LED Beleuchtung selber bauen

[Suschi77]

Hallo zusammen,

als erstes möchte ich mich mal vorstellen. Ich heiße Thomas, Spitzname "Suschi" und bin 41 Jahre alt. Aquarianer seit 30 Jahren mit (leider) vielen Unterbrechungen. Nach mehreren Jahren Abstinenz habe ich mir vor etwa einem halben Jahr ein 160er Becken angeschafft, was auch eigentlich ganz gut läuft.

Nun habe ich vor mich zu vergrößern, also eigentlich nicht mich sondern nur das Becken^^

Am Start ist jetzt ein 150x50x50 cm Becken mit 375 Litern Inhalt. :bier:

Jetzt zur eigentlichen Frage / Fragen

Ich baue mir die Lichtabdeckung selbst. In dem 160er Becken ist eine gekaufte LED Leiste die mit einem TC420 Controller angesteuert wird. Bisher alles zu meiner vollsten Zufriedenheit.

Die neue LED Beleuchtung soll aus 3 Reihen mit je 5Modulen 21x Samsung LM301B Streifenplatine 5000K ausgestatet sein. Laut Datenblatt komme ich damit im Mittel auf 16560 Lumen was für das Becken ausreichend sein sollte.

Meine eigentliche Frage bezieht sich auf den Anschluß der Module.

1. Ich habe hier mehrfach gelesen das man sie in Reihe schliessen soll, jedoch geht die Spannung damit in einen Bereich den ich eigentlich gerne vermeiden würde. Ist es nicht auch möglich die Module parallel anzuschließen um, damit im Niederstrombereich zu bleiben?

2. Habe ich es richtig verstanden, das man mit dem TC420 quasi nur noch eine "Regelspannung" erzeugt die den Treiber dann "dimmt" bzw. ansteuert?

Wo liegt der Vor bzw. Nachteil das direkt an den TC azuschliessen? Da die ganze Verkabelung ja relativ offen liegt und man ja meistens bei angeschaltetem Licht herumwerkelt ist mir eine Reihenschaltung nicht so ganz geheuer. Noch dazu habe ich hier 2 kleine neugierige Terroristen rumhüpfen.

Für Rat und Kritik bin ich jederzeit offen. Vielen Dank schon mal im voraus. :besserwiss:

PS: Das ist mein erster Thread, man möge mir bitte verzeihen wenn ich was vergessen oder falsch gemacht habe

:tnx:

Viele Grüße Suschi

 

[omega]

Hi,

1. Ich habe hier mehrfach gelesen das man sie in Reihe schliessen soll, jedoch geht die Spannung damit in einen Bereich den ich eigentlich gerne vermeiden würde. Ist es nicht auch möglich die Module parallel anzuschließen um, damit im Niederstrombereich zu bleiben?

diese Module müssen an einer Konstantstromquelle betrieben werden. Im Parallelbetrieb würde der Strom aufgeteilt werden. Der Strom durch eine LED ist aber auch abhängig von der Temperatur. So kann es passieren, daß einige Module im Parallelbetrieb zu viel Strom abbekommen, sich dadurch noch stärker erwärmen und dadurch noch mehr Strom abbekommen ... bis sie durchbrennen. Man müßte alle Module thermisch koppeln, also alle auf denselben Kühlkörper montieren.

Der TC420 hat ja fünf Kanäle. Drei davon könntest Du für drei KSQs verwenden, an denen jeweils fünf Module in Reihe angeschlossen sind. Dann könntest Du die drei Reihen auch unabhängig voneinander dimmen. Und das wären pro Reihe ca. 42V.

2. Habe ich es richtig verstanden, das man mit dem TC420 quasi nur noch eine "Regelspannung" erzeugt die den Treiber dann "dimmt" bzw. ansteuert?

Bei Verwendung von Konstantstromquellen ja. Er dient dann zur Erzeugung des PWM-Signals, mit dem die KSQ gedimmt wird. Das funktioniert aber nicht immer runter bis zur völligen Dunkelheit. Dazu wissen andere mehr.
Der TC420 braucht eine Versorgungsspannung von min. 12V, das PWM-Signal braucht auch eine eigene Versorgungsspannung, die abhängig ist vom PWM-Eingang der KSQ.

Wo liegt der Vor bzw. Nachteil das direkt an den TC azuschliessen?

Verstehe die Frage nicht.

Da die ganze Verkabelung ja relativ offen liegt und man ja meistens bei angeschaltetem Licht herumwerkelt ist mir eine Reihenschaltung nicht so ganz geheuer. Noch dazu habe ich hier 2 kleine neugierige Terroristen rumhüpfen.

Es liegt einzig und allein in Deiner Verantwortung, ist ja DIY, die Sache sicher zu machen. Es gibt z.B. IP66 Gehäuse mit Zugentlastung für Verzweigungen mittels Wago- oder Lüsterklemmen, Abdeckungen und Abschlußkappen für Aluprofile, abschließbare Schaltkasten etc.

Grüße, Markus

 

[Suschi77]

Hallo Markus,

danke für deine Antworten. Der Parallelbetrieb scheidet damit wohl aus. Die Idee mit den 3 Kanälen gefällt mir gut. Denke das macht am meisten Sinn, auch wenn ich die 3 Leisten nicht unterschiedlich dimmen möchte. (Ist ja nur eine Sache der TC Programmierung) Also würde ich 3 KSQ mit mindestens 44V und 1000mA benötigen oder? Muss ich da auch 20% Reserve mit einrechnen?

Bei Verwendung von Konstantstromquellen ja. Er dient dann zur Erzeugung des PWM-Signals, mit dem die KSQ gedimmt wird. Das funktioniert aber nicht immer runter bis zur völligen Dunkelheit. Dazu wissen andere mehr.
Der TC420 braucht eine Versorgungsspannung von min. 12V, das PWM-Signal braucht auch eine eigene Versorgungsspannung, die abhängig ist vom PWM-Eingang der KSQ

Für die Spannungsversorgung des TC habe ich ein Netzteil.

das PWM-Signal braucht auch eine eigene Versorgungsspannung, die abhängig ist vom PWM-Eingang der KSQ.

Das habe ich jetzt leider nicht ganz kapiert. Ich dachte der Ausgang des TC liefert diese Spannung an das KSQ

Wo liegt der Vor bzw. Nachteil das direkt an den TC azuschliessen?

Ja blöd ausgedrückt :lol: In meinen Augen gibt es ja generell 2 Möglichkeiten das TC zu nutzen. Entweder wie oben beschrieben als PMW für das KSQ oder die Module direkt daran anzuschliessen, z.B 3 in Reihe mit ca 24V.

In Sachen Sicherheit hast du natürlich recht, das obliegt dann meiner Verantwortung. Mir wäre es halt am liebsten gewesen das ganze an 9 V zu betreiben, da kann erstmal nicht viel passieren. Mit 42V kann ich glaube ich auch gut leben

Vielen Dank

 

[omega]

Hi,

oder die Module direkt daran anzuschliessen, z.B 3 in Reihe mit ca 24V.

das macht die KSQ wohl nicht lange mit, die Module gar nicht. Schließt Du eine KSQ an den TC420 an, läßt Du dadurch den von der KSQ produzierten Strom takten (PWM), das heißt, der Stromfluß zur LED wird ständig unterbrochen. Dafür sind KSQs nicht ausgelegt. Und: ist der Stromfluß zur LED unterbrochen, geht die KSQ in den Leerlauf, in dem ihre Spannung viel höher ist, als für den Stromfluß durch die LEDs erforderlich. Schaltet der TC420 dann wieder ein, fließt aufgrund der zu hohen Spannung kurzzeitig ein viel zu hoher Strom durch die LEDs, der sie grillt.

Merke: zwischen KSQ und LED darf während des Betriebs niemals geschaltet werden, höchstens aus, aber nie an.
Mit anderen Modulen, die statt an einer KSQ an einer Konstant_spannungs_quelle betrieben werden, z.B. LED-Strips mit ihren Vorwiderständen, geht das problemlos, da eine Konstantspannungsquelle ihre Spannung ja konstant hält. Bei einer KSQ ist dies nicht der Fall. Ohne Last steigt die Spannung auf ein best. Maximum, steht im Datenblatt.
Die hier verlinkten Module dürfen jedoch nicht an einer Konstantspannungsquelle betrieben werden.

Grüße, Markus

 

[Suschi77]

Hallo Markus,

danke für die ausführliche Info. Gibt es denn KSQ die du mir empfehlen könntest? Gerade in Bezug auf die PWM und den TC420. Irgendwo habe ich glaube ich mal gelesen, das es auch welche gibt bei denen man die Stromstärke einstellen kann. Damit könnte man die Module ja erstmal mit 700mA betreiben und bei Bedarf auf 1000mA hochgehen wenn es die Temperatur erlaubt.

Vielen Dank

Gruß Suschi

 

[omega]

Hi,

es gibt solche KSQs, aber ich kenne keines, das sich auf 0% runterdimmen läßt. Die hören alle bei 8-10% auf. Darunter ist nicht definiert, wie sie reagieren.
Die Meanwell LDD-H Serie kann auf 0% runter dimmen, sind aber keine Netzgeräte und benötigen eine Spannungsquelle. Bei fünf der Module in Reihe, 41,7V bzw. 43,5V (700mA bzw. 1000mA, 88W bzw. 131W) braucht es eine 48V Spannungsquelle wie ein Meanwell HLG-150H-48. In der A-Variante kann noch die Spannung eingestellt werden. Die Spannung muß evtl. etwas höher gedreht werden, wenn 1000mA KSQs zum Einsatz kommen, da die 43,5V vage sind und die LDDs 3V Drop benötigen.
Der Strom kann beim HLG...--A zwar auch eingestellt werden, was aber nur was bringt, wenn das HLG im Konstantstrommodus betrieben wird, was hier zusammen mit LDDs nicht der Fall wäre.
Eine LDD KSQ kostet nicht viel, kannst Du also ohne hohe Kosten tauschen.

Grüße, Markus

 

[Suschi77]

Hallo Markus,

danke für deine Erläuterungen. Wie du sicher schon gemerkt hast, hab ich mit LED usw, keinerlei Erfahrung. :smile:

Würde das dann so aussehen wie im Anhang?

Heute war zufällig unser E-Technik Lieferant in der Firma, den hab ich mal angesprochen wegen Installationsmaterial und er meinte das wäre kein Problem. Auch alle 15 Module in Reihe hängen, also etwa 130V sollten nicht das Problem sein wenn man die richtigen Teile verwendet . Diese Option wäre also auch da wenn es den Aufbau und Umstand erleichtern würde.

:tnx:

Gruß Suschi

 

[Wuestenrose]

'N Abend Thomas...

Ich bring auch mal ein paar Gedanken ein. Es geht nämlich einfacher, wenn Du Dich damit begnügst, auf etwa 8...10 % runterdimmen zu können. Klingt nach viel, isses abba nich. Aufgrund des logarithmischen Hellempfindens erscheinen 8...10 % im direkten Vergleich zu 100 % nur etwa halb so hell.

Also... Alle 15 Module in Reihe, macht etwa 135 Volt, an ein Meanwell ELG-150-C1050B oder HLG-120H-C1050B Auch wenn ich etwas Bauchschmerzen bei dem Tipp habe, weil Du, wie Du selber schreibst, keine Erfahrung hast, aber trotzdem... Ja, ich weiß, daß man damit den Bereich der Sicherheitskleinspannung verläßt. Aber: Der Ausgang der vorgeschlagenen Netzteile ist netzgetrennt. Im Gegensatz zum einseitig geerdeten Lichtnetz passiert also bei einpoliger Berührung genau gar nix. Um in den Genuß der vollen Spannung zu kommen, müsste man schon beide Ausgangspole gleichzeitig berühren. Um das zu vollbringen, gehört meines Erachtens Vorsatz und deshalb halte ich diesen Tipp auch an einen Unerfahrenen für vertretbar im Bezug auf die Verantwortung für abgegebene Ratschläge. Zudem hast Du einen kompetenten Ansprechpartner, euren E-Technik-Lieferanten. Den Ausgangsstrom der Netzteile kannst Du mit einem einfachen 100-kOhm-Poti einstellen, zudem sind sie mit einem TC420 im Bereich 8..10 bis 100 % dimmbar. Die Dimmung funktioniert auch, wenn Du den Strom wie vorbeschrieben mit dem Poti begrenzt hast.

Oder jeweils 5 in Reihe und dann 3 Reihen parallel. Geht, wenn die Module den selben Kühlungs- und Umweltbedingungen unterliegen. Ich betreibe für eine Küchenunterbauleuchte selber LED-Module parallel. Damit bleibst Du im Bereich der Sicherheitskleinspannung. Als Netzteil dazu funktioniert beispielsweise ein Meanwell HLG-120H-48B (für 0,83 A pro Strang) oder ein HLG-150H-48B (für 1,07 A pro Strang). Zur Stromeinstellung per Poti und zur Dimmung gilt das vorher schon beschriebene.

Nur mal so als Zweitmeinung...

Viele Grüße
Robert

 

[Suschi77]

Hallo Robert,

vielen Dank für deinen Beitrag. Ich bin immer an einer zweiten Meinung interessiert. :smile:

Also was Elektrik betrifft habe ich schon Erfahrungen (Hauselektrik, Röhrentechnik usw., Programmierung von MC´s) Mein großes Manko ist die Theorie. Ich kann Schaltungen nachbauen, Platinen ätzen usw. Bloß wenns dann nicht funktioniert steh ich meistens etwas deppert da, Fehlersuche ist so gar nicht meins

Wenns keinen Unterschied macht würde ich die Variante 5 in Reihe, 3x parallel bevorzugen. Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, ist bei deinem Vorschlag der Unterschied das ich die LDD nicht verbaue sondern am Netzteil selber dimme.

Über die Seite TC420.net habe ich inzwischen herausbekommen wie ich den TC modifizieren müsste in Verbindung mit den LDD´s. Das würde kein Problem darstellen. Lassen sich diese denn bis 0 oder annähernd 0 runterregeln? Mit einer Zeitschaltuhr den TC völlig ausschalten (hab ich hier auch in einem Beitrag gelesen) möchte ich nicht, da ich als Erweiterung irgendwann gerne auch mal eine CO2 Nachtabschaltung damit ansteuern möchte.

Ich dachte bisher immer das man an den Netzteilen nichts einstellen müsste. Könntest du eine kleine Skizze machen wo das Poti hinkommt?

Vielen Dank und Gruß

Suschi

 

[omega]

Hi,

Würde das dann so aussehen wie im Anhang?

fast. Es fehlt die Spannungsversorgung (5V DC) für das PWM-Signal, deren Masse mit der Masse vom HLG (auf der 48V-Seite) verbunden werden muß. Sonst dimmt es nicht.

Auch alle 15 Module in Reihe hängen, also etwa 130V sollten nicht das Problem sein wenn man die richtigen Teile verwendet. Diese Option wäre also auch da wenn es den Aufbau und Umstand erleichtern würde.

Deine Entscheidung:
- alle in Reihe an einer KSQ ist am effizientesten: viel weniger Anschlüsse und Verkabelung, keine zusätzliche verlustbehaftete Spannungsversorgung in Reihe mit den ebenfalls verlustbehafteten LDDs, aber halt bis zu ca. 130V und
- Sonnenauf- und Untergangssimulation wird mit 8-10% minimaler Helligkeit nicht der Hit

Der TC420 scheint aber so oder so ein Problem zu haben: er dimmt nicht auf volle 100% hoch, wie in anderen Threads berichtet wird. Verwendet man ihn zum Generieren von PWM-Signalen, ist die Logik invertiert. 0% im TC420 bedeuten 100% an der KSQ und umgekehrt. Da er aber keinen 100% Duty-Cycle erzeugen kann, werden die LEDs nicht völlig dunkel. Es braucht eine Inverterschaltung, mit der es zwar nicht 100% hell wird, aber dann wenigstens völlig dunkel.

Meine Leuchte betreibe ich mit LDDs, HLG-320H-36A, Arduino Mega 2560 R3 und Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver für die PWM-Genrierung: http://laus-hiel.de/led-leuchte/default.html
Ohne die dort beschriebenen Gimmicks würde ich klar die effizienteste Lösung nehmen.

Grüße, Markus

 

[Suschi77]

Hallo Markus,

das mit den extra 5V für das PWM Signal schnalle ich irgendwie nicht. Oder ich habe einen Denkfehler. Oder doch beides :lol: Meinst du damit das ich dem TC die 5V auf die input Klemmen legen muss und mit der output auf das KSQ? Die Spannungsversorgung (12V) für den TC selbst dann über die normale Stromversorgungsbuchse?

Sorry, für die dämlichen Fragen :lol:

Was bringt der Umbau auf der oben beschriebenen Seite? Also ein Kabel direkt vom Mosfet abzuleiten? Mein Englisch ist nicht das beste, aber ich dachte damit bekommt man ein reines PWM Signal. Ich weiß nicht genau ob ich einen direkten Link hier einstellen darf. Und ich dachte bisher immer das Signal ist 0-10 Volt.

Viele Grüße

Suschi

 

[omega]

Hi,

das mit den extra 5V für das PWM Signal schnalle ich irgendwie nicht. Oder ich habe einen Denkfehler. Oder doch beides :lol: Meinst du damit das ich dem TC die 5V auf die input Klemmen legen muss und mit der output auf das KSQ? Die Spannungsversorgung (12V) für den TC selbst dann über die normale Stromversorgungsbuchse?

Denkfehler meinerseits, siehe z.B. http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?p=208701#p208701
Die Hohlsteckerbuchse für Power brauchst Du nicht, wenn Du Input V+ und V- beschaltest. Sind identisch.
Input V- muß mit Masse der LDDs (=Masse der 48V vom HLG) verbunden werden, wenn der TC420 mit einem eigenen Netzteil versorgt wird. In dem verlinkten Thread auf leds.de ist diese Verbindung nicht notwendig, da ein DC-DC Step Down Wandler am selben Netzteil für die LDDs für die TC420-Versorgung eingesetzt wird (dort hat ja alles das dasselbe Potential).

Was bringt der Umbau auf der oben beschriebenen Seite? Also ein Kabel direkt vom Mosfet abzuleiten?

Ich kenne diese Seite. Weiß nicht, was das bringen soll. Verlink sie mal.

Und ich dachte bisher immer das Signal ist 0-10 Volt.

Kommt auf die KSQ an. LDDs wollen 2,5-6V oder Open Circuit am Dimm-Eingang, beides pulsweitenmoduliert. Open Circuit/Drain/Collector (Mann, ich werd's nie blicken, bin Informatiker, kein Elektrotechniker) sind CH1 bis CH5 am TC420, wenn - wie oben erwähnt - beiden Massen verbunden sind.

0-10V am Dimmeingang kenne ich nur nicht pulsweitenmoduliert sondern proportional: 0V = aus, 5V = halb an, 10V = voll an.

Sorry, für die dämlichen Fragen :lol:

Dämlich geht anders. Dir fehlt nur Wissen, mir auch.

Grüße, Markus

 

[Wuestenrose]

Morgen…

Ich kenne diese Seite. Weiß nicht, was das bringen soll. Verlink sie mal.

Thomas meint sicher diese da.

Hat den Vorteil, daß die KSQ nicht-invertiert angesteuert wird und damit auch ganz bis auf 0 % herabdimmen kann.


Grüße
Robert

 

[Suschi77]

Servus Robert,

danke, genau diese Seite habe ich gemeint. Vielen Dank fürs verlinken.

In meinem jugendlichen Leichtsinn, gepaart mit gefährlichem Halbwissen hab ich mir noch überlegt das ich ja um das Licht ganz aus zu bekommen ohne den TC ganz auszuschalten eventuell auch folgendes machen könnte:
Ich klemme auf den Kanal 2 ein Relais das 1 Minute vor dem einschalten von Kanal 1 (der mit dem PWM Signal) durchgeschaltet wird. Durch das Relais bekommt die KSQ überhaupt erst die Netzspannung. Würde also mit den besagten 8-10% leuchten. Nach dem dimmen von 100 auf 0% würde ich wiederrum 1 Minute später die KSQ mit dem Relais über Kanal 2 vom Netz trennen und es wäre auch duster.

Aber das ist ja nicht mehr nötig wenn ich den TC so modifiziere.

Mich würde noch interessieren, wie ich die KSQ auf die genaue Spannung einstellen muß.

Falls es für andere interessant ist würde ich auch einen Baubericht verfassen feifen:

Viele Grüße

Suschi

 

[Wuestenrose]

Mahlzeit…

Aber das ist ja nicht mehr nötig wenn ich den TC so modifiziere.

Jein. Mit den von Markus vorgeschlagenen LDD-Konstantstromquellen brauchst Du das nicht, richtig. Aber die von mir vorgeschlagenen ELG bzw. HLG können erstens prinzipiell nicht weiter als bis 8…10 % herab dimmen und können zweitens auch gar nicht mit einem modifizierten TC angesteuert werden.

Mich würde noch interessieren, wie ich die KSQ auf die genaue Spannung einstellen muß.

Gar nicht. Braucht's auch nicht. Eine Konstantstromquelle liefert einen konstanten Strom, die Spannung stellt sich automatisch ein.


Viele Grüße
Robert