Dimmbare 12V~ LED-Strahler mit PWM dimmen - welche Gleichspannung?

Hallo :-)
Als meine Projektarbeit entwickel ich eine Platine, mit der man ein 
Lichtseilsystem WiFi-fähig und dimmbaren wird. Dazu richte die 12 V 
gleich und unterbreche ich mit einem Transistor die Masserückführung, 
wann immer das Lichz aus sein soll.

Dabei hab ich festgestellt, dass Halogenstrahler und die billigen (als 
nicht dimmbar verkauften) LED-Strahler lassen sich mit einer PWM bei 160 
Hz wunderbar dimmen. Alle LED Strahler haben einen internen 
Gleichrichter, keinen Strahler musste ich nach der Umstellung von 
Wechsel- auf Gleichspannung andersherum anschließen.

Anders bei den teureren LED Strahlern, die wie die Halogenstrahler per 
Phasenabschnitt klassisch dimmbar sind. Diese sind bei einem Duty Cycle 
zwischen 2 und 5 Prozent deutlich dunkler (dimmbar), aber ab 6 Prozent 
komplett hell.
Wundersam ist aber, dass die Dinger sich an einem Signalgenerator sowohl 
bei 100 Hz, als auch bei 5 kHz sich einwandfrei dimmenlassen.

Der einzige Unterschied, den ich erkennen kann, ist, dass ich in meiner 
Schaltung nur die Masse unterbreche (hochohmig), der Signalgenerator 
evtl. 0 V niederohmig realisiert. So richtig schlau bin ich davon noch 
nicht geworden.

Liebe Grüße
Jan

Lichtseilsystem? Wo gibts das noch? Im Baumarkt haben die Tanten bei dem 
Begriff nur dumm geguckt und ich habe mir nen Wolf gesucht. Nix.

Ich hab mir das zu Weihnachten schenken lassen. Aber kann mir jemand was 
zu der Thematik sagen? Wo liegt der Unterschied zwischen meiner 
Schaltung und dem Signalgenerator?

Liebe Grüße

Ja besser du nimmst dein Projekt in die Hand als wir ne Kristallkugel. 
;-)
Ne Diode in an deinen Funktionsgenerator gehängt und guck obs dann wie 
deine PWM mit OC-Ausgang laft.

Man siehts ja auch an der Blitzerei von LED-Leuchtmitteln bei 
Netzkriechspannung: Die haben eine relative hohe Einschaltspannung.
Da kann man Dimmen vergessen.

Dieter S. schrieb:
> Funktionieren "dimmbare" 12V-LED-Lampen überhaupt am Stelltransformator
> oder muss ich wieder was frickeln?
>
> In der "Dimmbaren" müsste ein Boost Converter aus der Wechselspannung
> erst eine brauchbare Arbeitsspannung machen und dann analog zur Höhe der
> Wechselspannung den richtigen Konstantstrom für die LEDs einstellen. Das
> müsste auch noch bei der kleinsten Ausgangsspannung des
> Stelltransformators sichergestellt sein.
>
> Ich stelle mir vor, so ein Trafo regelt vielleicht nicht bis Null runter
> sondern nur bis zu einer Spannung, bei der die Lampe nicht mehr sichtbar
> leuchtet. Das können schon ein paar Volt sein. Aber egal, dann ist der
> Schieberegler ja schon am dunklen Ende, da muss auch die LED nicht mehr
> glimmen.

Das kannst Du vergessen. Ich dachte eigentlich, das hättest Du schon 
verstanden.

Der Boost regelt den Strom durch die LEDs auf einen konstanten Wert. Das 
wird auch bis zu einer bestimmten Minimal-Eingangsspannung funktionieren 
- aber die Spannungsänderung sorgt für keine Dimmung.

Zum Dimmen von solchen Boost-KSQ muß man schon diese selbst mit PWM 
beaufschlagen. Viele solche KSQ haben dazu schon einen "Dim" oder "PWM" 
Eingang. Andere muß man mit NF-PWM testen, oder man läßt es.

Oder was genau meintest Du? Was ist Dein "Regeltrafo" WIRKLICH?
Geh mal VOLL ins Detail, was Da drin ist. Von der Steckdose bis zu den 
Halogenis - ALLES. Notfalls mit Bildern etc., um alles sicher zu 
identifizieren.

Denn im Gegensatz zu dem Versuch davor hören sich Deine letzten Angaben 
etwas durcheinander bzw. ungut an.

Man könnte auch einen Spannungs-Booster machen, der nicht regelt aber 
das Problem bei den meisten Halogen-Dimmern bleibt, daß sie nur in einem 
bestimmten Leistungsbereich funktionieren und der wird mit LEDs eher 
nicht erreicht.

Ich habe mal bei Philips geguckt, da steht erstmal nix davon, daß man 
die Spots nicht mit DC betreiben kann!?

https://www.philips.de/c-p/8718291653776/led-spot-dimmbar/technische-daten

Irgendwie musste ich grinsen, weil mich ähnliche Probleme beschäftigen.

Ich möchte Lampen mit GU5,3 mit Zigbee steuern.

Im Prinzip sehe ich mehrere Ansätze:

Leuchtmittel zerlegen, Elektronik ausbauen, Anordnung/Spannung/Strom der 
LED-Platine analysieren, Elektronik ausbauen, passenden Vorwiderstand 
zur Strombegrenzung berechnen (Leistung beachten - Abwärme!) und damit 
betreiben. Ca. 20%  der Leistung werden wohl Abwärme an dem Widerstand. 
An Seilsystemen wohl kein Problem, weil man den extern verbauen kann. 
Quick&Dirty-Variante, auf jeden Fall per PWM dimmbar - wie jeder 
Lightstrip von der Rolle.
Früher waren solche Billigleuchtmittel durchaus verbreitet...

Bessere Variante: Wenn Strom und Spannung bekannt ist, passende KSQ 
selber bauen http://www.fritzler-avr.de/HP/tipps/ksq.php

Dabei gibt es zwei Untervarianten:
- eine PWM-dimmbare KSQ für alle Leuchtmittel
Nachteil ist, dass der Ausfall einer Lampe zum Anstieg der Stroms an den 
anderen Lampen führt. Setzt man also 10 Leuchtmittel ein, darf die KSQ 
nur so viel Strom liefern, wie 9 Leuchtmittel verkraften würden.
- eine PWM-Dimmbare KSQ für jedes Leuchtmittel
Nachteil wäre, dass man einen weiteren Draht für die PWM-Signale braucht 
oder einen Microcontroller mit Funk (z.B. Zigbee-Modul aus Ikea Tradfri 
GU10).

Des weiteren könnte man natürlich probieren, welche Mindestspannung z.B. 
Tradfri GU10 brauchen. Wenn ichs richtig erinnere, stehen zwar 100-250V 
AC drauf. Jemand hat aber intern 24 V DC an der LED-Platine gemessen. 12 
oder 24V DC reichen nicht an den Stiften (erfolglos getestet). 
Möglicherweise gehen aber AC24V oder DC36V? So eine aufgedruckte Angabe 
muss ja nicht stimmen, insbesondere nach unten nicht. Wäre ja für ein 
Seilsystem noch O.K., wenn man 24V AC oder 36V DC verwenden könnte.

Die GU10 Warmweiß lassen sich auch gut zerlegen und sind billig (6,99). 
will man eigenes PWM einspeisen, so braucht man nur das Zigbee-Modul 
auszulöten und selber ein 3,3V PWM-Signal mit ca. 1kHz anzuschließen 
(ggf. über Optokoppler zur galvanischen Trennung). Die im 
Tradfri-Leuchtmittel verbaute KSQ ist ja naturgemäß 
pulsweitenmodulierbar. Die Zigbeemodule bekommt man sicher verkauft, 
wenn man sie nicht braucht.

@hjarrrg:
Ich habe die Fotos von dem defekten elektronischen Stelltransformator 
wiedergefunden. Der Hersteller heißt wohl RELCO oder LA RELCO. 
Vielleicht hat ja jemand von euch so was schon mal gesehen und erkennt 
die Schaltung oder die Funktionsweise.

Ich habe meiner Freundin geraten, mit der noch intakten Dimmer-Leuchte 
in ein großes Elektrogeschäft in ihrer Nähe zu gehen (sie wohnt leider 
nicht in meiner Stadt) und den Fachberater mal ein paar "dimmbare" 
LED-Spots darin ausprobieren zu lassen. Auf das Ergebnis bin ich sehr 
gespannt.

Unter

http://www.dotlux.de/shop/High-Lumen-MR16-50-mm-warmweiss-6-Watt-30-Cri-80-online-kaufen-mit-LEXTAR-LED-ersatz-fuer-50-Watt-Halogenlampe

gibt es 12V GU 5.3 Leuchmittel, welche ausdrücklich für das Dimmen per 
Pulsweitenmodulation ausgelegt sind. Sie sollten also mit genau den 
gleichen Lösungen wie Lightstrips gedimmt werden können.
Man wird da aber wohl 12V Gleichspannung brauchen. Das Netzteil zu 
tauschen dürfte aber wohl kein Problem sein.

Eine einfache Lösung für den Dimmer: Eine Tradfri GU10 (6,99€ bei Ikea) 
zerlegen und das Zigbee-Modul ausbauen. Ein MosFET-Modul (1€ inkl. 
Versand aus China bei eBay) und einen Stepdownwandler auf 3,3V (zwischen 
1 und 2€ aus China) besorgen. Der Eingang des Spannungswandlers wird mit 
Masse und Vcc Eingang des MosFET-Moduls verbunden (Kabel auf der 
Unterseite der entsprechenden Klemmen anlöten). Der Ausgang des 
Stepdownwandlers versorgt das Zigbee-Modul. Der PWM-Ausgang des 
Zigbee-Moduls geht an den Signaleingang des MosFETs. Fertig ist der 
Zigbee-Controller für PWM-dimmbare Leuchtmittel.

Man kann direkt eine Tradfri Fernbedienung koppeln (die Tradfri Dimmer 
mag ich von der Bedienung nicht). Oder ein Tradfri-Gateway, eine 
Hue-Bridge oder ein RaspBee - und dann wahlweise per Fernbedienung, App 
oder Sprache (Alexa, Google Home) steuern.

Wichtig ist, dass man ein ausdrücklich per PWM dimmbares GU 5.3 - 
Leuchtmittel verwendet. Die meisten als dimmbar gekennzeichneten 
Leuchtmittel sind für Phasenan- oder Abschnitt, sind also nur an 
Wechselspannung betreibbar.

LED werden nicht per Spannung, sondern Strom gesteuert. Das liegt daran, 
dass sie eine Durchlassspannung haben, die erreicht werden muss, damit 
sie überhaupt leuchten. Der Strom steigt ab da rasant an, bereits bei 
0,1-0,2 V mehr kann die aufgenommene Leistung zu hoch werden 
(Grenz-=Durchbrennspannung). Da die Durchlass- (und damit auch 
Durchbrenn-)spannung mit steigender Temperatur sinken, ist es keine gute 
Idee, eine LED ohne Strombegrenzung zu betreiben. Bei (kürzbaren) 
Lightstrips werden Vorwiderstände verwendet, bei Leuchtmitteln mit 
bekannter Zahl an LEDs energieeffiziente Konstantstromquellen.

Bei Leuchtmitteln mit eingebauter KSQ (also auch die GU5.3er Spots) 
funktioniert das Dimmen vereinfacht so:
Der eingehende Strom wird gleichgeichtet und mit einem Kondensator 
geglättet. Die KSQ "misst" aber das Signal vor der Glättung und stellt 
den Ausgangsstrom entsprechend ein. Die KSQ kann so konstruiert sein, 
dass sie entweder Phasenschnitt misst und daraus auf die gewünschte 
Helligkeit schließt, oder sie misst ein PWM-Signal.
Phasenschnitt und PWM ist bei dimmbaren LED-Leuchtmitteln (ausgenommen 
Lightstrips) also ein "Helligkeitsinformationsübertragungsprotokoll" und 
keine direkte Helligkeitssteuerung wie bei Glühlampen.

Weil es diese zwei Übertragungsprotokolle gibt, muss man das passende 
Leuchtmittel wählen, das dieses Protokoll auch versteht.

Historisch ist natürlich Phasenschnitt am verbreitetsten - Glüh- und 
Halogenlampen wurden damit gesteuert. "dimmbar" bedeutet also bei 
Leuchtmitteln normalerweise, dass sie Phasenschnitt verstehen. Nur wenn 
explizit "per PWM" dabei steht, kann man sie damit steuern. Solche 
Leuchtmittel sind weniger verbreitet und entsprechend etwas teurer.

Moin,

die im Link genannten, relativ teuren PWM-modulierbaren GU5.3er werden 
momentan bei eBay verramscht. Anscheinend gibt es zu viele Rückläufer, 
weil die Kunden nicht wissen, was dimmbar per PWM bedeutet...

Jedenfalls: Unter der Arikelnummer 183029775397 werden die Leuchtmittel 
sehr sehr günsig angeboten. Während sie unter der Quelle im vorherigen 
Beitrag 7,19€ je Stück + 8,20€ Versand kosten, beträgt der Preis bei 
eBay inklusive Versand 13,99€ - für ein 10er-Pack!

Bei weniger als 1,40€/Stück braucht man über andere Lösungen nicht 
nachzudenken. Einfacher und billiger gehts wohl kaum. Ich habe mir 
gleich 3 Zehnerpacks bestellt...

Anbei eine von mir erstellte Anleitung, wie man Zigbee Controller aus 
Tradfri-Leuchtmitteln zur Steuerung von Lightstrips (und auch für PWM 
dimmbare GU5.3er) bastelt. Hoffe, das hilft dem einen oder anderen.

Kann sein das es mit 100Hz PWM die LED ginge, aber nicht mit hoeheren 
Frequenzen.  Aenderung der Widerstaende waere moeglich zum Betrieb an 
12V DC.

Falls der Schaltplam mit NE555 stimmt, dann waere dieser leicht auf 
100Hz umzubauen.