Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Raumbeleuchtung flimmerfrei dimmen


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von Mikrofun R. (mikrofun)


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Ich würde gerne eine dimmbare flimmerfreie Raumbeleuchtung mit LED 
Spotlights (12 V, GU5.3) realisieren. Für die Lampen wäre z. B. dieser 
Typ interessant:

https://v-tac.eu/led-lights/lights1/led-spotlights-gu5-3-mr16/led-spotlight-7w-mr16-12v-plastic-warm-white-detail.html

Dieser Lampentyp soll angeblich nicht dimmbar sein, jedoch konnte ich 
eine solche Lampe sehr schön dimmen mit DC-Spannungen zwischen 8 und 12 
V.

Wichtig ist mir, dass das Dimmen durch variable DC-Ausgangsspannung des 
Netzteiles geschieht und nicht via PWM, da ich jedwedes Flimmern 
vermeiden möchte.

1) Was für einen Netzteiltyp könnte ich dafür nehmen?

2) Wie kann man ein solches Netzteil ansteuern? Per Analog-Steuersignal?

3) Gibt es einen Netzteiltyp mit einfachen Steuerleitungsanschlüssen, 
sodass man an mehreren Seiten des Raumes nur jeweils Taster zum Hoch- 
und Runterdimmen haben kann?

von Base64 U. (6964fcd710b8d77)


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Mikrofun R. schrieb:
> Dieser Lampentyp soll angeblich nicht dimmbar sein, jedoch konnte ich
> eine solche Lampe sehr schön dimmen mit DC-Spannungen zwischen 8 und 12
> V.

Glück gehabt, du kannst nicht wissen was der Hersteller verbaut hat. 
Kann auch sein das die Lampe dauernd ein und aus schaltet.


> Wichtig ist mir, dass das Dimmen durch variable DC-Ausgangsspannung des
> Netzteiles geschieht und nicht via PWM, da ich jedwedes Flimmern
> vermeiden möchte.

..... PWM dimmen gibt dir ein höheres Contrast raito, bei einem Analogen 
Signal hast du laut Hersteller meist nur so was in der Richtung von 
1:10..
Flimmerfrei geht auch mit PWM, PWM ist weiter verbreitet und einfacher.


> 1) Was für einen Netzteiltyp könnte ich dafür nehmen?
>
> 2) Wie kann man ein solches Netzteil ansteuern? Per Analog-Steuersignal?
>
> 3) Gibt es einen Netzteiltyp mit einfachen Steuerleitungsanschlüssen,
> sodass man an mehreren Seiten des Raumes nur jeweils Taster zum Hoch-
> und Runterdimmen haben kann?

Willst du eine LED dimmen oder eine LED Lampe (ink. Treiber) ??? Gibt da 
schon einen kleinen Unterschied. Ein Modul zu dimmen, welches ned darauf 
ausgelegt ist ist Pfusch.

Such dir einen constant current LED Treiber und schau was die für nen 
input haben (meisten PWM, Analog, im automotive bereich spi/i2c). Ich 
hab ein LED Modul mit einem lt3476 in buck-boost realisiert, geht 
flimmerfrei mit pwm...

von Mikrofun R. (mikrofun)


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@ Base64 Urandom:

> Glück gehabt.

Meinst Du, dass bei der nächsten Bestellung dieses Lampentyps plötzlich 
keine Dimmbarkeit mehr vorhanden sein könnte?

> Kann auch sein das die Lampe dauernd ein und aus schaltet.

Ich habe das mit einem Oszilloskop und einer Solarzelle getestet. Der 
Strahler gibt bei allen Helligkeiten ein konstantes Dauerlicht ab. Also 
kein Flimmern.

Was meinst Du mit Contrast ratio?

>Flimmerfrei geht auch mit PWM

Wie kann ich mir das vorstellen? Hat man dann nur steuerseitig PWM und 
einen zeitlich konstanten Ausgangsstrom?

Ich will ein LED-Spotlight des oben genannten Typs dimmen. Keine Ahnung, 
inwieweit solche Spotlights eine eingebaute Elektronik haben. In meinem 
Test verhielt sich dieses "Spotlight" so als wenn einfach einige LEDs in 
Reihe geschaltet wären.

Wie funktioniert ein constant current LED-Treiber? Erzeugt der einen 
konstanten Strom, dessen Stärke über ein PWM- oder Analogsignal 
gesteuert wird?

von Michael B. (laberkopp)


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Mikrofun R. schrieb:
> Was für einen Netzteiltyp könnte ich dafür nehmen?

0-10V Netzteile lassen sich oft auch nur durch Potis regeln.

Welche von denen aber selbst PWM machen und welche per Spule ein step 
down Netzteil mit geglätteter Spannung bilden, musst du selber 
rausfinden

https://www.amazon.de/Dimmer-0-10V-1-10V-oder-Ampere/dp/B00KLC0MIC
https://www.ledpanelgrosshandel.de/led-panel-treiber-38w-dimmbar

Ob dann an der verringerten Spannung die LED-Lampen auch dimmen, ist 
wieder ein anderes THema. Manche enthalten Stromregelschaltungen drin, 
andere nur Vorwiderstände.

Du wirst sie also auf machen müssen.

von Base64 U. (6964fcd710b8d77)


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Mikrofun R. schrieb:
>> Glück gehabt.
>
> Meinst Du, dass bei der nächsten Bestellung dieses Lampentyps plötzlich
> keine Dimmbarkeit mehr vorhanden sein könnte?

Die Lampe ist vom Hersteller als nicht dimmbar gekennzeichnet. Bei dem 
Typ scheints dennoch zu funktionieren (wie lange, zuverlässig ? keine 
Ahnung).
Aber je nachdem was für eine Schaltung verbaut ist kanns sein das es 
eben geht oder nicht geht. Bestellst du es von nem anderen Hersteller 
ist es auch eine glückssache. Aber wennd er Hersteller es als nicht 
dimmbar kennzeichnet dann würde ich das als erstes mal an nehmen.


>> Kann auch sein das die Lampe dauernd ein und aus schaltet.
>
> Ich habe das mit einem Oszilloskop und einer Solarzelle getestet.

Ich mein das der Treiber startet, Spannung am Input ein bricht unter ein 
minimum und wieder aus schaltet. Kommt auf den verwendeten Treiber an.


> Was meinst Du mit Contrast ratio?
Verhältnis zwischen niedrigstem und höchstem erreichbarem 
Helligkeitswert.


>>Flimmerfrei geht auch mit PWM
>
> Wie kann ich mir das vorstellen? Hat man dann nur steuerseitig PWM und
> einen zeitlich konstanten Ausgangsstrom?
Du fährst mit einem PWM (100Hz oder was auch immer) in den Treiber rein 
und das schaltet der Treiber durch. PWM=1 -> LED leuchtet, PWM =0 -> LED 
leuchtet nicht. Ist die PWM Frequenz hoch genug flimmert nix optisch. 
100Hz sollte eigentlich reichen, vielleicht ein bisschen drüber.

> Ich will ein LED-Spotlight des oben genannten Typs dimmen. Keine Ahnung,
> inwieweit solche Spotlights eine eingebaute Elektronik haben. In meinem
> Test verhielt sich dieses "Spotlight" so als wenn einfach einige LEDs in
> Reihe geschaltet wären.

LEDs brauchen generell einen Treiber da man sie am einfachsten 
stromgesteuert betreibt. Alleine als Schutzfunktion und zur Anpassung 
der variablen Vorwärtsspannung (thermisch, strom und binning bedingt) an 
die Spannungsquelle.

> Wie funktioniert ein constant current LED-Treiber? Erzeugt der einen
> konstanten Strom, dessen Stärke über ein PWM- oder Analogsignal
> gesteuert wird?
Der Treiber geht normalerweise auf einen fixen Strom hin (z.B. 0.5A). 
Der PWM schaltet dann die LED ein oder aus (über den Treiber). Über das 
Tastverhältnis des PWM kann man direkt eine Aussage der Helligkeit 
treffen. Das menschliche Auge empfindet Helligkeit als Lichtintensität 
integriert über die Zeit hinweg. Wichtig ist nur den PWM schnell genug 
zu machen (wie gesagt, 100  Hz sollten eigentlich reichen)

von Mikrofun R. (mikrofun)


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@ Michael Bertrandt:

Wie funktionieren die beiden von Dir angegebenen Dimmer?

Bei dem ersten steht "Das Ausgangssignal variiert je nach 
Spannungsversorgungsbereich". Heisst das, dass ich immer noch eine 
regelbare Spannungsquelle mit hoher Leistung brauche?

Bei dem zweiten findet sich eine überaus lustig Beschreibung, die 
möglicherweise per Google-Translate aus dem Chinesischen entstanden ist 
;):
"Dimmbare ja Schwimmen innerhalb Aktuelle Ausgabe 850mA Spannung im 230 
Spannung AUS 27V - 42V DC Max. Macht 45W Nom . Macht 40W"

: Bearbeitet durch User
von Mikrofun R. (mikrofun)


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@ Base64 Urandom:

Was meinst Du mit "Treiber"? Das Netzteil, welches ich suche? Oder die 
Elektronik in der Lampe?

> Ist die PWM Frequenz hoch genug flimmert nix optisch.

Du meinst wahrscheinlich, dass gewöhnliche Leute das Flimmern nicht 
wahrnehmen. Ich suche jedoch eine Lösung mit zeitlich wirklich 
konstantem Licht.

von Mani W. (e-doc)


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Mikrofun R. schrieb:
> Du meinst wahrscheinlich, dass gewöhnliche Leute das Flimmern nicht
> wahrnehmen. Ich suche jedoch eine Lösung mit zeitlich wirklich
> konstantem Licht.

Bei Filmaufnahmen wäre es aber wichtig, die Leds nicht flimmern zu 
lassen...

von Karl (Gast)


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Das "nicht dimmbar" bei Halogenspots bezieht sich auf das Dimmen mit 
Phasenanschnitt durch Triac an einem normalen Halogentrafo. Diese Spots 
enthalten dann wenigstens einen Kondensator nach dem Gleichricher.

Enthalten die Spots nur Gleichrichter, Kondensator und Vorwiderstand, 
kann man sie durch eine veränderliche Gleichspannung dimmen. Mit PWM 
dimmen ist nicht möglich, sobald ein Kondensator ins Spiel kommt.

Enthalten die Spots eine Konstantstromquelle oder einen Schaltwandler, 
ist ein Dimmen auch mit Gleichspannung nicht möglich, da die Elektronik 
die Spannung ausregelt.

Für das Betreiben mit variabler Spannung gibt es mit Poti oder 
Steuerspannung regelbare Netzteile von Meanwell. Allerdings wirst Du um 
ein wenig Elektronik nicht herumkommen, wenn Du das mit Taster 
auf/abdimmen willst.

von Mikrofun R. (mikrofun)


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Danke für den Tipp mit Meanwell Netzteilen. Soweit ich verstehe, erzeugt 
beispielsweise ein LCM-60 einen einstellbaren Konstantstrom durch 
Anlegen einer Spannung 0-10V zwischen DIM+ und DIM-.


Wenn ich das erst mal einfach mit einem Poti bewerkstelligen will: Hat 
jemand das schon mal gemacht? Kann man die FAN-Anschlüsse zur Erzeugung 
der Steuerspannung per Poti verwenden?

von Karl (Gast)


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Mikrofun R. schrieb:
> Soweit ich verstehe, erzeugt
> beispielsweise ein LCM-60 einen einstellbaren Konstantstrom durch
> Anlegen einer Spannung 0-10V zwischen DIM+ und DIM-.

Das ist nicht was Du brauchst.

Jaja, LED wollen einen konstanten Strom. Und für einzelne LED wäre das 
auch das Richtige. Du hast aber Spots, und die enthalten schon einen 
Widerstand, und die wollen 12V und die willst Du parallelschalten. Das 
ist genau ein Fall für die oben erwähnte 8-12V Spannungsquelle. Gibts 
auch dimmbar von Meanwell.

Wenn Du parallelgeschaltete LED mit einer Konstantstromquelle versorgst, 
und es fällt eine aus, übernehmen die anderen mehr Strom und fallen auch 
aus.

Und lass Dir nicht einreden, Du musst die Spots in Reihe schalten. Dann 
sind erstens alle dunkel, wenn einer ausfällt, und zweitens verschaltet 
sich das bescheiden wenn verteilt im Raum.

Such mal nach der Meanwell HLG 12B Serie.

von Mani W. (e-doc)


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Karl schrieb:
> Enthalten die Spots nur Gleichrichter, Kondensator und Vorwiderstand,
> kann man sie durch eine veränderliche Gleichspannung dimmen.

Mit PWM
> dimmen ist nicht möglich, sobald ein Kondensator ins Spiel kommt.

Könntest Du diese Sätze konkretisieren und vielleicht eine
Zeichnung (Schaltung) davon zeigen?

von Mikrofun R. (mikrofun)


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@Karl:
Danke für den Hinweis! Inzwischen habe ich auch gemerkt, dass dies das 
falsche Netzteil ist. Und ja: Ich habe keine Lust die Spots in Reihe zu 
schalten.

Deinem Tipp folgend fand ich dieses Teil bei Reichelt:
https://www.reichelt.de/Treiber-mit-festen-Anschlussleitungen/MW-HLG-40H-12B/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=185879&GROUPID=7259&artnr=MW+HLG-40H-12B&;

(Datenblatt anbei)

Könnte das damit klappen? Ist das beim Betrieb mit einem Potentiometer 
wirklich Konstantstrom und nicht PWM?

von Base64 U. (6964fcd710b8d77)


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Mikrofun R. schrieb:
> Was meinst Du mit "Treiber"? Das Netzteil, welches ich suche? Oder die
> Elektronik in der Lampe?

Treiber ist das ding zwischen Spannungsquelle und LED, welches die 
anpassung zwischen beiden vor nimmt.

Mikrofun R. schrieb:
>> Ist die PWM Frequenz hoch genug flimmert nix optisch.
>
> Du meinst wahrscheinlich, dass gewöhnliche Leute das Flimmern nicht
> wahrnehmen. Ich suche jedoch eine Lösung mit zeitlich wirklich
> konstantem Licht.

Hast du konkrete anforderungen? Entwickel dein Modul sauber, dann geht 
das auch mit PWM. Ist hald so das es fast jeder mit PWM macht nachdem 
dimmen mit variabler current schwieriger ist.

Mani W. schrieb:
> Bei Filmaufnahmen wäre es aber wichtig, die Leds nicht flimmern zu
> lassen...

Jep, schau das die Frequenz passend ist, dann geht das auch mit PWM...

von Karl (Gast)


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Base64 U. schrieb:
> Hast du konkrete anforderungen? Entwickel dein Modul sauber, dann geht
> das auch mit PWM. Ist hald so das es fast jeder mit PWM macht nachdem
> dimmen mit variabler current schwieriger ist.

Ich baue mir das gerade für mein Optik-Elektroniklabor. Aus dem ganz 
einfachen Grund, dass dann Messungen an Ulbrichtkugel, Spektrometer oder 
Luxmeter sehr  viel weniger Ärger machen, wenn man mit einem fixen 
Background statt mit wechselndem Background arbeitet.

Und wenn Du jetzt meinst: Muss man den Aufbau halt lichtdicht abschirmen 
- träum weiter. Es ist gar nicht so einfach, optische Aufbauten wirksam 
von Fremdlicht abzuschirmen, wenn man einen hohen Dynamikbereich will 
und ausserdem noch dran rumfummeln muss.

Bei Arbeit an rotiernden Maschinen ist eine Gleichlichtquelle auch 
angenehmer. Nicht allein wegen der Unfallgefahr - Spektroskopeffekt, 
sondern auch weil es mitunter weniger irritierend ist.

von Karl (Gast)


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Mikrofun R. schrieb:
> Könnte das damit klappen? Ist das beim Betrieb mit einem Potentiometer
> wirklich Konstantstrom und nicht PWM?

Wenn da steht Restwelligkeit kleiner 150mVpp würde ich davon ausgehen. 
Zumindest die nur per Poti einstellbaren die ich hatte haben wirklich 
die Spannung verändert.

Die Dinger sind wirklich gut, vor allem mit Möbelzulassung werden sie 
bestenfalls handwarm und sind rundum staubdicht.

Sie haben einen kleinen Nachteil. Du kannst sie nicht reparieren. 
Komplett vergossen. Ich hatte aber noch keinen Ausfall.

Mani W. schrieb:
> Könntest Du diese Sätze konkretisieren und vielleicht eine
> Zeichnung (Schaltung) davon zeigen?

Was soll ich da konkretisieren? Stell Dir eine Graetzbrücke mit 
Ladekondensator und daran eine LED mit Vorwiderstand vor.

Änderst Du die Gleichspannung am Eingang, ändert sich die um 1.4V 
Diodenflussspannung verminderte Spannung am Ladekondensator. Der Strom 
durch Widerstand und LED ändert sich, Du kannst die LED dimmen.

Hast Du eine PWM mit 12V am Eingang, wird beim Einsetzen der PWM der 
Kondensator auf 12V - 1.4V mit maximalen Strom geladen. Ab da stehen 
erstmal diese 11.6V an, relativ egal wie lange der Puls ist. Da der 
Kondensator dafür ausgelegt ist mindestens eine Halbwelle bei 50Hz zu 
überbrücken, kann er auch locker Deine Pausenzeit bei 300Hz überbrücken.

Dimmeffekte ergeben sich bestenfalls durch den endlichen Kondensator und 
den Innenwiderstand der Spannungsquelle, die bei kleinen PWM Werten nur 
ungenügend nachladen kann. Nix Reproduzierbares. Dafür hast Du gute 
Chancen, die Kondensatoren durch den Ripplestrom hochzujagen. Und Du 
erzeugst wunderbare Störungen durch die Ladeströme auf den Leitungen.

von Mikrofun R. (mikrofun)


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Karl schrieb:

> Die Dinger sind wirklich gut, vor allem mit Möbelzulassung werden sie
> bestenfalls handwarm und sind rundum staubdicht.

Sind die eigentlich lautlos?

von Mikrofun R. (mikrofun)


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Kennt jemand ein passendes Potentiometer mit Gehäuse zum Einbau in die 
Wand, welches mit der Meanwell Meanwell HLG 12B Serie zusammenpasst?

Mittelfristig könnte man natürlich alles mit Mikrocontroller und 
Drehgebern an verschiedenen Seiten des Raumes steuern, aber für den 
Anfang würde es mir reichen, einfach ein Potentiometer an einer Stelle 
zu haben. Notfalls geht natürlich ein Poti mit breitem Knopf in einem 
flachen Gehäuse, welches auf die Wand geschraubt wird. Sieht aber nicht 
so gut aus.

Wenn man im Netz nach "Dimmer" oder "Drehknopf" sucht, findet man oft 
diese Dinger die als Widerstände in die 230V-Zuleitung eingebaut werden, 
was mit obigem Netzteil natürlich nicht funktioniert.

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