das müsste man noch weiter verfolgen.

Hier geht’s es schon mal wieder weiter, aber im Moment bin ich anderen Sachen dran.

MfG RPH
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Do, 13.09.07, 21:06

Mauz hat geschrieben:naja, also ca 100 P4... 24000Lumen hat schon was, sollte schon ziemlich hell sein :D
Aber wie will man die den bitteschön kühlen??
mit einer eigenen klimaanlage :lol:
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