Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sicherheitsaspekte Netzteilwahl WS2812b LED Projekt


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von Max M. (Firma: TH Köln) (ktul)


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Hallo Freunde,

ich möchte einer Freundin ein LED Projekt bestehend aus 300 WS2812b LEDs 
schenken. Da ich ihr ungern ein Geschenk mit mehr oder weniger frei 
liegenden 230V machen möchte, ist die Verwendung eines frei in der 
Wohnung liegenden Schaltnetzteiles nicht wirklich eine Option.

Benötigt wird ein Netzteil, das über 5V Spannung verfügt und eine 
Leistung von mindestens 90W aufbringen kann.

Momentan schwanke ich dazwischen entweder ein 3D gedrucktes Gehäuse bzw 
ein gekauftes Alugehäuse für das Schaltnetzteil zu verwenden oder ein 
ATX Netzteil zu verwenden. Beide Lösungen gefallen mir nur suboptimal, 
allerdings kann ich kein passendes Endverbrauchergerät mit den 
benötigten Anforderungen finden. Das höchste der Gefühle ist ein LED 
Treiber von Meanwell, der allerdings eine maximale Ausgangsleistung von 
60W besitzt.

Mich würde interessieren, ob ihr vielleicht eine bessere Idee habt oder 
eine Alternative kennt.

Vielen Dank im Vorraus für eure Gedanken und Anregungen,
Grüße!

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Max M. schrieb:
> ich möchte einer Freundin ein LED Projekt bestehend aus 300 WS2812b LEDs
> schenken.

300 LEDs auf welcher Länge?

> Benötigt wird ein Netzteil, das über 5V Spannung verfügt und eine
> Leistung von mindestens 90W aufbringen kann.

Kommt drauf an, ob Du wirklich alle 300 LEDs (auf allen 3 Farbkanälen) 
gleichzeitig zu 100% betreiben möchtest. Dank der Kennlinie des Auges 
erscheinen die LEDs bereits bei 50% PWM tatsächlich nicht viel dunkler.

Hinzu käme noch die Überlegung, ob tatsächlich alle 300 LED zur selben 
Zeit brennen sollen. Soll es gar ein LED-Scheinwerfer werfen? Dafür die 
die WS2812 nur wenig geeignet.

Wenn es um Farbanimationen geht: Da werden nicht alle LEDs zur gleichen 
Zeit gefordert, auch nicht zu 100% auf allen 3 Farbkanälen.

Beschreibe daher erstmal, was die LEDs überhaupt darstellen sollen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Max M. (Firma: TH Köln) (ktul)


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300 LEDs auf 5 Meter Länge, bestehend aus 5 Segmenten. Geplant ist eine 
Einspeisung zu Beginn und Ende, es wäre allerdings in der Theorie auch 
möglich ein Mal pro Meter einzuspeisen.

Das ganze soll ein Beleuchtungselement zu Showzwecken werden, wie es in 
Clubs oder auf Konzertbühnen verwendet wird. 100% Helligkeit zu 
erreichen wäre dafür erstrebenswert. Das ganze soll definitiv nicht als 
Scheinwerfer verwendet werden, die maximale Leistung wird immer nur 
kurzzeitig benötigt (beispielsweise als Stroboskopverwendung).

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Diese beiden Wünsche

Max M. schrieb:
> passendes Endverbrauchergerät

Max M. schrieb:
> 100% Helligkeit zu erreichen wäre dafür erstrebenswert.

zu vereinen, wird schwierig. Die sogenannten "Tischnetzteile", welche 
endverbrauchertauglich wären, gibt es nur bis 30W:

https://www.reichelt.de/tischnetzteil-30-w-5-v-6-a-mw-gst60a05-p171051.html

Ansonsten gäbe es noch

  https://www.reichelt.de/schaltnetzteil-geschlossen-90-w-5-v-18-a-pos-100-5-c-p248177.html
und
  https://www.reichelt.de/schaltnetzteil-geschlossen-90-w-5-v-18-a-mw-lrs-100-5-p202973.html

mit 90W. Allerdings müsstest Du sie wohl in ein (belüftetes) Gehäuse 
einbauen, wenn die Freundin als "Endverbraucherin" damit umgehen soll.

von gedanke (Gast)


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Eventuell wäre es auch eine Option, die 5V lokal in der Nähe der LEDs 
per Abwärtswandler zu erzeugen. Dann könnte z.B. ein Laptopnetzteil oder 
ein starkes 24V Netzteil zum Einsatz kommen.

Die theoretischen Leistungen erreicht man bei LED-Streifen nur sehr 
selten. Bei Einspeisung am Anfang und Ende sicher nicht. Das ist aber 
nicht weiter schlimm, wenn die Schaltung sonst zuverlässig läuft und die 
Farben dadurch nicht über die Länge des Streifens "abdriften".

von Max M. (Firma: TH Köln) (ktul)


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An einen DC-DC Wandler dachte ich auch schon. Leider ist das aus 
Bauraumgründen nicht möglich.

von Hmmm (Gast)


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Falls Hutschiene eine Option ist (z.B. an der Wand befestigt), 2x 
MDR-60-5. Idealerweise in der Mitte der jeweiligen Hälfte angeschlossen.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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gedanke schrieb:
> Die theoretischen Leistungen erreicht man bei LED-Streifen nur sehr
> selten.

Eben. Wie soll man durch die dünnen Streifenbahnen 18A bei 5m Länge bzw. 
bei Speisung an beiden Enden 2 x 9A bei 2,5m Länge durchjagen können? 
Ich würde so ein Tischnetzteil (sieht aus wie Laptopnetzteil) nehmen. 
Ich habe da bei Amazon auch noch welche mit 40W oder 50W gesehen. Reicht 
allemal aus.

: Bearbeitet durch Moderator
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Max M. schrieb:
> 300 LEDs auf 5 Meter Länge, bestehend aus 5 Segmenten. Geplant ist eine
> Einspeisung zu Beginn und Ende

Wir reden hier von 20 Ampere!

Schau Dir mal an, wie dünn die Leiterbahnen auf dem Streifen sind. Ich 
gehe davon aus, dass das so nichts wird.

> es wäre allerdings in der Theorie auch
> möglich ein Mal pro Meter einzuspeisen.

Mache das. Bei der Gelegenheit verwendest du vielleicht ein 
preisgünstiges 24V oder 19V Notebook Netzteil und an jedem 
Einspeisepunkt einen kleinen billigen Step-Down Wandler auf die 5V. Dann 
brauchst du wegen dem geringeren Strom auf der langen Strecke nicht so 
dicke Kabel und Leitungsverluste wären ohnehin relativ egal.

Die Dinger gibt auch in ganz klein. Da würde ich nochmal nach haken, ob 
das wirklich gar nicht passt.

Nachtrag:

gedanke schrieb:
> Eventuell wäre es auch eine Option, die 5V lokal in der Nähe der LEDs
> per Abwärtswandler zu erzeugen. Dann könnte z.B. ein Laptopnetzteil oder
> ein starkes 24V Netzteil zum Einsatz kommen.

Ach guck mal. Zwei Dumme - Ein Gedanke. Ich hätte das vorher lesen 
sollen.

: Bearbeitet durch User
von Old P. (old-papa)


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Max M. schrieb:
>
> Benötigt wird ein Netzteil, das über 5V Spannung verfügt und eine
> Leistung von mindestens 90W aufbringen kann.

Warum eine solche Monsterleistung?
Ich bin gerade an einem Gerät mit knapp 300 dieser LEDs und komme locker 
mit einem 3A Netzteil hin. Die Dinger werden doch nie alle auf einmal 
eingeschaltet, sondern höchstens gruppenweise.

Old-Papa

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Old P. schrieb:
> Warum eine solche Monsterleistung?

Die Frage hat er beantwortet, hast du nicht gelesen?:

Max M. schrieb:
> Das ganze soll ein Beleuchtungselement zu Showzwecken werden, wie es in
> Clubs oder auf Konzertbühnen verwendet wird. 100% Helligkeit zu
> erreichen wäre dafür erstrebenswert. ...
> die maximale Leistung wird immer nur
> kurzzeitig benötigt (beispielsweise als Stroboskopverwendung).

von c-hater (Gast)


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Max M. schrieb:

> Momentan schwanke ich dazwischen entweder ein 3D gedrucktes Gehäuse bzw
> ein gekauftes Alugehäuse für das Schaltnetzteil zu verwenden oder ein
> ATX Netzteil zu verwenden. Beide Lösungen gefallen mir nur suboptimal,

Ein altes(!!!) ATX-Netzteil ausreichender Leistung ist das, was dem 
Geldbeutel am besten bekommt. Kann man für lau aus einem alten Rechner 
ausschlachten, und hat bereits ein sichere Grundkonfiguration incl. 
Gehäuse und echtem Netzschalter. Handelt es sich bei dem Spender-PC 
obendrein noch um das Produkt eines großen PC-Anbieters, wird das 
Netzteil mit einiger Wahrscheinlichkeit auch noch ein paar Jahre mehr 
durchhalten...

Wenn man das nicht will: Es gibt reichlich 5V-Netzteile ausreichender 
Leistung für diesen LED-Wahnsinn zu kaufen. Auch mit Gehäuse, Schalter 
und Sicherung und auch für Consumer. Kosten halt einige Euronen mehr als 
so ein olles PC-Netzteil vom Computer-Schrott. Aber das sollte dir deine 
Stoßdame doch wert sein, oder?

Wenn nicht, was sollte die Frage?

von Old P. (old-papa)


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Stefan ⛄ F. schrieb:

> Die Frage hat er beantwortet, hast du nicht gelesen?:
>
> Max M. schrieb:
>> Das ganze soll ein Beleuchtungselement zu Showzwecken werden, wie es in
>> Clubs oder auf Konzertbühnen verwendet wird. 100% Helligkeit zu
>> erreichen wäre dafür erstrebenswert. ...
>> die maximale Leistung wird immer nur
>> kurzzeitig benötigt (beispielsweise als Stroboskopverwendung).

Doch, habe ich.
Du kennst Diese Module? Jede LED hat ihren eigenen Controller, der 
separat adressiert wird. Dann leuchtet diese eine LED mit der im 
Datentelegramm vorgegebenen Farbe und Helligkeit. Im Normalfall werden 
diese 300 LEDs quasi im Multiplex angesteuert. Alao im stromsparendsten 
Fall leuchtet immer nur eine LED ;-)

Ohne Steuercomputer (z.B. Arduino) kann man diese Dinger überhaupt nicht 
verwenden.

Old-Papa

: Bearbeitet durch User
von TR.0LL (Gast)


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Max M. schrieb:
> Mich würde interessieren, ob ihr vielleicht eine bessere Idee habt oder
> eine Alternative kennt.

Youtube-Video "Testing Power Supplies for LED Projects"

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Old P. schrieb:
> Ohne Steuercomputer (z.B. Arduino) kann man diese Dinger überhaupt nicht
> verwenden.

Ach was!

Wenn der TO 100% Helligkeit nutzen will, dann will er 100% Helligkeit 
nutzen. Deine "Erklärung" ändert daran nichts. Außerdem kenne ich diese 
WS2812 natürlich. Wer hier seit so vielen Jahren wie wir dabei ist, kann 
das gar nicht verpassen.

: Bearbeitet durch User
von Old P. (old-papa)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ach was!
>
> Wenn der TO 100% Helligkeit nutzen will, dann will er 100% Helligkeit
> nutzen. Deine "Erklärung" ändert daran nichts. Außerdem kenne ich diese
> WS2812 natürlich. Wer hier seit so vielen Jahren wie wir dabei ist, kann
> das gar nicht verpassen.

Nun, ich habe die dann lange verpasst, fummel mich damit gerade rein.
(Leider ist meine Ali-Lieferung noch irgendwo im Nirvana....)

Aber, 100% Helligkeit bedeutet doch sehr wahrscheinlich nicht, dass alle 
300 LEDs gleichzeitig mit vollem Strom laufen. (Ähm oder doch?)
Ok, wenn der TO eine eigene Leiterplatte damit baut ist viel möglich, 
doch bei den handeslüblichen LED-Strippen bekommt man Probleme mit der 
Stromführung. Und geht denn das mit "alle an" überhaupt?

Andererseits, 5V/20A Netzteile sind ja auch verfügbar, ein paar aus 
alten Servern habe ich noch irgendwo. Die gehen bei 5V bis zu 50A!

Old-Papa

von Max M. (Firma: TH Köln) (ktul)


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Bezüglich der Stromführung:
Eine einzelne LED verbraucht in meinem Falle ihr maximum von ca 60mA bei 
maximaler Helligkeit und weißem Licht. Aus Erfahrung mit diesen Strippen 
kann ich sagen, dass die Leiterbahnen das bis zu 2,5m (bei 60 LEDs/m) 
mitmacht, ohne dass man einen farblich erkennbaren Leistungsabfall hat. 
D.h. bei einem 5m LED Streifen reicht eine Einspeisung am Anfang und 
eine am Ende.

5V 20A Netzteile sind natürlich verfügbar, ja auch bis 50A, allerdings 
nicht als geschlossenes "Tischnetzteil".

Danke schon einmal für die ganzen Antworten. Ich werde als aller erstes 
nochmal schauen, ob ich nicht doch irgendwo ein bisschen Platz für ein 
paar DC/DC Wandler habe.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Old P. schrieb:
> Aber, 100% Helligkeit bedeutet doch sehr wahrscheinlich nicht, dass alle
> 300 LEDs gleichzeitig mit vollem Strom laufen. (Ähm oder doch?)

Wie gesagt (ich sage es nochmal) will der TO genau das. Wir hatten doch 
bereits nachgehakt.

> Ok, wenn der TO eine eigene Leiterplatte damit baut ist viel möglich,
> doch bei den handeslüblichen LED-Strippen bekommt man Probleme mit der
> Stromführung.

Nein es geht um Streifen und wir haben auch diesen Knackpunkt bereits 
erörtert.

Es sieht so aus, als ob du hier gerne mit reden möchtest, hast aber den 
Anfang der Diskussion nicht mitbekommen. Dabei ist das alles oben 
nachzulesen.

: Bearbeitet durch User

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