Zimmerbeleuchtung durch 12V LED Netz Steuerung per ?

Hier werden Fragen zu LED-Grundlagen beantwortet...

Moderator: T.Hoffmann

Zyrox
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Di, 12.08.14, 15:36

Sehr geehrtes Forum,

ich habe vor meine Zimmerbeleuchtung nur noch mit LEDs zu betreiben, dazu will ich ein 12V Stromnetz für Licht einrichten und diese nach Möglichkeit mit einem hochwertigen 12V Netzteil betreiben. An der Decke sollen jeweils zwei Cree MK-R LEDs für die Raumbeleuchtung, sowie ein TV Hintergrundlicht was als Wandstrahler fungiert und hauptsächlich abends beim gemütlichen TV, Filme gucken als alleinige Lichtquelle benutzt wird, zur Zeit ist dies eine 60W Leuchtstofflampe. Eventuell kommt noch eine Schreibtischlampe bzw. ein Spot der den Schreibtisch beleuchtet hinzu.

Nun meine Wünsche.
Ich wollte die ganzen LEDs mit meinen Raspberry Pi über Relais ein und ausschalten sowie dimmen, nur habe ich keine Ahnung wie ich sie einzeln dimmbar machen kann, bzw. ob es überhaupt geht, oder ob es doch eine besseres bzw. einfachere Lösung gibt?

Wie zum Beispiel der ITL-250 Funk-LED-Dimmer ist der für meinen einsatzzweck geeignet?

Sollte man die Cree MK-Rs passiv oder aktiv Kühlen?

Was für welche LEDs wären für die TV Hintergrundbeleuchtung gedacht?
Ich habe da an 2x LED SmartArray, 6x Nichia LED, 4W neutralweiß 4000K gedacht, die mit einem Winkel so mit ca. 30° angebracht werden und 2/3 des Hintergrundes ausleuchten sollten, also alles außer unter dem TV. Oder eine Flexible LED Leiste die gebogen wird, sie müsste eben nur dimmbar und genug Leuchtkraft haben.

Welches Netzteil brauche ich um das alles zu versorgen?

LG
Zyrox
Borax
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Mi, 13.08.14, 09:02

Hallo Zyrox,
welcome on board!
Ich wollte die ganzen LEDs mit meinen Raspberry Pi über Relais ein und ausschalten sowie dimmen, nur habe ich keine Ahnung wie ich sie einzeln dimmbar machen kann, bzw. ob es überhaupt geht...
Machbar ist das. Wobei der Raspberry Pi nicht so viele GPIOs hat. Da wäre ggf. ein zusätzlicher PWM Chip (z.B. NXP PCA995X) erforderlich. Nur: Womit willst Du dann den Raspberry Pi steuern? Tasten? Weil dafür brauchst Du auch wieder GPIOs... Oder (Funk-)Fernbedienung? Aber auch dann ist zusätzliche Hardware erforderlich.
Eine 12V Versorgung ist nicht ganz ideal, weil die LEDs keine konstante Spannung sondern einen konstanten Strom brauchen. Diese wiederum brauchen ein wenig Spannung oberhalb der LED-Betriebsspannung um vernünftig zu funktionieren (sogenannte Drop-Spannung). Von daher wäre ein 15V oder 24V Netzgerät besser geeignet.
LEDs selbst sind immer dimmbar. Nur die vorgeschaltete Elektronik (Konstantstromregelung) wie sie z.B. bei Retrofit LED Leuchtmitteln (Spots mit G4 oder ähnlichen Sockeln) nicht unbedingt. 'Nackte' LEDs wie die Cree MK-R oder die Smart-Arrays sind (da sie eben ohne vorgeschaltete Konstantstromregelung kommen) oder auch 12V LED-Leisten (da ist auch keine Elektronik für die Konstantstromregelung sondern nur einfache Widerstände eingebaut) sind grundsätzlich dimmbar.
Geeignete Konstantstomregelungen mit PWM Eingang gibt es z.B. bei Pollin: http://www.pollin.de/shop/suchergebnis. ... g=internal
Zyrox
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Mi, 13.08.14, 12:18

Hallo Broax,
Danke für die schnelle Antwort und das Willkommen heißen meinerseits. :mrgreen:

Ich habe mir erst den Raspberry Pi B+ gekauft, dieser hat 40 GPIO Pins.
Den Rasppi würde ich dann über Smartphone, PC oder über meine Logitech Harmony Fernbedinung, ich muss mich aber noch erkundigen ob es damit auch geht.

Den wäre 24V wohl eher der weg zum Ziel. Soweit ich das jetzt verstanden habe...
Steuerung:___Rasppi -> PWM Chip (z.B. NXP PCA995X) -> LED-Konstantstromquelle (MEANWELL LDD-1000H) -> Cree MK-R
Strom:______________________________24V Netzteil -> LED-Konstantstromquelle (MEANWELL LDD-1000H) -> Cree MK-R

... und für jedes LED Modul was ich Ansteuern will benötige ich solche eine Schaltung oder kann man mit dem PWN Chip mehrere LED-Konstantstromquelle steuern?
Borax
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Mi, 13.08.14, 13:53

Ok. Der Raspberry Pi B+ hat wesentlich mehr GPIO Pins. Damit könntest Du wahrscheinlich auskommen ;)
Das würde den Anschluss wesentlich vereinfachen:
Steuerung:___Rasppi -> PWM-Eingang der LED-Konstantstromquelle (MEANWELL LDD-1000H) -> Cree MK-R
Strom:______________________________24V Netzteil -> LED-Konstantstromquelle (MEANWELL LDD-1000H) -> Cree MK-R

Nach Code für die Raspberry Pi B+ die ein PWM Signal auf einem beliebigen GPIO Pin erzeugt musst Du mal suchen.
Zyrox
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Mo, 18.08.14, 22:44

Nabend, ich habe etwas gefunden (http://raspi.tv/2013/rpi-gpio-0-5-2a-no ... -to-use-it) bzw. ich kann jetzt ein PWM Signal ausgeben und damit eine einzelne LED dimmen, aber mit dem LDD-1200L „dazwischen“ kann ich nichts dimmen.

Bild

Ich habe 7 Stunden rumprobiert...
und alles ausprobiert laut Datenblatt soll man es mit 100-500hz dimmen können.
Datenblatt → http://www.meanwell.com/search/LDD-L/LDD-L-spec.pdf
den Duty Cycle habe ich auch verstellt ohne Erfolg.

mit Python
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(21, GPIO.OUT)
p = GPIO.PWM(21, 100) # create an object p for PWM on port 21 at 100 Hertz
p.start(50) # start the PWM on 50 percent duty cycle

Der Input hat 12V der Output allerdings auch, egal ob ich ein PWM Signal sende oder den Stecker ziehe.
Woran könnte das liegen?

Grüße
Zyrox
Borax
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Mo, 18.08.14, 23:18

Woran könnte das liegen?
Kann ich per Ferndiagnose auch schlecht sagen. Was passiert, wenn Du den Dimmeingang einfach mal an 0V hängst bzw. kurz schließt? Dann sollte das LDD-1200L 'abschalten'.
Zyrox
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Mo, 18.08.14, 23:24

Mit 0V meinst du das Minus von dem 12V input?
Wenn ich nichts am DIM habe gehen trotzdem die 12V durch.
Zyrox
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Mo, 18.08.14, 23:35

Wenn ich das Minus von dem 12V input mit dem DIM verbinde schaltet sich die LED aus.
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Achim H
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Mo, 18.08.14, 23:37

Das Meanwell LDD-1200L ist eine Konstantstromquelle. Angeschlossen werden dürfen nur Leds, keine Elektronik. Also auch keine 12V Lampe.
Der Drop der Konstantstromquelle beträgt 4-6V (abhängig von der Höhe der Eingangsspannung, siehe Datenblatt auf Seite 1)
Uin: 6-36V
Uout: 2-30V

Wenn PWM eingespeist wird, muss GND des PWM mit GND der Eingangsspannung verbunden werden.

Das logische High muss 2,6 bis 5,5V betragen.
Das logische Low darf max. 0,4V betragen (siehe Datenblatt auf Seite 5)

Was Borax meinte, war: den PWM-Eingang mit GND verbinden. In diesem Fall liegt ein dauerhaftes Low an, die KSQ sollte ausschalten.
Zyrox
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Di, 19.08.14, 01:50

Nabend Achim.

"Was Borax meinte, war: den PWM-Eingang mit GND verbinden. In diesem Fall liegt ein dauerhaftes Low an, die KSQ sollte ausschalten."

"Wenn PWM eingespeist wird, muss GND des PWM mit GND der Eingangsspannung verbunden werden."
also Rasspi PWM -> DIM
Raspi Ground -> Netzteil Minus bzw. Ground
Das Licht der LEDs diimmt sich zwar es liegt aber nicht an dem PWM Signal.
Wenn ich das ganze anders rum mache ale Raspi Ground zu DIM und PWM zu Minus dann gehen die LEDs aus.
Die Spannung des PWM Signals ist bei einer Duty Cycle von 85% auf ca. 2,7 Volt bei 80% auf ca. 2,62 Volt.
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Nabend Achim.

"Was Borax meinte, war: den PWM-Eingang mit GND verbinden. In diesem Fall liegt ein dauerhaftes Low an, die KSQ sollte ausschalten."

"Wenn PWM eingespeist wird, muss GND des PWM mit GND der Eingangsspannung verbunden werden."
also Rasspi PWM -> DIM
Raspi Ground -> Netzteil Minus bzw. Ground
Das Licht der LEDs diimmt sich zwar es liegt aber nicht an dem PWM Signal.
Wenn ich das ganze anders rum mache ale Raspi Ground zu DIM und PWM zu Minus dann gehen die LEDs aus.
Die Spannung des PWM Signals ist bei einer Duty Cycle von 85% auf ca. 2,7 Volt bei 80% auf ca. 2,62 Volt.
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Di, 19.08.14, 03:14

Die Spannung des PWM Signals ist bei einer Duty Cycle von 85% auf ca. 2,7 Volt bei 80% auf ca. 2,62 Volt.
2,62V sind etwas wenig.
Laut Datenblatt soll ein High mindestens 2,6V haben (max. 5,5V).

Übrigends:
Beim Dimmen wird nicht die Stromhöhe verändert, sondern der Strom mit einem PWM-Signal moduliert.

Bild

Noch ein Hinweis.
Betrifft die Typen 1000 - 1500mA: die PWM-Frequenz darf 100 bis max. 500Hz betragen.
Alle anderen Typen dürfen bis 1kHz erhalten.
Borax
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Di, 19.08.14, 08:04

Kannst Du der Raspi ein ultra-langsames PWM Signal beibringen? Was so ca. im 1-2 Sekundentakt ein/ausschaltet? Dann kannst Du sehen, ob es prinzipiell funktioniert, oder ob der Spannungspegel der Raspi zu gering ist (sollte mich zwar wundern, aber so gut kenne ich die Raspi nicht). Am besten wäre natürlich ein Oszi...
Zyrox
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Di, 19.08.14, 13:18

Es geht endlich juhu!
Das GND des Raspberry Pi an dem 0V bzw minus des Netzteils.
Ich frage mich warum das gestern nicht ging... und es funktioniert sogar mit 1-400 hz der duty cycle verstellt die Helligkeit :mrgreen:
Borax
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Di, 19.08.14, 13:39

Na dann: Gratuliere!
Das GND des Raspberry Pi an dem 0V bzw minus des Netzteils.
Genau das hat Achim auch gesagt:
Wenn PWM eingespeist wird, muss GND des PWM (= Raspberry Pi) mit GND der Eingangsspannung (=0V des Netzteils) verbunden werden.
Zyrox
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Di, 19.08.14, 21:40

Danke, eine Frage fällt mir gerade noch ein, wo ich gerade bei meiner Bestelltung bin. Wenn ich jetzt ein 24V Netzteil für die KSQ und 12V LEDs nehme muss ich dann nicht noch etwas vor der LED/KSQ machen um es auf 12V anzupassen?
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Nein.
Das LDD-1200L ist eine getaktete Konstantstromquelle. Je höher die Eingangsspannung, desto weniger Strom wird im Eigang benötigt.
Die KSQ liefert nur soviel Spannung, wie die Leds anfordern. Vorwiderstand ist nicht erforderlich.

Die Differenz Engangsspannung - Ausgangsspannung sollte mindestens 6V betragen.
Bei 12V am Ausgang brauchst Du folglich mindestens 18V im Eingang.
Zyrox
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Mo, 25.08.14, 22:00

Ah ok, ich habe es zuvor mit einem alten 12V & 2A Netzteil getestet und es ging auch, allerdings habe ich es nun mit meinem neu erworbenen Meanwell PLC-60-24 Netzteil getestet und da waren die 1670 lumen der MK-R. :D
Die Kühlung wurde da durch aber ziemlich warm, deswegen habe ich sie gedimmt und auf einmal flackert die LED, mit dem anderen Netzteil(12V) läuft es ohne Flackern, wie kommt das, ist das Meanwell PLC-60-24 dafür ungeeignet?
Borax
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Di, 26.08.14, 11:10

Kann sein. Das ist eigentlich eine Konstantstromquelle (siehe http://www.meanwell.com/search/PLC-60/PLC-60-spec.pdf ):
This LED power supply is suggested to work in constant current mode area (CC) to drive the LEDs.
Für den Betrieb mit einer dahinter geschalteten KSQ daher nicht (gut) geeignet.
Zyrox
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Mi, 27.08.14, 12:36

Moin,

sowas habe ich mir schon gedacht,als ich die KSQ LDD-1200L mit der MK-R geregelt habe wurde beim kurzen regeln diese schon gefährlich heiß.
Ich habe mir überlegt lieber alles in einem Schaltkasten zu machen da wir sowieso einen größeren einbauen wollen habe ich an ein Schaltnetzteil für DIN-Schienen gedacht MW WDR-240-24 (http://www.reichelt.de/Schaltnetzteile- ... WDR-240-24)
oder wäre das auch ungeeignet?

Grüße
Zyrox
Loong

Mi, 27.08.14, 13:15

Das verlinkte Teil hat 240 Watt, ist das nicht ein wenig überkandidelt?
Zyrox
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Mi, 27.08.14, 13:20

Ja für 1 Zimmer schon, wenn ich 1 Etage damit versorgen will nicht :mrgreen:
Aber das war nur als beispiel angedacht warscheinlich nehme ich das MW WDR-120-24, wenn es dafür geeignet ist :wink:
Borax
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Mi, 27.08.14, 13:30

Geeignet ist es.
Ich habe mir überlegt lieber alles in einem Schaltkasten zu machen da wir sowieso einen größeren einbauen wollen habe ich an ein Schaltnetzteil für DIN-Schienen gedacht
Wenn Du aber eher lange Leitungen hast, musst Du dafür aber auch recht dicke Kabel nehmen. Bei 5A bedeutet 1 Ohm Leitungswiderstand schon 5V Spannungsverlust...
Zyrox
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Mi, 27.08.14, 16:58

Gut das du das mit einbeziehst!
Die maximale Länge wäre 25m, die minimale 10m, bei einem Querschnit von 0,75mm² sowie 5A wären das 5,8V also 18,2V und wie Achim meinte brauche ich mindestens 18V also recht es, und an der Stelle werde ich sowie so nur 1A verbrauchen also liegt der Verlust bei ca. 1V.

Ich habe schon überlegt ob ich mir doch den MW WDR-480-48 kaufe damit könnte ich dann auch 36 V Nichia LEDs antreiben ich bräuchte aber wieder andere KSQs. Aber das is dann sicher nicht so effizient für ein Zimmer, wäre aber zukunfssicher.
Borax
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Mi, 27.08.14, 17:19

---bei einem Querschnitt von 0,75mm²...
Da würde ich eher etwas dickere Leitungen nehmen. 1.5mm² ist nicht so teuer und lässt sich auch noch gut verlegen.
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