Dimmbare LED Panels sind voll gedimmt noch zu hell

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Moderator: T.Hoffmann

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tobitobi23
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Di, 07.12.21, 13:48

Hallo zusammen,
vielleicht könnt ihr mir einen Tipp geben zu einem Hobby-Projekt an dem ich arbeite. Es geht um einen Lichtwecker den ich gerne mit einem LED Panel umsetzen möchte.

Und zwar habe ich folgendes LED Panel aktuell getestet:
https://www.ledpanelgrosshandel.de/led- ... w-3000k-v2
Incl. dem dazu gehörigen Dimmer Treiber 0-10V.

Mein Problem an dem Panel ist, dass die "geringste" Dimmstufe bereits zu hell ist.
Zwischen 0V und ca. 1V am Dimm-Treiber passiert beim Panel gar nichts, dann ab ca. 1V beginnt es in der niedrigsten Stufe zu leuchten, dann aber schon für meine Zwecke zu hell. Und ab dann zwischen 1 und 10V dimmt es schön gleichmäßig hoch zur maximalen Stufe.

Meine Frage: Gibt es ein LED Panel das für meine Zwecke geeigneter wäre? Mir ist klar dass ich mir hier erstmal eines der günstigeren gekauft habe, ich wollte aber ersteinmal testen ob es überhaupt funktioniert.

Würde mich freuen über Tipps, vielleicht hat einer von euch ja Erfahrung in dem Bereich.

Viele Grüße,
Tobi
Borax
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Di, 07.12.21, 15:33

Hallo Tobi,
welcome on board!

Das Problem dabei ist der eingebaute LED Treiber. Die sind meistens nur bis zu einer 'niedrigsten' Stufe von etwa 5% geeignet. Leider wird Dir vmtl. niemand sagen was für ein Treiber eingebaut ist. Ideal wäre so gesehen ein Panel ohne Netzteil und dann selbiges separat kaufen und mit einer passenden Dimmung verwenden.
Oder Du schraubst das aktuelle Panel auf und schaust mal nach was da verbaut ist.

Wie soll den das Panel zum Lichtwecker werden? Mit eigenem Aufbau (Arduino o.ä.) oder was 'fertiges'?
dieterr
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Di, 07.12.21, 16:33

Aufmachen und reinschauen, ja :D

Willst du denn auch die maximale Helligkeit haben? Das könnte sich dann nämlich generell zum schwierigen Unterfangen entwickeln.
tobitobi23
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Di, 07.12.21, 18:39

Hallo Borax und dieterr!
Vielen Dank für euren Input. OK habe mich im Netz auf die Suche nach einem Datenblatt für den Dimmer gemacht, ihr habt Recht.
Der Dimmer unterstützt nur dimming ranges von 10%-100%.
https://v4.cecdn.yun300.cn/100001_19051 ... 20V1.0.pdf

Gibt es Panels + Dimmer die eine Range von 0% bis 100% unterstützen?

@Borax um deine Frage zu beantworten, ja das wird (bzw. ist, den Code habe ich schon) ein Arduino-Projekt, mit RTC Modul und Bluetooth damit ich die Weckzeit übers Handy stellen kann.

@dieterr: Maximale Helligkeit funktioniert eigentlich gut. Habe es jetzt nicht gemessen aber im direkten Vergleich Ohne bzw. Mit vorgeschaltetem Dimmer sehe ich wenig Unterschied in der maximalen Helligkeit. Jetzt wo du's sagst fällt mir auf dass es vielleicht ein bisschen dunkler ist... damit könnte ich aber leben.
tobitobi23
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Di, 07.12.21, 21:54

Ein bisschen Schlauer bin ich heute Abend geworden.
Habe das LED Panel mal an ein Netzteil gehängt und gemessen von wo bis wo der V-Bereich liegt den ich bräuchte, es beginnt bei 25,5V so "dunkel" zu leuchten wie ich das möchte und geht dann hoch bis 33,6V im Maximum.

Auf der Osram-Website gibt es einen Driver Selector wo man die gewünschten Parameter eingeben kann, für Dimmer von 1%...100% Range. Leider keinen mit 1-10V Interface sondern nur mit DALI-2... muss ich mich reinlesen müsste aber mit dem Arduino steuerbar sein.
Danke für die Tipps schonmal.
masonlvvy
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Mi, 08.12.21, 08:13

Borax hat geschrieben: Di, 07.12.21, 15:33 Hallo Tobi,
welcome on board!

Das Problem dabei ist der eingebaute LED Treiber. Die sind meistens nur bis zu einer 'niedrigsten' Stufe von etwa 5% geeignet. Leider wird Dir vmtl. niemand sagen was für ein Treiber eingebaut ist. Ideal wäre so gesehen ein Panel ohne Netzteil und dann selbiges separat kaufen und mit einer passenden Dimmung verwenden.
Oder Du schraubst das aktuelle Panel auf und schaust mal nach was da verbaut ist.

Wie soll den das Panel zum Lichtwecker werden? Mit eigenem Aufbau (Arduino o.ä.) oder was 'fertiges'?
völlig richtig, Sie müssen den Treiber im Bedienfeld möglicherweise entfernen und einen neuen dimmbaren LED-Treiber installieren, es sollte Ihr Problem lösen.
Borax
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Mi, 08.12.21, 08:50

Habe das LED Panel mal an ein Netzteil gehängt und gemessen von wo bis wo der V-Bereich liegt den ich bräuchte, es beginnt bei 25,5V so "dunkel" zu leuchten wie ich das möchte und geht dann hoch bis 33,6V im Maximum.
Üblicherweise werden LEDs nicht über die Spannung sondern über den Strom gesteuert. Aber gut. Bei einem so großen Bereich (25 -33 V) sind wohl Vorwiderstände eingebaut (sonst läge der Bereich von Min bis Max in einem sehr kleinen 'Fenster' von wenigen Volt).
Trotzdem solltest Du den Strom messen, der bei den 33,6V fließt. Geeignet wäre dann ein Netzteil mit 36V was sich ein wenig regeln lässt (üblich sind 10% was hier wohl gerade so reicht). Z.B.: https://www.reichelt.de/schaltnetzteil- ... os_1&nbc=1 Ich weiß aber nicht, ob 1A reicht.
Zum Dimmen wird normalerweise PWM verwendet. Das kann der Arduino auch. Damit gerade niedrige Dimmstufen auch möglich sind, sollte es mindestens eine 10 Bit PWM sein (10 Bit bedeutet eine minimale Dimmstufe von 0.1%; bei 12 Bit wäre es 0.025%) und mindestens eine PWM Frequenz von 150 Hz (sonst flimmert es). Benötigt wird dann noch ein Mosfet, der vom Arduino mit der PWM angesteuert wird und die LEDs steuert. Gerne verwendet wird z.B. der IRFZ 34N: https://www.reichelt.de/de/de/mosfet-n- ... 9.html?r=1
tobitobi23
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Mi, 08.12.21, 11:54

@masonlvvy: Der Treiber ist extern und nicht im Panel verbaut, daher ist der leicht zu wechseln. Ich habe auch getestet ob das Panel selbst die geringe Dimmung überhaupt unterstützt, es klappt mit meinem Labornetzgerät wunderbar. D.h. jetzt muss ich nur noch den passenden Dimmer-Treiber finden.

@Borax: Danke für deine Tipps, ich messe heute Abend mal den Strom.
Ich weiss der Arduino hat einen PWM-Anschluss, der aber maximal 5V liefert, das ist für den Treiber den ich aktuell habe zu wenig. Aber es funktioniert zumindest vom Prinzip um meinen Code zu testen. Ich habe mir einen D/A-Wandler besorgt: MCP4922 DAC
Diesen würde ich mit einem 2-fach Operationsverstärker (TLC 272) verstärken damit ich 0-10V für den Dimmer habe. Das scheint mir die "sauberere" Lösung als PWM zu sein. Knackpunkt ist Momentan tatsächlich "nur" der Treiber wenn ich das so sehe...
dieterr
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Mi, 08.12.21, 16:12

LEDs fangen schon bei einer ziemlich kleinen Spannung an zu "glimmen". Aber warten wir den gemessenen Strombereich ab. Ich schätze mal, dass du einen Faktor von mindestens 10000 zwischen min und max hast. Die 0.1% ergeben Faktor 1000.

Die mir bekannten dimmbaren, netzbetriebenen Stromtreiber haben alle den Knick von 0 auf 5% (oder10%) zu springen und erst dann geht es linear auf 100% weiter. Da nützt auch PWM per Arduino am Eingang nichts.

Eigentlich bräuchtest du ein Netzteil knapp oberhalb der maximalen Spannung der LEDs, eine lineare Stromquelle um die LEDs zu treiben und das dann per PWM über Arduino etc dimmen.
Möglicherweise geht auch ein Netzteil plus über Eingang dimmbaren Konstantstromtreiber wie ein LDD-xxx, der zumindest in der Theorie bis auf 0% runtergedimmt werden kann.
Borax
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Mi, 08.12.21, 20:57

Das scheint mir die "sauberere" Lösung als PWM zu sein.
Warum? Was soll an PWM 'unsauber' sein ? Außer wenn die PWM Frequenz zu niedrig ist, aber die kannst Du ja selbst bestimmen.
@ dieterr
Da der Spannungsbereich so groß ist, würde ich hier auf eine extra Stromregelung verzichten und einfach ein Netzteil auf die 'maximal' erforderliche Spannung einstellen. Dann die LEDs einfach per PWM + Mosfet dimmen. Ggf. halt eine 16 Bit PWM verwenden (das ergibt einen Faktor 1:65536)
tobitobi23
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Mi, 08.12.21, 20:58

Hallo zusammen, also die Messung mit dem LED Dimmer Treiber ergibt:
0V - 0,5V Dimm-Spannung = 0V Ausgangs-Spannung zum Panel = 0 mA (Panel aus)
0,5V Dimm-Spannung = 21,2V Ausgangs-Spannung zum Panel = 38 mA (Panel an, bereits recht hell)
1V DIMM-Spannung = 31,5V Ausgangs-Spannung zum Panel = 65mA
5V DIMM-Spannung = 32,9V Ausgangs-Spannung zum Panel = 275mA
10V DIMM-Spannung = 33,8V Ausgangs-Spannung zum Panel = 450mA

Das grenzt meine Suche immerhin schonmal gut ein, ich recherchiere mal ob es da was passendes gibt...
tobitobi23
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Mi, 08.12.21, 21:04

Ich hatte gehört dass die Steuerung via PWM ein Flackern in den LEDs zur Folge haben kann, und die sauberere Lösung wäre mit einem D/A Wandler die Spannung zu regulieren... Aber du hast eigentlich recht ich sehe kein Flackern bzw. kann keines Feststellen.

Ich bestelle mal den Mosfet und teste ob ich hier weiter komme.
Borax
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Do, 09.12.21, 00:09

Ich hatte gehört dass die Steuerung via PWM ein Flackern in den LEDs zur Folge haben kann
Korrekt. Aber eben nur, wenn die PWM Frequenz zu klein ist oder ein Treiber mit PWM Eingang mit einer unpassenden PWM Frequenz (hierbei kann die PWM Frequenz durchaus auch zu groß sein) betrieben wird.
Wie gesagt, ich würde es mit 16 BIT PWM (kann ein Arduino) versuchen und die PWM Frequenz auf etwa 200-500 Hz setzen. Zu hoch ist auch nicht gut, weil dann der Mosfet ständig umschalten muss und dadurch mehr Strom verbrät (und dann ggf. auch gekühlt werden muss).
Damit es für das Auge halbwegs linear aussieht, sollten die PWM Werte etwa quadratisch zunehmen (das Auge nimmt erst die vierfache Lichtleistung als doppelt so hell wahr).
0,5V Dimm-Spannung = 21,2V Ausgangs-Spannung zum Panel = 38 mA (Panel an, bereits recht hell)
Das ist genau das was dieterr und ich schon sagten... Auch mit 0.1mA wird es schon merklich hell sein.
Ich betreibe eine Anzeige-LED an meinem Sebstbauwecker (kein Lichtwecker) mit 0.01 mA weil mir die nachts sonst viel zu hell ist.
tobitobi23
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Do, 09.12.21, 16:24

OK ich habe mal einen Mosfet und ein Netzteil bestellt und teste sobald alles da ist, ich bin gespannt :-) ich melde mich ob's funktioniert! Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!
tobitobi23
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Mi, 15.12.21, 10:12

Hallo, kurze Rückmeldung von mir zu dem Thema: Es funktioniert! Leider habe ich noch keine passenden Teile geliefert bekommen aber ein Freund hatte noch einen Mosfet übrig und mit dem klappt es schonmal. Vielen Dank für eure Hilfe!
Tobi
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Do, 16.12.21, 11:58

Sehr gut! Gratuliere!
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