Dimmen ohne Flimmern, High-CRI über Küchenarbeitsplatte - totale Überforderung! (Welche Bauteile?)

  • Liebe Forumsmitglieder!


    Grundsätzlich versuche ich immer, mich über Recherchen durch den Konsumdschungel zu arbeiten, dieses Mal leider ohne Erfolg.


    Für meine Küchenarbeitsplatte würde ich gerne eine LED Strip montieren. Ich bin bisher noch selten von LED überzeugt gewesen und bin sehr sensibel, was die Farbwiedergabe aber auch das Flimmern betrifft. Scheint wohl angeboren zu sein. (In meiner gesamten Wohnung setze ich immer noch auf Glühbirnen, LEDs und Energiesparlampen habe ich konsequent ausgetauscht...).

    Bitte keine Diskussionen hierzu - ich bekomme bei billigen LEDs einfach Kopfweh, kann es nicht anders erklären.


    Jedenfalls würde ich gerne noch einmal einen Versuch starten und habe folgenden LED-Strip gefunden, dem ich eine Chance geben will. Dieser besticht durch einen hohen CRI-Wert (96) und die gewünschte Farbtemperatur (2700k):



    alternativ, weil doppelt so viele LEDs pro Meter, auch diese:



    Einbauen würde ich 2,1 Meter. Dies würde in ca. 12W bzw. 25W starken Netzteilen resultieren.


    Jetzt wirds tricky:

    Nun ist davon auszugehen, dass die LEDs nie 100% der gewünschten Intensität entsprechen. Deshalb würde ich die LED gerne dimmen. Hier liegt der Fokus auf einer flimmerfreien Dimmung.

    Was ich bisher gelesen habe, scheint hierbei PWM wohl ein Problem darzustellen, weil das Funktionsprinzip ja quasi eine Stroboskop-Effekt produziert.


    Frage an Euch:

    Welche Dimmvariante (Triac, 1-10V, PWM, etc.) würdet ihr empfehlen und welches Netzteil benötige ich hierfür?

    Gibt es vielleicht einen anderen LED-Strip, den ihr empfehlen könnt (Fokus hoher CRI, 2700k)?


    Vielen, vielen herzlichen Dank im Voraus!


    Lieben Gruß aus Wien,


    Klemen


    PS: Dimmen würde ich am liebsten per Drehregler. Fernbedienungen würde ich gerne verhindern.

  • Die verlinkten Strips werden mit 24V Gleichspannung betrieben. Daher ist ohne großen Aufwand nur PWM-Dimmung möglich.

    Was du benötigst sind Module, die mit Konstantstrom betrieben werden.

    Sehr gut sind diese hier:

    Bridgelux Thrive

    4 Stück davon in Reihe geschaltet ergeben 2m und könnten z.B. mit dieser Konstantstromquelle betrieben werden:

    HCGC-100-700B

    Diese KSQ kann mit einem einfachen 100k Ohm Potentiometer zwischen 100% und 5% gedimmt werden.

    Der Lichtstrom könnte in diesem Fall zwischen 6800 und 340 Lumen eingestellt werden.

  • Guten Morgen -

    vielen herzlichen Dank für deine Antwort.


    Hierzu ein paar Verständnisfragen:

    Ganz generell: wie erfolgt die Auswahl des Netzteils für Konstantstrommodule im Unterschied zu Konstantspannungsmodulen?

    Auf welchen Wert muss ich hier achten?

    Welcher Stromverbrauch ist bei oben angeführter Konfiguration zu erwarten?

    Und verringert sich dieser bei gedimmter Leistung oder nicht?



    Die Bridgelux Thrive finde ich interessant und werde ich bestellen. Beim Treiber frage ich mich, obs auch ein wenig günstiger gehen würde?

    Da kommt schon was zusammen....


    Danke dir bzw. euch!

  • Ganz generell: wie erfolgt die Auswahl des Netzteils für Konstantstrommodule im Unterschied zu Konstantspannungsmodulen?

    Kriterium #1 ist zunächst der gewünschte Strom. Der ergibt sich aus den Daten des LED-Moduls und deinen Helligkeitsanforderungen.

    Kriterium #2 ist der Spannungsbereich der KSQ. Die Vorwärtsspannung des/der LED-Modul(e) muss innerhalb dieses Spannungsbereichs liegen.

    Beispiel: deine Module haben beim gewünschten Strom eine Vorwärsspannung von 40 V. Eine KSQ mit einem Spannungsbereich von z.B. 32-54 V wäre hier geeignet.


    Welcher Stromverbrauch ist bei oben angeführter Konfiguration zu erwarten?

    Bei 700 mA haben obige Module eine Leistungsaufnahme von je rund 14 W. Bei 4 Modulen also 56 W. Hinzu kommen die Verluste der KSQ, die sich aus dem Wirkungsgrad der KSQ ergeben. Obige KSQ hat einen Wirkungsgrad von 91%, Gesamtleistungsaufnahme wäre also 56W/0,91 = 61,5 W.

    Und verringert sich dieser bei gedimmter Leistung oder nicht?

    Ja, natürlich. Allerdings verringert sich der Wirkungsgrad der KSQ mit abnehmender Leistung. Bei Dimmung auf 50% beträgt der Wirkungsgrad noch 90%, die Leistungsaufnahme liegt also bei ca. 31 W. Bei 10% beträgt der Wirkungsgrad nur noch 78%, die Leistungsaufnahme also 5,6W/0,78 = 7,2 W.


    Alle notwendigen Daten kannst du der Produktseite des LED-Moduls und dem Datenblatt der KSQ entnehmen.

    Der extrem hohe Wirkungsgrad der verlinkten KSQ war übrigens auch ein Grund, warum ich sie ausgewählt habe.


    Ich sollte aber noch erwähnen, dass obige Konfiguration einen sehr hohen Lichtstrom erzeugt. Zum Vergleich: eine 100W Glühbirne erzeugt ca. 1400 Lumen. 6800 Lumen entspricht also mehr als vier 100W Glühbirnen (fast 5). Hinzu kommt noch, dass LEDs einen Abstrahlwinkel von ca. 120° haben, Glühbirnen aber fast 360°. Die Beleuchtung der Arbeitsplatte wäre also so hell, dass du problemlos einer Katze den Blinddarm entfernen könntest. 😂


    Hier noch ein Beispiel für eine andere Zusammenstellung:

    Angenommen du nimmst nur 2 der obigen LED-Module und willst sie auch mit ca. 700 mA betreiben. Bei Reihenschaltung ergibt sich eine Vorwärtsspannung von ca. 40 V, eine LED-Leistung von 28W und ein Lichtstrom von 3400 Lumen.

    Zur Auswahl der KSQ nimmt man am einfachsten die erforderliche Leistung (gerundet 30 W) und entweder Strom oder Spannung. Auf der Seite von elpro sucht man jetzt in der Liste links nach passenden Netzteilen:

    Hier muss man jetzt wissen, dass die meisten dimmbaren Meanwell-KSQs per PWM, 1-10 V und mit 100kOhm-Poti dimmbar sind. Andere Hersteller bieten meist nur 1-10V und PWM an.

    Das erste in der Nähe der Anforderungen lieferbare Netzteil wäre die LPF-25D-Serie (Konstantstrom, dimmbar). Ruft man jetzt das Datenblatt dieser Serie auf sieht man, dass das LPF-25D-42 vom Spannungsbereich her passen würde:

    Allerdings beträgt der Konstantstrom dann - passend zur kleineren Leistung - nur 600 mA. Der Lichtstrom beträgt dann 2120 Lumen. Mit knapp 25€ netto eine recht günstige Lösung. Selbstverständlich kann man mit der Typenbezeichnung LPF-25D-42 auch einen anderen Anbieter suchen. Elpro bietet sich aber für eine Suche nach dem passenden Netzteil an.


    Scrollt man in der Liste weiter nach unten, findet man zwar in den Leistungsklassen 30W und 35 W noch dimmbare KSQs, aber keine, die mit einem Poti dimmbar wären.

    Die nächste passende KSQ wäre die HLG-40H-Serie:

    CV und CC steht hier für Constant Current und Constant Voltage - das Netzteil kann also in beiden Betriebsarten verwendet werden.

    Jetzt folgt ein Blick ins Datenblatt:

    Die erste passende KSQ wäre die HLG-40H-42B. Allerdings beträgt der Strom hier 960mA. Mit 750mA kommt die HLG-40H-54B dem gewünschten Strom am nächsten. Auch der Spannungsbereich passt.


    Die Module müssen aber auf jeden Fall zur Kühlung in einem LED-Profil aus Aluminium montiert werden.

    Zur Montage empfiehlt sich ein passendes Wärmeleitklebepad.

    Das bei LED-Tech angebotene CoverLine-Profil wäre für den Betrieb mit 960 mA mehr als ausreichend. Für die 750mA reichen aber auch einfachere Profile - nur darauf achten, dass sie für eine Streifenbreite von 16 mm ausgelegt sind.


    Suchst du bei anderen Anbietern nach der HLG-40H-54B musst du unbedingt darauf achten, dass in der Typenbezeichnung das "B" am Ende steht - nur diese KSQ ist mit Poti dimmbar.


    Viel Spaß beim basteln!

  • Zu 1: Die Firma elpro interessiert sich für diesen Hinweis nicht im geringsten. Einfach beim Anmelden unter "Firmenname" 3 beliebige Grossbuchstaben eingeben, eine Steuernummer wird nicht verlangt. Ich hab dort schon mehr als ein dutzend mal bestellt - keine Probleme.


    Zu 2: Ich hab bei elpro einfach nach einer KSQ gesucht, die bei 700 mA mit ihrem Ausgangsspannungsbereich die 80 V Vorwärtsspannung sicher abdeckt (vor allem nach unten, da bei Dimmung auf unter 10% die Vorwärtsspannung deutlich kleiner wird).

    Sucht man intensiver, findet man z.B. auch das HLG-60H-C700B, das ebenfalls geeignet ist. Bei elpro hab ich dieses einfach übersehen. ;)

  • Guten Morgen!


    Wieder einmal einen herzlichen Dank an euch - sehr aufschlussreich, aber nicht weniger kompliziert :)


    Für die Küche habe ich bereits einen Balken aus MDF in Form eines nach unten gerichteten U-Profils gebaut. Das Profil misst eben die besagten 2,1 Meter, weswegen ich schon gerne die ganze Länge ausfüllen möchte. Daher würde ich gerne nach wie vor die volle Länge mit LEDs bestücken.


    6800 Lumen sind natürlich zu viel des Guten. 2000 Lumen wären vermutlich ausreichend, oder sogar weniger. Ob man das jetzt auch mit einem schwächeren Treiber erzielen kann, müsstet ihr mir noch beantworten :)


    Noch zum Dimmer - kann es passieren, dass sich die Farbtemperatur beim Dimmen ändert bzw. die Qualität des Lichts leidet?

  • Ob man das jetzt auch mit einem schwächeren Treiber erzielen kann, müsstet ihr mir noch beantworten :)

    Das würde schon gehen, ist aber etwas komplizierter. KSQs mit kleiner Leistung und gleichzeitig hoher Ausgangsspannung sind mir nicht bekannt. Eine Reihenschaltung der Module ist dann nicht mehr möglich.

    Die Module müssten dann parallel geschaltet werden, d.h. es müssen bei jedem Modul die Leitungen für Anode und Kathode herausgeführt werden und die 4 Anodenleitungen sowie die 4 Kathodenleitungen miteinander verbunden werden (verlötet oder per Klemme).


    Als Treiber könntest du dann das LPF-25D-24 nehmen. Das ist eine KSQ mit einem Strom von 1050 mA und einem Ausgangsspannungsbereich von 13,2-24 V.

    Der Strom teilt sich dann auf die Module auf, jedes Modul wird dann mit 262 mA bestromt. Das ergibt dann 2400 Lumen bei einer Leistungsaufnahme von ca. 24 W.

    Die Leistung je LED ist dann auch so niedrig (0,052 W), dass du die Module problemlos ohne Kühlung betreiben kannst.


    Normalerweise sollte man aufgrund der Toleranzen in den Vorwärtsspannungen der LEDs eine Parallelschaltung vermeiden. Sollte aber funktionieren und Helligkeitsunterschiede bis ca. 10% sind mit dem Auge nicht wahrnehmbar.

    Bei der Bestellung kannst du wenn möglich angeben, dass die 4 Module aus der gleichen Charge, also der gleichen Produktionsserie stammen sollten. In diesem Fall sind die Spannungstoleranzen minimal.


    Nachtrag:

    Beim dimmen wird es zu einer leichten Änderung der Farbtemperatur kommen, das wirst du aber weder mit bloßem Auge wahrnehmen noch beeinflusst es die Lichtqualität.

  • Zu 1: Die Firma elpro interessiert sich für diesen Hinweis nicht im geringsten. Einfach beim Anmelden unter "Firmenname" 3 beliebige Grossbuchstaben eingeben, eine Steuernummer wird nicht verlangt. Ich hab dort schon mehr als ein dutzend mal bestellt - keine Probleme.


    Die Probleme beginnen dann, wenn es Probleme gibt. Als Geschäftskunde hast du eben nicht die Rechte, die ein Privatkunde besitzt. 14-tägiges Rückgabe- bzw. Widerrufsrecht? Beweislastumkehr im Schadensfall? Alles Pustekuchen.


    Sollte aber funktionieren und Helligkeitsunterschiede bis ca. 10% sind mit dem Auge nicht wahrnehmbar.

    Du überschätzt die Fähigkeiten des Auges. Selbst wenn sich die Helligkeiten um 100 % unterscheiden, ein Streifen also doppelt so hell ist wie der andere, sieht man das kaum.



    Bei der Bestellung kannst du wenn möglich angeben, dass die 4 Module aus der gleichen Charge, also der gleichen Produktionsserie stammen sollten. In diesem Fall sind die Spannungstoleranzen minimal.

    Auf dem Bridgelux-Streifen sind doch eh schon 7 Segmente mit je 14 parallelen LEDs in Reih geschaltet. Um eine weitere Parallelschaltung braucht man sich dann wahrlich keinen Kopf mehr zu machen.


    Eine Möglichkeit wäre natürlich noch, jedem Streifen eine LDD-700L zu verpassen und die dann parallel an ein NPF-60-24 zu hängen. Hätte zwei Vorteile:


    1. Klemen müsste nicht verbotswidrig an an ein HLG oder ELG 'nen Netzstecker dranpfuschen und
    2. er bleibt ausgangsseitig im Bereich der Schutzkleinspannung.

    Nachteil: Dimmen wird etwas aufwendiger, er bräuchte 'nen PWM-Erzeuger.

  • Bezüglich der möglichen Probleme bei elpro gebe ich dir natürlich vollkommen recht. Angemeldet hatte ich mich damals (vor ca. 10 Jahren) dort, weil dies der einzige Anbieter war, der die komplette Serie der MechaTronix Kühlkörper für COB-Module angeboten hat. Passende KSQs und anderes Material dort gleich mit zu bestellen hat sich da natürlich angeboten. Probleme mit den Bestellungen hab ich nie gehabt, ist aber natürlich nicht auszuschließen.


    Auf dem Bridgelux-Streifen sind doch eh schon 7 Segmente mit je 14 parallelen LEDs in Reih geschaltet. Um eine weitere Parallelschaltung braucht man sich dann wahrlich keinen Kopf mehr zu machen.

    Gebe ich dir weitgehend recht, ich erwarte da auch keine Probleme. Allerdings werden solche Streifen bei der Produktion mit LEDs der gleichen Charge bestückt. Innerhalb einer Charge betragen die Abweichungen normalerweise weniger als 5 mV. Damals hatte ich mal eine Messreihe an 200 LEDs von Nichia aufgenommen. 5 mV war da schon eher ein Ausreisser.

    Bei unterschiedlichen Chargen sieht das aber schon anders aus. Da kann die eine Charge durchaus bei 2,95V ± 5 mV liegen, eine andere aber bei 3,1V ± 5 mV liegen. Das führt dann unweigerlich auch zu unterschiedlichen Vorwärtsspannungen der Module.

    Ist aber recht unwahrscheinlich, dass das gravierende Auswirkungen hat, zumal die Streifen ja auch massiv unterbestromt werden und LEDs einen negativen Temperaturkoeffizienten haben.


    Klemen müsste nicht verbotswidrig an an ein HLG oder ELG 'nen Netzstecker dranpfuschen und

    Das dranpfuschen sei jetzt mal so dahin gestellt. :)

    Bestellst du einen Elektriker, wenn du eine Glühbirne wechselst? ;)

    er bleibt ausgangsseitig im Bereich der Schutzkleinspannung.

    Bleibt er mit dem LPF-24D-24 ohnehin. Selbst bei den 80 V bei Reihenschaltung bist du noch im Bereich der PELV durch die galvanische Trennung von Erde. Um dort einen eventuellen Stromschlag zu bekommen, müssten beide Anschlüsse der KSQ gleichzeitig berührt werden. Bei einem Abstand von 2 Metern schon ein recht schwieriges Unterfangen.

  • Ein 24 V Netzteil mit nachgeschalteten Niederspannungs-KSQs ist jetzt aber wirklich die unwirtschaftlichste Lösung.

    Ich denke, es wird ohnehin auf eine Parallelschaltung der Module hinauslaufen.

    6800 Lumen wäre wirklich etwas überdimensioniert. :)


    Und nicht vergessen: PWM kommt nicht in Frage - siehe Eingangspost.


    Über die Tatsache, dass es keine KSQs mit niedriger Leistung und hoher Ausgangsspannung gibt habe ich übrigens selbst schon mehrfach geflucht. Dafür hätte ich selbst schon die eine oder andere Anwendung gehabt.

  • Ein 24 V Netzteil mit nachgeschalteten Niederspannungs-KSQs ist jetzt aber wirklich die unwirtschaftlichste Lösung.

    Ja. Macht tatsächlich ein paar Cent Stromkosten aus, wenn die Dinger 24/7 durchlaufen. Abgesehen davon geht der Wirkungsgrad eines HLG/ELG im gedimmten Zustand auch recht schnell in den Keller.


    Und nicht vergessen: PWM kommt nicht in Frage - siehe Eingangspost.

    Zur Abwechslung einfach mal unnütze Prinzipen über den Haufen werfen.

  • Zur Abwechslung einfach mal unnütze Prinzipen über den Haufen werfen.

    Es gibt tatsächlich Menschen, die empfindlich auf PWM-Dimmung reagieren, das ist nachgewiesen.

    Ich mag PWM auch nicht, auch wenn es mir persönlich keine Probleme bereitet. Besonders relativ niederfrequente PWM-Signale erzeugen einen deutlichen Stroboskopeffekt - besonders bei niedrig eingestellten Helligkeiten, also wenn die Anzeit deutlich kürzer als die Auszeit ist.

  • Es gibt tatsächlich Menschen, die empfindlich auf PWM-Dimmung reagieren, das ist nachgewiesen.

    Aber nicht mehr bei ein paar Hundert Hertz. Das können Auge und Gehirn schlicht und ergreifend nicht mehr auflösen. Spätestens ab 200 Hz verschmelzen die Signale der Netzhautzellen zu einem Einheitsbrei.


    Unnütze Prinzipen...

  • Ich werde jetzt wie oben vorgeschlagen, den Weg über die Parallelschaltung gehen und den Versuch starten.


    Übrigens: wisst ihr, wo und ob man die Thrives auch in 3000k bekommt? Oder gibts ein vergleichbares Modul mit 3000k von einem anderen Hersteller mit ebenso hoher Lichtqualität?