Rainbow Lichtnetz berechnen

martin160257 · Do, 12.05.11, 20:36

Hallo, ich habe mal einige Fragen zur Lichtstärke und Versorgungsspannung der Rainbow-LEDs.
Ich beabsichtige ca 200 günstige 5mm Rainbows in einem Netz zusammen zu schalten. Reihenschaltung von 8Stck. mit je einem 100µF/16V Elko parallelgeschaltet an 30V. Davon 25 Reihen parallel. Der Anbieter schreibt je Farbe ca.1.5 Lumen. (1,2 1,2 1,8) Da aber nicht alle gleichzeitig leuchten und die auch nicht syncron bleiben, wollte ich mal fragen mit welcher Lichtstärke ich rechnen kann? im gesammten Netz. Soll für einen Wintergarten ca. 25qm eine Efekt Grundbeleuchtung werden.
Zusätzlich verwirren mich die Angaben zur Versorgungsspannung. Angegeben sind 3,0V-4,2V.
Heist das nun der interne Steuer-Chip arbeitet in diesem Bereich mit gleichbleibender Stärke also quasi eine eingebaute Konstantstromschaltung die in diesem Bereich arbeitet, oder ist es wie bei LEDs normalerweise, dass bei der niedrigsten Spannung wenig Strom fliest und bei steigender Spannung der Strom steil ansteigt. Das müsste ich zur Schaltungsberechnung schon wissen. Im ersten Fall könnte ich ja 10 Stck in Reihe schalten und hätte ausreichend Spannung. Oder muss ich bedingt durch Herstellungsschwankungen jede Reihe (8 Stck.) mit einem 250 Ohm Poti auf 25mA einpegeln und dann einen passenden Widerstand einsetzen?
Und eine letzte Frage. Wenn die Rainbows dauernd Strom bekommen laufen sie bedingt durch Herstellungs-Toleranzen bald wild durcheinander, so möchte ich es auch. Wenn der Strom kurzzeitig unterbrochen wird startet das Programm neu. Könnte mann durch unterbrechen für z.B. 2-5 mS dann 35 Sek. Strom, das Netz komplett oder auch Strangweise syncronisieren?

Achim H · Fr, 13.05.11, 06:18

Du kannst keinen 16V Elko an 30V anschließen. Der macht "Plöpp" und dann hattest Du mal einen Elko.
Bei 30V Betriebsspannung muss der Kondensator mindestens für 50V ausgelegt sein

200 Rainbow-Leds sind maximal 200 x 1,5 Lumen = 300 Lumen hell. 300 Lumen entspricht ca. einer 20 Watt Halogenlampe. Und dieses Licht (weil nicht gerichtet) verliert sich auf 25m². Minimal würde ich (geschätzt) eine 5 Watt Halogenbirne als Vergleichshelligkeit ansetzen.

Rainbow-Leds enthalten mehrere Farben. Bei einem konstanten Strom fallen somit unterschiedlich hohe Vorwärtsspannungen an.

Eine Spannungsunterbrechung von 2 bis 5mS (Millisekunden) würde nichts bringen, wenn jede Reihe seinen eigenen Kondensator hätte. Der Kondensator würde sich bei Unterbrechung der Betriebsspannung entladen und die Spannung zu den Leds aufrecht erhalten.

Rainbow-Leds können nicht synchronisiert werden.

johnson · Fr, 13.05.11, 10:03

martin160257 hat geschrieben:Und eine letzte Frage. Wenn die Rainbows dauernd Strom bekommen laufen sie bedingt durch Herstellungs-Toleranzen bald wild durcheinander, so möchte ich es auch.

Wieso willst du dann syncronisieren

Zum Thema syncronisieren hat schon mal jemand ein HowTo reingestellt. Ich selber habe auch mal ein Projekt mit 30 von den Rainbow-Leds gemacht und kann dir sagen, die machen ne nette Hintergrundbeleuchtung. Wie sieht das dann erst bei 200 aus

Kommt bestimmt gut.

martin160257 · Fr, 13.05.11, 20:53

Danke erstmal, aber Achim ich schliesse nicht einen Elko an eine Reihe sondern jede LED bekommt einen Elko parallel geschaltet um die Versorgung mit Strom aufrecht zu halten wenn eine oder mehrere der anderen gerade keinen Strom verbrauchen. Ist die einzige Möglichkeit Rainbows sauber und unabhänig in Reihe zu schalten. Ist nicht von mir, habe ich im Netz gefunden.
und mit syncronisieren hat der verlinkte Beitrag auch nichts zu tun sondern mit der Reihenschaltung die ich angesprochen habe.
Hat keiner eine Ahnung wie das mit der Spannung funktioniert? Siehe oben.

strenter · Fr, 13.05.11, 22:54

Achim hat es ja schon angedeudet. Bei rot wird weniger Flussspannung benötigt als bei blau; deshalb die sehr große Schwankungsbreite der Spannungsangabe. Um sicher zu gehen mußt Du mit der kleinsten Spannung rechnen und auch etwas vom maximalen Strom wegnehmen. Denn gerade im Einschaltmoment sollten alle rot sein, und somit fließt der höchste Strom genau dann.
Ferner solltest Du überlegen ob nicht noch ein Strombegrenzungswiderstand in Reihe zum Kondensator sollte. Aber wahrscheinlich bin ich da zu pessimistisch.

martin160257 · Sa, 14.05.11, 15:20

Also werde ich erstmal 5 Rainbows in Reihe schalten und an mein Labornetzteil hängen und den Strom überwachen wenn ich die Spannung hochdrehe. Mal sehen was da so passiert. Das hochrechnen auf meine Versorgungsspannung sollte dann kein Problem mehr sein. Bin mir noch nicht sicher wie hoch die wird. Netzteile im Bereich um 30V sind ja nicht so verbreitet. Am liebsten währen mir Reihen mit 10 Stck. Mal sehen wieviel Spannung die brauchen. Auch das kurzzeitige unterbrechen werde ich mal testen, wenn das klappt wie auch immer könnte man auch eine Reihe zu Reihe versetzte Farbfolge schalten. Einen selbstleitenden FET in die Masseleitung jeder Reihe und da versetzte Steuerimpulse geben. Werde ich aber probieren.

Falo · Sa, 14.05.11, 19:04

Was sollen kurzzeitige Spannungsunterbrechungen denn bringen wenn du eh an jeder einzelnen LED einen Pufferkondensator hast ?

Ich selber hatte mal 8 Raindows OHNE kondensatoren in Reihenschaltung betrieben und die funktionierten eigentlich ohne Probleme nur halt mit der Zeit asynchron.

Also teste einfach mal ohne Kondensatoren.

mfg
Falo

martin160257 · So, 15.05.11, 16:32

Dank an Euch ich habe Heute ein Netzteil bekommen welches 32V liefert, leider nur 350mA aber eine 2. Spannung von 16V mit 500mA.
Ich werde damit experimentieren, wenn die Rainbows angekommen sind. Werde dann berichten.

martin160257 · Mo, 16.05.11, 18:45

So, nun habe ich die ersten Erkenntnisse.
Ich habe wie oben beschrieben zu jeder Rainbow einen Elko parallel geschaltet und bin mit dem Farbablauf sehr zufrieden. Es ist kein Aussetzen oder absetzen einer LED oder Farbe zu sehen, jede fährt sauber ihr Programm durch. Natürlich bleiben sie nicht syncron, aber das ergibt ein hübsches Bild, und ich hoffe das die Gesammtfarbe in richtung weiss geht.
Der Strom und auch der Spannungsabfall je LED verändern sich laufend in einer Reihenschaltung.
Um auf einen Strom von durchschnittlich 20mA zu kommen müssen in einer 9 Stck. Reihenschaltung 31,5V anliegen.
Also durchschnittlich 3,5V je LED. Der Strom wechselt langsam von 10mA bis über 30mA aber nur 1-2Sek. ganz oben dann ganz langsam runter auf ca. 10mA. Der Spannungsabfall an einer LED wechselt von 3,0V im gleichen Rythmus bis über 4v, aber auch nur kurz ganz oben. Eine erwärmung ist auch nach über 30 min. nicht feststellbar.

martin160257 · Sa, 21.05.11, 16:46

Hallo nun noch eine Nachmeldung.
3,5V sind definitif zu viel Spannung, 3,25V sehe ich in einer Reihenschaltung als realistisch und vernünftig an.
Ich habe ein super spannungsstabiles Netzteil bekommen, welches von 0 Last auf 80% Last keinen messbaren Spannungsverlust hat.
Das habe ich auf 32,5V eingestellt für eine 10Stck Reihenschaltung.
Ich habe noch keinen Verlust bei den LEDs gehabt, doch stellte ich bei der ersten Reihe die den Probelauf mit 3,5Vje LED mitgemacht haben eine erhöhte Rot-Zeit fest teilweise fehlte auch eine der anderen Farben. Werde diese Reihe wohl ersetzen müssen.
Wenn noch Fragen sind kein Problem. Bei bedarf kann ich auch Bilder machen, ein Video währe noch anschaulicher aber auch eine grosse Datenmenge müsste ja schon min. 40Sek. sein da die Zykluszeit etwa 35 Sek. beträgt.

martin160257 · Fr, 27.05.11, 10:32

Hier noch einige Bilder

Die Reihenfolge zumindest in der Vorschau ist umgekehrt worden, also von hinten nach vorn lesen.